Unidad 2 Lección 2

El Cuanto, el límite de lo pequeño

En el siglo pasado, gracias al avance la tecnología y la física cuántica se han descubierto una serie de partículas elementales que los físicos siguen estudiando para comprender el universo actual, así como su origen y posible final. La pregunta sigue en pie ¿hasta dónde podemos dividir la materia?

De hecho, la respuesta llegó hace ya varias décadas, gracias a el físico Max Planck quien descubrió que las partículas no se pueden dividir en forma infinitesimal, sino que la naturaleza marca un límite para lo más pequeño. En este caso, ya no se trata de partículas de materia, sino de energía, porque a final de cuentas la materia es solo energía concentrada. Esa unidad de energía es lo que Planck llamó el cuanto o cuanta y de ahí nació la Teoría cuántica. La energía solo puede manifestarse en pequeñas cantidades o paquetes, por debajo de ese límite es muy poco probable o casi imposible que pueda existir.
Por ejemplo, el paquete de energía luminosa se llama fotón. Es decir que el fotón es la unidad más pequeña posible de energía electromagnética. En base a este concepto es que se han podido estudiar toda la serie de partículas subatómicas que se han ido descubriendo en el último siglo como bosones, leptones, hadrones… o el famoso bosón de Higgs; las también llamadas partículas elementales. Cada una de estas partículas tiene propiedades específicas que son capaces de comunicar fuerzas como el electromagnetismo, o las fuerzas débil y fuerte en el interior del átomo.

La fuerza gravitatoria es un caso especial ya que no se ha podido idear una teoría que la explique en el marco de la física cuántica, ni tampoco se ha encontrado su respectiva partícula subatómica, la cual sería llamada gravitón. Por otra parte, en el marco de la física relativista, ideada por Albert Einstein la gravedad es el resultado de la deformación del espacio-tiempo.
Regresando a nuestro tema de la física cuántica: Max Planck fue solo el precursor de esta nueva rama de la física, que a diferencia de otras ramas ha requerido de la participación de varios científicos quienes han hecho importantes aportes a lo largo del último siglo. Erwin Schrödinger, David Bohm, Neils Bohr, Louis De Broglie, Werner Heisenberg, Max Born…
La física cuántica comenzó a tomar forma desde principios del siglo XX, a partir del descubrimiento del cuanto por Max Planck y fue hasta 1927 cuando varios físicos se reunieron para tratar de dar cohesión y una interpretación a todo lo que habían descubierto en tres décadas, a lo que ellos llamaron la interpretación de Copenhague y al modelo matemático que permite describir, con lujo de detalle el comportamiento de las partículas subatómicas le llamaron: Mecánica cuántica.

Físicos que participaron en la elaboración de la interpretación de Copenhague de la Mecánica cuántica como Erwin Schrödinger, David Bohm, Neils Bohr, Louis De Broglie, Werner Heisenberg, Max Born… También presente Albert Einstein (centro-abajo).

Las paradojas de la física cuántica

La física cuántica abre un nuevo paradigma y rompe con los conceptos que habían prevalecido desde que Newton escribiera su libro Principia. Al parecer, el mundo subatómico se rige por leyes completamente distintas a las leyes de la física clásica.
Veamos algunas de las peculiaridades que descubrieron los físicos.
Principio de indeterminación. Las leyes de la mecánica cuántica pueden indicar, con toda precisión, probabilidad de que una partícula exista en algún punto determinado. Pero sólo en el ámbito probabilístico, ya que en la realidad no hay manera de determinar la posición exacta de una partícula. Es decir que las partículas existen solamente como una probabilidad que se puede representar como una onda. Es hasta el momento que las medimos u observamos, cuando ya podemos determinar su posición. A este extraño fenómeno es lo que los físicos llamaron el colapso de la función de onda. Es decir, el momento de la observación, cuando la “partícula” pasa de ser una onda indeterminada o un corpúsculo con velocidad y posición establecido.
Ya que no se puede conocer en forma precisa la posición exacta de una partícula, esto hace imposible hacer predicciones exactas y poder conocer el futuro de un sistema. Esto llevó a Erwin Schrödinger a imaginar un experimento, ideado de tal suerte que la vida de un gato dependiera del estado que pueda tomar una partícula subatómica individual. La partícula tendría un 50% de probabilidad de emitir radiación y un 50% de no emitirla. De emitir radiación rompería un frasco que liberaría un veneno matando al gato.

Imaginemos que todo el experimento: gato y demás dispositivos con el veneno se encuentran dentro de una caja cerrada que nadie puede observar. Mientras nadie abra la caja el gato estará en un estado indeterminado, según la física cuántica estará 50% vivo y 50% muerto. Pero esto no quiere decir que estaría moribundo, o de la cintura para arriba vivo y de la cintura para abajo muerto. Lo que implica es que el gato solo existe como la suma de las posibilidades: 50% vivo y 50% muerto, algo imposible de entender racionalmente ya que la realidad está hecho de certezas: o el gato está vivo o muerto, pero no puede estar en ambos estados a la vez. Pero para la física cuántica sí que es posible. Si bien, no se puede comprobar en el caso de un gato, sí que se ha comprobado en el caso de las partículas subatómicas, como es el caso de los electrones, los cuales pueden estar en varios estados al mismo tiempo, lo que se llama superposición cuántica.
En el experimento hipotético del gato de Schrödinger, es hasta el momento en que el científico abre la caja cuando la onda probabilística colapsa y se crea la realidad, haciendo que el gato este vivo o muerto. De manera que para entender la física cuántica debemos de dejar de pensar en corpúsculos de materia, incluso debemos abandonar la idea de paquetes de energía y comenzar a pensar en probabilidades. El mundo de la física cuántica está formado por ondas probabilísticas que pueden ser descritas mediante ecuaciones matemáticas. Lo que ven nuestros sentidos es el resultado final de esas ondas de probabilidad. Solo cuando observamos es que la onda se “materializa” y la partícula aparece en un lugar y tiempo determinado - colapso de la función de onda -.

El experimento de la doble rendija

El experimento de la doble rendija es interesante porque crea una serie de paradojas que ha dejado perplejos a los científicos. El asunto se remonta a siglos atrás cuando los científicos han tratado de determinar si la luz está formada por partículas o por ondas. Primero, Isaac Newton declaró que la luz estaba formada por partículas. Luego, en el experimento de la doble rendija de Thomas Young en 1801, se concluyó que la luz se comporta como ondas.

Este experimento consiste en una cámara oscura donde se coloca una placa con dos pequeñas rendijas separadas por una distancia mínima. Al pasar la luz se crea un patrón de interferencia, es decir que la luz se comporta como onda y no como partícula. Del otro lado de las rendijas se puede colocar una pantalla donde se puede ver que el patrón de interferencia crea franjas de luz, ahí donde las crestas de las ondas luminosas se suman, y franjas oscuras, ahí donde las ondas luminosas se anulan unas a otras. El patrón de interferencia es el mismo fenómeno que vemos, por ejemplo cuando arrojamos dos piedras simultáneamente a un estanque y vemos como las olas se superponen.
Si la luz se comportara como partícula, en lugar de ver un patrón de interferencia, en la pantalla veríamos tan solo dos franjas correspondientes a la trayectoria recta entre la fuente de luz al pasar por las rendijas. Este experimento demuestra que la luz se comporta como onda, mientras otros, como el del efecto fotoeléctrico ideado por Albert Einstein demuestran que se comporta como partícula. Así que el dilema sobre la naturaleza de la luz: ¿onda o partícula? continuó hasta el siglo XX.
Pero nuevas versiones del experimento de la doble rendija, llevadas a cabo en el siglo XX arrojaron resultados aún más sorprendentes. La luz se puede comportar de cualquier forma, como una onda, o como una partícula, pero todo depende de “la pregunta” que le haga el experimentador.
Con la nueva tecnología en el siglo XX los científicos hicieron el experimento, pero esta vez lanzando los fotones (partículas de luz) una a una. Así fueron apareciendo varios puntos en la placa fotográfica, y después de cierto tiempo el patrón de interferencia se hizo evidente una vez más. Esto quiere decir que los fotones, aún lanzados de uno en uno siguen un patrón de probabilidad, y ese patrón de probabilidad se comporta exactamente como una onda, produciendo patrones de interferencia que a su vez crean las franjas de luz en la placa fotográfica. Si vemos un fotón individual, solo será un punto en la placa, pero si vemos todo el conjunto, entonces el patrón cobra sentido. Y ese patrón de probabilidad, al crear las franjas nuevamente da indicio de que la luz se comporta como una onda, sin importar que el electrón viaje en forma individual, de alguna manera “sabe” que es tan solo un elemento de “un todo” y que debe seguir una “coreografía” dentro de la "danza de las partículas"; incluso cuando los demás bailarines no estén presentes en el escenario, el bailarín sabe como tiene que interpretar su danza.

Pero los físicos no se quedaron ahí y querían saber exactamente cual trayectoria seguía cada fotón, entonces colocaron un detector mínimamente invasivo en una de las rendijas para saber si atravesaba la rendija A o la B. Y efectivamente podían detectar por cual rendija cruzaba cada fotón, pero para sorpresa de los experimentadores el patrón de interferencia desapareció, y en su lugar tan solo obtuvieron dos franjas de luz. Es decir que cuando observamos la trayectoria que sigue el fotón, entonces deja de comportarse como onda y lo hace como partícula. Esto nos lleva a la conclusión de que, a diferencia de las demás ciencias, en la física cuántica el observador forma parte integral del mismo experimento. No se puede separar al observador del objeto de observación. La implicación filosófica (ontológica) de este fenómeno es aún más difícil de aceptar, especialmente para los físicos: la conciencia y la materia están íntimamente ligadas.
La física cuántica ha cambiado no solo la forma como vemos la materia y la energía, sino que ha cuestionado lo que consideramos la realidad. Los físicos teóricos, en realidad no se detienen en cuestiones filosóficas, para ellos lo importante es que las ecuaciones de la mecánica cuántica son capaces de predecir el comportamiento atómico con varios decimales de precisión. Sin embargo, siempre ha habido diversos críticos, entre ellos Albert Einstein, quien decía con respecto al principio de indeterminación.

“No puedo creer que Dios juegue a los dados con el universo.”

O con respecto a la relación entre la conciencia y la realidad “Quiero pensar que la Luna existe, aun cuando yo no la esté observando”.

Entrelazamiento cuántico

Otro fenómeno que se desprende de la física cuántica son los efectos no locales, o lo que también podríamos llamar el entrelazamiento cuántico que resulta de especial interés para comprender la telebioenergética.
La física cuántica predijo que se podían crear partículas entrelazadas a nivel cuántico. Esto quiere decir que ambas partículas son parte de un mismo sistema y por lo tanto siempre habrá una estrecha relación entre ellas. Por ejemplo, ambas deberán conservar un equilibrio del momento, el momento definido como la suma de sus masas y velocidades. De manera que, si una partícula comienza a girar hacia la derecha, la otra deberá hacerlo hacia la izquierda. La física cuántica predice que ambas partículas conservarán el momento inicial, independientemente de la distancia que las separe. Es decir que una puede estar aquí en la Tierra y la otra partícula en una estrella lejana, o en otra galaxia y aun así ambas conservarán una comunicación instantánea llamada entrelazamiento cuántico.
Einstein, propuso en su teoría de la relatividad que nada puede viajar a mayor velocidad que la luz (299,792 kms/seg), por lo que, según su teoría la comunicación instantánea a distancia es imposible. Por lo que él llamó efecto fantasmal “Spooky efect” al supuesto entrelazamiento cuántico, de antemano, pensando que era imposible. Y para demostrarlo propuso, junto con otros dos físicos Rossen y Podolsky un experimento que pondría en evidencia lo absurdo del entrelazamiento cuántico.
El experimento EPR. (tomando las siglas de sus autores: Einstien, Podolsky y Rossen) primero requiere crear dos partículas entrelazadas. Luego se envían en direcciones opuestas y como tercer paso se mide el “spin” (giro) de alguna de ellas. Recordemos que el spin es indeterminado hasta el momento de la medición. Por lo que al medir el spin de la partícula A automáticamente el de la partícula B deberá de girar en un eje y dirección contraria al de la partícula A.
El experimento fue ideado en forma teórica por Einstein y los otros dos colegas en 1935, siendo meramente un experimento hipotético, ya que en ese momento no existía la tecnología para llevarlo a cabo físicamente. Más tarde, en el año de 1965 el matemático John Bell desarrolló el teorema de Bell, que en forma matemática puede analizar los resultados del experimento y determinar si puede existir el entrelazamiento cuántico o no.

En 1976, finalmente se pudo realizar por vez primera el experimento ya en forma física (real). A la fecha se han realizado varios experimentos EPR con distintas variantes, ahora llamados experimentos de teletransportación cuántica, que en realidad no se trata de teletransportación de partículas, sino de envío de información en forma instantánea (resultado nada despreciable).
Conclusión: Einstein estaba equivocado, la información, de alguna manera puede viajar en forma instantánea violando lo que Einstein propuso en su teoría de la relatividad. Por lo que hemos de suponer que existe otro nivel de existencia, en el cual las leyes del espacio-tiempo no aplican, es decir que estamos hablando de un nivel metafísico – más allá de lo físico – o para decirlo en el idioma actual: un nivel cuántico. Afortunadamente, Einstein no vivió para ver cuan equivocado estaba, falleció en 1955.
La mecánica cuántica ha brindado una nueva visión del universo, en la cual ya no es la materia la protagonista, ni tampoco la energía, sino más bien la mente, la que conforma el universo, como lo han descrito dos grandes físicos del siglo XX:
De acuerdo a físico James Jeans:

“el caudal de conocimiento se dirige hacia una realidad no-mecánica; el universo comienza a parecerse más a un gran pensamiento que a una gran máquina”. La mente ya no es semejante a un intruso accidental en el reino de la materia… más bien deberíamos recibirla como la creadora y regente del reino de la materia”. Pero los físicos aún no han seguido el ejemplo de Galileo y convencido a todos de las maravillas de la mecánica cuántica. Como lo explicó Arthur Eddington: “Es difícil para el físico realista aceptar la visión de que el sustrato de todo es de índole mental” ¹.

En el siguiente capítulo analizaremos la relación entre el nuevo paradigma de la física cuántica, el biomagnetismo y la bioenergética.

 

 

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1- Ken Wilber; Cuestiones cuánticas, escritos místicos de los físicos más famosos del mundo; Editorial Kairós; Barcelona, España. (1991); p 196.

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Preguntas o comentarios: info.gfu.lineasolar@gmail.com