[c&p] Los físicos cuánticos Jeff Lundeen y Aephraim Steinberg de la Universidad de Toronto, han mostrado que la paradoja de Hardy, una paradoja que ha confundido a los físicos por más de una década, puede ser confirmada y, en última instancia resuelta. Tarea que hasta el momento había sido imposible de realizar. Explicación detallada en el comentario #4 gracias a MiGUi
Una de las cuestiones fundamentales en Mecánica Cuántica es el papel que juega el "observador" en un experimento. El observador, si bien se llama así porque solemos ser nosotros, se entiende que es cualquier tipo de medida o interacción con un sistema para recabar información. Debido al principio de incertidumbre, el observador interfiere de forma irremediable con el sistema y de ese modo su evolución hacia el futuro queda condicionada por ello.
Una parte es el llamado colapso de la función de onda, en el cual, tras medir un sistema, el conjunto de posibles estados en los que podía encontrarse, se reduce a aquellos valores que hemos medido y verificado.
Si no olvidamos que el observador no tiene que ser un humano, entonces nos interesará saber qué puñetas hacemos ara medir el sistema sin cambiarlo. Es decir, mirar pero sin que el sistema se dé cuenta. Mirar sin ver que es en esencia de lo que habla el artículo.
En los 90 se planteó la posibilidad de hacer medidas sin interacción, de forma indirecta. Hardy propuso que uno nunca puede recabar información sobre lo que ocurrió en el pasado si dicho pasado no ha sido observado. Es decir, podemos predecir hacia dónde va a evolucionar, pero no de donde viene salvo que lo hayamos medido. Esto equivaldría a recabar información de un sistema, sin interaccionar con él.
Se propuso un experimento para combinar la idea de Hardy con una nueva teoría que propone que en cierto modo, uno puede conocer cosas sobre, aunque no todo. Por eso la llaman teoría de la medida débil. Se trata de un detector que interacciona tan poco con el sistema que el nivel de incertidumbre que produce es menor al de la incertidumbre propia del sistema. Es decir, que interfiere, pero poco. Esta teoría permite resolver la paradoja de Hardy porque se puede demostrar experimentalmente los enunciados aparentemente paradógicos de Hardy.
#3:
Explicado en pocas palabras, lo que han logrado es hacer observaciones sin provocar alteraciones. En física cuántica no es posible realizar observaciones precisas porque al observar una partícula estamos interactuando con ella, lo que modifica su estado (es lo que se conoce como principio de incertidumbre).
Este equipo afirma haber creado un método para "observar sin interactuar"; es decir, para poder realizar mediciones sobre partículas sin alterar su estado.
#5:
Para ilustrar, un conocido vídeo. El tema tratado está a partir del 3:50, aunque todo el vídeo es interesante para el que no lo conozca:
#15:
No sé por qué nunca explican bien estos conceptos físicos. Daré aquí una breve noción a lo bestia.
El planeta Tierra atrae hacia sí cosas a su alrededor. Es decir, cuando algo está cerca del planeta Tierra, experimenta una fuerza, que altera su movimiento y le lleva al planeta Tierra. Cuando Newton descubrió esta capacidad que tiene el planeta de generar o de "despertar" fuerzas a su alrededor, que empujan a los objetos hacia el planeta, pareció inicialmente algo "mágico", porque hasta entonces básicamente se pensaba que un objeto sólo podía imprimir fuerza a otro a través de un choque. Pero tuvo que asumirse. En general la masa de los cuerpos genera "mágicamente" esas fuerzas a su alrededor. Pero este no sería el único hecho natural que nos demostraría que los cuerpos u objetos físicos pueden "mágicamente" despertar fuerzas a su alrededor, que pueden mover otros objetos.
Mucho antes de Newton y de su descubrimiento de la fuerza gravitatoria, ya se conocía el curioso comportamiento de las piedras magnéticas. Un imán puede atraer hacia sí un trozo de hierro. Otro claro ejemplo de que los cuerpos físicos pueden generar o "despertar mágicamente" fuerzas a su alrededor, que pueden causar movimientos en otros objetos.
Los físicos se hicieron finalmente a la idea de que los cuerpos físicos pueden generar fuerzas a su alrededor. A las fuerzas que un objeto físico genera a su alrededor, las llamaron "campo de fuerza".
Se empezó a manejar el estándar de dibujar las fuerzas que un objeto puede causar a su alrededor, con "flechitas" (que llamaron "vectores"). Así, si tienes un objeto, y en un punto del espacio, separado de él, ese objeto induce una fuerza de cierta magnitud y trayectoria, esto se representaba con una flechita (un vector) más o menos largo. El campo de fuerza del objeto estaría dibujado por "muchas flechitas", cada una "flotando" sobre un punto del espacio. Si alguna partícula pequeña se ponía en un punto del espacio, sufriría la fuerza de "la flechita" que estuviese en su posición, y su movimiento se vería consecuentemente alterado.
Para describir matemáticamente estas flechitas de fuerza, los físico-matemáticos inventaron las derivadas y las integrales de las funciones (en realidad inventaron todo el Cálculo y el Análisis matemático a partir del tema físico de los campos de fuerza, es decir: inventaron el concepto de función, el concepto de tratamiento infinitesimal y de límite, y los conceptos de derivación e integración). El truco era el siguiente: para describir "todas" las flechitas de un campo de fuerza inducido por un objeto a su alrededor, se construía una única función matemática tal, que al calcularle su derivada (o sus derivadas parciales), quedaban descritas las flechitas de fuerza. Es decir, la idea era tener una única función matemática, y que de ella, por una determinada operación (la operación de derivación sobre sus variables), se dedujesen las "flechitas". A estas flechitas o vectores se los empezó a denominar así "vectores gradientes"; los vectores gradientes son vectores que nacieron en el ámbito de la ciencia humana para representar fuerzas físicas. No voy a detallar aquí cómo se les ocurrió inventar esa "función única" (que llamaron "Energía") de la que, por derivación, se sacaban las flechitas de fuerza. Pero sí daré como pista que se hizo por lo inverso a la derivación, es decir, por integración, o diciéndolo muy a lo bestia: construyeron la función de energía "sumando poquito a poco flechitas de fuerza muy pequeñas".
El gran salto hacia la mecánica cuántica vino aquí: al principio se creía que el campo de fuerza de un objeto (y su asociada función de energía) era siempre estático, fijo, invariante. Las flechitas de fuerza estaban como flotando inmóviles siempre respecto a cierta distancia del objeto. Pero llegó un físico, Maxwell, y descubrió que no era así. Descubrió que el campo de fuerza (es decir, el campo de flechitas) fluctuaba, y, sorprendentemente, fluctuaba como una onda. Se descubrieron así las ondas electromagnéticas, que son ondas en el campo de fuerza que un objeto magnético genera a su alrededor (se empezó así a hablar, no de ondas de fuerza, sino de "ondas de energía").
A partir de este punto, la cadena de descubrimientos fue impresionante. Se entendió que las ondas electromagnéticas, son luz. Es decir, la luz es una onda electromagnética, y por tanto es una fuerza fluctuante causada por un objeto. Por tanto es también una onda de energía. O viceversa, si quisiéramos imaginarnos cómo veríamos las ondas electromagnéticas que por ejemplo vienen desde las emisoras de televisión hacia las antenas de televisión de las azoteas, entonces nos las tendríamos que imaginar como luz. Veríamos cómo las emisoras de televisión aparecerían como puntos luminosos encendidos en el horizonte, que cargan eléctricamente las antenas de las azoteas (fenómeno fotoeléctrico). Todo esto culminaría con la comprensión, empezando por Plank, de que la materia consiste precisamente en ondas de energía . Por ejemplo, esas "ondas" que nos muestra el vídeo de Youtube que nos ponen más arriba, si alguien se preguntaba "de qué están hechas", pues eso, están hechas de energía (o fuerza).
Lo curioso es que luego todo este aparato matemático y analítico que nació en la Física (funciones, derivadas, integrales...) se empezó a usar en otras muchas ciencias. Por ejemplo: en Economía, la función que los físicos llaman "energía", se llama "función de utilidad" (lo sé porque soy economista), y también se usa como "función de producción". Aunque no se lo preguntéis a los profesores de la universidad: ellos no saben que "sus" funciones (esas que defienden en nombre del Capitalismo, etcétera) vienen de la Física.
Una de las cuestiones fundamentales en Mecánica Cuántica es el papel que juega el "observador" en un experimento. El observador, si bien se llama así porque solemos ser nosotros, se entiende que es cualquier tipo de medida o interacción con un sistema para recabar información. Debido al principio de incertidumbre, el observador interfiere de forma irremediable con el sistema y de ese modo su evolución hacia el futuro queda condicionada por ello.
Una parte es el llamado colapso de la función de onda, en el cual, tras medir un sistema, el conjunto de posibles estados en los que podía encontrarse, se reduce a aquellos valores que hemos medido y verificado.
Si no olvidamos que el observador no tiene que ser un humano, entonces nos interesará saber qué puñetas hacemos ara medir el sistema sin cambiarlo. Es decir, mirar pero sin que el sistema se dé cuenta. Mirar sin ver que es en esencia de lo que habla el artículo.
En los 90 se planteó la posibilidad de hacer medidas sin interacción, de forma indirecta. Hardy propuso que uno nunca puede recabar información sobre lo que ocurrió en el pasado si dicho pasado no ha sido observado. Es decir, podemos predecir hacia dónde va a evolucionar, pero no de donde viene salvo que lo hayamos medido. Esto equivaldría a recabar información de un sistema, sin interaccionar con él.
Se propuso un experimento para combinar la idea de Hardy con una nueva teoría que propone que en cierto modo, uno puede conocer cosas sobre, aunque no todo. Por eso la llaman teoría de la medida débil. Se trata de un detector que interacciona tan poco con el sistema que el nivel de incertidumbre que produce es menor al de la incertidumbre propia del sistema. Es decir, que interfiere, pero poco. Esta teoría permite resolver la paradoja de Hardy porque se puede demostrar experimentalmente los enunciados aparentemente paradógicos de Hardy.
Explicado en pocas palabras, lo que han logrado es hacer observaciones sin provocar alteraciones. En física cuántica no es posible realizar observaciones precisas porque al observar una partícula estamos interactuando con ella, lo que modifica su estado (es lo que se conoce como principio de incertidumbre).
Este equipo afirma haber creado un método para "observar sin interactuar"; es decir, para poder realizar mediciones sobre partículas sin alterar su estado.
No sé por qué nunca explican bien estos conceptos físicos. Daré aquí una breve noción a lo bestia.
El planeta Tierra atrae hacia sí cosas a su alrededor. Es decir, cuando algo está cerca del planeta Tierra, experimenta una fuerza, que altera su movimiento y le lleva al planeta Tierra. Cuando Newton descubrió esta capacidad que tiene el planeta de generar o de "despertar" fuerzas a su alrededor, que empujan a los objetos hacia el planeta, pareció inicialmente algo "mágico", porque hasta entonces básicamente se pensaba que un objeto sólo podía imprimir fuerza a otro a través de un choque. Pero tuvo que asumirse. En general la masa de los cuerpos genera "mágicamente" esas fuerzas a su alrededor. Pero este no sería el único hecho natural que nos demostraría que los cuerpos u objetos físicos pueden "mágicamente" despertar fuerzas a su alrededor, que pueden mover otros objetos.
Mucho antes de Newton y de su descubrimiento de la fuerza gravitatoria, ya se conocía el curioso comportamiento de las piedras magnéticas. Un imán puede atraer hacia sí un trozo de hierro. Otro claro ejemplo de que los cuerpos físicos pueden generar o "despertar mágicamente" fuerzas a su alrededor, que pueden causar movimientos en otros objetos.
Los físicos se hicieron finalmente a la idea de que los cuerpos físicos pueden generar fuerzas a su alrededor. A las fuerzas que un objeto físico genera a su alrededor, las llamaron "campo de fuerza".
Se empezó a manejar el estándar de dibujar las fuerzas que un objeto puede causar a su alrededor, con "flechitas" (que llamaron "vectores"). Así, si tienes un objeto, y en un punto del espacio, separado de él, ese objeto induce una fuerza de cierta magnitud y trayectoria, esto se representaba con una flechita (un vector) más o menos largo. El campo de fuerza del objeto estaría dibujado por "muchas flechitas", cada una "flotando" sobre un punto del espacio. Si alguna partícula pequeña se ponía en un punto del espacio, sufriría la fuerza de "la flechita" que estuviese en su posición, y su movimiento se vería consecuentemente alterado.
Para describir matemáticamente estas flechitas de fuerza, los físico-matemáticos inventaron las derivadas y las integrales de las funciones (en realidad inventaron todo el Cálculo y el Análisis matemático a partir del tema físico de los campos de fuerza, es decir: inventaron el concepto de función, el concepto de tratamiento infinitesimal y de límite, y los conceptos de derivación e integración). El truco era el siguiente: para describir "todas" las flechitas de un campo de fuerza inducido por un objeto a su alrededor, se construía una única función matemática tal, que al calcularle su derivada (o sus derivadas parciales), quedaban descritas las flechitas de fuerza. Es decir, la idea era tener una única función matemática, y que de ella, por una determinada operación (la operación de derivación sobre sus variables), se dedujesen las "flechitas". A estas flechitas o vectores se los empezó a denominar así "vectores gradientes"; los vectores gradientes son vectores que nacieron en el ámbito de la ciencia humana para representar fuerzas físicas. No voy a detallar aquí cómo se les ocurrió inventar esa "función única" (que llamaron "Energía") de la que, por derivación, se sacaban las flechitas de fuerza. Pero sí daré como pista que se hizo por lo inverso a la derivación, es decir, por integración, o diciéndolo muy a lo bestia: construyeron la función de energía "sumando poquito a poco flechitas de fuerza muy pequeñas".
El gran salto hacia la mecánica cuántica vino aquí: al principio se creía que el campo de fuerza de un objeto (y su asociada función de energía) era siempre estático, fijo, invariante. Las flechitas de fuerza estaban como flotando inmóviles siempre respecto a cierta distancia del objeto. Pero llegó un físico, Maxwell, y descubrió que no era así. Descubrió que el campo de fuerza (es decir, el campo de flechitas) fluctuaba, y, sorprendentemente, fluctuaba como una onda. Se descubrieron así las ondas electromagnéticas, que son ondas en el campo de fuerza que un objeto magnético genera a su alrededor (se empezó así a hablar, no de ondas de fuerza, sino de "ondas de energía").
A partir de este punto, la cadena de descubrimientos fue impresionante. Se entendió que las ondas electromagnéticas, son luz. Es decir, la luz es una onda electromagnética, y por tanto es una fuerza fluctuante causada por un objeto. Por tanto es también una onda de energía. O viceversa, si quisiéramos imaginarnos cómo veríamos las ondas electromagnéticas que por ejemplo vienen desde las emisoras de televisión hacia las antenas de televisión de las azoteas, entonces nos las tendríamos que imaginar como luz. Veríamos cómo las emisoras de televisión aparecerían como puntos luminosos encendidos en el horizonte, que cargan eléctricamente las antenas de las azoteas (fenómeno fotoeléctrico). Todo esto culminaría con la comprensión, empezando por Plank, de que la materia consiste precisamente en ondas de energía . Por ejemplo, esas "ondas" que nos muestra el vídeo de Youtube que nos ponen más arriba, si alguien se preguntaba "de qué están hechas", pues eso, están hechas de energía (o fuerza).
Lo curioso es que luego todo este aparato matemático y analítico que nació en la Física (funciones, derivadas, integrales...) se empezó a usar en otras muchas ciencias. Por ejemplo: en Economía, la función que los físicos llaman "energía", se llama "función de utilidad" (lo sé porque soy economista), y también se usa como "función de producción". Aunque no se lo preguntéis a los profesores de la universidad: ellos no saben que "sus" funciones (esas que defienden en nombre del Capitalismo, etcétera) vienen de la Física.
Para la gente que no tenga mucha idea del tema, les recomiendo el libro "El universo en una cáscara de nuez" de Stephen Hawking, en el que se habla de un montón de teorías científicas sobre el universo. También habla de la física cuántica y fenómenos básicos como el principio de incertidumbre.
Usa un lenguaje muy cercano y totalmente alejado de tecnicismos, para que los profanos a la materia como yo podamos creer que entendemos algo
#10 descuida, con el bukkake karmamentístico que me han montado en #4 ni lo voy a notar, y a mí me pasa muchas veces, peor va a ser para tus coeficientes...
#21 No te preocupes en absoluto, hacer contribuciones constructivas a un diálogo no puede ser jamás un tocamiento de narices (al menos yo nunca lo consideraría un tocamiento de narices). Si alguien hace una aportación de utilidad, yo ampliamente se lo reconozco y se lo agradezco (cualquiera que siga mis comentarios puede atestiguarlo).
Verás, yo soy de la opinión de que el conocimiento, el verdadero conocimiento lógico y racional, está al alcance de cualquiera; la condición es que debe ser explicado adecuadamente. Y para que deba ser explicado adecuadamente, la condición es que, quien lo explica, en realidad lo entienda. Y esto último, la mayoría de las veces, no ocurre (como decía Pierre-Augustin Caron de Beaumarchais, el dramaturgo francés que escribió "El Barbero de Sevilla": "no hace falta entender realmente de las cosas para hacer exposiciones sobre ellas"). Es como la serpiente que se muerde la cola: profesores mal formados no pueden crear nunca estudiantes bien formados; y de estudiantes mal formados no pueden resultar nunca profesores bien formados, etcétera.
Y me parece una pena, porque el conocimiento, el verdadero conocimiento, lo único que no es, es un elemento elitista. Si el conocimiento es adquirido adecuadamente, entonces puede ser transmitido adecuadamente, y si es transmitido adecuadamente, entonces hasta un niño puede entenderlo.
Para mí no hay mayor placer que hablar con personas que, en vez de vanagloriarse (directa o indirectamente) intentando demostrarme lo difícil y lo complicado que es el conocimiento que tienen (cosa que en realidad significa que ellos tampoco lo tienen claro), al contrario, intentan mostrarme lo sencillo y lo accesible que es su conocimiento. Yo valoro muchísimo a personas de este tipo (no las suelo encontrar con mucha frecuencia), y estas personas jamás me tocan las narices por lo que me dicen, al contrario, recibo sus referencias como algo de valor para mí, y disfruto del diálogo constructivo con ellas. La inteligencia y la racionalidad no consisten con complicar las cosas, sino en simplificarlas.
Te hablo por experiencia (dí clases a un muchacho cuyos padres creían que tenía problemas de aprendizaje, y el chaval terminó entendiendo la Teoría Económica al completo).
Y sí, en la medida en que las circunstancias me lo permiten, yo mismo intento publicar en la web explicaciones lo más adecuadas posibles sobre distintas materias que considero cruciales. Pero es algo que me tengo que tomar con tiempo, me lo tengo que tomar con muuucha paciencia, porque ya sabes que las circunstancias cotidianas no te permiten sencillamente sacrificarlo todo para ponerte a publicar cosas por internet. Además de que, por mi forma de ser, prefiero infinitamente más dedicar diez años a publicar sólo dos palabritas que puedan ser bien entendidas, a publicar en dos minutos dos mil palabras que, en el fondo, nadie entiende.
PD: y sí, sé eso que me dices de Leibniz. Al principio, ni Newton ni Leibniz hablaron de "cálculo de límites" ni de "cálculo infinitesimal": ellos emplearon la denominación "cálculo de fluxiones".
#15, gracias por esa capacidad de síntesis, me gusta la relación que haces de los conceptos matemáticos con imágenes para visionar los campos de fuerza y las ondas de energía.
Me pregunto si tiene algo que ver las ondas de Plank para describir la materia y la teoría de cuerdas.
A mi me interesa este punto de vista, simplifica muchas cosas pero tampoco pierde complejidad. Un solo tono u onda puede hacer un dibujo de estos, en dos dimensiones:
Lo primero que llama la atención es la perfecta simetría, en parte se debe a que los límites o las condiciones de contorno que resuelven las ecuaciones diferenciales ( los dibujos) son totalmente simétricas. En la realidad, las condiciones de contorno son mucho más complejas, así como la combinación de de tonos o armónicos de los "mensajes".
Si pensamos en cómo podría ser esto en tres dimensiones:
La música es un ejemplo límite de comunicación a base de ondas. El timbre de un instrumento es una combinación única de tonos, y del peso relativo que tiene cada tono respecto de los demás tonos o armónicos. Las notas musicales también representan tonos ondas, organizadas en forma de escala o armonía. El ritmo o frecuencia también es una onda al fin y al cabo. La música es una experiencia intuitiva, no hay que calcularla, se siente la energía que transporta, como va del músico al público y del público de vuelta al músico. Visualizar toda esta información con flechitas y ondas es bastante complicado, me parece que llegamos al terreno del caos, cuando lo que en principio y a la vista parece desordenado, pero cuyo límite o borde es una curva perfecta que cambia contínuamente y de forma natural.
Estas imágenes me recuerdan a mi noción de vida y me hacen pensar en que no debe haber mucha diferencia entre la "materia inerte" y nosoros mismos.
Otro interesante documental sobre paradojas que acabo de ver y que llevaba un par de días en descarga. "La paradoja de Hawking" de la BBC (cómo no, creo que telecinco aun no ha sabido promocionar la cuantíca con SMS)
#32, cuidado, "ni Newton ni Leibniz hablaron de "cálculo de límites" ni de "cálculo infinitesimal": ellos emplearon la denominación "cálculo de fluxiones"." Dicha denominación es de la Escuela Insular (británica), la de Newton, pero en la Escuela Continental (alemana) se utilizaba "cálculo de infinitésimos," que Leibniz "entendía" en el contexto de su teoría "filosófica" de mónadas.
No es por tocar narices #15, pero el cálculo se desarrolló de forma independiente y de hecho ligeramente antes que el estudio de la gravedad. El cálculo integral pudo solaparse con el trabajo de Newton sobre la gravedad, pero Leibniz lo desarrolló simultáneamente a Newton de forma puramente matemática.
Las matemáticas se han desarrollado muchas veces antes que la física que iba a utilizarlas después y sólo por el placer de desarrollarlas, sin necesidad de aplicación real.
Y hablando del artículo: Entonces ¿Sabemos ya si el gato de Schrödinger está muerto?
Me gusta hacer vídeos con mi cámara del móvil porque es menos intrusivo que una cámara de fotos o de vídeo. Los vídeos son más naturales. Se acerca más a ver que a mirar.
#15 muy bueno tu comentario.
Solo me gustaria añadir un detalle, cuando se habla de grandes fisicos, suele no aparecer el nombre de Maxwell, y este sabio es de la talla de un Newton, un Niels Bohr o un Eistein.
Si hoy el mayor reto de la fisica es lograr una teoria que unifique los campos de fuerza existentes, el primer gran paso lo dio Maxwell unificando el campo electrico y el campo magnetico.
Comentarios
#1 un placer
Una de las cuestiones fundamentales en Mecánica Cuántica es el papel que juega el "observador" en un experimento. El observador, si bien se llama así porque solemos ser nosotros, se entiende que es cualquier tipo de medida o interacción con un sistema para recabar información. Debido al principio de incertidumbre, el observador interfiere de forma irremediable con el sistema y de ese modo su evolución hacia el futuro queda condicionada por ello.
Una parte es el llamado colapso de la función de onda, en el cual, tras medir un sistema, el conjunto de posibles estados en los que podía encontrarse, se reduce a aquellos valores que hemos medido y verificado.
Si no olvidamos que el observador no tiene que ser un humano, entonces nos interesará saber qué puñetas hacemos ara medir el sistema sin cambiarlo. Es decir, mirar pero sin que el sistema se dé cuenta. Mirar sin ver que es en esencia de lo que habla el artículo.
En los 90 se planteó la posibilidad de hacer medidas sin interacción, de forma indirecta. Hardy propuso que uno nunca puede recabar información sobre lo que ocurrió en el pasado si dicho pasado no ha sido observado. Es decir, podemos predecir hacia dónde va a evolucionar, pero no de donde viene salvo que lo hayamos medido. Esto equivaldría a recabar información de un sistema, sin interaccionar con él.
Se propuso un experimento para combinar la idea de Hardy con una nueva teoría que propone que en cierto modo, uno puede conocer cosas sobre, aunque no todo. Por eso la llaman teoría de la medida débil. Se trata de un detector que interacciona tan poco con el sistema que el nivel de incertidumbre que produce es menor al de la incertidumbre propia del sistema. Es decir, que interfiere, pero poco. Esta teoría permite resolver la paradoja de Hardy porque se puede demostrar experimentalmente los enunciados aparentemente paradógicos de Hardy.
Explicado en pocas palabras, lo que han logrado es hacer observaciones sin provocar alteraciones. En física cuántica no es posible realizar observaciones precisas porque al observar una partícula estamos interactuando con ella, lo que modifica su estado (es lo que se conoce como principio de incertidumbre).
Este equipo afirma haber creado un método para "observar sin interactuar"; es decir, para poder realizar mediciones sobre partículas sin alterar su estado.
Para ilustrar, un conocido vídeo. El tema tratado está a partir del 3:50, aunque todo el vídeo es interesante para el que no lo conozca:
No sé por qué nunca explican bien estos conceptos físicos. Daré aquí una breve noción a lo bestia.
El planeta Tierra atrae hacia sí cosas a su alrededor. Es decir, cuando algo está cerca del planeta Tierra, experimenta una fuerza, que altera su movimiento y le lleva al planeta Tierra. Cuando Newton descubrió esta capacidad que tiene el planeta de generar o de "despertar" fuerzas a su alrededor, que empujan a los objetos hacia el planeta, pareció inicialmente algo "mágico", porque hasta entonces básicamente se pensaba que un objeto sólo podía imprimir fuerza a otro a través de un choque. Pero tuvo que asumirse. En general la masa de los cuerpos genera "mágicamente" esas fuerzas a su alrededor. Pero este no sería el único hecho natural que nos demostraría que los cuerpos u objetos físicos pueden "mágicamente" despertar fuerzas a su alrededor, que pueden mover otros objetos.
Mucho antes de Newton y de su descubrimiento de la fuerza gravitatoria, ya se conocía el curioso comportamiento de las piedras magnéticas. Un imán puede atraer hacia sí un trozo de hierro. Otro claro ejemplo de que los cuerpos físicos pueden generar o "despertar mágicamente" fuerzas a su alrededor, que pueden causar movimientos en otros objetos.
Los físicos se hicieron finalmente a la idea de que los cuerpos físicos pueden generar fuerzas a su alrededor. A las fuerzas que un objeto físico genera a su alrededor, las llamaron "campo de fuerza".
Se empezó a manejar el estándar de dibujar las fuerzas que un objeto puede causar a su alrededor, con "flechitas" (que llamaron "vectores"). Así, si tienes un objeto, y en un punto del espacio, separado de él, ese objeto induce una fuerza de cierta magnitud y trayectoria, esto se representaba con una flechita (un vector) más o menos largo. El campo de fuerza del objeto estaría dibujado por "muchas flechitas", cada una "flotando" sobre un punto del espacio. Si alguna partícula pequeña se ponía en un punto del espacio, sufriría la fuerza de "la flechita" que estuviese en su posición, y su movimiento se vería consecuentemente alterado.
Para describir matemáticamente estas flechitas de fuerza, los físico-matemáticos inventaron las derivadas y las integrales de las funciones (en realidad inventaron todo el Cálculo y el Análisis matemático a partir del tema físico de los campos de fuerza, es decir: inventaron el concepto de función, el concepto de tratamiento infinitesimal y de límite, y los conceptos de derivación e integración). El truco era el siguiente: para describir "todas" las flechitas de un campo de fuerza inducido por un objeto a su alrededor, se construía una única función matemática tal, que al calcularle su derivada (o sus derivadas parciales), quedaban descritas las flechitas de fuerza. Es decir, la idea era tener una única función matemática, y que de ella, por una determinada operación (la operación de derivación sobre sus variables), se dedujesen las "flechitas". A estas flechitas o vectores se los empezó a denominar así "vectores gradientes"; los vectores gradientes son vectores que nacieron en el ámbito de la ciencia humana para representar fuerzas físicas. No voy a detallar aquí cómo se les ocurrió inventar esa "función única" (que llamaron "Energía") de la que, por derivación, se sacaban las flechitas de fuerza. Pero sí daré como pista que se hizo por lo inverso a la derivación, es decir, por integración, o diciéndolo muy a lo bestia: construyeron la función de energía "sumando poquito a poco flechitas de fuerza muy pequeñas".
El gran salto hacia la mecánica cuántica vino aquí: al principio se creía que el campo de fuerza de un objeto (y su asociada función de energía) era siempre estático, fijo, invariante. Las flechitas de fuerza estaban como flotando inmóviles siempre respecto a cierta distancia del objeto. Pero llegó un físico, Maxwell, y descubrió que no era así. Descubrió que el campo de fuerza (es decir, el campo de flechitas) fluctuaba, y, sorprendentemente, fluctuaba como una onda. Se descubrieron así las ondas electromagnéticas, que son ondas en el campo de fuerza que un objeto magnético genera a su alrededor (se empezó así a hablar, no de ondas de fuerza, sino de "ondas de energía").
A partir de este punto, la cadena de descubrimientos fue impresionante. Se entendió que las ondas electromagnéticas, son luz. Es decir, la luz es una onda electromagnética, y por tanto es una fuerza fluctuante causada por un objeto. Por tanto es también una onda de energía. O viceversa, si quisiéramos imaginarnos cómo veríamos las ondas electromagnéticas que por ejemplo vienen desde las emisoras de televisión hacia las antenas de televisión de las azoteas, entonces nos las tendríamos que imaginar como luz. Veríamos cómo las emisoras de televisión aparecerían como puntos luminosos encendidos en el horizonte, que cargan eléctricamente las antenas de las azoteas (fenómeno fotoeléctrico). Todo esto culminaría con la comprensión, empezando por Plank, de que la materia consiste precisamente en ondas de energía . Por ejemplo, esas "ondas" que nos muestra el vídeo de Youtube que nos ponen más arriba, si alguien se preguntaba "de qué están hechas", pues eso, están hechas de energía (o fuerza).
Lo curioso es que luego todo este aparato matemático y analítico que nació en la Física (funciones, derivadas, integrales...) se empezó a usar en otras muchas ciencias. Por ejemplo: en Economía, la función que los físicos llaman "energía", se llama "función de utilidad" (lo sé porque soy economista), y también se usa como "función de producción". Aunque no se lo preguntéis a los profesores de la universidad: ellos no saben que "sus" funciones (esas que defienden en nombre del Capitalismo, etcétera) vienen de la Física.
¿Todavía? Pues ya es hora de que se actualicen y resuelvan la paradoja de Intrepid.
Para la gente que no tenga mucha idea del tema, les recomiendo el libro "El universo en una cáscara de nuez" de Stephen Hawking, en el que se habla de un montón de teorías científicas sobre el universo. También habla de la física cuántica y fenómenos básicos como el principio de incertidumbre.
Usa un lenguaje muy cercano y totalmente alejado de tecnicismos, para que los profanos a la materia como yo podamos creer que entendemos algo
Un saludo!
En este punto es donde necesitamos la ayuda de Pedro ... el de el Tamiz
Claro que Migui puede colaborar
#4 siento el voto negativo pues iva a votarte positivo y se me ha movido el raton al hacer el click >.
#10 descuida, con el bukkake karmamentístico que me han montado en #4 ni lo voy a notar, y a mí me pasa muchas veces, peor va a ser para tus coeficientes...
#11 bukkake karmamentistico, creo que se me ha quedado grabado esa expresion por mucho tiempo
y la explicacion muy buena
#4 me ha encantado tu explicaciòn, sencilla y directa. Gracias!!
#7 Y yo "Historia del tiempo" del mismo autor (me repito, lo sé: fisicos-aprietan-primera-vez-luz-limite-cuantico/1#comment-13
Físicos “aprietan” por primera vez la luz a su lím...
cienciakanija.comY otra cosa #4 siempre es un verdadero lujo leer tus comentarios. Gracias.
#21 No te preocupes en absoluto, hacer contribuciones constructivas a un diálogo no puede ser jamás un tocamiento de narices (al menos yo nunca lo consideraría un tocamiento de narices). Si alguien hace una aportación de utilidad, yo ampliamente se lo reconozco y se lo agradezco (cualquiera que siga mis comentarios puede atestiguarlo).
Verás, yo soy de la opinión de que el conocimiento, el verdadero conocimiento lógico y racional, está al alcance de cualquiera; la condición es que debe ser explicado adecuadamente. Y para que deba ser explicado adecuadamente, la condición es que, quien lo explica, en realidad lo entienda. Y esto último, la mayoría de las veces, no ocurre (como decía Pierre-Augustin Caron de Beaumarchais, el dramaturgo francés que escribió "El Barbero de Sevilla": "no hace falta entender realmente de las cosas para hacer exposiciones sobre ellas"). Es como la serpiente que se muerde la cola: profesores mal formados no pueden crear nunca estudiantes bien formados; y de estudiantes mal formados no pueden resultar nunca profesores bien formados, etcétera.
Y me parece una pena, porque el conocimiento, el verdadero conocimiento, lo único que no es, es un elemento elitista. Si el conocimiento es adquirido adecuadamente, entonces puede ser transmitido adecuadamente, y si es transmitido adecuadamente, entonces hasta un niño puede entenderlo.
Para mí no hay mayor placer que hablar con personas que, en vez de vanagloriarse (directa o indirectamente) intentando demostrarme lo difícil y lo complicado que es el conocimiento que tienen (cosa que en realidad significa que ellos tampoco lo tienen claro), al contrario, intentan mostrarme lo sencillo y lo accesible que es su conocimiento. Yo valoro muchísimo a personas de este tipo (no las suelo encontrar con mucha frecuencia), y estas personas jamás me tocan las narices por lo que me dicen, al contrario, recibo sus referencias como algo de valor para mí, y disfruto del diálogo constructivo con ellas. La inteligencia y la racionalidad no consisten con complicar las cosas, sino en simplificarlas.
Te hablo por experiencia (dí clases a un muchacho cuyos padres creían que tenía problemas de aprendizaje, y el chaval terminó entendiendo la Teoría Económica al completo).
Y sí, en la medida en que las circunstancias me lo permiten, yo mismo intento publicar en la web explicaciones lo más adecuadas posibles sobre distintas materias que considero cruciales. Pero es algo que me tengo que tomar con tiempo, me lo tengo que tomar con muuucha paciencia, porque ya sabes que las circunstancias cotidianas no te permiten sencillamente sacrificarlo todo para ponerte a publicar cosas por internet. Además de que, por mi forma de ser, prefiero infinitamente más dedicar diez años a publicar sólo dos palabritas que puedan ser bien entendidas, a publicar en dos minutos dos mil palabras que, en el fondo, nadie entiende.
PD: y sí, sé eso que me dices de Leibniz. Al principio, ni Newton ni Leibniz hablaron de "cálculo de límites" ni de "cálculo infinitesimal": ellos emplearon la denominación "cálculo de fluxiones".
Sheldon debe estar rabiando de envidia.
Bien! Ahora: A por la de Gutsy...............
#15, gracias por esa capacidad de síntesis, me gusta la relación que haces de los conceptos matemáticos con imágenes para visionar los campos de fuerza y las ondas de energía.
Me pregunto si tiene algo que ver las ondas de Plank para describir la materia y la teoría de cuerdas.
A mi me interesa este punto de vista, simplifica muchas cosas pero tampoco pierde complejidad. Un solo tono u onda puede hacer un dibujo de estos, en dos dimensiones:
Lo primero que llama la atención es la perfecta simetría, en parte se debe a que los límites o las condiciones de contorno que resuelven las ecuaciones diferenciales ( los dibujos) son totalmente simétricas. En la realidad, las condiciones de contorno son mucho más complejas, así como la combinación de de tonos o armónicos de los "mensajes".
Si pensamos en cómo podría ser esto en tres dimensiones:
La música es un ejemplo límite de comunicación a base de ondas. El timbre de un instrumento es una combinación única de tonos, y del peso relativo que tiene cada tono respecto de los demás tonos o armónicos. Las notas musicales también representan tonos ondas, organizadas en forma de escala o armonía. El ritmo o frecuencia también es una onda al fin y al cabo. La música es una experiencia intuitiva, no hay que calcularla, se siente la energía que transporta, como va del músico al público y del público de vuelta al músico. Visualizar toda esta información con flechitas y ondas es bastante complicado, me parece que llegamos al terreno del caos, cuando lo que en principio y a la vista parece desordenado, pero cuyo límite o borde es una curva perfecta que cambia contínuamente y de forma natural.
Estas imágenes me recuerdan a mi noción de vida y me hacen pensar en que no debe haber mucha diferencia entre la "materia inerte" y nosoros mismos.
Otro interesante documental sobre paradojas que acabo de ver y que llevaba un par de días en descarga. "La paradoja de Hawking" de la BBC (cómo no, creo que telecinco aun no ha sabido promocionar la cuantíca con SMS)
O de Ucedaman para los no inciados
#4 MiGUi, no sé qué haríamos sin ti
Una explicación de la paradoja de Hardy sin mecánica cuántica es "el misterio de los pasteles cuánticos" http://research.physics.uiuc.edu/QI/Photonics/papers/QuantumCakes.pdf
El artículo completo
http://arxiv.org/abs/0810.4229
#32, cuidado, "ni Newton ni Leibniz hablaron de "cálculo de límites" ni de "cálculo infinitesimal": ellos emplearon la denominación "cálculo de fluxiones"." Dicha denominación es de la Escuela Insular (británica), la de Newton, pero en la Escuela Continental (alemana) se utilizaba "cálculo de infinitésimos," que Leibniz "entendía" en el contexto de su teoría "filosófica" de mónadas.
Malditos fisicos....
Acabaran destrozando la criptografia cuantica!
No es por tocar narices #15, pero el cálculo se desarrolló de forma independiente y de hecho ligeramente antes que el estudio de la gravedad. El cálculo integral pudo solaparse con el trabajo de Newton sobre la gravedad, pero Leibniz lo desarrolló simultáneamente a Newton de forma puramente matemática.
Las matemáticas se han desarrollado muchas veces antes que la física que iba a utilizarlas después y sólo por el placer de desarrollarlas, sin necesidad de aplicación real.
Y hablando del artículo: Entonces ¿Sabemos ya si el gato de Schrödinger está muerto?
Me gusta hacer vídeos con mi cámara del móvil porque es menos intrusivo que una cámara de fotos o de vídeo. Los vídeos son más naturales. Se acerca más a ver que a mirar.
#5 Que video más bueno y que bien se entiende.
#15 muy bueno tu comentario.
Solo me gustaria añadir un detalle, cuando se habla de grandes fisicos, suele no aparecer el nombre de Maxwell, y este sabio es de la talla de un Newton, un Niels Bohr o un Eistein.
Si hoy el mayor reto de la fisica es lograr una teoria que unifique los campos de fuerza existentes, el primer gran paso lo dio Maxwell unificando el campo electrico y el campo magnetico.
#4 #15 gracias.
#3 Vamos, que han decido solo mirar y no tocar nada...
Me da pena Laurel!
MiGUi te queremos
Los Hardys Boyz vuelven a la carga...
PD: No me pegueis
PD2: Gracias #4 por aclararnos a los infieles
Jejejeje, algo no funciona en todo esto...