Las dimensiones cuánticas del átomo
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Extracto de mi libro © «Por qué brillan las estrellas»
Capítulo «El mundo cuántico»
18/8/2024 ― En este momento, ya sabes que hay dos entornos bien diferenciados: nuestro medio y el mundo cuántico. Son dos universos imposibles de conciliar, a pesar de los esfuerzos que Einstein dedicó en los últimos treinta años de su vida a la «teoría del todo». Un rompecabezas ―nunca mejor dicho― que muchos científicos siguen intentando resolver en la actualidad...
...a la velocidad de transmisión de la gravedad, no sé si podré convencer a alguien, pero en mi ensayo sí que demuestro la instantaneidad de la propagación del magnetismo. Puedes encontrar más información al respecto en la sección, El magnetismo y los campos magnéticos...
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Este es un pequeño extracto del capítulo «El mundo cuántico» de mi libro «Por qué brillan las estrellas». Como puedes observar, con un lenguaje muy claro y sencillo para todos los públicos, voy desarrollando mi teoría de los campos magnéticos del átomo para resolver todos los fenómenos que se desarrollan en el mundo atómico.
A continuación, te comento algunos de estos fenómenos cuánticos de difícil comprensión.
Superposición cuántica
En la mecánica cuántica, las partículas subatómicas, como electrones o fotones, pueden existir en múltiples estados al mismo tiempo. Este fenómeno se conoce como superposición. Un ejemplo famoso es el experimento mental del «gato de Schrödinger», donde un gato en una caja puede estar simultáneamente vivo y muerto hasta que se observe. Esta paradoja explica la naturaleza contraintuitiva de la superposición cuántica.
Entrelazamiento cuántico
Este suceso ocurre cuando dos o más partículas se enlazan de tal manera que el estado de una afecta instantáneamente al estado de la otra, sin importar la distancia que las separe. Esto significa que, si cambias el estado de una partícula entrelazada, la otra también cambiará de manera instantánea, incluso si está a años luz de distancia. Albert Einstein no lo comprendió nunca y lo definió como «acción fantasmal a distancia».
Túnel cuántico
En el mundo clásico, un objeto necesita suficiente energía para superar una barrera. Sin embargo, en el mundo cuántico, las partículas pueden «tunelar» a través de barreras, incluso si no tienen la energía suficiente para hacerlo de acuerdo con la física clásica. Este fenómeno se utiliza en la tecnología moderna, como en los diodos túnel y en los microscopios de efecto túnel.
Dualidad onda-partícula
Una de las curiosidades más importantes de la mecánica cuántica es que las partículas pueden comportarse tanto como partículas como ondas. Esto se conoce como la dualidad onda-partícula. El famoso experimento de la doble rendija mostró que los electrones pueden crear un patrón de interferencia típico de ondas, incluso cuando se disparan uno por uno, lo que sugiere que cada partícula pasa simultáneamente por ambas rendijas.
Principio de incertidumbre de Heisenberg
Este principio establece que es imposible conocer simultáneamente y con precisión perfecta ciertos pares de propiedades de una partícula, como su posición y su momento. Cuanto más precisamente se mide una de estas propiedades, menos precisa será la medición de la otra. Esto desafía nuestra comprensión clásica de la naturaleza y limita la precisión con la que podemos observar el mundo cuántico.
Colapso de la función de onda
En la mecánica cuántica, el estado de una partícula está descrito por una función de onda, que representa todas las posibles posiciones o estados de la partícula. Cuando se realiza una medición, la función de onda «colapsa» y la partícula adopta un estado definido. Este colapso es uno de los misterios más profundos de la física cuántica, ya que plantea preguntas sobre el papel del observador en la realidad.
Teleportación o teletransportación cuántica
Aunque suena a ciencia ficción, la teleportación cuántica es real, pero no en el sentido de «teletransportar» materia como en las películas. En cambio, se refiere a la transferencia de información cuántica ―como el estado de una partícula― de un lugar a otro, usando entrelazamiento cuántico. Es una herramienta clave en el desarrollo de la informática cuántica y las comunicaciones cuánticas.
Ordenadores cuánticos
A diferencia de los ordenadores clásicos, que usan bits para procesar información en forma de 0 o 1, los ordenadores cuánticos utilizan qubits, que pueden estar en superposición de 0 y 1 al mismo tiempo. Esto les permite procesar enormes cantidades de información simultáneamente, resolviendo ciertos problemas mucho más rápido que las computadoras clásicas.
Como puedes observar, el mundo cuántico es flipante ―así lo defino en mi libro―, no hace falta tomar nada fuerte para flipar en colores. ― Juan Vicente Santacreu
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Te propongo este artículo:
El 2025 será un año histórico para la ciencia cuántica ― Sin duda que marcará un hito para la física, ya que se espera que se alcancen avances significativos en diversos campos. La comunidad científica espera que se obtengan resultados revolucionarios en áreas como la física de partículas, la teoría cuántica y la energía renovable. Estos avances podrían proporcionar una mayor comprensión de los fundamentos del universo, así como soluciones innovadoras para los desafíos energéticos que enfrenta nuestro planeta. El año 2025 promete ser un momento emocionante y trascendental para la física.
151 - Las nuevas tecnologías crean empleos de alta calidad, impulsando la productividad y mejorando la calidad de vida de sus ciudadanos.
♦ Algunos datos curiosos ►
El mundo cuántico de los átomos que nos rodean es un universo fascinante lleno de enigmas y comportamientos insólitos. En este diminuto reino, las leyes de la física clásica dejan paso a principios que desafían nuestra intuición. Por ejemplo, los electrones no siguen trayectorias definidas, sino que se comportan como nubes de probabilidad, permitiendo que existan en múltiples estados simultáneamente. Este fenómeno, conocido como superposición, rompe con la lógica de nuestra experiencia cotidiana.
Por otra parte, el entrelazamiento cuántico interconecta partículas de forma misteriosa, haciendo que lo que sucede en una influya instantáneamente en la otra, sin importar la distancia que las separe. La incertidumbre inherente a este mundo indica que la simple acción de medir puede alterar el estado de lo observado, transformando la realidad en un escenario repleto de posibilidades. Así, el mundo cuántico nos invita a repensar la noción de realidad, ofreciéndonos una experiencia única que, aunque difícil de comprender desde nuestra dimensión, abre la puerta a un universo lleno de magia y asombro.