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June 8, 2019 - February 1, 2020
Hoy a estos bloques de energía, o bloques de luz, los llamamos «fotones»,
Einstein había demostrado la hipótesis atómica, es decir, la estructura granular de la materia. En el segundo, extiende esta misma hipótesis a la luz: también la luz debe de tener una estructura granular.
Para entender cómo puede la luz ser una onda electromagnética y, a la vez, un conjunto de fotones, tendrá que construirse todo el edificio de la mecánica cuántica.
Maxwell había descubierto que el color es la frecuencia de la luz.
El color es la frecuencia de la luz, esto es, la velocidad a la que vibran las líneas de Faraday.
Una vez más, la clave es el carácter granular no de la luz esta vez, sino de la energía de los electrones de los átomos.
Bohr supone que los electrones sólo pueden vivir a cierta distancia del núcleo, esto es, únicamente en determinadas órbitas, cuya escala justo viene dada por la constante de Planck h, y pueden «saltar» de una a otra de las órbitas atómicas que tengan la energía permitida.
Bohr calcula el espectro de todos los átomos e incluso llega a prever espectros aún no observados.
Werner Heisenberg (figura 4.3) tiene veinticinco años cuando formula, por primera vez, las ecuaciones de la mecánica cuántica, como veinticinco años tenía Einstein cuando escribió sus tres artículos capitales.
Pasados los treinta quizá ya no pueda fiarse uno de sus intuiciones...
Tiempo después sale de ellos con una teoría desconcertante: una descripción fundamental del movimiento de las partículas según la cual éstas no se definen por su posición en todo momento, sino por la posición que ocupan en determinados instantes: los instantes en los que interactúan con algo.
Con esto ha puesto la segunda piedra del edificio de la mecánica cuántica, la clave más difícil: el aspecto relacional de todas las cosas.
Los electrones no existe...
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Existen sólo cuando in...
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un electrón es un conjunto de saltos entre interacciones.
Desde entonces, estas ecuaciones no han hecho sino funcionar, funcionar y funcionar.
Hasta hoy, y parece mentira, no se han equivocado ni una sola vez.
el inglés Paul Adrien Maurice Dirac,
el físico más grande del siglo XX después de Einstein
«Dirac es el físico con el alma más pura», dijo de él el viejo Bohr.
La mecánica cuántica de Dirac es la mecánica cuántica que hoy usa o a la que se remite cualquier ingeniero, químico o biólogo molecular.
el radio de los orbitales de los electrones en torno a los núcleos sólo puede tomar unos valores determinados, los establecidos por Bohr.
La mecánica cuántica pone la probabilidad en el centro de la evolución de las cosas.
Este indeterminismo es la tercera piedra de la mecánica cuántica: el descubrimiento de que el azar actúa a nivel atómico.
Si hoy fabricamos ordenadores, si tenemos una química y una biología moleculares avanzadas, si tenemos el láser y los semiconductores, es gracias a la mecánica cuántica.
la mecánica cuántica descifra perfectamente el secreto de la estructura de la tabla periódica de los elementos.
Toda la química sale de esta única ecuación.
No sólo las partículas se reparten por el espacio como si fueran campos, sino que también los campos interactúan como partículas.
La energía del campo electromagnético únicamente puede tomar ciertos valores y, por tanto, se comporta como un conjunto de bloques de energía. Estos últimos son exactamente los cuantos de energía de Planck y Einstein.
Las ondas electromagnéticas son vibraciones de las líneas de Faraday, en efecto, pero también, a pequeña escala, enjambres de fotones.
Los fotones son los «cuantos» del campo electromagnético.
también los electrones y todas las partículas de las que está hecho el mundo son «cuantos» de un campo: un «campo cuántico» parecido al de Faraday y Maxwell, sujeto a la granularidad y a la probabilidad cuántica.
Las partículas son cuantos del campo electromagnético y todos los campos muestran esta estructura granular en sus
hoy disponemos de una teoría, llamada «modelo estándar de las partículas elementales», que parece describir bien todo lo que vemos, a excepción de la
Hay unos quince campos cuyas excitaciones son las partículas elementales (electrones, quarks, muones, neutrinos, la partícula de Higgs y poco más), más algunos campos, como el campo electromagnético, que describen la fuerza electromagnética y las demás fuerzas que
el modelo estándar
contra lo esperado, todas sus predicciones se han verificado.
El mundo no está hecho de campos y partículas, sino de un mismo tipo de objeto, el campo cuántico.
El mundo es curioso, pero simple
la mecánica cuántica nos ha permitido entender tres aspectos de la naturaleza de las cosas: granularidad, indeterminismo y relacionismo.
La primera consecuencia profunda de la mecánica cuántica es, pues, que pone límite a la información que puede existir en un sistema: al número de estados en que el sistema puede hallarse.
La constante de Planck h establece la escala elemental de esta granularidad.
El mundo es una sucesión de acontecimientos cuánticos granulares.
Un electrón, un cuanto de un campo, un fotón no siguen una trayectoria en el espacio, sino que aparecen en un determinado lugar y en un determinado momento cuando chocan contra algo.
El futuro es esencialmente imprevisible.
como si, a pequeña escala, todo estuviera siempre vibrando.
cuanto más de cerca miramos el mundo, menos constante vemos que es.
El mundo no está hecho de piedras, está hecho de vibración, de pululación.
Epicuro, corrige el rígido determinismo del maestro e introduce la indeterminación en el atomismo antiguo, igual que Heisenberg introduce la indeterminación en el atomismo determinista de Newton.
El mismo indeterminismo, la reaparición de la probabilidad en lo más profundo del mundo, constituye el segundo descubrimiento clave de la mecánica cuántica.
