Ortoli y Pharabod. El cántico de la cuántica.

febrero 17, 2017

Ortoli y Pharabod, El cántico de la cuántica
Gedisa, 1985. 192 páginas.
Tit. Or. Le cantique des quantiques : Le monde existe-t-il ? Trad. Alberto L. Bixio .

Tenía un poco de miedo con este libro, porque el título tiene ganas de epatar al personal y el contenido podría ser de tendencias nueva oleras y pseudomísticas. Pero no, es una explicación bastante didáctica de la teoría cuántica a raiz de la comprobación en su momento (¡hace 30 años!) de las desigualdades de Bell por parte de Aspect.

El estilo se nota un pelín anticuado, pero es didáctico y riguroso, explicando con claridad cómo funciona el mundo a nivel subatómico y los problemas de interpretación que las ecuaciones nos dan. Problemas que siguen hoy igual de vigentes y, en mi opinión, igualmente fascinantes.

Recomendable.

El contenido de la función de onda
De la misma manera, la función de onda describe al electrón como si estuviera situado en una zona del espacio (por ejemplo, alrededor de un núcleo atómico) y nos hace conocer exactamente las diferentes probabilidades de su presencia en este o aquel lugar de la zona. Existe sin embargo una diferencia importante entre el comportamiento del electrón y el ejemplo que acabamos de dar para ilustrarlo. Si, en el ejemplo de ese matrimonio, el marido puede vacilar entre la piscina y la visita a un monumento, por lo menos está seguro de que su mujer no puede encontrarse en los dos lugares de la zona considerada con sólo tasas de probabilidad diferentes.
Por más que ninguna descripción clásica pueda explicarla, esta noción es capital en física cuántica. Para determinarla aun mejor permítasenos recurrir a las imágenes expuestas al comienzo del libro. En una charca barrosa y opaca se mueve un gran pez que se desplaza en todas las direcciones pero que permanece constantemente invisible. Desde la orilla de la charca, un pescador sólo percibe en ía superficie unas olitas cuya altura y dirección le informan en todo momento sobre el trayecto probable del pez. Sin embargo, mientras éste no haya sido pescado, el hombre se ve obligado a considerar que el pez se encuentra en todas parte a la vez, con probabilidades mayores o menores según el momento y el lugar. En cambio, desde el momento en que el pez muerde la carnada, todas esas posibles posiciones quedarán reducidas a una sola.
Esto es lo que en física cuántica se llama la “reducción del paquete de ondas”, pero cuidado: antes de morder el anzuelo, un pez “cuántico” ocupará toda la charca y habrá lugares de ella’ en que el pez estará más concentrado y otros en que estará más diluido.
Claro está, la probabilidad de encontrar el pez en un determinado lugar de la charca es proporcional a la concentración del animal en ese lugar. Pero la función de onda no contiene sólo esta información contracción/probabilidad de presencia. Contiene asimismo otra información que podría llamarse pulsación/energía. Para representársela puede uno imaginar que la sangre de nuestro “pez soluble” realiza un recorrido completo por su aparato circulatorio en un cierto intervalo de tiempo, que luego comienza un nuevo circuito y así sucesivamente. Hay otra manera de ver las cosas: puede uno suponer que en ese intervalo de tiempo el pez cambia de color continuamente y que pasa del rojo al anaranjado, .luego al amarillo, luego al verde, al azul y al violeta antes de reasumir el color rojo. Esos intervalos de tiempo que caracterizan la energía de los cuantones son extremadamente pequeños. Por ejemplo, en el caso del electrón del átomo de hidrógeno en su estado fundamental hay 7 x 1015 intervalos de tiempo por segundo.
Consideremos con un poco más de detalles el caso del electrón del átomo de hidrógeno. Se puede imaginar como que el electrón se encontrara en una charca esférica cuyo centro estaría ocupado por un protón (“núcleo” del átomo de hidrógeno) 1.836 veces más pesado que él. El átomo puede tener varios niveles de energía; el más bajo corresponde al estado fundamental aquí mencionado, los otros corresponden a estados llamados “excitados”. En el estado fundamental, el electrón está concentrado alrededor del protón, es decir, que ocupa esencialmente la región central de la charca. Si el nivel de energía aumenta, el electrón se “diluirá”para ocupar una zona más amplia y al mismo tiempo su pulsación se hará más lenta, es decir, disminuirá su energía “cinética” (la energía cinética de un cuerpo en movimiento es proporcional a su masa y al cuadrado de su velocidad; aquí hay que poner entre comillas la palabra cinética pues el electrón no es una bolilla que gira alrededor del protón); sin embargo, la energía total del átomo (energía cinética más energía potencial) habrá aumentado.
El hecho de que la función de onda contenga dos informaciones se debe a que dicha función es en realidad una combinación de dos funciones diferentes, una función doble en cierto modo (los matemáticos hablan de una función compleja).

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