FÍSICA CUÁNTICA

La exploración de nuestro universo va más allá de sumergirse en las profundidades del océano cósmico, visitar las profundidades de los mares o escarbar cada vez más en la corteza terrestre; Desde que cobró conciencia el ser humano de su entorno, surgió la necesidad de entender por que las cosas que vemos son de ese modo, la realidad no es tan simple, ni ordinaria como aparenta, de momento la ciencia es la única que se acerca a responder en serio las grandes interrogantes de siempre... ¿de donde venimos?, ¿de que estamos hechos? ¿cómo se forjó todo lo que vemos?.

TODO ESTA HECHO DE ÁTOMOS

Los primeros pasos de la física cuántica comenzaron a darse con el esfuerzo de unos cuantos que mediante la observación, experimentación y matemáticas aplicadas pudieron describir a detalle los fenómenos físicos. En el camino de responder preguntas tan aparentemente inútiles como ¿por que las cosas cambian de color cuando las calentamos? fueron las que en el camino de resolverlas comenzaron a dar un nuevo sentido de la fantástica realidad que seguimos descubriendo hoy día.

Científicos como Isaac Newton, James Clerk Maxwell, fueron aplanando el camino, se fueron dando cuenta de que la realidad es fundamentalmente predecible al utilizar las matemáticas. La física comenzó su giro hacia el estudio del universo de lo muy pequeño cuando en 1900  Max Karl Ernest Ludwig Planck, en un inicio se preocupo por utilizar las herramientas de la física clásica, pero pronto se dio cuenta de que eran necesarias nuevas formulas capaces de lidiar con los desafíos que le imponía el microcosmos, al cabo de un tiempo tuvo éxito sin embargo en su andar no llego a comprender del todo eso que las herramientas recién creadas le contaban y entonces. Un bueno para nada, rebelde, alguien a quien nadie quería tener a su lado por desordenado, retomó las ideas de Planck, un empleado de la oficina de patentes en Viena de aquel tiempo, supo explicar con precisión la dualidad el fenómeno onda-partícula que se sucede en la luz; Albert Einstein, reveló que no solo se compone por trocitos de materia llamados "fotones" sino que además que su comportamiento es ondulatorio, Einstein entendió que no solo era un fenómeno matemático sino que esto era una descripción del mundo físico el que se leía en el pizarrón. 1913 Niels Bohr le da su forma más acabada al átomo. Sin embargo los estudios de Louis-Victor de Broglie agregó una precisión a lo explicado por Bohr, explicó que las orbitas de los átomos eran no únicamente rodeaban al centro del átomo, sino que además eran de rutas ondulatorias.

En la imagen vemos una representación de precisión hecha por Louis-Victor de Broglie, las orbitas de los átomos eran no únicamente rodeaban al centro del átomo, sino que además eran de rutas ondulatorias.

Hacia falta esa unión que diera sentido a todas esas pistas obtenidas para que todo cobrara sentido. En 1925 Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger formuló finalmente una ecuación que lleva su nombre, enlazando finalmente los cabos que sus antecesores plantearon, la teoría de la física cuántica ve finalmente la luz con esta ecuación, sin embargo hay que aclarar que se trata no solo de una ecuación, sino de una colección de formulas que detallan el comportamiento del microcosmos. Hay que decir que la física cuántica no es compatible con la otra gran rama de estudios de la física es decir, no congenia con las explicaciones de la teoría de la relatividad dado que siguen reglas diferentes y hacen predicciones distintas, la cuántica tiene que ver con el microcosmos la otra explica el macrocosmos.

Hay varios experimentos que pretenden explicar la física cuántica, por ejemplo hay uno llamado "de la doble rendija" y lo que su intención es la de explicar como es el comportamiento de los electrones y su manera de conducirse con y sin luz. Imaginemos por un momento que tuviéramos un saco lleno de canicas (fotones) y que enfrente nuestro habría un muro al que quisiéramos impactar con las esferitas, la condición es que al momento de aventarlas deberíamos hacerles pasar por dos orificios hechos en una tabla que se encuentra entre el muro y nosotros, con algo de paciencia lograríamos hacer diana en el muro pero lo sorprendente de esto es que debido a la dualidad onda partícula una sola canica no solo pasaría por una de las rendijas... lo haría por las dos al mismo tiempo, es más el resultado de los aciertos que lográsemos se vería directamente afectado si hubiese una fuente de iluminación cercana lo que cambiaria el patrón dibujado por nuestros lanzamientos hechos contra la pared.

Aquí les dejo el enlace para que vean el experimento: http://youtu.be/akL7y_8Og6w 

Uno de los pilares de la física cuántica tiene que ver con el llamado "principio de incertidumbre" que Werner Karl Heisenberg , el cual nos dice que podríamos calcular la posición exacta de una partícula pero no así su velocidad, o al revés, podríamos ingeniarnos algún método para dar con su velocidad pero no sabríamos donde se encuentra. Por otro lado siempre habrán escuchado aquella frase que decía "la materia no se crea ni se destruye, solo se transforma"... pues a decir del estudio de este tipo de cuestiones del micro cosmos en un grado sub atómico y en ciertas condiciones la materia si se crea de manera espontanea... esto que pudiera parecernos tan ajeno a nuestra vida diaria, lo tenemos más cerca de lo que pudiéramos esperar, gracias a los alcances en lo aplicado de este tipo de conocimientos podemos contar con que ustedes puedan estar leyendo esta nota, frente a sus ojos la materia aparece y desaparece en sus monitores, los hornos de microondas, las puertas de apertura automática si se acercan, las luces que encienden si se mueve algo delante de ellas, los controles remotos de nuestros televisores, los celulares, las telecomunicaciones (radio, televisión e internet), la computación, los rayos laser de nuestros aparatos de reproducción de discos, los códigos de barras, reproductores de música... la lista es muy amplia. De hecho ya se esta trabajando en una modalidad de computadoras cuánticas que serán capaces de manejar una cantidad de datos que solo en sueños podrían conseguir los físicos de hoy día.

El amasijo de cables que se ve en la imagen es, según Lockheed Martin, el primer ordenador cuántico funcional del mundo.

Según lo que da a conocer en un artículo del 26 de marzo del 2013 en el diario "The New York Times" dice que: "En la computación tradicional (la que conocemos ahora desde los primeros ordenadores hasta los smartphones que llevamos con nosotros) todo se basa en millones de interruptores con dos únicos estados, representados como ceros o unos en lenguaje binario. La computación cuántica trata de usar estados de las partículas elementales como método de computación. Lo complicado de esta rama de la ingeniería informática es que en mecánica cuántica no hay ceros ni unos. Una misma partícula puede ser un uno, un cero, o un uno y un cero simultáneamente. La idea es aprovechar los cambios en esas unidades fundamentales para, mediante complejísimas ecuaciones, lograr un procesador que resolvería en segundos lo que los superordenadores de hoy tardan horas.

Un método no divulgado

Para lograr los estados cuánticos necesarios para este tipo de computación, los investigadores en esta tecnología han intentado manipular las partículas de diferentes maneras, desde suspenderlas en campos electromagnéticos a atraparlas sobre silicio.
En Lockheed Martin el método utilizado ha sido enfriar hasta casi cero absoluto una lámina de conectores que después es cargada con las ecuaciones que convierten el dispositivo en un procesador. El asunto es que la compañía no ha sido nada explícita sobre su prototipo y un avance de ese calibre habría sido divulgado con pelos y señales en medios como Nature. Los escépticos creen que Lockheed Martin tan sólo ha logrado algún tipo de mecanismo térmico, pero nada comparable a ese grial tan anhelado llamado ordenador cuántico".

Les invito a conocer nuestras transmisiones del canal que les ofrecemos toda la semana variados temas que pretenden ser de su agrado todos los días de la semana a partir de las 21:00 hrs. (hora del centro de México). Les espero para que hablemos en vivo de ciencia y tecnología y otras cosas más los días jueves en el canal de CSD MX: http://csdmexico.wix.com/csdmexico#!canal-csd-mx/c1yc2

Para saber más visiten:
http://www.cienciapopular.com/n/Ciencia/Fisica_Cuantica/Fisica_Cuantica.php
https://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_cu%C3%A1ntica