Historia, origen y explicación de la Física Cuántica por MI



Todo empezó en Diciembre de 1900, cuando un físico alemán, Max Planck, en pleno estudio del calor y las radiaciones, descubre que la energía, por ejemplo cuando una estufa le entrega calor a una olla donde se está calentando agua, no se transfiere en forma continua o suave desde la estufa hasta la olla y de ahí hasta el agua. La energía del fogón avanza en una especie de "saltitos", o de "paquetes" los cuales, si bien son muy pequeños, le indicaron a Planck que la propagación de la energía es un fenómeno discontinuo, un fenómeno "a brincos", y no un fenómeno suavemente continuo. Profundizó y agudizó su estudio sobre estos "paquetes" y descubrió que son del orden de 6,626 por 10 a la -34 vatios o unidades de potencia; unidades de energía o trabajo entregados cada segundo a la sexta. A estos "paquetes" los denomnó "cuantos".

Planck le mandó inmediatamente un mensaje de texto a la eminencia científica del momento, Einstein, para comentarle sus descubrimientos. Einstein encontró correctos el descubrimiento y los razonamientos de Planck y los aplicó a sus propias investigaciones sobre la energía y, basado en ellos, propuso un enfoque revolucionario para el fenómeno de la luz: la existencia de los fotones. Según Einstein, también la luz debería estar entonces formada por pequeñísimos paquetes de energía iguales a los de Planck. Estableció que la luz está compuesta por partículas llamadas fotones, y en cierta forma contribuyó al origen de la física cuántica, ciencia contra la cual lucharía el resto de su vida, ya lo veremos más adelante.

Volvemos, 1900, Planck y su idea loca, Einstein la acepta, los científicos por consiguiente la aceptan. Durante 33 años los cuantos empezaron a tomar un papel cada vez mas protagónico y bizarro en la ciencia en manos de científicos como Erwin Schrödinger, Luigi de Broglie, Werner Heisenberg, Niels Bohr y muchos más.

En 1933, Erwin Schrödinger desarrolló un par de ecuaciones cuánticas que denomnó "ecuaciones de onda". Las ecuaciones describen y predicen un extraño comportamiento de las partículas subatómicas dentro de los laboratorios donde las estudian, usualmente aceleradores, betatrones, ciclotrones, máquinas gigantescas y costosísimas que permiten observar cómo se comportan estas pequeñas criaturas.

Éstas partículas no se comportaban de ningún modo con las leyes de Newton, y negaban todo lo que se sabía sobre la naturalieza y la conducta de la materia y la energía. Muy resumido, Schrödinger utilizó ecuaciónes que antes solo habían sido empleadas para fenómenos ondulatorios, obteniendo resultados para los átomos. Así creó la teoría de la "Mecánica Ondulatoria".

Schrödinger durante meses revisó sus estudios y estaba seguro de sus resultados y como no entendía un carajo (Imagínense descubrir algo como si me tiro de un decimo piso y me elevo en vez de caer), le pidió ayuda a Einstein, como 35 años atrás Planck había hecho. Luego de estudiar las anotaciones de Schrödinger, le envió el siguiente mensaje/resultado:
einstein dijo:

"Profesor Schrödinger, su trabajo es excelente. Pero debe estar incompleto o equivocado. Lo que usted está diciendo, sencillamente, es espeluznante. Dios no puede jugar a los dados con el Universo".



Schrödinger no sabía que hacer, pues si Einstein no comprendía sus ecuaciones, no había nadie que pudiese hacerlo. ¿Qué hizo? Se fué a estudiar biología a Dublín y años más tarde escribió el primer libro jamás escrito sobre biología molecular, "What is life?".

Schrödinger invirtió muchos años tratando de encontrar cuál pudiera ser el error sugerido por Einstein. Nunca encontró tal error, ni nadie lo hizo. De hecho, Werner Heisenberg, llegó a las mismas conclusiones que Schrödinger usando el método matricial, y denominó a su método "Mecánica de Matrices". De la fusón de ésta mecánica con la mécanica ondulatoria, surgió por primera vez el nombre de la "Mecánica Cuántica", propuesto por primera vez por el profesor Max Born. A su vez Bohr comenzó un debate contra Einstein sobre las leyes de la Relatividad en el mundo subatómico de la Física Cuántica y todos los científicos del mundo formaron parte de este debate y elijieron bandos. Bohr sostenía que la leyes de Einstein no servían para los cuantos, y Einstein decía que los cuantos eran un invento "patético". Más abajo tendrán una biografía de Bohr, pero les aclaro que no era ningún salame y estaba a la altura de Einstein, fue premio Nobel de Física en 1922 por sus innovaciones sobre la estructura del átomo y radiación, de hecho en la tabla periódica el Bohrio (Bh) es un elemento químico en nombre a él.

Einstein y los suyos, "Einstianos", invirtieron muchísimo tiempo buscando "el error" o "el faltante" en todas las ecuaciones cuánticas, cada vez más diversas y consistentes. Einstein sostenía que en esas ecuaciones debía haber alguna "variable oculta", alguna cosa todavía no descubierta que lograra poner de acuerdo a la Teoría Cuántica con su propia Teoría de la Relatividad, pues, según las propias palabras de Einstein -y con razón-
einstein dijo:

"mi Teoría de la Relatividad está comprobada, es revolucionaria y magistral, y esta cosa cuántica va exactamente en sentido contrario".



Le ponía especialmente los "pelos de punta" el hecho de que estas partículas cuánticas son capaces de comunicarse entre sí a una velocidad infinita, instantánea, utilizando un medio de comunicación todavía desconocido por los físicos, pero del cual se conoce su presencia por las predicciones y las exigencias de la cuántica. Recordemos que su Teoría de la Relatividad había establecido que la máxima velocidad posible para enviar comunicaciones es igual a la velocidad de la luz, o sea, a casi 300.00 km/s.

Volvamos, 1900-Planck y los cuantos. Hasta 1933 quilombo por el descubrimiento de los cuantos, aparece Schrödinger y su mécanica ondulatoria, luego Heisenberg y su mécanica de matrices, y Born las fusiona y aparece la Cuántica. Otra vez quilombo durante 30 años entre Bohr y los cuánticos, y Einstein y los relativistas. Hasta que aparece John Bell.

En 1964 John Bell se ideó un teorema para comprobar quién tenía la razón. El Teorema de Bell prueba la conexión-correlación entre sistemas no relacionados causalmente. Bell aduce que mientras la separación en el tiempo o en el espacio son "reales" en ciertos contextos, dicha separación es "irreal" o carece de importancia en la mecánica cuántica. Imaginate una fuente que emite dos corrientes de fotones (o rayos de luz, para entenderlo mejor), fotones que son interceptados por dos instrumentos: A y B. Estos instrumentos pueden estar todo lo lejos que se quiera entre sí, incluso hallarse emplazados en puntos opuestos del universo. Por simple aplicación de leyes aceptadas de la mecánica cuántica, Bell demuestra que cualquier propiedad de las partículas que se mida en el instrumento A, provocará, simultáneamente, una medición matemáticamente complementaria en el instrumento B.
Historia origen explicación y más de la Física Cuántica
Lo asombroso del caso viene cuando nos damos cuenta de que eso significa que cada fotón sabe la medición a la que está siendo sometido el otro fotón, y lo sabe instantáneamente.

Todo esto no fué probado hasta ya pasados los años 70 cuando Bell pudo probarlo en la práctica con máquinas preparadas específicamente para este teorema. De ésta forma, Einstein perdió esta larga pelea: El mundo es cuántico y posee en su misma médula todas esas "locuras" que dicatminan los nuevos descubrimientos.

Luego de este suceso, la física comenzó a tomar un nuevo rumbo y casi todos los científicos relativistas comenzaron a abrirle las puertas a la física cuántica, ya aceptada de manera Universal.

A continuación, un video que puede ayudar a entender con que se "encontró" Schrödinger cuando investigaba las ondas y que nadie pudo comprender y generó uno sino él debate mas importante de la historia científica. Seguramente, muchos lo habrán visto.





Llegamos a un tramo fundamental de esta revolucón. La aparición del humanismo y de las ciencias no exactas dentro del mundo de la física, que había estado ausente desde Galileo. La Conciencia. La famosa variable oculta de Einstein.


Hasta acá llegamos, si les interesa saber como surgió la conciencia, les recomiendo que lean sobre David Bohm y Young.


Frases de la Física Cuantica:

"Aquellos que no quedaron disgustados, la vez que se iniciaron con la mecánica cuántica, seguramente no la entendieron."
Niels Bohr

"Cuando te encuentras con la mecánica cuántica como estudiante, curva tu mente y no puedes creer que pueda ser así. Y pensarás que es ridículo. Excepto que puedes ir y hacer experimentos que muestra que es realmente lo que pasa, así funciona la naturaleza. Así que, más allá de lo que puedas pensar que tiene sentido o no, mejor intentar entenderlo"
Peter skands

"No me gusta la Mecánica Cuántica y me arrepiento haber tenido que ver con su creación".
Erwin Schrödinger

"Todos estos cincuenta años de cavilación consciente no me ha acercado a la respuesta de la pregunta '¿Qué son los cuantos de luz?' Hoy en día cualquier Tomás, Juan o Pedro cree que lo sabe, pero está equivocado"
Albert Einstein

"Si la Teoría Cuántica es correcta, significa el fin de la física como ciencia".
Albert Einstein

"Cuando la teoría y el experimento concuerdan, es el momento en el que hay que ser más sospechosos"
Niels Bohr


"Dios no juega a los dados con el universo."
Albert Einstein
"Einstein, deje de decirle a Dios lo que tiene que hacer."
+ Niels Bohr, respondiendo a Einstein.
"Dios no sólo juega a los dados con el Universo; sino que a veces los arroja donde no podemos verlos."
+ Stephen Hawking respondiendo a Einstein.
"Usted cree en un Dios que juega a los dados, y yo en un orden y una ley completos en un mundo que existe objetivamente, y que yo, en una forma altamente especulativa, intento capturar... ni siquiera el gran éxito inicial de la teoria cuántica me hace creer en el juego de dados fundamental, aún cuando estoy advertido que sus colegas más jóvenes lo interpretan como una consecuencia de la senilidad."
+ Albert Einstein, en carta a Max Born (1936)



Y LA MEJOR:

"Mientras más éxito la Teoría Cuántica tenga, mas estúpida se va a ver"
o Albert Einstein

Exclentes y breves biografías de los personajes mas trascendentales, sin contar a Einstein
que hay biografías por doquier


Max Planck
Erwin Schrödinger
Max Born
Werner Heisenberg
Niels Bohr
Louis de Broglie
Richard Feynman
John Bell
Teorema de Bell



Fuentes: yo y ayuda memoria y de escritura "Su Revolución Personal, El Pensamiento Cuántico" Gabriel Aramburo Siegert.
Algunas frases de: http://www.users.csbsju.edu/~frioux/quantumqts.html traducias por mí.


link: http://www.youtube.com/watch?v=vfkdzNN2VLo