Re: [escepticos] Un poco de física chántica

[Enrique Reyes <conen@...>]

Hola,

Rollazo habemus, aviso.

joblanc en sinectis.com.ar wrote:
> 
> De todos los asertos de esta disciplina (que por aquí llamamos fisica chántica
> usando un poco de dialecto napolitano) el preferido de los magufos es :"lo
> observado depende del observador ", lo que les viene-o parece venirles-- como
> anillo al dedo.
> Esto es obviamente cierto(de Heisemberg para acá)  a nivel partículas
> subatómicas (creo que más precisamente a nivel leptones).

No es para nada tan obvio. En primer lugar, el principio de Heissemberg
no tiene en principio ninguna restricción en su aplicación. Nadie ha
podido demostrar que no sea aplicable a una naranja igual que a un
electrón. El asunto es que la indeterminación en la posición y velocidad
de una naranja, por ejemplo, son tan infimas comparadas con el tamaño y
las velocidades concebibles para una naranja, que es imposible
contrastar la realidad del principio de Heissemberg en una naranja. No
ocurre lo mismo con una partícula subatómica, en la que la incertidumbre
predicha por Heissenberg es una cantidad importante la mayor parte del
tiempo.

En segundo lugar, el principio de Heissemberg no tiene nada que ver con
la interacción observador-sistema observado. El principio de H. dice que
no se puede conocer con precisión arbitaria simultaneamente dos
magnitudes físicas relacionadas entre si para un sistema físico. Miento,
no dice que no se puedan conocer, sino más propiamente dice que estas
dos cantidades no están determinadas más alla de cierto límite en un
cierto instante de tiempo. Estos pares de magnitudes pueden ser la
posición-velocidad, la energía-tiempo, u otros pares de magnitudes del
sistema. Lo importante de todo esto es entender que esta imposibilidad
no se debe a determinado mecanismo de observación, ni debido al hecho de
que la partícula o sistema esté siendo observado, sino que es una
propiedad intrínseca de la naturaleza el que ese par de cantidades no
pueden estar determinados simultaneamente más allá de un determinado
punto. Concretamente, el principio de Heissemberg no pone límites a la
precisión con la que pueda ser conocida la posición de una partícula en
un determinado instante. Lo que ocurre según Heissemberg, es que si
conoces la velocidad de un electrón con arbitraria precisión, en ese
mismo instante, la posición del electrón puede ser una cualquiera, y no
se podrá determinar de ningún modo. Y a la viceversa. Se trata de una
propiedad de la
naturaleza, no de una limitación experimental. Adviértase de que se
habla siempre de medidas simultaneas; pero se trata sólo de un ejemplo
de la aplicación del principio de Heissemberg. Cuando dos partículas
interactuan entre si, por ejemplo, se "miden" entre sí, y las
limitaciones impuestas por el principio de Heissemberg siguen siendo
válidas en este caso, según demuestran los experimentos.

La frase "lo observado depende del observador" podría tambien hacer
referencia al mecanismo del proceso de medida de un sistema físico según
lo describe la física cuántica. Según los postulados de la mecánica
cuántica, el "estado" de un sistema físico se describe completamente
mediante una función de onda adecuada, capaz de darnos toda la
información pertinente sobre el sistema en un determinado momento (si,
ya se que esto se entiende mejor sin matemáticas, pero eso debe ser para
cerebros privilegiados, el mío no llega a tanto). Para abreviar (os juro
que me iba a tirar aqui mismito un rollazo mayor que el párrafo
anterior, pero me
contengo) digamos que segun la MC, la función de onda asociada a un
sistema nos puede dar como mucho en un determinado momento, la
probabilidad de que al medir cierta magnitud obtengamos cierta cantidad
determinada. Es decir, en general, una función de onda de estas puede
estar describiendo un sistema de la siguiente forma: "el sistema está en
un estado tal que la probabilidad de medir el spin ahora mismo podría
dar 1/2 con una probabilidad del 30% y de -1/2 con un 70%". Y esto es lo
que la mecánica cuántica llama conocer el estado del sistema. Ese es
todo el azar que tenemos en cuántica. Ahora, al proceso de medida; según
la mecánica cuántica, al medir efectivamente el sistema, y encontrarnos
por ejemplo, que el spin que hemos medido es 1/2, la función de onda
"colapsa" (para poner la palabreja más utilizada para el evento) de
forma discontinua, e inmediatamente se convierte en otra que dice algo
asi como "la probabilidad de medir el spin ahora y encontrar spin 1/2 es
del 100%". Por supuesto, pasado ese mismísimo instante, la función puede
evolucionar y cambiar las probabilidades otra vez. El meollo del asunto
es el siguiente: a todos los efectos, la función de onda ES el sistema
que describe. O sea, si la función de onda "colapsa" en el momento de
medir, pasando en un instante de ser una a ser otra distinta, esto
quiere decir que al medir, hemos cambiado el estado de la partícula de
igual modo. A esto se puede referir "lo observado depende del
observador". En este caso, se puede preguntar tranquilamente a qué se
refieren: si quieren decir que distintos observadores observando el
mismo sistema pueden obtener distinto resultado, habrá que contestarles
que no se pueden realizar dos observaciones simultaneas e independientes
del mismo aspecto (o misma magnitud) de un mismo sistema, esto es
absurdo. Si se refieren a dos observadores sobre dos sistemas
equivalentes, pues habrá que decir que no existen dos sistemas
"equivalentes" en el sentido de idénticos. Cada uno tiene su propia
función de ondas y las funcioncitas estas son muy suyas e
independientes; eso si, son muy cumplidoras con la estadística, si
encuentras cien electrones que tengan la misma función de onda de antes
y mides los cien, 30 veces te saldrá 1/2 y el resto saldrá -1/2 (más o
menos). Si se refieren a que el resultado de la observación va a
depender de la identidad del observador, eso tienen que demostrarlo,
porque la física cuántica desde luego no dice nada al respecto. Si se
refieren, en fin, a que un observador puede decir que observa lo que no
es, o lo que nadie más observa, o que observa cosas que van en contra de
la razón, pues si, habrá que darles la razón, pero para eso no hace
falta la mecánica cuántica.



> Trato de concretar mis dudas:¿ la incertidumbre a ese nivel "contamina" los
> superiores, digamos los niveles "macro"? Dicho de otro modo.Las leyes "macro"
> son leyes estadísticas pero :¿existe algún mecanismo por el cual la
> incertidumbre afecte un fenómeno macro? Recuerdo (mal ) el ejemplo del gato de
> Schrödinger. El tema era un gato encerrado a merced de un gatillo que se
> dispararía --'o no-según un electrón fuera o no detectado en una cámara.

El no conocer el estado del gatito o lo que es lo mismo, del gatillo :-)
se debe a que no tenemos conocimiento del sistema, no lo podemos
observar. Lo mismo pasa con el resultado de un partido de futbol que ya
se jugó pero  del cual no conocemos el resultado. El asunto se resolverá
en cuanto consultemos el resultado. Eso no es paradójico; la supuesta
paradoja, como ya alguien ha apuntado, estaría en que una vez encerrado
el gatito y perdido de vista, el estado del gato deja de ser conocido, y
se convierte en una superposición (concepto este fundamental para
entender la cuántica) de dos estados que podríamos describir como "gato
vivo" y "gato muerto". Para mi, esto no es una paradoja, sino que
ilustra magnificamente que cuando un sistema es ajeno a la observación,
su función de onda deja de colapsarse y comienza a evolucionar para dar
probabilidades no nulas a todos los valores posibles de diferentes
magnitudes del sistema. Estas probabilidades se convertira´n en valores
concretos cuando el sistema sea observado nuevamente. En resumen,
ilustra que un sistema macroscópico tambien está sujeto a las leyes de
la mecánica cuántica. Incidentalmente, todo esto no tiene nada que ver
con el principio de incertidumbre de Heissemberg.

Preguntas que si la incertidumbre puede emerger en el nivel "macro". Si
nos referimos a la incertidumbre en el sentido coloquial del término, en
el experimento mental del gato, se ve q evidentemente si. Si nos
referimos al principio de Heissemberg, pues también, pero es
practicamente indetectable.


> Así
> que mi pregunta de arriba se reduciria a ¿es posible contar UN SOLO electrón ?.

Respecto a detectar un sólo electrón, pues si, se puede, ahí tienes la
cámara de burbujas o la cámara de niebla o los detectores que se
utilizan en los aceleradores de particulas para detectar los productos
de las colisiones entre partículas subatómicas. Estan diseñados
precisamente para detectar partículas individuales. Eso si, no detectan
necesariamente todo electrón o particula que los atraviese, que para eso
está el efecto tunel, para hacernos jugarretas. Para detectar un
fotón solitario, se puede utilizar un fotomultiplicador, aparato que se
puede
encontrar en cualquier laboratorio y que es hasta barato y pequeño,
puedes tener
uno en casa, lo que no se es para que ibas a utilizarlo.

Me despido, pidiendo perdón por tan largo mensaje.

Saludos,

Enrique Reyes


> ¿Quién puede echar luz (si es posible luz fotónica ,como dicen los magufos)
> sobre mi ignorancia en este tema ?
>    Sudamericanos saludos
>    José Blanco

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Deseo proponer a la favorable consideración del lector una doctrina que,
me temo, podrá parecer desatinadamente paradójica y subversiva. La
doctrina en cuestión es la siguiente: no es deseable creer una
proposición cuando no existe fundamento para suponer que sea cierta.

Bertrand Rusell
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