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Mostrando entradas de enero, 2012

La realidad cuántica

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"Procura, pues, desviar tu corazón de lo visible y traspasarlo a lo invisible..." Imitación de Cristo Tomás de Kempis (siglo XV)
En la serie de posts "Entendiendo la mecánica cuántica" (partes I, II, III y IV) hemos repasado los hechos básicos de la teoría cuántica. En este post pretendo tratar, brevemente, las implicaciones filosóficas de la teoría, fundamentalmente respecto a la noción científica de realidad.
Realismo físico y objetividad La postura respecto a la realidad de la mayoría de científicos consiste en postular que la naturaleza posee una realidad objetiva independiente de nuestras percepciones o de nuestros instrumentos, de modo que el objeto de la ciencia es describir esa realidad objetiva. Por otra parte las teorías platónicas sostienen que la realidad nunca podrá entenderse por ninguna teoría basada en la experiencia.
La postura científica expuesta usa el concepto de objetividad: es objetiva toda afirmación que sea válida para cualquier observador. E…

Entendiendo la mecánica cuántica (IV)

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"Su teoría es disparatada, pero no lo suficientemente disparatada para ser verdad." Niels Bohr
En los tres post anteriores de este monográfico de mecánica cuántica vimos la dualidad onda-partícula, la cuantización de la energía, el principio de incertidumbre y el colapso de la función de onda. Ahora trataremos sobre cuando tenemos que aplicar la mecánica cuántica y cuando la clásica, veremos el principio de exclusión y sus consecuencias, y la misteriosa propiedad de "no localidad" que presenta el mundo cuántico. Con todo este material podremos discutir las profundas implicaciones que tiene la teoría cuántica en la comprensión de la realidad física.
El mundo clásico como límite del cuántico De lo dicho hasta ahora, ondas de probabilidad, cuantización, principio de incertidumbre, parece seguirse que el mundo de lo muy pequeño sigue unas leyes diferentes de nuestro mundo habitual, pero no es así. De la misma forma que la teoría de la relatividad tiene efectos desprec…

Entendiendo la mecánica cuántica (III)

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"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.


En la primera parte vimos los experimentos que llevaron a la idea de la dualidad onda-partícula, y en la segunda parte vimos porqué necesitamos la cuantización de la energía para entender la estabilidad de los átomos y el equilibrio entre materia y energia. Estas dos teorías, dualidad  y cuantización, parecen independientes, pero podemos relacionarlas, con lo cual obtendremos mayor comprensión.
Ondas libres y ondas estacionarias Una onda material, como por ejemplo las ondas en la superfície del agua, transmite un movimiento oscilatorio a las partículas a la que afecta, determinando la amplitud y la frecuencia de la oscilación. En la figura vemos una onda "cortada" en la dirección de propagación; la partícula se representa por el punto azul. Estamos suponiendo que la onda no encuentra ningún obstáculo pa…

Entendiendo la mecánica cuántica (II)

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"Todo son átomos, los objetos, el aire entre ellos, nosotros mismos. Están ahí en cantidades inconcebibles"
Richard Feynman
En la primera parte veíamos uno de los hechos experimentales que condujo al establecimiento de la mecánica cuántica: la dualidad onda-partícula. En este artículo veremos otro hecho: los niveles de energía.
La materia emite y absorbe energía Todo objeto material que tenga una temperatura superior al cero absoluto emite energía en la forma de radiación electromagnética, y también la absorbe del medio; cuando la cantidad de energía radiada es igual a la absorbida, el objeto está en equilibrio térmico con su entorno. Una de las características de la radiación electromagnética es su longitud de onda, que es menor cuanta más energía transmiten. A temperatura ambiente la mayor parte de la radiación emitida es de gran longitud de onda (equivalentemente de baja frecuencia) y es invisible, pero a medida que calentamos el cuerpo aumenta la cantidad de radiación d…

Entendiendo la mecánica cuántica

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"Si usted piensa que entiende a la mecánica cuántica... entonces usted no entiende la mecánica cuántica."
"No te pongas a repetir, si puedes evitarlo '¿pero cómo puede ser así?' porque te irás hacia un callejón sin salida del que nadie ha escapado. Nadie sabe cómo puede ser así.
Richard Feynman

¿Realmente es así? ¿La mecańica cuántica es imposible de entender? Paradójicamente, es la teoría física más precisa que haya creado jamás el hombre, y sus aplicaciones en la técnica son multitud: en la electrónica, en la seguridad de los datos (criptografía cuántica), la diagnosis por resonancia magnética nuclear, la química cuántica, y próximamente tendremos ordenadores cuánticos, por citar sólo algunos ejemplos. Así que podríamos decir que desconocer totalmente sus fundamentos nos lleva a un cierto analfabetismo científico. Vamos a intentar ver lo más fundamental y básico de esta teoría, y de paso ver dónde estás los problemas de comprensión (y ya se sabe que e…

Resumen del blog en 2011

Bueno, pues saludamos el 2012 con el típico resumen de lo publicado en el 2011. Aquí está mi muy modesta aportación a la divulgación de la ciencia en este blog, que empecé el setiembre de 2011, clasificado por temas, nombre de cada artículo y su lista de tags.

!Feliz 2012!

Mente, inteligencia artificial y computación
Aleatoriedad, errores e inteligencia artificial. Computación, error, IA, pensamiento, probabilidad, red neuronalComputabilidad, hipercomputadores y conciencia. Cerebro, computación, conciencia, hipercomputación, Hodge, sistema formal, verdadDecisiones inconscientes y redes complejas Cerebro, comunidades, decisión, red, red compleja, red neuronal¿Es posible la conciencia artificial? conciencia, inteligencia, logica, matematicas, pensamiento¿La mente está “orientada a objetos”? Bohm, ciencia, entrelazamiento cuantico, fragmentación, mecánica cuántica, pensamiento, realidad, totalidad
Fundamentos de la Matemática y de la Física
Los fundamentos de la matemática... ¡no están f…