2009/02/20

Física cuántica fácil (I)

Lo continuo y lo discreto
Ciertas magnitudes varían de forma continua, mientras otras lo hacen de forma discreta o discontinua. Al pesar grandes cantidades de granos de arroz, se pueden considerar sus masas como continuas, aunque es evidente su composición granular. Sin embargo, si analizamos pequeñas cantidades de arroz, usando una balanza de gran precisión, tenemos que tener en cuenta el hecho de que la masa varía a saltos; la magnitud mínima de cada salto es el peso de un grano de arroz, aproximadamente 0,025 gramos. Cada uno de estos pasos mínimos indivisibles es lo que denominamos cuantos elementales de la magnitud en cuestión. En este ejemplo, el peso de un grano de arroz sería el cuanto elemental.

A principios del siglo XX, Max Planck sugirió que la radiación electromagnética estaba formada por pequeños paquetes, o cuantos de energía indivisibles, que, posteriormente, se denominaron fotones. Su valor sería igual a una constante llamada h (mínima acción de Planck) multiplicada por la frecuencia de la radiación. Algunos años más tarde Einstein, basándose en esta idea, proporcionó una explicación satisfactoria de la extracción de electrones de un metal por la luz que incide sobre el mismo, en lo que se llama efecto el efecto fotoeléctrico.

Principio de complementariedad
En general, el comportamiento de las partículas subatómicas no se puede explicar con los conceptos clásicos de partículas y ondas del mundo macroscópico. Bohr expresó esta idea básica nueva con su principio de complementariedad. La concepción corpuscular y la descripción ondulatoria, que siempre se habían creído excluyentes, son complementarias. Se necesitan los dos conceptos para tener una descripción completa sobre las partículas subatómicas, tales como protones o electrones, pues se comportan, según las circunstancias, como ondas o como partículas. Pueden difractarse por una red cristalina, lo que constituye un fenómeno típicamente ondulatorio. De acuerdo con la hipótesis de De Broglie, toda partícula tiene asociada una onda, cuya longitud característica es inversamente proporcional a su momento lineal (masa x velocidad).

Principio de incertidumbre
Las magnitudes asociadas a las partículas subatómicas no están siempre bien definidas. Por ejemplo, si conocemos la posición de un electrón o un fotón, su momento lineal no está bien definido. Podemos realizar un experimento para encontrar la posición y otro para medir su momento, pero estas dos medidas se excluyen mutuamente; esto es, no se pueden determinar simultáneamente la posición y el momento de una partícula cuántica. Este hecho tan asombroso constituye el llamado principio de incertidumbre de Heisenberg.

Para entender las razones de esta incertidumbre, consideremos que deseamos hallar la posición de un electrón. Para saber dónde se encuentra necesitamos observarlo enviando, por ejemplo, un fotón que se refleje en el electrón. Pero el electrón tiene una masa muy pequeña, por lo que el fotón tiene suficiente energía para hacerlo retroceder en una dirección impredecible. Por tanto, no importa lo cuidadoso que seamos al tratar de medir la posición exacta del electrón, siempre introduciremos una indeterminación en la velocidad y momento del electrón.

Una forma de establecer este principio es afirmar que las cantidades medibles están sometidas a fluctuaciones impredecibles que hacen que sus valores no estén bien determinados. Las magnitudes aparecen reunidas en parejas incompatibles tales como posición y momento, energía y tiempo, etc. La incertidumbre en la medida de una de estas magnitudes multiplicada por la incertidumbre de la correspondiente en la pareja no puede ser nunca menor que h. Puesto que h tiene un valor muy pequeño, el grado de indeterminación es sólo importante en el mundo subatómico, aunque, en principio, se aplica a todos los sistemas. Para la física clásica la constante h no tiene ningún sentido, por lo que la incertidumbre puede ser, perfectamente, cero (como cero es la mínima acción considerada para la física clásica de Newton).

Principio de incertidumbre para la energía. Pares de partículas virtuales
De este principio se deriva que cuanto menor es el tamaño de la región que queremos explorar, mayor es el momento y, en consecuencia, la energía para poder hacerlo. Por esta razón, para estudiar regiones muy pequeñas se necesitan partículas con una gran energía; de ahí, la necesidad de contar con grandes aceleradores de partículas.


Análogamente, existe una incertidumbre relacionada con la energía y el tiempo. No podemos conocer con toda precisión la energía que tiene un sistema mecanocuántico en un instante determinado. La incertidumbre en el valor de la energía del sistema multiplicado por la incertidumbre del valor del instante de tiempo en que se realiza la medida tiene que ser nuevamente mayor que la constante de Planck. Si tenemos en cuenta la famosa ecuación de equivalencia entre masa y energía E = mc2, la incertidumbre en la medida de la energía se traduce en incertidumbre en el valor de la masa del sistema. En un instante muy corto de tiempo, no podemos estar seguros de cuál es la masa de nuestro sistema. La materia puede aparecer y desaparecer espontáneamente en el vacío. Puesto que siempre que aparece una partícula de materia se debe crear otra de antimateria, el tiempo durante el cual puede existir el par partícula-antipartícula es extraordinariamente corto; tanto menor cuanto mayor es la masa de las partículas. Aplicando la expresión del principio de incertidumbre para un par electrón-positrón se obtiene que este intervalo es de 6.5x10-22 seg. Este proceso puede ocurrir en cualquier sitio y en cualquier instante de tiempo, pero sólo durante un intervalo de tiempo extraordinariamente corto. Por ello es imposible una observación directa de estas partículas, aunque se pueden detectar sus efectos. Esta es la razón por lo que a estos pares de partícula-antipartícula se les da el nombre de virtuales.

Del libro "Física para jusristas, economistas... y demás gente curiosa", de Roberto González Amado (Catedrático de física aplicada en la Universidad Carlos III de Madrid). Ed. Critica. Barcelona 1996.

8 comentarios:

PauloAraujo dijo...

excelente blog

sds
Paulo Araujo
cineplaneta
rio de janeiro - brazil

Salvador dijo...

Gracias Paulo. Es asombrosa la cantidad de actividades que despliegas.

Un saludo amigo.

martinjaramillo dijo...

En un futuro no muy lejano sabremos que:
El universo crece.
La energía materia se reproduce.
El tiempo es eterno.
El tiempo y el espacio son distintos.
No existen sino tres dimensiones espaciales.
El espacio es infinito, tridimensional e indeformable.
La energía oscura es la materia prima de la materia visible.
No existe la energía oscura.
El universo se expande aceleradamente porque gira sobre si mismo.
La energía se crea y se recicla.
El fondo cósmico de microondas no es el eco del bigbang sino la energía degradada.
El Universo es mucho más grande de lo que siempre se ha creído.
No habrá ni muertes térmicas ni desgarres.
La velocidad de la luz no es constante ni en el vacio.
Los agujeros negros no son eternos.
Todos los agujeros negros explotan.
Las explosiones de rayos gama son también consecuencia de las explosiones de agujeros negros.
No existen realidades ni universos paralelos.
La realidad existe independientemente del sujeto observador.
Ver artículo completo:
http://www.articuloz.com/ciencia-articulos/teoria-optimista-sobre-el-universo-1044310.html
martinjaramilloperez@gmail.com

Anónimo dijo...

hola, estoy estudiando historia y quiero encontrar una relacion entre la historia y la fisica cuantica pero todavia no encuentro alguna relacion. Saben de algun autor que haya tocado el tema o de algun lugar donde pueda conseguir informacion?
espero que me puedan ayudar, gracias

Salvador dijo...

Hola, para empezar con el tema te recomendaría el libro: "Biografía de la física" de George Gamow:
http://www.agapea.com/libros/Biografia-de-la-fisica-isbn-8420637688-i.htm
Saludos.

Anónimo dijo...

LAS PRUEBAS DEMUESTRAN QUE LA INTERPRETACION DE LA NUEVA ERA ACERCA DE LA FISCA CUANTICA AL ERRONEAMENTE APLICARLA A CUERPOS NO CUANTICOS ES UN FRAUDE DE LA CIENCIA.

LOS CIENTIFICOS CUANDO HABLAN DE FISICA CUANTICA HABLAN DE LOS CUANTOS, NO DE CUERPOS DE MATERIA.

LA MENTE Y SUS CREENCIAS POR FUERTES QUE SEAN NO AFECTAN A LOS CUERPOS MATERIALES.

"Con una visión perfecta de 20/20 retrospectiva podemos ver que muchas de las "grandes verdades" que eran referencia de civilizaciones enteras no eran mas que reflexiones superficiales de la ignorancia prevaleciente de la época. Muchos de los problemas que padeció la ciencia se originaron en esta ignorancia y las ideas equivocadas que resultaban; mucho de lo que se sostenía como verdadero simplemente no lo era"
Paul G. Hewitt Física Conceptual capitulo 1 Acerca de la ciencia p-12


"En ciencia, siempre pensamos que la realidad, como tal, existe fuera del ámbito del pensar. "
Físico Hernán Quintana G. Espacio, Tiempo y el Universo introducción p-8-9

Cada época, cada generación tiene su base sus propias hipótesis
Que la Tierra es plana, etcétera. o que la Tierra es redonda, etcétera.
Hay cientos de suposiciones ocultas ... cosas que damos por sentado,. que pueden o no ser ciertas
Por supuesto, en la gran mayoría de los casos, Históricamente, se ha comprobado que estas cosas no son ciertas. De modo que probablemente,. si la historia sirve de guía ...(demuestra que) mucho acerca de lo que damos por sentado sobre el mundo simplemente no es verdad.
Dr. John Hagelin Físico (guión de la película What the Bleep Do We Know!?)

El fisco cuántico David Albert, Ph.D. que aparece en la película dice lo siguiente:
Mucho de lo que se habla de la mecánica cuántica en la película esta centrado en estas especulaciones ... esas especulaciones no han tenido un papel en lo que yo veo como literatura científica filosófica seria en esta materia, ...
... no ha tenido un papel desde entonces, excepto en ciertos intentos de apropiar a la mecánica cuántica a otros tipos de agendas, agendas "New Age", ...
David Albert, Ph.D. DVD Quantum Edition 2005 Captured Light & Lord of the Wind Films, LLC.

"ninguna popularización de la mecánica cuántica ha tenido éxito nunca ... Ahora supongamos que quisiéramos con escepticismo a alguna religión oscura, doctrina de la Nueva Era o sistema chamanista ... nos presentamos al practicante y le pedimos un resumen inteligible. En lugar de eso, nos dice que es demasiado difícil ... que esta lleno de "misterios" ... O sea, ¿En que se diferencia la doctrina chamanista o teológica de la Nueva Era de la mecánica cuántica? La respuesta es que aunque no podamos entenderla, podemos verificar que la mecánica cuántica funciona ... las predicciones de la mecánica cuántica son asombrosas y se confirman con gran precisión." ( no sucede lo mismo con las afirmaciones de la nueva era)
The Demond-haunted Worid © Cari Sagan, 1995. ©


Jeremías 7:31: Y han edificado los lugares altos de Tofet, que está en el valle del hijo de Hinom, para quemar al fuego a sus hijos y a sus hijas, cosa que yo no les mandé, ni subió en mi corazón.


PARA MAS INFORMACION SIGAN ESTA LIGA
http://www.calzadolindas.com/temp2/abigail/boletinmilagros2.html

Goku dijo...

CIENTÍFICOS DESTAPAN LA PRESENCIA INTELIGENTE DEL COSMOS.Desde el descubrimiento de Albert Einstein de lo que dio paso a llamarse energía en forma toroidal, los paquetes de plenitud en el universo compuestos por fotones se dijo que "parece ser que Einstein recibió el Nobel por descubrir que cuando se desprende energía del universo, aparecen pequeños paquetes de plenitud"... es curioso que no lo afirme, seguramente porque será falso.La verdad del asunto es que el descubrimiento era de un calibre tal, que sería capaz de cambiar todas nuestras vidas. Ya se sabe por medio experimentos tipo-Bell en los que las partículas actúan según lo que el observador experimenta con ellas.Con lo anterior se confirmó que las partículas eran dispuestas por una energía de tipo inteligente, y lo que la inteligencia pensaba experimentar con ellas. Quedó entonces un vacío en todo ello para los que defendían la mecánica cuántica. ¿Por medio de que partículas sintomática llegarían esos "mensajes" o proyecciones mentales que agrupan toda la materia? La respuesta la obtuvieron con el descubrimiento del Bosón de Higgs, el cual dio una posibilidad más de demostrar que la propia mente es la creadora y experimentadora de todo el universo.Si esa es la energía capaz de controlar todas las estructuras creadas desde las más pequeñas hasta el macrocosmos, debería ser conocida como la energía libre de la naturaleza. Si la energía ni se crea ni se destruye existió siempre por naturaleza.Esa es la naturaleza de nuestro propio origen, la misma que fue ocultada desde décadas para perder el acceso a una energía libre para todos.Si Dios existiera nos hubiera dado una energía perfecta para todos. Es cierto el universo actúa de forma perfecta y equilibrada enviando paquetes de plenitud que componen los ocultados Toroides. El ser humano es una transformación de esa misma energía en un paquete de inteligencia menor de cierta forma, pues toda la energía es la misma pero en diferentes escalas que se agrupan de forma fractal.Uniéndonos los unos a los otros formamos de nuevo la unidad que hace que la energía libre se encuentre a nuestro alcance como siempre lo estuvo. Esa energía de la naturaleza que nos hace medrar ha existido siempre y fue ocultada ridiculizando a las antiguas Tribus que poseían amplios conocimientos de su utilización para realizar grandes estructuras como las Pirámides que servían para diferentes utilizaciones de las energías libres y naturales.También cambiaron los manuscritos antiguos para presentar a la energía como si se tratase de un ser supremo que domina y castiga a sus criaturas. Así podían mantener en secreto el poder de una energía que nos liberaría a todos de la esclavitud social. Dentro de las cualidades de la energía libre se encuentra la del libre albedrío, pero si peligra el bienestar de todo un planeta, la energía inteligente que nos compone lo hará medrar para entrar en cambio.Se han destapado los contactos por parte de la Nasa con extraterrestres y cuando el 16 de (sigue en el otro comentario)

Goku dijo...

Noviembre de 1974 desde el radiotelescopio de Arecibo en Puerto Rico se envió un mensaje al espacio que obtuvo una respuesta inteligente. Desde entonces las respuestas no han parado de surgir en campos de cultivos de todo el mundo.La razón que lleva al gobierno central a ocultar estos datos sería la posibilidad de acceso por parte de todos a la energía libre que encauzaría nuestras vidas hacia la libertad total y utópica. Dios si nos ayuda, nos envía su energía libre, pero dentro del libre albedrío se encuentra la posibilidad de rechazar lo que nos dan. Hoy la ignorancia en la que nos han imbuido se encarga de anestesiar nuestro conocimiento. Esa es la clave para entender como la religión que forma uno de los pilares del gobierno central, se encarga de contarnos la verdadera historia de la creación a base de mentirás. Esas mentirás presentan a la energía libre como un ser mediocre, vengativo y sin existencia alguna pues jamás mueve un dedo por su obra.La ciencia como otro pilar dominado por el poder central toma la posición de eliminar fácilmente a ese dios presentado por las religiones, ya que al ser un dios mediocre y sin efectos, se puede eliminar fácilmente falseando las pruebas.
Las pruebas demuestran que si hay Dios. Dios es esa energía de la naturaleza que regula todas las estructuras en todos los planetas, galaxias y organismos de todas las escalas desde el macrocosmos al microcosmos. Irradia desde lo interno hacia lo externo pues la energía libre se produce desde el propio interior del vacío. De ese mundo oculto e interno aparece todo lo externo.Ellos lo usan para fabricar billetes con sus máquinas cada vez que necesitan más dinero para comprar y tapar más descubrimientos reveladores. Otros lo utilizan para seguir adelante en nuestra propia liberación.DEJO LAS MAYORES PRUEBAS QUE PUEDEN CONTRIBUIR AL CAMBIO MUNDIAL. Para más datos por en tu buscador: Proyección Mental y busca el camino rojo que aparece en el vídeo. Te sorprenderás donde te lleva la energía contenida en mis vídeos.
http://www.youtube.com/watch?v=HQ6ZRTs54wE
http://www.youtube.com/watch?v=Vi5ozLh0eEU