Archivo para la categoría Física Cúantica

Heisenberg, la medida o cuando los arboles dejaron de hacer ruido al caer

ironhorse

Alguien dijo una vez que la patria del ser humano es su niñez, y quizás por ello, la Realidad decidió jugar al escondite con nosotros. Porque no sé si sabes que, debido al Principio de Incertidumbre de Heisenberg (PIH), la Realidad parece que esté escondida en algún lugar hasta que la observamos. Y es que la Realidad del mundo microscópico es tal, que si trasladáramos sus conceptos a nuestro mundo macroscópico, no podríamos estar seguros de que un árbol al caer haga ruido si no estamos ahí para oirlo, de que la luna esté ahí arriba si no la miramos, o de que este texto esté escrito si tú no lo lees. Así, no es extraño que a grandes científicos de la talla de Einstein, Schrödinger, etc …  no les gustara las implicaciones de la teoría cuántica y, a pesar de haber contribuido a su nacimiento, la vieran como una teoría todavía incompleta. Sin embargo, la realidad cuántica, sea lo que sea, es testaruda y despues de casi un siglo de su existencia, esta visión “rara” del mundo ha sido lo más coherente que tenemos para entender el mundo microscópico. Quizás, lo que pasa es que después de todo,  hace falta cierta mentalidad de niño para jugar a entender la Realidad.

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Charla en la Alhóndiga de Bilbao sobre el Premio Nobel de Química 2013

http://culturacientifica.com/2014/03/09/bailando-con-proteinas/

En esta charla relato el porqué del Nobel de Química 2013 a Karplus, Warshel y Levitt. Espero que os guste!

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Heisenberg o la vía física a la Indeterminación

ironhorse

Del “sólo sé que no sé nada” Socrático, pasamos en 2500 años y de la mano de la ciencia, a la seguridad de que podíamos saberlo todo. La revolución Newtoniana del pensamiento parecía establecer que todo, hasta el último detalle del Universo y su evolución, estaba determinado, y esta filosofía de la Realidad ha impregnado la mentalidad occidental desde el siglo XVII. Sin embargo, de la mano de esa misma ciencia, hace casi 100 años, se descubrió un espacio irreductible de ignorancia al que estamos abocados, y sin la cual, nuestro Universo sería completamente diferente. La Ciencia descubría que el conocimiento tenía un límite, y en el camino, ha habido que repensar las bases sobre las que asentamos nuestro concepto de Realidad. ¿El culpable? Heisenberg y su principio de incertidumbre.

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¿Cómo dibujo un átomo? (II): El átomo cuántico

ironhorse

Tasunka-Witko, más conocido como caballo loco, contempla aquella máquina de hierro construida por el hombre blanco. Desde lo alto de una colina, observa como avanza por las anchas llanuras, trayendo nuevos colonos que acabarán por desplazar a su tribu. Tasunka-Witko se reune con su pueblo e intenta explicar lo que ha visto, pero ¿Cómo hacerlo?, ¿Qué palabras puede usar para describir lo que ha visto? No tiene más remedio que recurrir al lenguaje común de la tribu, desarrollado por su pueblo durante generaciones, y perfectamente adaptado a describir sus paisajes, su flora, su fauna, sus montañas, su entorno en definitiva. Tasunka-Witko mira a su pueblo y dice: “Los blancos han traído un gran  caballo de hierro, que come piedras oscuras como la noche, y expulsa una gran nube de humo por su lomo”.  “Caballo de hierro!”, repiten los miembros de la tribu, mirándose unos a otros, y afirmando con la cabeza. Sin embargo,  Tasunka-Witko no está seguro de si realmente lo que ha visto se puede describir así … Pues algo de ésto, nos ocurre a los físicos y químicos cuánticos cuando se nos pide dibujar o describir un átomo. Nos encontramos con un lenguaje limitado a nuestra experiencia, para describir una realidad que la supera. Así, no nos queda más remedio que recurrir a “caballos de hierro”, que en nuestro caso son  “bolitas” para describir las partículas, “órbitas” y “orbitales” para hablar  de los estados del electrón en torno al núcleo, y átomos como pequeños sistemas planetarios. Si quieres ver cómo hacemos el “indio” los Químicos Cuánticos cuando intentamos dibujar el átomo cuántico, te invito a seguir leyendo esta entrada 😉

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¿Cómo dibujo un átomo?(I): El átomo clásico

electr

La entrada de hoy viene motivada por una pregunta frecuente  de mi amigo Kanif Beruna: ¿Cómo dibujo un átomo? Como sabéis, mi amigo Kanif es hombre de gran talento, y de una encomiable  curiosidad por aprender cosas nuevas, y entre ellas está la Química Cuántica. Debido a ello, ha decidido contribuir a este blog con sus viñetas humorísticas que podéis encontrar en la sección de Des-Varios. Pero viendo lo “rara” que parece ser  la cuántica, se le plantea el problema de como representar los átomos en los chistes. Me encanta la pregunta, porque su simplicidad contrasta con  la complejidad de una respuesta adecuada. De hecho voy a necesitar dos entradas para responder adecuadamente esta cuestión.

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Mikel Laboa, un pájaro y las ondas de materia

mikel laboa udalbide

Hegoak ebaki banizkio,
nerea izango zen,
ez zuen alde egingo
bainan honela
ez zen gehiago txoria izango
eta nik txoria nuen maite

Dice la canción de Mikel Laboa, que .. “si le cortara las alas, el pajaro sería mio, no escaparía, pero así, ya no sería más  un pájaro, y yo lo que amaba era el pájaro” . A menudo en la vida ocurren estas parádojas, cuando poseemos algo, el encanto que tenía, lo que lo definía…desaparece. Lo que probablemente no sepas es que algo así tambien ocurre con la realidad más esencial de la materia: su dualidad onda-corpúsculo.  Sí has leído bien, igual que la luz, la materia también tiene un carácter dual, sólo detectable en cuerpos de masa muy pequeña, pero ahí está, el carácter ondulatorio inherente a toda materia, incluido tú. Y como  ocurre con el pájaro de la canción, cuando intentamos observar las partículas, localizándolas en un punto del espacio, colapsamos  su ondulatoriedad, cortamos sus alas y nos quedamos con algo que ya no es lo que era. Podemos detectar las partículas, a costa de cambiar su carácter. Extraño ¿Verdad? Pues entonces merece la pena seguir leyendo.

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“Hágase la Luz”… y la luz se hizo … dualidad (III)

swans

Dalí da las ultimas pinceladas a su cuadro. A pesar de que una obra nunca se acaba realmente, Dalí está orgulloso del resultado obtenido. Ha conseguido una vez más plasmar el mundo surrealista de los sueños y el inconsciente en ese lienzo bidimensional. En el cuadro, se puede ver un trío de cisnes con sus esbeltas figuras reflejadas en el agua. Pero… esos reflejos también se pueden visualizar  como un trio de elefantes  con su imagen inversa proyectandose hacia el cielo. Cisnes y/o elefantes, la dualidad de este cuadro es un reflejo de la dualidad de la mente, de la dualidad de la realidad inconsciente, de la dualidad del universo quizás.   Dalí nos invita a ser parte activa de su obra:  como observadores determinamos el acto de percepción final, o la realidad final del cuadro: cisnes o elefantes. Aunque te parezca extraño, esta dualidad forma parte también de las propiedades del mundo físico, de la realidad profunda y última de la luz que llega a tu retina y te permite admirar esta obra maestra.

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“Hágase la luz” y la luz se hizo…onda electromagnética (II)


FisikaArloak

Desde que tuvo conocimiento de los trabajos de Galvani, el Dr. Frankestein estaba convencido de que la electricidad era el origen de la  fuerza vital de la materia  orgánica. Y ahí estaba él … a punto de dominar el soplo divino de la naturaleza. El Dr. Frankestein observa por última vez, el cuerpo sin vida que tiene ante sí. Parece mentira que la historia del ser humano esté a punto de cambiar. La especie humana liberada de la finitud de la vida, sin Dios mediante, ni ser superior alguno que obre el milagro. El Dr. Frankestein mira al cielo, las nubes de tormenta se acumulan por encima de la máquina en forma de cono, que concentrará la energía eléctrica en ese amasijo de carne malamente cosida. De repente, un rayo de luz rasga el cielo, e impacta en  el cuerpo inmóvil que yace en la mesa fría de metal … Todos sabemos lo mal que acaba esta primera historia de ciencia ficción, y tenemos claro que los rayos de electricidad no son ninguna pócima mágica que insufle vida en la materia. Sin embargo, ¿Estaba el Dr. Frankestein tan desencaminado? Al fin y al cabo, ¿No es la luz la energía que sostiene la vida en la Tierra? ¿Y qué es la luz, sino olas de electricidad y magnetismo ondulando por el universo?

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Siglo XIX o cuando la electricidad y el magnetismo se encontraron.

barco_en_la_tormenta_-_Miguel_Hernandez

La tormenta les sorprendió en mitad de la noche y lejos de la costa. El viento hacía tambalearse el barco con tal furia que el pobre capitán Elkano pensó que esta vez llegaba su hora. Las olas se estrellaban contra el casco del barco, estallando como un volcán de espuma y agua, y barriendo la cubierta de babor a estribor.  Elkano, apenas pudiendo sostenerse de pie, volvió a mirar aquella brújula, única referencia fiable, única esperanza de salir con vida de aquella tormenta y llegar a puerto.  Levantó la vista hacia el cielo, y vió como un rayo iluminaba la noche, arañando el cielo con sus múltiples ramificaciones. Pensó que si alguno de esos rayos impactaba contra el mástil principal, sería el final de su viaje en esta vida. Se estremeció con este pensamiento, y volvió a mirar fijamente aquella brújula, con la esperanza de que el rumbo señalado fuera el correcto. De repente, alguien gritó “Tierra!!!”…y una sonrisa se dibujó en su rostro. Brújula y rayos, magnetismo y electricidad, poco podía sospechar Elkano que en realidad los dos fenómenos eran las dos caras de una misma moneda.. como la vida que había conquistado y la muerte que había dejado atrás.

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“Hágase la luz”. Y la luz se hizo. (I)


FisikaArloak

“Hágase la luz. Y la luz se hizo. Dios vio que la luz era buena, y separó la luz de las tinieblas“, el Génesis nos da así su particular versión del origen de la luz, pero desgraciadamente no nos da muchas más pistas sobre su naturaleza.  La idea de la luz como origen de la vida ha estado presente desde los albores de la civilización. Sin embargo, a pesar de su importancia, su definición nunca ha sido fácil.  Digamos que a la luz le ocurre como al amor: todo el mundo es capaz de reconocerla, pero muy pocos de definirla.  Quizás tampoco importe,  como alguién dijo una vez  “Donde hay luz también existe la sombra. ¿Dejaré de amar a la luz porque produce sombras?” Y precisamente en las luces y sus sombras estaban una de las claves para entender la naturaleza de la luz.

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