jueves, 5 de febrero de 2009

Mecánica cuántica

No pocas veces da un poco de risa el tipo de razonamiento que hacen los mecánicos cuando intentan explicarnos de qué va el mundo. Así sucede con la mecánica cuántica por ejemplo.

Se nos presentan los términos, por ejemplo, de la constante de Planck, del principio de incertidumbre o el vacío cuántico como si éstos nos explicasen, realmente, qué es el Cosmos, es decir, nuestra vida. Confieso, al mismo tiempo, que respecto a la mecánica por sus logros y sus avances técnicos, sin embargo cabe reconocer que es para operarios. No estamos ante ninguna disciplina cultural e intelectual superior. A fin de cuentas, sólo sirve para medir, calcular y operar. La explicación, para ella, es un lujo y a veces, incluso, una frivolité.

Todo cuanto se pueda medir con intrumentos es suceptible de ser mecanizado, es decir, de ser estructurado a través de un sistema matemático, por ejemplo, analítico o geométrico. Cualquier medida instrumental es una parametrización, es decir, una simplificación o deducción: un dato empírico no es la realidad propiamente dicha, sinó una elaboración artificial hecha por nosotros a través de la bruta experiencia.

El primer problema de interpretación de la mecánica cuántica, a mi entender, surje cuando se dice que ésta exige que la naturaleza sea discontinua debido a la constante de Planck. Pero las fórmulas no parecen decir eso, sino que aquí, lo único que es discontínuo es la interacción energética de la radiación electrogmánetica con la materia. La radiación puede ser perfectamente continua, nada se lo impide, sin embargo interacciona de forma cuántica o discontínua con la materia ¿A qué se debe esta discontinuidad en las interacciones electromagnéticas? Einstein impuso la creencia que esta discontinuidad se debe a la misma naturaleza de las radiaciones, pero se puede demostrar el contrario: es la naturaleza de la materia la que obliga que las interacciones sean a través de paquetes energéticos o cuantums.

Debido a esta discontinuidad en las interacciones surge de inmediato el principio de la indeterminación, el qual tiene dos lecturas:
a) Al estudiar un partícula material (un electrón por ejemplo) confinado en un 'espacio' nos resulta imposible determinar al mismo tiempo y con perfecta exactitud ya su posición ya su momento lineal.
b) Al estudiar una partícula material, como un electrón confinado en un espacio, nos resulta imposible determinar la energía del sistema y el cambio que experimenta una magnitud dinámica del sistema (la posición por ejemplo) a la vez, es decir, cuanto más sabemos cual es la energía de un sistema cuántico menos conocemos cómo cambian sus magnitudes dinámicas con el tiempo.

Esta segunda lectura me parece crucial e interesantísima, en gran medida por cuanto muchos han interpretado, a saber: que los sistemas cuánticos rompen, durante espacios de tiempo muy pequeños, el principio de conservación de la energía. No voy a decir que esto sea falso, sino que se trata de una visión muy 'pequeña' de lo que nos indican las fórmulas.

En realidad el ppi. de incertidumbre nos dice que es imposible aislar completamente un sistema cuántico, por ejemplo un electrón confinado en un espacio -O como se dice técnicamente, en un pozo energético. Por tanto tenemos que un electrón nunca está confinado en un espacio determinado, como una piedra en una caja, sino que está 'aparentemente' confinado en un espacio determinado y controlado, pero que, sin embargo, está ntrelazado con el Universo ¿Qué significa eso? Que nos resulta imposible aislar completamente un sistema cuántico, eso es, somos incapaces de poder controlar su entorno; por consiguiente los sistemas cuánticos son no-lineales o irreversibles ¡Nos rompen la simetrías predichas por el teorema de Noether! O en otros términos, un sistema cuántico, como que no lo podemos aislar de forma completa, siempre puede interaccionar de formas desconocidas -Podemos encontrar un electrón dentro de la caja en donde lo hemos confinado para estudiarlo pero también podemos encontrarlo fuera porqué se ha escapado tomando energía del entorno de una forma que nosotros desconocemos ¡Una forma que nos resulta imposible de medir!

Es en este sentido, pues, que a niveles cuánticos se rompe la conservación de la energía cuando se rompe el aislamiento, la linealidad o la simetria del sistema a estudiar. Pero interpretar, de aquí, que un sistema cuántico puede absorver energía de la Nada es un abuso. De la misma forma que deducir, de aquí, que la naturaleza es determinada o indeterminada es una estupidez. Lo único que queda claro es que nosotros somos incapaces de determinarla al medirla.

En realidad el principio de incertidumbre nos dice que somos incapaces de poder controlar de forma perfecta un sistema cuántico porque no lo podemos aislar de su entorno mediante nuestras formas de medir ¡Somos incapaces de conocer perfectamente su entorno a través de nuestras medidas!

De aquí surge, luego, la controvertida idea de Vacío Cuántico, conocida también como Mar de Dirac. En realidad, la idea de vacío, y esto se puede estudiar en la historia del conocimiento, sólo toma sentido si consideramos que existen sistemas aislados. Por ejemplo, la idea de que existe un vacío cuántico surge, al principio, al dibujar el átomo como un núcleo escandalosamente pequeño y a una gran distancia lejos de él un electrón orbitando alrededor -¿Qué hay en medio del núcleo y el electrón?- Se pensó instintivamente -El vacío- Se contestó apelando a la intuición.

Así tenemos que el vacío cuántico no es más que aquello que queda en blanco cuando dibujamos un átomo, con su núcleo y sus electrones, en un papel. Sin embargo, con el principio de incertidumbre vemos que no podemos dibujar al electrón como un cuerpo muy pequeño que da vueltas alrededor del núcleo ¡El ppi de incertidumbre nos rompe toda linealidad o regularidad! POr tanto, siendo conseqüentes con ello, ¿Cómo vamos a dibujar el átomo? Como un punto minúsculo ennegrecido en medio y todo lo demás, como un sombreado ¡Ya no hay papel en blanco! Sí, ya no tenemos vacío... decimos, entonces, que hay una niebla residual (la energía del punto cero).

Pero en fin, repitamoslo una vez más, todo esto es un dibujo con el que pretendemos entender ciertas medidas efectuadas ¿Cómo es la realidad? ¿Qué es la realidad? La verdad es que éste método científico nos enseña bien poco... digan lo que digan los que viven de hacerle propaganda.


En fin, sólo quería mostrar hasta qué punto son rudimentarias las ideas matemáticas usadas en la mecánica. Sin embargo, su aparatosidad nos hace creer lo contrario ¡No es oro todo lo que brilla!

Exijo que se haga un nuevo tipo de ciencia, la cual, para empezar, estudie el origen y la evolución de los conceptos y las ideas -¿Por qué se implantan unas ideas y no otras? ¿A qué obedecen ciertas ideas u otras?- . El mecanicismo me aburre, aunque reconozca su potencia.

1 comentario:

Julz dijo...

Se nota el estudio del tema.