abril 16, 2015

Ondas

"La realidad supera a la ficción" es una forma de decirlo.

Las pocas veces que sale en una conversación mi ateísmo -la religión, o la falta de ella, es uno de los temas que hoy en día resulta políticamente incorrecto discutir en público-, la gente suele preguntarme si no echo en falta la sensación de sobrecogimiento ante los misterios de la existencia. Mi respuesta es siempre la misma: el mundo real en el que vivimos es bastante más misterioso, fascinante y sorprendente que cualquier fantasía de amigos invisibles, vírgenes embarazadas de palomas y demonios que se haya inventado jamás gurú alguno.

Dentro de un par de horas tendré el terror, la enorme responsabilidad y el privilegio de enfrentarme a un nuevo grupo de jóvenes alumnos para intentar introducirles en una de las realidades más misteriosas y sutiles que ha descubierto nunca el ser humano. Es la primera vez que voy a abordar este tema como profesor, así que estoy doblemente nervioso.

¿Cómo explicar de buenas a primeras algo que no tiene análogo en el mundo en el que nos hemos criado? Como especie hemos evolucionado en un entorno que no es muy grande ni muy pequeño, donde las cosas no pesan ni poco ni mucho, donde las velocidades de los objetos nunca pasan de unos pocos metros por segundo y donde los cuerpos más diminutos que somos capaces de ver a simple vista no bajan de unos pocos milímetros. Tendemos a proyectar nuestra intuición física sobre este mundo "mesoscópico" (no muy grande, ni muy pequeño) a las escalas microscópicas y a las escalas cosmológicas, y en ambos casos metemos la pata hasta el fondo.

Vivimos, sin saberlo, en un mundo de ondas de probabilidad. Yendo al tamaño de un electrón, el mundo no tiene el aspecto de cuerpos sólidos que se mueven en trayectorias bien definidas como bolas en una mesa de billar. No podemos tener una idea exacta de dónde está el electrón y a qué velocidad se mueve al mismo tiempo. Sólo podemos hablar en términos probabilísticos. Algunas de las propiedades de los entes que nos forman nos recuerdan a esas bolas de billar, mientras que otras nos recuerdan a olas sobre un estanque, pero si realmente queremos entenderlo tenemos que dejar de apoyarnos en metáforas que no son extrapolables a este micromundo y empezar a desarrollar una intuición nueva basada en conceptos nuevos. El secreto está en las matemáticas.


2 2m 2 Ψ( x,t ) x 2 +V( x )Ψ( x,t )=i Ψ( x,t ) t


La ecuación de Schrödinger cumple noventa años este 2015. Escondida en esta ecuación diferencial en derivadas parciales se encuentra todo lo que podemos y necesitamos saber acerca de estas ondas de probabilidad Ψ( x,t ) que "son" los entes microscópicos, cantidades complejas (con una parte real y otra imaginaria) que no se parecen en nada a ninguna cosa que hayáis visto, oído o experimentado nunca. 

Es mucho más raro que Moisés separando las aguas del Mar Rojo. Pero a diferencia de esto último, funciona día a día. A cada paso que das, cada vez que ves la televisión o usas internet, hablas por teléfono o te preparas unos huevos fritos en una placa de inducción,  la ecuación se está verificando con una precisión extraordinaria. Funciona. Y eso significa dos cosas: que vivimos en un mundo extraño y maravilloso, y que somos afortunados por poder entender al menos parte de ello.


 

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