lunes, diciembre 18, 2006

 

Física Cuántica I: La culpa la tuvo Planck

Este año me he matriculado de Física Cuántica. Lo hice porque es troncal y algún año tenía que hacerlo. Siempre me ha parecido que había asignaturas mucho más bonitas e interesantes y pensé que esta iba a ser un ir y venir de ecuaciones diferenciales sin sentido... pero me equivoqué (es un mar de ecuaciones, pero no sólo eso).

Es una de las asignaturas más bonitas que he tenido hasta ahora y cada día de clase te deja pasmado. Yo siempre salgo de clase pensando en cómo hay gente que se va a temas esotéricos y pseudocientíficos para llenar un vacío que la misma ciencia llena con creces.

Pero vamos por partes, como las integrales. ¿Qué es la Física Cuántica? Vamos a contar una pequeña historia:

Desde siempre los científicos han observado atentamente la Naturaleza y después han desarrollado sus teorías. Así Newton sentó las bases de lo que hoy llamamos "Mecánica Clásica". Los físicos usando la mecánica clásica eran capaces de predecir, por ejemplo, a qué velocidad iba a caer un objeto antes de que cayese.

Hacia mediados del siglo XIX se empezó a insinuar que la misión de la Física en este mundo había terminado, que se había llegado al máximo conocimiento posible, y que lo único que les quedaba a los físicos era conseguir más decimales en sus resultados. No sabían hasta qué punto estaban metiendo la pata...

Un buen día, a principios del siglo XX, dos físicos llamados Rayleigh y Jeans qusieron obtener la expresión de la densidad espectral de energía de un cuerpo negro. A nosotros nos vale con saber que un cuerpo negro es algo así como una caja hueca que absorbe toda la radiación que le eches, no nos refleja ni se dispersa nada. Todo cuerpo, por el hecho de tener una temperatura, emite energía en forma de radiación. Entonces, aunque la caja no nos devuelva nada, dentro de ella habrá radiación. Esta radiación puede ser de muchos tipos, dependiendo de su frecuencia (pueden ser microondas, infrarrojos, ultravioleta, luz visible...). Estos dos físicos querían saber "cuánto" de cada tipo de radiación habría en el cuerpo negro. Dedujeron unas ecuaciones que lo predecían. Todo el mundo estaba de acuerdo con esa teoría y entonces a alguien se le ocurrió hacer un experimento y comprobarlo.

Para la radiación de frecuencias bajas la predicción funcionaba bastante bien, pero entonces, a partir de la frecuencia del ultravioleta, la realidad empezaba a alejarse de la predicción cada vez más hasta que la teoría no servía absolutamente de nada. Nadie sabía que pasaba. Los físicos, siempre muy dramáticos ellos, lo llamaron "la catástrofe del ultravioleta".

Se revisaron las ecuaciones una y otra vez y nadie veía el más mínimo fallo. Pero había un joven físico aleman que no estaba dispuesto a rendirse. Una de esas personas entregadas que no abandonan hasta llegar a la meta: el era Planck.

Planck pasó mucho tiempo intentando entender qué es lo que no funcionaba, dándole mil vueltas, revisando cada una de las hipótesis de la teoría.

La teoría de Rayleigh y Jeans supuso algo que cualquiera hubiese supuesto: tú puedes tener una cantidad cualquiera de energía, es decir, la energía es continua, no discreta. Es decir, enciendes una bombilla y la luz sale de ella de forma continua, no de poco en poco.

Planck se fijó, ya a la desesperada, en esa hipótesis y se hizo la pregunta del niño que llevaba dentro: ¿Por qué?
En un último intento, realmente desesperado, Planck rehizo la teoría suponiendo que la luz, en lugar de venir de forma continua, lo hacía en pequeños paquetes de luz de un tamaño muy pequeño, pero fijo. A cada uno de esos paquetes que el se imaginaba los llamó "quantos" de luz. Lo que en ese momento no era más que una idea bastante cuestionable de un hombre desesperado, se convertiría en uno de los mayores descubrimientos de la historia de la Ciencia.

El amigo Planck rehizo la teoría y... ¡voilá!, de pronto sus ecuaciones se ajustaban a la realidad.

Bueno, tampoco es para tanto, o eso puede parecer. ¿A quién le importa la densidad espectral de energía del cuerpo negro?

No se trata de eso, sino que muchas otras teorías habían hecho la misma suposición que Rayleigh y Jeans. Había que rehacerlas todas y ver lo que ocurría...
Esos quantos de energía son tan pequeños que en el mundo macroscópico (el que vemos) prácticamente se puede suponer que la energía es continua, pero cuando hablamos de cosas muy pequeñas (como electrones) la cosa cambia.

Y entonces apareció un mundo nuevo: el mundo de la Mecánica Cuántica...

Espero escribir una serie de artículos sobre algunos resultados realmente increíbles de la Mecánica Cuántica.

Comments:
Y yo espero leerlos. ;-)

Me has dejado boquiabierto. Más o menos tenía una noción de lo que era la física cuántica pero no tenía idea de por qué se comportaban diferente según la escala. Y resulta que es porque la energía es discreta. Y tan dificil es decirlo así para que lo entienda la gente... xD
 
Hola!
No te conozco de nada ni se muy bien como llegue hasta aquí, lo que si se es que mañana tengo examen de física cuántica.
Soy estudiante de física en la universidad de Oviedo, y por que no? adoro la cuántica. Cuando comencé a estudiar la carrera no tenia mucha idea de que era la física,( por desgracia, estudiar en un instituto de pueblo sigue siendo un problemilla...) Pero según pasó el tiempo y fui descubriendo la verdadera física, me fue absorviendo poco a poco, hasta volverme una mas de esas a las q miran por la calle y susurran, seguro que esta así por que se paso de inteligente!!xDD No es para tanto, pero si es cierto que un físico de verdad no tiene tiempo a elegir que ropa combina mejor ni nada eso... sus conversaciones un sábado por la noche asustan ( a no ser que este rodeado de mas físicos)
Pese a todo esto, me gusta ser física y lo mas importante, me gusta la FÍSICA.
 
Hola Rozy y bienvenida!

Me alegra ver que hay vida más allá ;)

De todas formas hay una cosa en la que no estoy de acuerdo: las conversaciones de sábado por la noche asustan, sí, pero si estás rodeado de más físicos, no asustan, atemorizan!! Recuerdo alguna barra libre de la carrera y eso era surrealista, jejeje. O en el laboratorio, cerrando las persianas y convirtiéndolo en una discoteca con los estroboscopios a máxima frecuencia.

Ahora en serio, parece que por desgracia nuestra carrera está en peligro de extinción, cada vez se matricula menos gente y en breve empezará a desaparecer la titulación de alguna universidad. Es como si no supiéramos explicarle a la gente que la Física es mucho más que meter datos en una fórmula...

En fin, lo dicho, que eres bienvenida por aquí cuando quieras!!

PD. A ver si en breve me pongo a actualizar un poco el blog que está de más de abandonado.

PD2. Por cierto, suerte con el examen!!
 
Durante los siglos XVIII y XIX, la Ciencia creyó haber desentrañado las principales caraterísticas del sistema solar. Con el descubrimiento de las galaxias, los astrónomos creían, y continúan creyendo, que el Universo está poblado por millones de galaxias cada una con millones de estrellas. Según esta premisa falsa, piensan que entre tal cúmulo de estrellas galácticas pueden existir miles de planetas. Según las probabilidades, entre tanto planeta podría darse las circunstancias apropiadas para que se desarrolle la vida, sea biológica o/e inteligente. Con estos estímulos nace la bioastronomía, disciplina científica dedicada al estudio de la vida fuera de la Tierra. El planteamiento hipotético de vida extraterrestre, se ve reforzada con las numerosas manifestaciones de Objetos Voladores No Identificados (OVNIs) a particulares, aviones militares y civiles, etc. y la Ciencia se puso manos a la obra iniciando el Proyecto S.E.T.I. (Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre). Con un alto presupuesto, como todos los que persiguen demostrar la inexistencia de Dios, enviaron al espacio cósmico una cápsula con objetos un tanto singulares para indicar a la civilización interceptora de la cápsula quienes y cómo somos la raza humana y las coordenadas de nuestro planeta en la galaxia. (Perdonen, es que me tengo que reir...)

Que toda esta parafernalia sea promovida y apoyada por ideologías agnósticas o ateas, lo encuentro razonable. Que entre los colaboradores de este proyecto, se encuentren organismos y particulares que se confiesan creyentes, me parece un disparate y un insulto a la Inteligencia. ¿Cómo puede alguien que se confiesa creyente en la fe cristiana pensar que pueda existir vida inteligente en otros planetas¿ ¿Qué clase de fe profesan estos "creyentes"?

Este asunto incita a plantearse algunas preguntas:

1) Si existieran seres inteligentes en otros planetas, ¿la anatomía corporal de cada civilización planetaria sería similar a la humana, tal y como manifiestan los "contactados", o claramente diferenciadas? Si la forma física se asemeja a la humana, ¿por qué se da esta coincidencia en la apariencia física entre distintas civilizaciones que se encuentran separadas entre sí por distancias de "miles o millones de años luz"?

2) Si existiesen varias civilizaciones de seres inteligentes, manteniendo una similitud en la apariencia física con los humanos, se hace evidente que existe un nexo entre la creación de los humanos y los seres extraterrestres... Claro que existen otros seres, no humanos, creados por Dios con apariencia humana, pero no habita en planetas lejanos, están cerca de nosotros: los ángeles.

3) Si los habitantes de la Tierra somos visitados por seres de otros planetas, es obvio que la tecnología espacial de esas civilizaciones están mucho más avanzadas que la nuestra. ¿La superioridad tecnológica se debe a una mayor inteligencia, a una existencia social más dilatada en el tiempo que nuestra propia historia... o nos están engañando pretendiendo que creamos en sus orígenes lejanos?

4) La pregunta clave: De existir seres corporales e inteligentes en otros planetas lejanos, ¿tendría que repetir Jesucristo su sacrificio personal en cada una de las civilizaciones? Para cualquier creyente sensato, me parece que esta pregunta esclarece la aberración sobre la posibilidad de que existan seres corporales fuera de la Tierra.

5) Las conclusiones del documento LA ÚLTIMA HIPÓTESIS SOBRE EL UNIVERSO, deja al descubierto que las estrellas son pequeños planetas o asteroides y que las galaxias no son otra cosa que planetas gaseosos rodeados de asteroides, meteoritos, hielo, polvo y gas. No hay posibilidad alguna de que exista ser corporal alguno fuera de la Tierra.

¡NO SE DEJEN ENGAÑAR!

http://www.laultimateoriageocentrica.com

Antonio Ruiz Palacín
 
hola!
antes de nada... soy de letras.. je! pero ultimamente me ha dado por la cuantica... y me gusta como explicas .. pon otro capitulo anda...
chao!
 
eco eco!!!

¿hay alguien por este blog? xD

Anda, holmes me uno a la petición de rouse, a ver cuando te animas, aunque se que estás liadillo con la carrera. Cuando puedas acuerdate de nosotros ;)
 
para mi lo esencial de la fisica cuantica esk empiesa a dar una comprobacion cientifica a todos los fenomenos psiquicos, dijiste k no entiendes como existen personas ke se dedican a cuestiones metafisicas, pero kreo k deberias cuidar mejor tus palabras, todos los campos del saber merecen respeto y en especial me parece grandioso el aporte de la fisica cuantica al establecer nuevos paradigmas dejando los viejos atras, uniendo asi en otras palabras lo espiritual con la ciencia.
 
Me gustaría invitarte a unirte al grupo "Periodismo científico y divulgativo" enfocado a perfiles de prensa especializada y divulgativa, editoriales, así como a docentes e investigadores.
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Espero que te resulte de utilidad.

Recibe un cordial saludo
Marta
 
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Sólo quiero decir lo que es un gran blog ha llegado hasta aquí! He estado alrededor durante bastante tiempo, pero finalmente decidió mostrar mi aprecio por vuestro trabajo! Pulgar hacia arriba, y mantenerlo en marcha!
 
Excelente articolo, me ha fascinado.
 
Un blog muy interesante.
 
gracias por compartir ,, me sera de utlidad
buen blog.
raquel
 
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