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Las mentes simples casi siempre yerran en sus juicios
¿Es el universo un sistema cuántico estable?
Según la leyenda, cuando Damocles declaró que su rey, Dionisio, debe tener una vida elegante y fácil, Dionisio ofreció cambiarse con Damocles. Sólo había una pega Dionisio decretó que una espada se suspendiera sobre el trono por un solo pelo de caballo, para que Damocles siempre supiera el peligro de ser rey. Desde entonces, la Espada de Damocles ha llegado .a representar una amenaza de la condena que podría llegar sin aviso. Si bien la perspectiva de vivir bajo una espada colgando no parece agradable, historias de muerte inminente son muy populares, especialmente dentro de la ciencia popular.
De vez en cuando un poco de historia de las noticias de ciencia golpea la prensa anunciando la última espada de Damocles. Asteroide gigante podría acabar con la vida en la Tierra!, Supernova cercana podría matar a todos nosotros! Las llamaradas solares pueden destruir la civilización! Reversión geomagnética! Agujeros negros solitarios! Y así sucesivamente. Las últimas noticias del fin del mundo para la prensa se derivan de una declaración de Stephen Hawking, la existencia del bosón de Higgs significa que el universo podría colapsar de forma espontánea en cualquier momento.
Como la mayoría de tales exageraciones, la verdadera historia es tanto menos sensacionalista y más interesante. Todo comienza con una larga conocida propiedad de la mecánica cuántica, que los sistemas cuánticos no siempre tienen que encontrarse en su configuración más estable. Sino que pueden estar en un estado estable a nivel local (conocido como un estado metaestable). Vemos esto, por ejemplo, con los electrones en un átomo. El estado estable de un electrón en un átomo es su nivel más bajo posible nivel de energía, pero un electrón puede estar en un nivel superior de energía por un tiempo. Eventualmente puede bajar a un nivel de energía inferior, libera un fotón.Este efecto es por lo que vemos líneas espectrales de las estrellas y las nubes interestelares.
Con el descubrimiento del campo de Higgs, una pregunta que podemos hacernos es si el universo como un sistema cuántico está en un estado de baja energía estable, o en un estado de mayor energía metaestable. De acuerdo con el modelo estándar de la física de partículas, la respuesta depende de las masas del quark top y el bosón de Higgs. Cuanto más masivo es el bosón de Higgs, la más probable es que el universo sea estable. Cuanto más masivo es el quark top, la más probable es que el universo sea metaestable, o incluso inestable. De las mediciones del quark top y la masas del bosón de Higgs, parece que nuestro universo es metaestable.
Si nuestra interpretación es correcta, entonces el universo como un todo podría estar en una configuración estable, pero también podría pasar a un estado de menor energía a través de un proceso de túnel cuántico. Si eso sucediera, el universo se colapsaría. Así que para nuestro mejor entendimiento, es posible que el universo se colapse. Por supuesto por el mismo proceso, también es posible que si se va hacia una pared los átomos en su cuerpo van a través del túnel cuántico de la pared y se encontrará en el otro lado. Las posibilidades de que realmente esto suceda es insignificante, es despreciable.
Por supuesto, si el universo fuese demasiado estable, podría conducir a otros problemas, como la idea de que somos en realidad sólo cerebros de Boltzmann.Ser metaestable en realidad podría ser una buena cosa en lugar de una señal de muerte inminente.
Así que no tienes necesidad de cancelar tus planes de vacaciones, o dejar de ahorrar para la jubilación. Incluso si hay una espada de Damocles cósmica, el hilo cuántica que la sostiene que es mucho más fuerte de lo que se puede sospechar.
Fuente: One universe a at time
Cuántica, relatividad y magufos
La física cuántica se ha convertido en el comodín de moda entre los que ignoran cómo funciona la física cuántica, pero es que la disciplina resulta especialmente atractiva para esos ignorantes (y para los charlatanes que se aprovechan de ellos) precisamente porque necesita emplear muchas metáforas y analogías que resultan útiles para hacerse una idea (aunque a veces sea vaga) de los fenómenos cuánticos, pero que permiten dar lugar a extrapolaciones absurdas. No es difícil encontrar por ahí, por ejemplo, justificaciones de la supuesta eficacia de la colorterapia basándose en la cromodinámica cuántica, que atribuye a los quarks (que serían las partículas más elementales de la materia en el ámbito de esa teoría) una propiedad que, a falta de un término mejor, se denomina “carga de color”. Pero que también podría haberse llamado, no sé, “carga de queso”, o “carga de madridismo”, o “carga de Bandersnatch”; se trataba simplemente de poner un nombre a algo que no tiene relación ni con el color ni con ninguna otra propiedad macroscópica, pero que había que llamar de alguna manera. El principio de incertidumbre o el colapso de la función de onda al realizar una medición sobre un sistema cuántico sirven también para intentar justificar con todo desparpajo toda una serie de afirmaciones ridículas, como bien sospechaba Erwin Schrödinger, que empleaba ese mismo calificativo, “ridículo”, para referirse a su famoso experimento mental con el gato encerrado en una caja. Aunque no creo que llegase a imaginar cosas tan estrafalarias como la afirmación de que la relación entre los homeópatas y sus pacientes es un entrelazamiento cuántico, la creencia de que la consciencia y voluntad del observador moldea la realidad misma, o la esperanza de que colocando el apellido ‘cuántico’ a cualquier doctrina esta parezca estar a la vanguardia del conocimiento.
Pero sospecho que ni siquiera la moda de los cuentos cuánticos podrá acabar con los reyes de las metáforas mal entendidas: Einstein y su teoría de la relatividad. Incluso si dejamos de lado que las frases de Einstein (reales, atribuidas o ficticias) forman un corpus tan inmenso y heterogéneo que se le puede citar para intentar defender casi cualquier cosa, lo cierto es que el personaje y sus ideas científicas, pasadas por la máquina de extrapolar metáforas, dan un juego colosal. Por ejemplo, la idea misma de ‘relatividad’ ha sido y sigue siendo usada para defender toda clase de relativismos morales, intelectuales y filosóficos, a pesar de que ni las teorías de Einstein entran en ese tipo de disquisiciones ni realmente tienen ese significado: que podamos calcular la diferente velocidad a la que transcurre el tiempo desde la perspectiva de un muón que viaja por la atmósfera a velocidades cercanas a las de la luz y desde la nuestra, que lo observamos desde la superficie, no parece que pueda dar pie a ningún tipo de consideración sobre la ética, el comportamiento o las creencias humanas. Y no, por supuesto que no: la equivalencia entre masa y energía (la famosa fórmula E=mc2) no justifica ningún tipo de terapia de pacotilla, y su empleo en los libros de autoayuda haría que se revolviesen en su tumba no solo Einstein, también su violín y hasta las cenizas de su pipa.
Ampliar en: LA COLUMNATA
Carta abierta a Eduard Punset en el blog «Mirando Musarañas»
Querido Eduard Punset:
Sé que no va a leer esto. Ni me importa. Es más bien un pequeño desahogo, para dejarme la mente tranquila. Todo viene a raíz de este artículo suyo: “La felicidad no está necesariamente donde uno espera“ y otros artículos suyos similares donde nombra el principio de incertidumbre de Heisenberg para justificar los ¿argumentos? más absurdos.
La validez de la mecánica y la física cuánticas se basa, como cualquier teoría científica, en la precisión de sus predicciones. La física cuántica estudia fenómenos que suceden en sistemas microscópicos como los átomos. No podemos percibir estos efectos en objetos macroscópicos: la dualidad onda-partícula sirve para describir un electrón, pero una pelota de tenis la podemos tratar como una partícula.
La validez de esta teoría está en sus resultados, capaces de explicar (por ejemplo) los espectros de emisión y absorción característicos de cada elemento:
Deje de mezclar la mecánica cuántica con conceptos como “el futuro es incierto”, “la felicidad” o “no podemos prever lo que va a ocurrir en el futuro”. ¿Por qué? Por dos razones:
- La física cuántica no tiene nada que ver con conceptos como la felicidad, la sabiduría o la incertidumbre del futuro. En cuanto a incertidumbre, ya le digo: la validez de la teoría reside precisamente en las buenas predicciones que hace para muchísimos fenómenos físicos que no tienen nada que ver. El principio de incertidumbre de Heisenberg dista mucho de ser una carta blanca para decir: todo vale. Lo mismo que la relatividad de Einstein no equivale a “todo es relativo”.
- Es usted el referente en divulgación para muchísima gente, debido a la popularidad que tiene debido a programas como Redes, o los libros que ha publicado. Para esas personas, usted va a ser el único contacto, la única ventana que van a tener con la ciencia. Un gran poder conlleva una gran responsabilidad, y en su caso ya ha metido la pata presentando pseudociencia como si fuera ciencia varias veces: Mauricio José Schwartz lo explica con calma aquí. Porque en estos temas, o eres riguroso siempre, o no eres fiable nunca*.
Por eso me va a permitir que funde una pequeña asociación: PFDPMMPIH. Plataforma de Físicos Damnificados por Punset y su Manía de Malinterpretar el Principio de Incertidumbre de Heisenberg. No hay carnet de miembro, ni cuota. Pero seguro que retrata la sensación que tenemos muchos físicos al oírle hablar (si es así, podéis decirlo en los comentarios). Por favor, deje de utilizar la cuántica para justificar cualquier cosa. Los físicos (y estudiantes de física, como yo) se lo agradecerán enormemente.
Fuente: Mirando Musarañas
Humor de físicos cuánticos y policia
Schrödinger y Heisenberg iban conduciendo un coche por la autopista cuando un policía los detuvo.
Caminó hacia la ventanilla y le pregunta: “Señor, ¿sabe usted a la velocidad que iba?
Heisenberg le responde: “No, pero sé exactamente dónde estaba”.
El policía, pensando que una respuesta tan extraña merecía ampliar la investigación le pide a Heisenberg que abra el maletero del carro. Mira dentro y ve un gato muerto.
“¡¿Sabía usted que hay un gato muerto aquí dentro?!”, le grita.
Schrödinger le contesta: “¡Bueno, pues ahora lo sé!”
Un Minuto de Física: ¿Por qué el bosón de Higgs es el eslabón perdido
Cincuenta años después de que se predijera su existencia, los científicos finalmente han vislumbrado el esquivo bosón de Higgs. La partícula se cree que es el eslabón perdido en el modelo estándar de la física de partículas, pero ¿por qué completa el rompecabezas?
En este video, el animador Henry Reich explica el papel fundamental del bosón de Higgs, lo que ilustra la forma en que da a otras partículas su masa y por qué es un componente clave en nuestro modelo de la fuerza nuclear débil.
Para animaciones sobre física, y vídeos adicionales sobre el bosón de Higgs, echa un vistazo a el canal de Física minuto. Si te ha gustado este post, por qué el descubrimiento de Higgs podría abrir la supersimetría o averiguar por qué los planetas sólo pueden orbitar en 3D.
Criptografía cuántica
La criptografía cuántica es la criptografía que utiliza principios de la mecánica cuántica para garantizar la absoluta confidencialidad de la información transmitida. Las actuales técnicas de la criptografía cuántica permiten a dos personas crear, de forma segura, una clave secreta compartida que puede ser usada como llave para cifrar y descifrar mensajes usando métodos de criptografía simétrica. La criptografía cuántica como idea se propuso en la década de los años 1970, pero no es hasta 1984 que se publica el primer protocolo.Una de las propiedades más importantes de la criptografía cuántica es que si un tercero intenta hacer eavesdropping durante la creación de la clave secreta, el proceso se altera detectándose al intruso antes de que se trasmita información privada. Esto es una consecuencia del principio de incertidumbre de Heisenberg, que nos dice que el proceso de medir en un sistema cuántico perturba dicho sistema.&
La seguridad de la criptografía cuántica descansa en las bases de la mecánica cuántica, a diferencia de la criptografía de clave pública tradicional la cual descansa en supuestos de complejidad computacional no demostrada de ciertas funciones matemáticas.La criptografía cuántica está cercana a una fase de producción masiva, utilizando láseres para emitir información en el elemento constituyente de la luz, el fotón, y conduciendo esta información a través de fibras ópticas.
La mecánica cuántica describe la dinámica de cada partícula cuántica (fotones, electrones, etc.) en términos de estados cuánticos, asignando una probabilidad a cada posible estado de la partícula por medio de una función. La herramienta de Gisin (quantum cryptography), depende de la física cuántica aplicada a dimensiones atómicas y puede transmitir información de tal forma que cualquier intento de descifrar o escuchar será detectado. Esto es especialmente relevante en un mundo donde cada vez más se utiliza el Internet para gestionar temas. Según Gisin, «comercio electrónico y gobierno electrónico solo serán posibles si la comunicación cuántica existe». En otras palabras, el futuro tecnológico depende en gran medida de la «ciencia de los secretos».
Fuente: La Ciencia Insólita
