martes, 23 de marzo de 2010

Extrañeza maravillosa

http://www.cienciakanija.com/2010/03/18/los-cientificos-agrandan-la-mecanica-cuantica/comment-page-1/#comment-23842 (Resumen)
Cleland y su equipo tomaron una medida más directa de la extrañeza cuántica a gran escala. Comenzaron con un diminuto remo mecánico, o ‘baqueta cuántica’, de unos 30 micrómetros de longitud que vibra cuando se coloca en movimiento en un rango concreto de frecuencias. Luego conectaron el remo a un circuito eléctrico superconductor que obedecía las leyes de la mecánica cuántica. Entonces enfriaron el sistema hasta temperaturas por debajo de una décima de kelvin.
A esta temperatura, el remo entró en su estado base mecánico cuántico. Usando el circuito cuántico, Cleland y su equipo verificaron que el remo no tenía energía vibratoria en absoluto. Entonces usaron el circuito para dar al remo un empujón y verlo vibrar a una energía específica.
Luego, los investigadores colocaron el circuito cuántico en una superposición de “empuje” y “no empuje”, y lo conectaron al remo. A través de una serie de cuidadosas medidas, fueron capaces de demostrar que el remo estaba, simultáneamente, vibrando y no vibrando.

emilio silvera agrega que el tamaño importa: cuanto mayor es el objeto, más fácil es para las fuerzas externas perturbar el estado cuántico.
“El entorno es algo enorme y complejo”, dice Cleland. “Es esa interacción de este sistema increíblemente complejo lo que hace que se desvanezca la coherencia cuántica”.
Está claro que durante toda la historia de la Física el misterio esquivo de la mecánica cuántica a dado lugar a grandes controversias (acordémonos de Einstein y Bohr), y, la cantidad de disparates que han surgido es tan grande que ningún físico serio ni siquiera sabría por donde empezar para refutarlos.
La verdadera naturaleza de la mecánica cuántica, en principio, subyace en la Naturaleza misma y, con las leyes que conocemos actualmente se puede predecir el resultado de cualquier experimento, en el sentido que la predicción consiste en dos factores. El primer factor es un cálculo definido con exactitud del efecto de las fuerzas y estructuras, tan riguroso como las leyes de Newton. El segundo factor es una probabilidad estadística definida matemáticamente de forma estricta.
Las partículas seguirán una distribución de probabilidad dada, primero de una forma y luego de la otra. Las probabilidades se pueden calcular, y también la probabilidad de que un experimento concreto pueda desviarse de la probabilidad calculada.

planck dice: Bien vamos a ver, es curioso que cuando se empieza a discutir sobre mecánica cuántica siempre salen a escena ideas o comentarios que rozan lo metafísico y lo esotérico y luego todo esto es utilizado por los “paranormales” para “justificar” fantasmas, espíritus y a el “chupacabras”. Es cierto que la mc es muy extraña por que es totalmente ajena a nuestra intuición pero ¿Por que el universo de las partículas elementales iba a comportarse como nosotros queremos? Eso si es antropocentrismo. Respecto al artículo, este tiene mucho de sensacionalismo y poco (o nada) de descubrimientos nuevos. Para empezar, no es cierto que sea la primera vez que se observan fenómenos cuánticos en objetos grandes, en la superconductividad y en la superfluidez de los condensados de Bose-Einstein llevamos años observando los efectos cuánticos. En segundo lugar los efectos cuánticos  no dependen realmente del tamaño sino de la energía total del sistema. Entonces, si enfriamos el sistema hasta temperaturas en las que la energía es cercana al cero absoluto, obtenemos fenómenos cuánticos...
 Pero evidentemente los objetos cotidianos no se encuentran a esas temperaturas o energías; a partir de ciertas energías la vibración o la interacción con el ambiente “destruye” las superposiciones cuánticas. Por último, debemos señalar que muchas de las enormes “rarezas” (a pesar de la ya de por si “rareza” intrínseca) del mundo cuántico surgen de una mala interpretación de la teoría de la mc:
 Lo que si se produce en la “baqueta cuántica” del artículo al ser enfriada a bajísimas temperaturas es que los millones de átomos de los que está compuesta pasan a tener el mismo estado cuántico (de forma análoga a lo que ocurre en la superconductividad) que es el estado de mínima energía fundamental, en esta circunstancia los átomos se comportan como si fueran una sola entidad y claro, esta entidad de millones de átomos responde a las leyes de la mc.
Además no es cierto que la “baqueta cuántica” este vibrando y no vibrando a la vez, lo que esta en una superposición de estados es su FUNCIÓN DE ONDA,  (para poder medir una magnitud real hay que realizar una medida real con lo que la función de onda “colapsará” a un único estado: vibrando o no vibrando. La función de onda es un “ente matemático” que no tiene una existencia real (no puede determinarse simultáneamente su posición y su trayectoria), es su medición lo que la “fuerza” a “adquirir” un valor definido y real.
De momento, solo podemos decir que la función de onda es algo muy peculiar (no es ni mucho menos tan explicita o real como otras ecuaciones de la física (como dice Jurl), por un lado incluye toda la información que puede ser físicamente medible de un sistema, pero, por el otro, en la realidad solo podemos medir ciertas magnitudes y predecir con que probabilidad mediremos las otras. Esto es lo verdaderamente extraño, es como si solo pudiésemos observar una parte de la información de la función de onda. Entonces, ¿Qué es la función de onda? Si no es algo que se pueda medir total y simultáneamente con ningún instrumento físico ¿se puede considerar algo real? Sin embargo algo de real tiene que tener puesto que las observaciones finales solo se pueden explicar como interacciones entre las funciones de onda de las partículas. En un computador cuántico por ejemplo los qbits, que son superposiciones cuánticas de 1 y 0 permiten hacer cálculos simultáneos con millones de números, de alguna forma esta información está en la función de onda, sin embargo, para saber el resultado tenemos que hacer una medición y solo obtendremos un número al azar y con una cierta probabilidad. Es como si se nos negase el acceso a la información (por supuesto esto último es una especulación personal entiéndase en este contexto).
Parece como si tuviéramos que volver a la eterna pregunta de la relación entre matemáticas y realidad. Otro de los grandes misterios de la física.)

Jurl dice: El problema es la interpretación de la mecánica cuántica. Un problema que siempre surge a la hora de explicar los fenómenos cuánticos a un público en general, pero que también surge en círculos técnicos entre físicos.¿Es “real” la función de onda? ¿O es un mero constructo matemático que usan los físicos para entender la realidad subyacente?  ¿podemos medir las funciones de onda, sólo podemos medir probabilidades e inferir la función de onda a partir de éstas.?
 Vamos a ver, el interpretar algo como una bola de billar o una onda es eso, una interpretación. Esa interpretación viene porque en la historia de la física hemos llegado a pensar que, dado que las propiedades que presentan, y sobre todo, las herramientas matemáticas que las describen, son (ondas y partículas) realidades diferentes.
No lo son.
Es un problema de cómo nuestra mente y nuestras herramientas matemáticas nos describen las cosas (o, más propiamente, cómo queremos o pretendemos nosotros “sujetarlas”). Las cosas son algo que no se describe plenamente con mecánicas ondulatorias, ni tampoco con mecánicas corpusculares, sino que comparten propiedades de ambas descripciones. No es que SERIAN una onda y un corpúsculo a la vez (subjuntivo), es que SON una onda y un corpúsculo a la vez (indicativo). El inglés es una mezcla de lengua germánica y lengua románica, es ambas cosas simultáneamente, se necesitan ambas descripciones para tener el cuadro completo.
La función de onda es tan real (en realidad: más) que cualquier ecuación de la física.
Y sí, es que “está” en dos sitios a la vez (y en dos estados simultáneamente). ( Particulas que se comportan como ondas unidas a ondas que se comportan como particulas)  Es nuestra mente la que tiene un problema para entender la realidad, la realidad nunca ha tenido ningún problema.
La MC ha demostrado ser el constructo humano más sólido de todos los que hemos parido, ni una puta grieta al día de hoy ( y ya llegamos al siglo de experimentación), y, esto, a mi modo de ver, es mucho más real que todas las demás teorías, una barbaridad por su solidez y fiabilidad, nos ha dado predicciones, sin precedentes en la historia. De hecho, coincido en que la cosmología no avanzará hasta que se tenga una visión cuántica del cosmos macroscópico (¿qué fue de aquellas presuntas cuantizaciones que parecían detectarse en datos de cielo profundo?). Y por lo que se ve, desde arriba no va a llegar, parece que la cosa va a ir de abajo hacia arriba...