mecánica cuántica esta incompleta

MECÁNICA CUÁNTICA ES INCOMPLETA

Primero veremos que dice la mecánica cuántica.

QUE DICE LA MECÁNICA CUÁNTICA

La mecánica cuántica es un área de la Física encargada de brindar una descripción fundamental de la naturaleza a escala microscopica. Surge tímidamente en los inicios del siglo XX dentro de las tradiciones más profundas de la física para dar una solución a problemas para los que las teorías conocidas hasta el momento habían agotado su capacidad de explicar, como la llamada catástrofe ultravioleta en la radiación de cuerpo negro predicha por la física estadística clásica y la inestabilidad de los átomos en el modelo atómico de Rutherford. La primera propuesta de un principio propiamente cuántico se debe a Max Planck en 1900, para resolver el problema de la radiación de cuerpo negro, que será duramente cuestionado, hasta que Albert Einstein lo convierte en el principio que exitosamente pueda explicar el efecto fotoeléctrico.

Las primeras formulaciones matemáticas completas de la mecánica cuántica no se alcanzan hasta mediados de la década de 1920, sin que hasta el día de hoy se tenga una interpretación coherente de la teoría, en particular del problema de la medición.

PROBLEMA DE LA MEDICIÓN

PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE DE HEISEMBERG

El principio de incertidumbre desarrollado por Heisenberg (1927), postula que es imposible conocer conjuntamente con exactitud, la posición y la velocidad de una partícula. Cuanto mayor sea la precisión con que determinamos la posición, menor será la de su velocidad.

incertidumbre

Heisenberg calculó la magnitud de esa inexactitud de dichas propiedades y con ello definió el “principio de incertidumbre”, por el cual recibió el Premio Nóbel de física.

El error central de la física quántica esta en el concepto de incertidumbre. La palabra incertidumbre está en todas partes y por ello la teoría quántica tiene una estructura fundamentalmente probabilística es decir basada en la incertidumbre.

 En su formulación original, las relaciones de incertidumbre de Heisenberg aparecen vinculadas a la relación de conjugación existente entre ciertos pares de cantidades físicas, v.g. el tiempo y la energía, la posición y el momento. Dicha conjugación, como bien sabemos, es usualmente entendida como debida al hecho de que ciertos pares de magnitudes que intervienen en la formulación de la teoría se encuentran relacionadas mediante la transformada de Fourier; esta relación deviene sin mucho desarrollo en la inecuación de Heisenberg.

 incertidumbre2
Si  delta E es la indeterminación de la magnitud de la energia y delta t es la indeterminación de la magnitud del tiempo, es decir, que cuando se miden pequeños cambios en energía no es posible medir el tiempo en el que surge la medición de los de la energía y viceversa. O sea, cuando más exactamente se determina una magnitud, menos se conocera la otra. Igual para el momento y la posición. Entre más se conozca el momento de una partícula menos se conocerá la posición o viceversa.
veamos que esto es un error. Primero repasaremos algo sobre Karl Popper.

Popper tiene la firme convicción de que en ciencia se buscan teorías verdaderas, las teorías no son meros instrumentos. La interpretación de Copenhague dice que sólo podemos comprender la imagen clásica del mundo, no la imagen cuántica. Eso le parece perverso a Popper. Suponemos que le parece perverso porque entraña una solución instrumentalista ya que con relación a esto dice: “Y la teoría no es simplemente un ‘instrumento’ para él [el científico], es más: él está interesado en su verdad o su aproximación a la verdad”. Sin embargo, Los Copenhagues no son instrumentalistas, si así fuera no se preocuparía de buscar interpretaciones. Los Copenhague se ven obligados a adoptar una posición instrumentalista ante la imposibilidad de ofrecer una interpretación conceptual satisfactoria del formalismo matemático.

Popper2

Pero Popper tampoco está satisfecho en este punto con Los Copenhagues (y especialmente con Bohr), ya que considera que se puede tener una teoría sin sistema conceptual y no por ello adoptar una posición instrumentalista. Es posible que se pueda manifestar esa postura, pero, ¿cómo sabemos que esa teoría está más cerca de la verdad? Popper nos dice que “entendemos una teoría si entendemos el problema para cuya solución se ha concebido y si entendemos la forma en que lo resuelve mejor, o peor, que sus competidores”.

EXPERIMENTO DE POPPER

Popper

 

El experimento mental de Karl Popper se parece más a la paradoja EPR, más completa que la de Popper y que consiste en un experimento mental propuesto por Albert Einstein, Boris Podolsky y Nathan Rosen en 1935. Es relevante históricamente, puesto que pone de manifiesto un problema aparente de la mecánica cuántica, y en las décadas siguientes se dedicaron múltiples esfuerzos a desarrollarla y resolverla.

ParadojaEPR

paradojaepr2

paradojaepr3

El error de la mecanica cuantica consiste en la idea de incertidumbre y en el uso de probabilidad. En la mecánica cuántica la función de onda psi no tiene significado físico, la mecánica cuántica da significado al  cuadrado del valor absoluto de Psi que significa la probabilidad de encontrar a la partícula, el  problema fundamental de la mecánica cuántica esta en esta amplitud de probabilidad, lo que hace a la mecánica cuántica una teoría más subjetiva que objetiva, estando en contradicción con los procesos naturales ya, sea macroscopicos o microscopicos.

La cuestión radica en que si una cosa no se puede observar, no implica que no exista.

No se observará pero existe.

Por ejemplo, queremos medir la estructura cristalina de un superconductor a temperatura crítica de 110 K, antes de medir tiene una cierta estructura, pero cuando la muestra se coloca en el difractometro de rayos X para saber su estructura, se le inducen ciertos defectos puntuales que hacen que la muestra ya no sea la misma y a la hora de medir la resistencia abajo de la temperatura crítica, esta resistencia va estar modificada por condiciones estructurales de la muestra.

Contaremos ahora la equivocación del gato de Schorodinger

La propuso el nobel austríaco Erwin Schrödinger en 1935. Es un experimento mental que muestra lo desconcertante del mundo cuántico.

El gato de Schrödinger

Imaginemos un gato dentro de una caja completamente opaca. En su interior se instala un mecanismo que une un detector de electrones a un martillo. Y, justo debajo del martillo, un frasco de cristal con una dosis de veneno letal para el gato. Si el detector capta un electrón activará el mecanismo, haciendo que el martillo caiga y rompa el frasco.

Se dispara un electrón. Por lógica, pueden suceder dos cosas. Puede que el detector capte el electrón y active el mecanismo. En ese caso, el martillo cae, rompe el frasco y el veneno se expande por el interior de la caja. El gato lo inhala y muere. Al abrir la caja, encontraremos al gato muerto. O puede que el electrón tome otro camino y el detector no lo capte, con lo que el mecanismo nunca se activará, el frasco no se romperá, y el gato seguirá vivo. En este caso, al abrir la caja el gato aparecerá sano y salvo.

Hasta aquí todo es lógico. Al finalizar el experimento veremos al gato vivo o muerto. Y hay un 50% de probabilidades de que suceda una cosa o la otra. Pero la cuántica desafía nuestro sentido común.

El un error esta en considerar al electrón como onda y como partícula, ya que un solo electrón no es las dos cosas, el electrón es una partícula, el comportamiento como onda se da porque no es un solo electrón, sino un ensemble de electrones, y este si se comporta como onda, onda de partículas o onda de electrones.

Si el gato es radiado dentro de la caja, el detector tendra que detectar ese haz de electrones y al detectarlo se activará el mecanismo del martillo que rompe la botella, se libera el veneno y matara al gato, al menos que el haz de electrones sea puntual y este dirigido hacia un determinado punto que no apunte hacia el detector y solo así se sacará vivo al gato.

La cuestión aquí es la irresponsabilidad de encerrar al gato dentro de una caja con veneno en una botella, el gato rompe la botella y se saca muerto al gato de esta manera también.

La paradoja del gato de Schorodinger esta equivocada igual que el principio de incertidumbre de Heisenberg.

REFERENCIAS:

http://www.filosofia.net/materiales/num/num18/Popper.htm

http://www.esi2.us.es/DFA/IIC/archivos/IIC1011/Parte6-Paradoja%20E.P.R.%20y%20Desigualdades%20de%20Bell.pdf

http://www.astromia.com/astronomia/paradojagato.htm

 

 

 

 

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