{"id":8256,"date":"2021-08-10T12:28:16","date_gmt":"2021-08-10T17:28:16","guid":{"rendered":"http:\/\/www.conmarcapropia.com\/portal\/?p=8256"},"modified":"2021-09-29T09:37:24","modified_gmt":"2021-09-29T14:37:24","slug":"aventuras-en-la-frontera-de-lo-invisible","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.conmarcapropia.com\/portal\/aventuras-en-la-frontera-de-lo-invisible\/","title":{"rendered":"AVENTURAS EN LA FRONTERA DE LO INVISIBLE"},"content":{"rendered":"

Aventuras en la frontera de lo invisible: sorprendentes relatos cu\u00e1nticos-casos de la vida real<\/em><\/strong><\/p>\n

Por: Juan Fernando Pach\u00f3n Botero<\/strong>
\n\"\"
\n<\/strong><\/em>@elmagopoeta<\/b><\/span><\/a><\/strong><\/p>\n

En los rec\u00f3nditos confines de la materia, la naturaleza se nos revela en formas misteriosas, cuya inescrutable y et\u00e9rea belleza escapa a la contemplaci\u00f3n humana, desbordando nuestra capacidad de imaginaci\u00f3n. \u00bfSab\u00eda usted, por ejemplo, que la radiaci\u00f3n de fondo c\u00f3smico, el remanente electromagn\u00e9tico del Big Bang, fruto de la fusi\u00f3n primigenia del hidr\u00f3geno en helio (\u00e1tomos envueltos en un plasma supercaliente), a\u00fan puede ser apreciable en la actualidad, 13.800 millones de a\u00f1os despu\u00e9s? Tan s\u00f3lo prenda su televisor y sintonice una frecuencia al azar, por fuera del espectro de la se\u00f1al anal\u00f3gica, y podr\u00e1 captar in situ<\/em> un peque\u00f1o eco del cosmos en sus albores, cuando aquel universo primitivo no era m\u00e1s que una espesa sopa de \u00e1tomos en furiosa ebullici\u00f3n. As\u00ed pues, notar\u00e1 que su pantalla se torna difusa, como invadida de s\u00fabito por una molesta nieve ruidosa, lo que en t\u00e9rminos t\u00e9cnicos se denomina electricidad est\u00e1tica.<\/p>\n

<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Seg\u00fan c\u00e1lculos estimados, el 1 % de las interferencias captadas por la antena receptora del aparato corresponden a se\u00f1ales provenientes de la radiaci\u00f3n de fondo de microondas: unidades discretas de energ\u00eda – quantums – emanadas durante la \u201cGran Explosi\u00f3n\u201d que se supone dio origen al universo (un porcentaje importante proviene, tambi\u00e9n, del enorme cintur\u00f3n electromagn\u00e9tico que rodea a J\u00fapiter, el gigante gaseoso). Pues he ah\u00ed la foto m\u00e1s antigua del universo, las huellas digitales que delatan sus tempranas peripecias neonatales. \u00a1Y en 50 pulgadas de alta definici\u00f3n, desde el confortable sill\u00f3n de su casa! Sin embargo, en las honduras de la materia se entretejen historias todav\u00eda mucho m\u00e1s inveros\u00edmiles y fascinantes.<\/p>\n

La culpa la tiene el fot\u00f3n, el bendito fot\u00f3n\u00a0\u00a0\u00a0 <\/strong><\/p>\n

El universo subat\u00f3mico se manifiesta insondable por cuanto no forma parte de nuestra cotidianidad. A pesar de que habita nuestros tejidos m\u00e1s \u00edntimos, no somos plenamente conscientes de su presencia vital. Nuestros sentidos solo evidencian el aspecto exterior de las cosas, las capas m\u00e1s superficiales, pero los cimientos infinitesimales que las componen burlan nuestra rudimentaria manera de interpretar aquel mundo que subyace ajeno a nuestros ojos. Nuestro cerebro, a lo largo de sus diferentes etapas evolutivas, desde el ancestral e incipiente cerebro reptiliano hasta la formaci\u00f3n del sistema l\u00edmbico y la eclosi\u00f3n tard\u00eda del sofisticado neoc\u00f3rtex, ha sido entrenado eficazmente para lidiar contra tigres dientes de sable, paliar largos inviernos, escalar cumbres escarpadas, erigir fabulosos imperios y colonizar planetas inh\u00f3spitos. Sin embargo, no es compatible con las complejas reglas que gobiernan el descabellado y ca\u00f3tico microcosmos cu\u00e1ntico. En primera medida, el problema fundamental radica en que no podemos apreciar a simple vista las peque\u00f1\u00edsimas part\u00edculas que lo integran, lo que dificulta sobremanera su comprensi\u00f3n en el marco de la f\u00edsica cl\u00e1sica. La \u00fanica forma posible de percibir a estos min\u00fasculos elementos en su entorno natural es mediante el uso de microscopios ultrasensibles de \u00faltima tecnolog\u00eda, capaces de desvelar aquella danza loca que se gesta en sus abisales dominios. Es un mundo esquizofr\u00e9nico, anti intuitivo, trepidante. De entrada, el principio de incertidumbre de Heisenberg (Nobel de F\u00edsica en 1932 y alter ego siniestro de Walter White en Breaking Bad), uno de los hitos m\u00e1s espectaculares de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, propone una sentencia implacable, un obst\u00e1culo natural insalvable: en la medida en que se tenga una plena certeza del momento lineal o angular de una part\u00edcula, asimismo se tendr\u00e1 una gran indeterminaci\u00f3n acerca de su posici\u00f3n – y viceversa -, es decir, nunca se podr\u00e1 conocer simult\u00e1neamente la posici\u00f3n y la velocidad de un electr\u00f3n, un neutr\u00f3n o el bos\u00f3n de Higgs. Por ejemplo, cuando un observador desde su laboratorio dirige un haz de luz hacia una part\u00edcula, con el prop\u00f3sito de conocer con el mayor grado de precisi\u00f3n posible su posici\u00f3n, el fot\u00f3n emitido para efectuar dicha medici\u00f3n habr\u00e1 de alterar la cantidad de movimiento de la part\u00edcula misma, lo que le confiere un halo probabil\u00edstico al ejercicio. Pero no nos dejemos llevar por las primeras impresiones, pues dicha anomal\u00eda cu\u00e1ntica no es un problema de nosotros, en nuestro humilde papel de observadores, ni mucho menos de nuestros equipos de medici\u00f3n; es una propiedad intr\u00ednseca del cosmos. El principio de incertidumbre de Heisenberg est\u00e1 estrechamente vinculado al principio de exclusi\u00f3n de Pauli, que establece que dos fermiones no pueden ocupar el mismo estado cu\u00e1ntico dentro de un mismo sistema, lo cual significa que existe un l\u00edmite m\u00e1ximo de electrones posibles ocupando un determinado volumen. As\u00ed pues, y extrapolando esta condici\u00f3n a un nivel macro, ambos principios se entrelazan en el proceso de la muerte estelar, por ejemplo, dotando a la estrella moribunda de una \u00faltima bocanada de vida, gracias a la descomunal presi\u00f3n que ejercen hacia afuera, tanto los electrones empujados violentamente unos contra otros en estrellas de baja masa, como los neutrones en estrellas de masa superior, evitando el estrepitoso colapso gravitatorio, antes de convertirse en cad\u00e1veres c\u00f3smicos errantes, o en su defecto en agujeros negros, los asesinos m\u00e1s despiadados del universo, en el caso de las estrellas supermasivas, donde la materia y la energ\u00eda se comportan de manera enrevesada. Pero volvamos al terreno de lo inconmensurablemente peque\u00f1o.<\/p>\n

La anarqu\u00eda del \u00e1tomo: electrones raptados, protones que se besan y quarks ocultos entre las sombras<\/strong><\/p>\n

En el interior de un \u00e1tomo conviven, y no precisamente de manera pac\u00edfica, protones, electrones y neutrones. Los electrones rodean al n\u00facleo describiendo \u00f3rbitas el\u00edpticas e impredecibles, agrupados en diferentes capas o niveles de energ\u00eda, algo as\u00ed como un sistema solar en miniatura, pero bajo unas condiciones mucho m\u00e1s especiales. Como regla general, tienden a asociarse en grupos de a ocho en su corteza, en aras de hallar la estabilidad electroqu\u00edmica del \u00e1tomo: la ley del octeto, el principio b\u00e1sico que explica la formaci\u00f3n excesiva de los indeseables radicales libres y la oxidaci\u00f3n celular. En este sentido, los gases nobles se constituyen en el paradigma de la estabilidad molecular, pues a excepci\u00f3n del helio, poseen ocho electrones en su \u00faltima capa, raz\u00f3n por la cual no tienen la necesidad de interactuar con otros elementos, dada su baja reactividad. Caso contrario ocurre con el ox\u00edgeno (elemento clave que interviene en nuestros procesos metab\u00f3licos), altamente reactivo, pues sus electrones se encuentran desapareados en su \u00faltima capa orbital, lo que le obliga a robar electrones de sus vecinos, propiciando una reacci\u00f3n en cadena peligrosa, que activa un mecanismo capaz de destruir la membrana celular y el ADN mitocondrial, la verdadera g\u00e9nesis de las enfermedades m\u00e1s letales que nos aquejan, as\u00ed como de nuestra propia vejez y posterior e ineludible muerte biol\u00f3gica. Enclavado en lo m\u00e1s profundo del n\u00facleo se tejen historias asombrosas: protones – de carga positiva – que yacen como un s\u00f3lo cuerpo, unos junto a otros, superando la repulsi\u00f3n el\u00e9ctrica, gracias a una fuerza cien trillones de trillones de veces m\u00e1s intensa que la fuerza necesaria (en realidad es una deformaci\u00f3n del espacio-tiempo) para mantener a la Tierra en su \u00f3rbita planetaria respecto al Sol. Sin embargo, tama\u00f1a fuerza tan colosal solo es aplicable a escalas infinitesimales, del orden de 1 femt\u00f3metro (1x10e-15 m), lo que mide el di\u00e1metro de un n\u00facleo at\u00f3mico. M\u00e1s all\u00e1 de estas lindes su efecto se reduce a cero, torn\u00e1ndose despreciable. Luego tenemos a los neutrones, los gregarios del grupo, que, gracias a la ausencia de carga el\u00e9ctrica, fungen de agentes aislantes, los cuales facilitan el v\u00ednculo entre protones, sobretodo en \u00e1tomos grandes como en el caso del uranio. \u00c9sta es la raz\u00f3n primordial por la cual los \u00e1tomos m\u00e1s pesados y altamente radiactivos suelen ser bombardeados con poderosos chorros de neutrones, con el fin de generar una reacci\u00f3n en cadena que libere grandes cantidades de energ\u00eda. Tal es el caso de las bombas de fisi\u00f3n de uranio enriquecido y plutonio, como las de Hiroshima y Nagasaki respectivamente, lanzadas por EEUU sobre el Imperio del Sol Naciente, ya en los estertores de la Segunda Guerra Mundial. El \u00faltimo eslab\u00f3n de la cadena, los ladrillos fundacionales del universo: los quarks, representan los m\u00e1rgenes de la materia bari\u00f3nica en t\u00e9rminos de peque\u00f1ez, seg\u00fan la representaci\u00f3n est\u00e1ndar de la f\u00edsica tradicional. A la fecha de hoy, los instrumentos de medici\u00f3n con los que cuenta la ciencia moderna y la barrera que supone el modelo matem\u00e1tico de la longitud de Planck (la distancia m\u00e1s peque\u00f1a posible en el universo), donde la geometr\u00eda del espacio se despoja de su naturaleza euclidiana, no permiten intuir una part\u00edcula m\u00e1s elemental posible. Incluso, t\u00e9cnicamente, un quark aislado nunca ha podido ser visto por lente alguna, ya que es mucho m\u00e1s peque\u00f1o que la longitud de onda del espectro de luz visible, raz\u00f3n por la cual cualquier haz proyectado sobre \u00e9ste se curva indefectiblemente, lo que le impide reflejar la imagen deseada. Adem\u00e1s, los quarks basan su rotundo \u00e9xito evolutivo en un trabajo mancomunado y altamente eficaz, agrup\u00e1ndose f\u00e9rreamente en s\u00f3lidos bloques de a dos o tres, por lo general, unidos entre s\u00ed por resistentes pegamentos moleculares (gluones). As\u00ed pues, a los cient\u00edficos no les ha quedado m\u00e1s remedio que estudiar su comportamiento colectivo, y no as\u00ed el individual – hasta el momento -, vali\u00e9ndose de la cromodin\u00e1mica cu\u00e1ntica.<\/p>\n

Un bal\u00f3n de f\u00fatbol en el centro de Nueva York<\/strong><\/p>\n

Contrario a lo que nos indica nuestra intuici\u00f3n poco desarrollada, la materia es incre\u00edblemente vac\u00eda; estamos compuestos por un enjambre de diminutos corp\u00fasculos huecos, cavidades yermas y desoladas. Para hacernos una idea del grado de vacuidad de las cosas, basta comparar el tama\u00f1o de un n\u00facleo at\u00f3mico, donde se concentra el 99,99 % de la masa total del \u00e1tomo, respecto al tama\u00f1o de la esfera que contiene a la gran nube de electrones que se forma a su alrededor, donde el 99,99 % de su volumen es espacio vac\u00edo (este mismo grado de oquedad tambi\u00e9n es aplicable en el campo de la cosmolog\u00eda). A escala microsc\u00f3pica es dif\u00edcil digerir tal proporci\u00f3n, pero a una escala much\u00edsimo mayor el panorama se aclara de manera ostensible. As\u00ed pues, si el compacto n\u00facleo at\u00f3mico es representado por un bal\u00f3n de f\u00fatbol, entonces el espacio restante del \u00e1tomo, circundado por la nube de electrones, equivale a un inmenso desierto, sin horizonte visible ni asomo de vida, \u00a1casi del tama\u00f1o de Nueva York! \u00bfY entonces por qu\u00e9 no podemos cruzar las paredes, como Kitty Pryde, la mutante de Marvel?, se estar\u00e1 preguntando usted, mientras se toma la cabeza. La respuesta la podemos encontrar en la teor\u00eda del electromagnetismo, cortes\u00eda de Michael Faraday, su padre fundador, y en el principio de exclusi\u00f3n de Pauli, anteriormente ilustrado. Esto se debe a que los electrones de los \u00e1tomos de nuestro cuerpo, sumado al hecho de que no pueden ocupar el mismo espacio, se repelen incesamente con los electrones de los \u00e1tomos de la pared, creando una fina l\u00e1mina electr\u00f3nica que act\u00faa a modo de frontera inexpugnable, imposible de superar por part\u00edcula alguna. Haga de cuenta la \u00e9pica batalla de Juegos de Tronos<\/strong> entre el clan de los Lannister y los Targaryen, pero reducida a una milmillon\u00e9sima de fracci\u00f3n por mil\u00edmetro cuadrado, donde los fieros y fren\u00e9ticos guerreros de los bandos contrarios en disputa chocan entre s\u00ed, cubiertos con sus fabulosas armaduras de bronce fundido, rebotando con violencia y furia animal. Lo m\u00e1s extraordinario del asunto es que nosotros realmente nunca tocamos los objetos, ya que no es la materia la que colisiona sino los intensos campos de fuerza que se producen, los cuales le env\u00edan una se\u00f1al al cerebro, que crea una falsa ilusi\u00f3n de contacto. De hecho, el ruido que se produce en un impacto no es otra cosa que materia vibrando al tenor de los campos de fuerza, que a su vez hacen vibrar las mol\u00e9culas del aire, cuya resonancia es captada por nuestros o\u00eddos.<\/p>\n

Se busca gato, \u2026 vivo y muerto<\/strong><\/p>\n

Regido por leyes infranqueables que atentan contra el sentido com\u00fan y la l\u00f3gica humana, el mundo de lo infinitamente peque\u00f1o es azaroso y hostil. Lo que en un escenario espiritual-religioso cumple con todas las caracter\u00edsticas de hecho m\u00e1gico-milagroso, en el feudo de la f\u00edsica cu\u00e1ntica se corresponde con su din\u00e1mica habitual. All\u00ed colapsan la f\u00edsica newtoniana y la teor\u00eda de la relatividad general y espec\u00edfica. Albert Einstein tuvo hondos conflictos con los postulados fundamentales de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, lo que le llev\u00f3 a escribir su famosa frase, en una carta enviada al tambi\u00e9n f\u00edsico y Premio Nobel, Max Born: \u201cDios no juega a los dados\u201d, en alusi\u00f3n al car\u00e1cter aleatorio e incierto de esta nueva rama de la f\u00edsica, a la que calific\u00f3 en tono socarr\u00f3n como \u201ctruculenta acci\u00f3n a distancia\u201d. A pesar de su probada genialidad, nunca pudo conciliar las abigarradas conjeturas que se derivan de la interpretaci\u00f3n de Copenhague, cuya particular visi\u00f3n de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica iba en contrav\u00eda de su elegante y refinada mirada del mundo a \u201clomo de su rayo de luz viajero\u201d, sobre el cual galopaba en sus infinitas noches de vela, su pensamiento m\u00e1s feliz, su epifan\u00eda de adolescente. Sin embargo, s\u00ed hubo un punto de convergencia con la efervescente escuela danesa y las mentes m\u00e1s brillantes de la f\u00edsica cu\u00e1ntica: la dualidad onda corp\u00fasculo, lo cual incluso le signific\u00f3 un Premio Nobel por su estudio sobre el efecto fotoel\u00e9ctrico. Con todo, se especula que tuvo una vejez dif\u00edcil y contradictoria, dada su percepci\u00f3n determinista de la ciencia, pues a pesar de su reputaci\u00f3n intachable de genio universal y paradigma de la excelencia cient\u00edfica, ascendido casi a las alturas de rockstar<\/em>, vio truncado su sue\u00f1o supremo, en el sentido de consolidar una Teor\u00eda del Todo, en la cual esperaba agrupar las cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza en una sola ecuaci\u00f3n. Retomando el concepto que encierra la dualidad onda corp\u00fasculo, la mejor manera de esclarecer la doble naturaleza de las part\u00edculas, tanto de onda, expresada en t\u00e9rminos de energ\u00eda, como de part\u00edcula, expresada en t\u00e9rminos de materia, es mediante el experimento de la doble rendija, ideado por el cient\u00edfico ingl\u00e9s Thomas Young en 1801 y convertido en ley f\u00edsica, m\u00e1s de un siglo despu\u00e9s, por el f\u00edsico franc\u00e9s Louis de Broglie. Dicho experimento consiste en hacer pasar un haz de luz a trav\u00e9s de dos estrechas rendijas, a lo cual se observa c\u00f3mo en su recorrido tiende a comportarse como una onda, pero al momento de impactar sobre la pantalla de fondo se torna en part\u00edcula, dadas las marcas que deja como evidencia. No obstante, el hecho m\u00e1s desconcertante sobre esta curiosidad cu\u00e1ntica reside en que el observador influye dr\u00e1sticamente sobre el resultado de la observaci\u00f3n efectuada, es decir, o bien un fot\u00f3n, o bien un electr\u00f3n pueden ser catalogados como ondas o como part\u00edculas, seg\u00fan qui\u00e9n les est\u00e9 observando en un momento determinado (\u00a1vaya capricho de la naturaleza!), lo que eleva el problema a una discusi\u00f3n de orden filos\u00f3fico: \u00bfexiste la realidad a escala nanom\u00e9trica? Para alimentar el debate, repasemos el experimento mental m\u00e1s famoso de la historia: el gato de Schr\u00f6dinger. Imaginen a un tierno gatito encerrado en una caja, en cuyo interior reposa una probeta dispuesta con un gas venenoso, la cual est\u00e1 sellada por un tap\u00f3n radiactivo. Existe un cincuenta por ciento de probabilidades de que el tap\u00f3n se desintegre o no y, por ende, a un nivel macrosc\u00f3pico, hay un cincuenta por ciento de probabilidades de que el gato est\u00e9 vivo o muerto. Pero a un nivel cu\u00e1ntico las cosas no son tan simples, pues el gato que yace al interior de la caja est\u00e1 vivo y muerto al mismo tiempo, siempre y cuando la caja permanezca cerrada, lo que se denomina una superposici\u00f3n cu\u00e1ntica en el argot cient\u00edfico. Aunque claro, si alg\u00fan curioso llegare a abrir la caja, s\u00f3lo podr\u00eda encontrar al gato en un solo estado, ya sea vivo o muerto, lo que sugiere que el espectador de turno determina la suerte del hipot\u00e9tico felino, cuyo destino var\u00eda de un espectador a otro, tantas veces como sea abierta la caja. Y reitero, no es un defecto del observador ni de los elementos de medici\u00f3n; es una ley natural que rige el intrincado universo cu\u00e1ntico, ese extra\u00f1o y desquiciado mundo que atropella nuestra raz\u00f3n.<\/p>\n

Estimado lector, ruego no se preocupe si al terminar de leer este art\u00edculo ha quedado con la inc\u00f3moda sensaci\u00f3n de que no ha entendido absolutamente nada, pues como dijo el exc\u00e9ntrico y no menos genial f\u00edsico norteamericano Richard Feynman: \u201cSi usted piensa que entiende la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica\u2026 entonces usted no entiende la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica\u201d.<\/p>\n

\n

 <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Aventuras en la frontera de lo invisible: sorprendentes relatos cu\u00e1nticos-casos de la vida real Por: Juan Fernando Pach\u00f3n Botero @elmagopoeta En los rec\u00f3nditos confines de la materia, la naturaleza se nos revela en formas misteriosas, cuya inescrutable y et\u00e9rea belleza escapa a la contemplaci\u00f3n humana, desbordando nuestra capacidad de imaginaci\u00f3n. \u00bfSab\u00eda usted, por ejemplo, que […]<\/p>\n","protected":false},"author":11,"featured_media":8257,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"om_disable_all_campaigns":false,"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_uf_show_specific_survey":0,"_uf_disable_surveys":false,"jetpack_post_was_ever_published":false},"categories":[3],"tags":[1310,1309,157,470,1179],"aioseo_notices":[],"aioseo_head":"\n\t\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t