¿Entendemos la mecánica cuántica?

“Si usted piensa que entiende la mecánica cuántica… entonces usted no entiende la mecánica cuántica” – Richard Feynman

Esta es sin duda una de las frases más famosas de Feynman, pero ¿Qué quería decir realmente? En este post voy a reflexionar un poco acerca de esta afirmación.

La mecánica cuántica es una teoría muy exótica para nosotros, seres acostumbrados a lo ”clásico”, acostumbrados a lanzar un balón y saber donde va a caer o a saber que si un recipiente se somete a mucha presión acabará rompiéndose. Todo ello sin hacer ni un sólo cálculo matemático. Sin embargo, esta intuición desaparece al entrar en el dominio de la mecánica cuántica. Fenómenos como la superposición o el efecto túnel no tienen análogo clásico, no podemos poner ejemplos basados en nuestras experiencias cotidianas para poder entender o visualizar lo que de verdad está ocurriendo. Es imposible, sólo estamos acostumbrados a lo clásico y cotidiano.

Es verdad que sí comprendemos las matemáticas de la mecánica cuántica, si no malamente hubiésemos podido calcular la masa del protón con un 2% de incertidumbre o la constante de estructura fina con una precisión de 0.00000001. Gracias a esta comprensión hemos sido capaces de visualizar la mecánica cuántica como una extensión de la probabilidad, y así desarrollar conceptos como, amplitud de probabilidad, interferencia entre amplitudes, nuevos tipos de correlaciones…

Schrödinger

Ecuación de Schrödinger, determina cómo evolucionan las amplitudes de probabilidad en función de tiempo

 

Pero si nos quitan las reglas matemáticas… adiós, nos perdemos. Veamos un ejemplo: si te digo que tienes un conjunto de electrones fuertemente correlacionados en un sólido, ¿Puedes averiguar que les pasará? ¿Cómo reaccionarán? ¿Existirá alguna nueva propiedad? Dependiendo del elemento del que esté hecho el sólido podremos ver superconductividad, magnetoresistencia colosal o el efecto Kondo. Dudo mucho que alguien tuviese la intuición para predecir todo esto, sólo teniendo en cuenta las interacciones entre electrones y el tipo de material. Sin embargo, si te digo que una caja está llena de imanes sabes que al mover un imán vas a generar un reacción en cadena que hará que se atraigan y repelan hasta que estén todos unidos. Aunque no puedas describir cómo se mueven mientras todos se unen, sabes que al final van a  acabar todos pegados. Porque comprendes cómo funcionan los imanes e intuitivamente sabes acabarán unidos

Nuestra intuición  funciona bien en el mundo clásico, comprendemos cuáles son las reglas y somos capaces de interactuar con él para conseguir un objetivo, sin previamente hacer extensos cálculos para lograrlo. Incluso si nos pones en situaciones que son nuevas para nosotros, mientras se rijan por las leyes de la física clásica las acabaremos interiorizando. Por mucho que nos pese, no podemos interiorizar las leyes del mundo cuántico, basicamente porque no forman parte de nuestra experiencia diaria. Podrás aprender por qué se da el efecto túnel o qué son los estados en superposición, incluso hacer cálculos y experimentos para logar un resultado determinado, pero dudo que jamás tengas una intuición sobre este tipo de fenómenos. No te enfades, no es culpa de nadie, vivimos en un mundo clásico y es a lo que estamos acostumbrados.

Yo creo que eso era lo que Feynman se refería con su famosa frase, que no podemos tener intuición sobre los comportamientos cuánticos, porque jamás los hemos experimentado en nuestro día a día.

Post completo en: Mientras, en físicas

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