EL CÁNTICO DE LA CUÁNTICA, de Sven Ortoli y Jean-Pierre Pharabod
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Cultural Viernes 03.06.2011 PARA COMPRENDER LA FÍSICA CUÁNTICA Esa sutil realidad Mario Marotti Mundo pequeño, problemas grandes. Demócrito fue el primero en sugerir que la materia estaba compuesta por " átomos". Ese modelo de pelotitas formándo lo todo estaba en plena vigencia a principios del siglo XX; Ernest Rutherford propuso un átomo formado por electrones que giran alrededor de un núcleo (protones y neutrones se descubrirían después). La luz, en cambio, parecía comportarse como una onda, de forma similar a las olas en el agua. Thomas Young lo había c onfirmado en 1801; h izo incidir un haz de luz so bre una placa con dos rendijas angostas y una pantalla detrás. Tapando una de las rendijas, la luz que pasa por la otra ilumina una zona única. Pero con ambas rendijas abiertas, se forma una imagen que no es l a superposición de las obtenidas antes (cosa que ocurriría si la luz estuviera hecha de partículas) sino "un patrón de interferencia" donde se alternan zonas brillantes y oscuras, efecto análogo al que ocurre cuando se encuentran las olas g eneradas al tirar dos piedras a un estanque. Pero descubrimien tos como el efecto fotoeléctrico (Einstein, 1905) mostraban que la luz interacciona con la materia también en pequeños e indivisibles "cuantos" de energía (hoy llamados "fotones"); esa doble naturaleza, ondulatoria y corpuscular, la tení an todas las partíc ulas. Esto ocasionaría una revolución que daría origen a la "física cuántica", teoría sólo expresable en términos matemát icos para la cual la materia parece ser poco más que una ilusión. Con las dos rend ijas abiertas, incluso cuand o son lanzados de a uno, los fotones van disponiéndose en ese mismo patrón. No es fácil entender porqué; habría que admitir que el fotón pasa por las dos r anuras a la vez e interfiere consigo mismo. La cuántica lo explica mediante "funciones de onda" que permiten calcular la proba bilidad de su presencia en cada lugar; pero al intentar detectarlo, de ese estado fantasmal pasa siempre a corporizarse en una posición bien definida. ¿Cómo toma la naturaleza esa decisión? El propio acto de observación (o med ición) parecería estar invo luc rado. Ese aspecto crucial recibe el nombre de "colapso (o reducción) de la función de onda". En 1927, reunidos en Bruselas, l os físicos decidieron que no importa mucho de qué objetos trata la mecánica cuántica; lo importante es su capacidad de predicción. Tal decisión, llamada "interpretación de Copenhague" por la influencia que en ella tuvo el danés Niels Bohr, provocó la cerrada oposición de Einstein: "Dios no juega a los dados", escribió. Su biógrafo, Abraham Pais, recordaba algo ocurrido alrededor de 1 950, durante una caminat a: "Einstein de pronto se detuvo, se volvió hacia mí y me preguntó si realmente yo creía que la luna existe sólo cuando la miramos". Un zoológico surrealista. De todas estas cue stiones y sus implicancias filosóficas se ocupa El cántico de la cuántica, de Sven Ortoli y Jean-Pierre Pharabod. A pesar de sus años (la edición original es de 1984 y la traducción española que recién se distribuye es d e 2006) y d e algunos tropiezos tipográficos (Young no realizó el experimento en "1903"), p uede ser una puerta de entrada a ese fascinante mundo. Uno de sus hallazgos radica en las novedosas metáforas que, aunque siempre peligrosas en ciencia, permiten clarificar la base conceptual; así, en las primer as páginas y media nte "peces solubles" (citan do a André Breton) se explica el comportamiento del electrón: "El pescador alza la caña y ve al pez suspendido en el extremo del hilo y piensa lógicamente que
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Cultural
Viernes 03.06.2011 PARA COMPRENDER LA FÍSICA CUÁNTICA
Esa sutil realidad
Mario Marotti
Mundo pequeño, problemas grandes. Demócrito fue el primero en sugerir quela materia estaba compuesta por "átomos". Ese modelo de pelotitas formándolotodo estaba en plena vigencia a principios del siglo XX; Ernest Rutherfordpropuso un átomo formado por electrones que giran alrededor de un núcleo(protones y neutrones se descubrirían después). La luz, en cambio, parecíacomportarse como una onda, de forma similar a las olas en el agua. ThomasYoung lo había confirmado en 1801; hizo incidir un haz de luz so bre una placacon dos rendijas angostas y una pantalla detrás. Tapando una de las rendijas,la luz que pasa por la otra ilumina una zona única. Pero con ambas rendijasabiertas, se forma una imagen que no es la superposición de las obtenidasantes (cosa que ocurriría si la luz estuviera hecha de partículas) sino "un patrónde interferencia" donde se alternan zonas brillantes y oscuras, efecto análogo alque ocurre cuando se encuentran las olas generadas al tirar dos piedras a un
estanque.Pero descubrimientos como el efecto fotoeléctrico (Einstein, 1905) mostrabanque la luz interacciona con la materia también en pequeños e indivisibles"cuantos" de energía (hoy llamados "fotones"); esa doble naturaleza,ondulatoria y corpuscular, la tenían todas las partíc ulas. Esto ocasionaría unarevolución que daría origen a la "física cuántica", teoría sólo expresable entérminos matemáticos para la cual la materia parece ser poco más que unailusión. Con las dos rendijas abiertas, incluso cuando son lanzados de a uno, losfotones van disponiéndose en ese mismo patrón. No es fácil entender porqué;habría que admitir que el fotón pasa por las dos ranuras a la vez e interfiereconsigo mismo. La cuántica lo explica mediante "funciones de onda" quepermiten calcular la probabilidad de su presencia en cada lugar; pero al intentar
detectarlo, de ese estado fantasmal pasa siempre a corporizarse en unaposición bien definida. ¿Cómo toma la naturaleza esa decisión? El propio actode observación (o medición) parecería estar involuc rado. Ese aspecto crucialrecibe el nombre de "colapso (o reducción) de la función de onda".
En 1927, reunidos en Bruselas, los físicos decidieron que no importa mucho dequé objetos trata la mecánica cuántica; lo importante es su capacidad depredicción. Tal decisión, llamada "interpretación de Copenhague" por lainfluencia que en ella tuvo el danés Niels Bohr, provocó la cerrada oposición de
Einstein: "Dios no juega a los dados", escribió. Su biógrafo, Abraham Pais,recordaba algo ocurrido alrededor de 1 950, durante una caminata: "Einstein depronto se detuvo, se volvió hacia mí y me preguntó si realmente yo creía que la
luna existe sólo cuando la miramos".
Un zoológico surrealista. De todas estas cuestiones y sus implicancias filosóficasse ocupa El cántico de la cuántica, de Sven Ortoli y Jean -Pierre Pharabod. Apesar de sus años (la edición original es de 1984 y la traducción española querecién se distribuye es de 2006) y de algunos tropiezos tipográficos (Young norealizó el experimento en "1903"), p uede ser una puerta de entrada a esefascinante mundo. Uno de sus hallazgos radica en las novedosas metáforasque, aunque siempre peligrosas en ciencia, permiten clarificar la baseconceptual; así, en las primeras páginas y mediante "peces solubles" (citan do aAndré Breton) se explica el comportamiento del electrón: "El pescador alza lacaña y ve al pez suspendido en el extremo del hilo y piensa lógicamente que
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antes el pez se movía por la charca en busca de alimento. Nunca se le ocurrirápensar que antes de morder la carnada el pez no era más que una especie depotencialidad de pez que ocupara toda la charca". Otra, con aves nocturnas,esclarece el "Principio de Incertidumbre" que, enunciado por WernerHeisenberg en 1927, estipula la imposibilidad de conoce r simultáneamente laposición y la velocidad de una partícula: si se ilumina el pájaro, se podráapreciar su morfología pero no su comportamiento ya que aquél permaneceinmóvil ante la luz; en penumbras, se podrá estudiar su conducta pero no selogrará discernir su apariencia.
En los siguientes capítulos, el lenguaje se hace más técnico pero los autores semantienen en su propósito divulgador y casi prescinden de las ecuaciones(aunque algunas hay, muy sencillas). Se describe el experimento imaginario delgato de Schrödinger (un gato que podría no estar ni vivo ni muerto), la famosaparadoja EPR (que dos partículas separadas por una gran distancia podríancontinuar enlazadas) y algunas de sus más arriesgadas explicaciones, como lateoría de que el universo se bifurca en cada acto de medición (Everett, 1957).
La sorprendente confirmación experimental de ese entrelazamiento cuánticopor Alain Aspect en 1982 llevó a otro físico francés, Bernard d`Espagnat, asugerir que "el espacio no es más que un modo de nues tra sensibilidad".
La advertencia es que, sin matemáticas (e incluso con ellas), la cuántica puedellegar a parecerse un poco a la magia. Verla así es un error que se prodiga enteorías extravagantes y charlatanería variada. Un capítulo comenta esascuestiones, en particular la parapsicología, y el misticismo oriental propiciadopor libros como El Tao de la física de Fritjof Capra que, aunque escrito por unfísico, camina por un peligroso pretil (Erwin Schrödinger ya tenía una visiónsimilar y Niels Bohr había elegido el símbolo del Yin y el Yang para su escudo dearmas). Ortoli y Pharabod critican los excesos de esos "idealistas cuánticos",pero de forma algo confusa, sin lograr la claridad y probidad quecaracterizaban, por ejemplo, a Martin Gardner.
Una teoría científica es buena cuando realiza predicciones exactas y en esesentido, la física cuántica es una ciencia en todo su derecho. Su gran problemareside en la incapacidad de ofrecer un modelo ontológico coherente de esemundo donde actúa. Cuando, en 1961, el físico Eugene Wigner afirmaba que"es imposible dar una descripción satisfactoria de los fenómenos atómicos sinhacer referencia a la conciencia", estaba adoptando un punto de vista muypróximo al del obispo Berkeley.
EL CÁNTICO DE LA CUÁNTICA, de Sven Ortoli y Jean-Pierre Pharabod. Gedisa,2006. Barcelona, 132 págs. Distribuye Océano.
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