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FÍSICA CUÁNTICA: Los Conceptos Básicos en 25 minutos — Transcript

by QuantumFracture · 4,241 words · 687 segments · language en · Watch on YouTube

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0:00Este experimento no dejaba dormir a los
0:02físicos. En esta serie de vídeos
0:03entenderás los conceptos básicos de
0:05mecánica cuántica. Agárrate. Vale, tú
0:07tienes un montón de átomos de plata, los
0:09coges, los disparas contra una placa
0:11fotográfica y lo que tienes es un montón
0:13de puntos. Pero, ¿y si los hicieras
0:15pasar por un campo magnético? Estos
0:17átomos son como unos pequeñísimos
0:19imanes. Alineados con el campo, sentirán
0:20una fuerza que los desvía hacia arriba.
0:22Al revés, se irán hacia abajo,
0:24perpendicular, no sentirán nada. y todas
0:26las posibilidades intermedias. Como los
0:28átomos de plata vienen en todos los
0:30sabores, la pantalla se llenará de
0:32átomos más o menos desviados. O eso era
0:35lo que pensaban, porque cuando se hizo
0:36este experimento solo se vieron dos
0:38zonas llenas de puntos. La conclusión,
0:41no hay átomos que apunten de forma
0:43variopinta. Lo que indica la pantalla es
0:45que solo hay dos posibilidades,
0:47apuntando hacia arriba o hacia abajo,
0:49nada más. Esto es algo raro, pero lo
0:52siniestro es otro detalle. ¿Cómo sabían
0:54los átomos la orientación del campo
0:56magnético? No es mucha casualidad que
0:58las dos posibilidades estén
1:00perfectamente alineadas con el campo
1:02magnético que nosotros hemos colocado?
1:05¿Cómo tenemos tanta suerte de haber
1:06elegido justo esa dirección? Vale,
1:08hacemos una cosa. Vamos a girarlo 90º.
1:12Como están perpendiculares, no debería
1:14afectarles el campo y tendríamos que ver
1:16una mancha en el centro. Pero lo que
1:17realmente sucede es esto. En vez de dos
1:20manchas verticales, las tenemos
1:23horizontales. Eso quería decir que los
1:25átomos no entran así, sino en estas dos
1:28posiciones. Fijaos lo loco que es esto.
1:32Si yo elijo poner el campo magnético
1:34vertical, entonces todos los átomos
1:36entrarán verticales. Si yo elijo ponerlo
1:39horizontal, entonces entrarán
1:42horizontales. Dependiendo de mi
1:44elección, la naturaleza responderá de
1:47una forma u otra. ¿Qué es lo que está
1:49pasando aquí? Lo veremos en el siguiente
1:51episodio. Ahora entendéis que hay veces
1:54que los átomos simplemente no están. En
1:57esta serie de vídeos entenderás los
1:58conceptos básicos de mecánica cuántica.
2:00Agárrate. En el vídeo anterior vimos un
2:02extraño experimento. Dependiendo de cómo
2:04colocara el campo magnético, parecía que
2:07estaba cambiando la orientación de los
2:09átomos antes de que entraran.
2:12Explicación para esto. Así, los átomos
2:14antes de entrar no giran en torno a un
2:16eje concreto. Ese eje, por increíble que
2:19parezca, no está. Está indefinido. Es el
2:23campo magnético quien cambia esto. Le
2:25estamos forzando a que elija una
2:28orientación alineada con el imán. Una
2:30interpretación habitual es que las dos
2:33están sucediendo a la vez. Es la famosa
2:35superposición cuántica. Dos direcciones
2:38de giro simultáneas. Al pasar el átomo
2:41por el imán, el estado superpuesto
2:43colapsa. Algunos átomos colapsarán
2:45apuntando hacia arriba, otros para
2:47abajo. Por eso aparecen las dos manchas.
2:50Si mido en horizontal, el estado
2:52colapsará en esa dirección, a veces
2:55derecha, a veces izquierda. He aquí este
2:58resultado. El eje antes no estaba. Somos
3:01nosotros con nuestras preguntas quienes
3:03lo definimos. Es una revolución en la
3:05física tan grande que algunos no lo
3:08aceptaban, incluyendo a un gato en el
3:10proceso. Pero eso lo veremos en el
3:12siguiente episodio, porque qué locura es
3:15Redinger. Al igual que Einstein,
3:16desconfiaba de la mecánica cuántica. De
3:19ahí surge cierto gato. En esta serie de
3:21vídeos entenderás los conceptos básicos
3:22de mecánica cuántica. Agárrate. A ver,
3:25lo digo bien. La cuántica siempre ha
3:27sido un éxito científico, pero lo que a
3:29Sredinger y a Einstein les incomodaba
3:31eran sus rollos raros, superposiciones,
3:34el mismo electrón girando en ambos
3:36sentidos a la vez. Eso llevó a que
3:38Shredinger escribiera un famoso
3:40artículo. Si un electrón puede hacer
3:42eso, si lo meto en una caja y lo conecto
3:44a un dispositivo que libera un veneno,
3:46si gira en uno de los sentidos donde hay
3:49un gato, ¿qué debo pensar? que palabras
3:52literales está el gato vivo y el gato
3:55muerto mezclado o difuminado en partes
3:57iguales. Es decir, que el gato de
3:59Sredinger no es un simpático cuento para
4:02entender la cuántica, es un ataque para
4:04ridiculizarla. Hoy entendemos mejor qué
4:06pasa. Es muy difícil mantener
4:08superposiciones con muchas partículas.
4:11Ya ni te cuento un gato entero. La magia
4:13de la cuántica se queda en el mundo
4:16cuántico. Sin embargo, Einstein no se
4:18rendiría en su batalla, pero eso lo
4:20veremos en otro episodio. Solo puedo
4:22decir que vaya dos.
4:24Girar así en el mundo cuántico es una
4:26suma de girar así y así en
4:28superposición, por raro que parezca, y
4:31esto conecta con el principio de
4:32incertidumbre. En esta serie de vídeos
4:34entenderás los conceptos básicos de
4:36mecánica cuántica. Agárrate. En los
4:38primeros mostré cierto experimento.
4:41Miráoslo porque vamos a complicarlo. Del
4:44imán salen dos chorros de átomos
4:46orientados verticalmente. Imaginad que
4:48aislamos uno de esos chorros y lo
4:50hacemos pasar por otro imán orientado
4:52horizontalmente. ¿Qué debería salir?
4:55Bueno, los átomos ya están definidos en
4:57la dirección vertical, campo
4:59perpendicular, así que deberían salir
5:01rectos. Sin embargo, eso no es lo que
5:04sucede. Se vuelve a dividir en dos.
5:07¿Cómo? ¿Pero no estaba el eje ya
5:08definido? ¿Y si ahora cojo uno de los
5:11chorros y pongo otro imán vertical? Pues
5:14de nuevo átomos divididos. Explicación.
5:17Girar cuánticamente hacia una dirección
5:20es equivalente a girar hacia los dos
5:22lados a la vez en superposición. Por eso
5:25siempre salen dos chorros. Para el imán
5:27horizontal, el átomo vertical está en
5:29superposición. Y para el imán vertical,
5:32un átomo horizontal también es una
5:34superposición. Pero, ¿qué tiene que ver
5:36todo esto con la incertidumbre? Lo
5:38veremos en el siguiente vídeo. ¿Verdad
5:40que te sorprendido? El principio de
5:42incertidumbre de Heisenberg no tiene
5:43nada que ver con la certeza. En esta
5:45serie de vídeos entenderás los conceptos
5:47básicos de mecánica cuántica. Agárrate.
5:50En el vídeo anterior vimos cómo girar
5:51cuánticamente en una dirección es
5:53equivalente a girar hacia los dos lados
5:55a la vez en superposición. Esto tiene
5:58una consecuencia. No puedo saber la
6:00horizontalidad y la verticalidad del
6:02átomo al mismo tiempo. Si la
6:04verticalidad está definida, la
6:06horizontalidad no. Si la horizontalidad
6:09está definida, la verticalidad no. Tener
6:11definido uno implica indefinir el otro.
6:14Esta relación tan extraña que tienen las
6:16dos componentes del giro la tiene
6:18también la posición y la velocidad. Un
6:21electrón con la posición bien definida
6:24es un electrón con la velocidad
6:25superpuesta en montones de valores. Y al
6:28revés, un electrón con una velocidad
6:30concreta es un electrón ubicado en
6:32montones de lugares. He aquí el
6:34principio de incertidumbre de
6:36Heisenberg. Determinar una
6:37característica indetermina la otra. Da
6:40igual que nosotros sepamos o no qué
6:43certidumbre tengamos en nuestras
6:44medidas, es que la naturaleza misma no
6:47está definida. Es una cosa en cierto
6:49sentido heredada del mundo de las ondas,
6:51pero sobre ondas hablaremos en el
6:53siguiente vídeo. La cosa es que los
6:55electrones a veces se comportan no como
6:57bolitas, sino como ondas, aunque la
6:59realidad es más rara. En esta serie de
7:02vídeos entenderás los conceptos básicos
7:03de mecánica cuántica. Agárrate. La
7:05historia corta es que los electrones al
7:08girar en torno al núcleo se colocaban
7:10curiosamente en los lugares donde una
7:12onda encajaba. ¿Acaso el electrón no era
7:15una bolita? Hoy en día tenemos
7:17literalmente fotos de los electrones
7:19ondulando. Es la dualidad onda
7:21partícula. Bolitas a veces, ondas a
7:23veces. Sin embargo, hoy lo entendemos de
7:26otra manera. Lo que ondula es la
7:28superposición. Es como la ola que se
7:30forma en un estadio. Las personas no son
7:33ondas, es su comportamiento alzando los
7:36brazos en el momento correcto. Es algo
7:38así, salvo que no tenemos montones de
7:40electrones, sino uno solo superpuesto en
7:42montones de lugares. Lo que rige el
7:44comportamiento de las superposiciones es
7:47la famosa ecuación de Shredinger, que
7:49casualmente tiene mucho parecido con la
7:51ecuación de ondas y por eso onditas.
7:54Ahora, lo cierto es que aunque parezca
7:55que los electrones son bolitas
7:57superpuestas, su naturaleza es aún más
8:00extraña. Pero eso lo veremos en otro
8:02episodio. Por ahora, quedaros con esto.
8:04Las partículas cuánticas pueden
8:05teletransportarse o algo así. Es todo
8:08gracias a la superposición. En esta
8:10serie de vídeos entenderás los conceptos
8:12básicos de mecánica cuántica. Agárrate.
8:14En los vídeos anteriores hablamos de
8:15que, por ejemplo, los electrones pueden
8:17tener su posición indefinida, digámoslo
8:20así, estando en varios lugares al mismo
8:22tiempo. Esto hace que atrapar un
8:24electrón en el fondo de un pozo sea
8:27complicado. Sabemos que el electrón no
8:29tiene bastante energía para escalar y
8:31salir, pero las superposiciones son
8:33implacables. El electrón puede
8:35deslocalizarse y su superposición
8:38atravesar la barrera. Su presencia allí
8:41es muy débil, pero algo es algo. Eso
8:43quiere decir que si nos despistamos el
8:46estado puede colapsar en ese lugar y
8:48entonces el electrón habrá escapado. Es
8:50como un teletransporte, como si la
8:52partícula hubiera salido por un túnel
8:55imposible. De ahí que este efecto se
8:57llame efecto túnel y sucede todo el rato
9:00en moléculas, en el sol, para que su
9:02hidrógeno pueda fusionarse y se usa
9:04todos los días en los microscopios más
9:05potentes del mundo. Como veis, la
9:07superposición da para mucho, pero
9:09todavía no os he contado la consecuencia
9:11más impresionante de todas. Lo veremos
9:13en el próximo capítulo. No es suficiente
9:15saber. Einstein pensaba que había
9:17encontrado un fallo mortal dentro de la
9:19cuántica, un extraño canal a larga
9:22distancia. En esta serie de vídeos
9:24entenderás los conceptos básicos de
9:25mecánica cuántica. Agárrate bien.
9:28Superposiciones. Dos valores
9:29contradictorios sucediendo a la vez.
9:32Einstein no pensaba que fueran reales,
9:34así que buscó algún absurdo con ellas.
9:36Finalmente lo encontró. Os lo cuento con
9:39el gato de Sredinger y su compañero, el
9:41perro de Sredinger. Son animales
9:43cuánticos, pueden estar vivos y muertos
9:46a la vez, pero ¿y si los superponemos
9:48juntos? Es decir, una posibilidad es
9:51tener al perrito vivo y al gatito vivo y
9:53otra es tener al perrito muerto y al
9:55gatito muerto. Vamos a mezclarlos en una
9:57superposición y separar las cajas a una
10:00distancia descomunal. Si abro una y
10:03encuentro al gato vivo, entonces sabré
10:06que el perro también está vivo. Es la
10:08superposición que hemos montado. Fijaos,
10:10sin abrir su caja, he colapsado el
10:12estado del perro a distancia.
10:15Instantáneamente, una influencia que ha
10:17superado la velocidad de la luz. Entra
10:19Einstein, eso es imposible. Luego las
10:21superposiciones no existen y la cuántica
10:24no está completa. Sin embargo, la
10:26cuántica se alimenta de sus críticas,
10:28pero eso lo veremos en el siguiente
10:29capítulo. Y es que en el mundo cuántico
10:32las partículas pueden estar conectadas a
10:34través de un hilo invisible, aunque de
10:37hecho no hay hilo ninguno. En esta serie
10:39de vídeos entenderás los conceptos
10:40básicos de mecánica cuántica. Agárrate.
10:43En el vídeo anterior vimos como Einstein
10:45descubrió cómo las superposiciones
10:47pueden hacer que dos objetos cuánticos
10:49se influyan a distancias imposibles sin
10:51que nada los conecte. Pensaba que era
10:53una gran contradicción, una acción
10:56fantasmal distancia, cosa que
10:58Schredinger compartía, que lo llamó,
11:00ojo, entrelazamiento. Muchas risas, pero
11:04lo cierto es que este entrelazamiento no
11:06es ningún contraejemplo, sucede en el
11:09mundo real. Hoy en día generamos
11:11partículas de luz entrelazadas y
11:13comprobamos esta influencia a cientos de
11:15kilómetros a distancia. La superposición
11:18las ha unido. Son inseparables. Ahora
11:20son la misma entidad. Entonces, ¿se
11:23puede superar la velocidad de la luz con
11:25cuántica? Realmente no. Sí. Cuando ves
11:27que el gato está vivo, el perro está
11:29vivo. Y cuando ves que está muerto, el
11:32otro está muerto. Pero es aleatorio. Yo
11:35no puedo usarlo como un canal de
11:36comunicación para mandar un mensaje. No
11:39puedo usarlo para romper la velocidad de
11:41la luz. Sin embargo, la existencia del
11:43entrelazamiento es potentísima.
11:45Increíbles conexiones teóricas y
11:47prácticas. Entrelazando montones de
11:49partículas y controlando su
11:50superposición. Podríamos crear
11:52tecnologías nuevas. Hablaremos de ello
11:54en futuros vídeos. es la leche. Si
11:57piensas que los electrones trazan
11:58circulitos en el átomo, estás
12:00equivocado. Veamos qué pasa de verdad.
12:02En esta serie de vídeos entenderás los
12:04conceptos básicos de mecánica cuántica.
12:06Agárrate. El problema está en el
12:08concepto de trayectoria. El caminito que
12:10sigue una partícula y su velocidad por
12:12él. Prohibidísimo. Ya hablamos del
12:15principio de Heisenberg. Si la partícula
12:17tiene una velocidad concreta, su
12:19posición se indefine en montones de
12:20valores. Si está en un lugar concreto,
12:23es su velocidad la que se indetermina.
12:25La trayectoria en la que ambos valores
12:28coexisten no es posible cuánticamente.
12:31Lo real es un estado intermedio,
12:33moviéndose a varias velocidades a la vez
12:35y ubicándose en varios lugares
12:37simultáneamente. Ahora, esta
12:39superposición, este orbital toma varias
12:42formas. Básicamente depende de cuánta
12:45energía tiene y cuánta se invierte en el
12:47momento angular en girar, al menos de
12:50esta extraña forma. Importante la
12:52direccionalidad de ese giro, eso también
12:55cambia la forma. Ya vimos algo así en el
12:58experimento. Había dos direcciones
13:01permitidas. Sin embargo, los físicos
13:03tuvieron una sorpresa. Lo que pensaban
13:05que era un átomo con un electrón girando
13:07realmente no lo era. Lo veremos en el
13:10siguiente vídeo. La lección de hoy es
13:11que los electrones parece que giran
13:13sobre sí mismos, pero si eso es verdad,
13:16toda la física está en peligro. En esta
13:18serie de vídeos entenderás los conceptos
13:20básicos de mecánica cuántica. Agárrate.
13:23Al principio ya os conté el experimento
13:25en el que los átomos de plata apuntaban
13:27solo en dos sentidos de giro. Esto era
13:30extraño, pero si algo aumentó la apesta,
13:33fue enterarse de que en realidad nada
13:35estaba girando. En el vídeo anterior
13:37vimos que los electrones no se mueven
13:39dando vueltas, lo hacen deslocalizados
13:41en un orbital y en el átomo de plata, el
13:44electrón más externo al que estábamos
13:46prestando atención no invierte nada de
13:49su energía en rotar. No tiene momento
13:51angular y sin embargo sí medimos un
13:53pequeño imán, por lo que sí debe haber
13:55algo giratorio creándolo, no queda otra.
13:59Es el electrón rotando sobre sí mismo.
14:01Pero he aquí el problema. Midiendo
14:04cuánto se desvía el átomo en el
14:05experimento, podemos saber lo potente
14:07que es el pequeño imán del electrón. Y
14:09resulta que no es pequeño. Para crear
14:12tal imán, el electrón debe girar a una
14:14velocidad imposible por encima de la
14:17velocidad de la luz. No puede ser. Así
14:19que, ¿qué es lo que pasa? Lo veremos en
14:21el próximo capítulo. Es un problema. En
14:23el mundo cuántico aparece una propiedad
14:25completamente nueva, aunque familiar. En
14:29esta serie de vídeos entenderás los
14:30conceptos básicos de mecánica cuántica.
14:33Agárrate. En el vídeo anterior,
14:34problemón. El electrón parece que gira,
14:37pero si eso es así, tiene que romper la
14:39velocidad de la luz. Solución que
14:41realmente no rota. Es parte de las
14:43coincidencias del spin. Esto va a ser
14:46ridículo, pero imaginaos que los
14:48electrones fueran por ahí con una
14:49bombilla. Puede estar apagada o
14:51encendida. Resulta casualidad que tener
14:54esa bombilla le lleva a sentir el campo
14:56magnético. Si hiciera pasar un montón de
14:58electrones por un imán, encontraría dos
15:00chorros, uno con la bombilla encendida y
15:02el otro apagada. Ojo, si cogiera el
15:05chorro encendido y lo hiciera pasar por
15:07un imán rotado, podría comprobar que las
15:09bombillas ahora salen en dos
15:11superposiciones de apagado y encendido.
15:13Uy, de Yabú. Cuando lo pensamos con
15:16órbitas, lo que salían eran flechas
15:18apuntando a la derecha e izquierda.
15:20Descubrimos que girar así era una
15:22superposición de girar en vertical. Esto
15:25es lo mismo, pero sin hablar de flechas.
15:27En vez de arriba o abajo, ahora es
15:30apagado o encendido. O vainilla o
15:32chocolate. He aquí la clave. La
15:34estructura matemática de girar
15:36cuánticamente tiene, digamos,
15:38paralelismos con una propiedad con dos
15:41estados. De ahí que parezca que el
15:43electrón gira. Es una propiedad nueva,
15:46el spin. Pero, ¿de dónde sale este
15:48apagado o encendido de los electrones?
15:50De los campos cuánticos. Os hablaré en
15:52la próxima. Ya es bastante haber hablado
15:54de las partículas de las que estamos
15:56hechos realmente no son bolitas, sino
15:58más bien ondas, ondas muy extrañas. En
16:02esta serie de vídeos entenderás los
16:04conceptos básicos de mecánica cuántica.
16:06Agárrate. En física hacemos con
16:08naturalidad una distinción. Las
16:10partículas, la materia que se mueve y
16:13las fuerzas, los agentes que mueven esa
16:15materia. Ahora, hay fuerzas que aparecen
16:18sin que haya nadie tocando, como hace un
16:20imán, telequinesis. Eso llevó a la idea
16:23de campo, una entidad que llena el
16:25espacio y transmite las fuerzas. Cargas
16:28e imanes activan el campo
16:30electromagnético. La cuestión es que
16:32cuando descubrimos la cuántica, los
16:33físicos se plantearon, "¿Y si los campos
16:36pudieran estar en superposición? ¿Cómo
16:39funcionarían sus ondas?" Ojo, mientras
16:41que lo normal es que dos ondas se
16:43atraviesen como si nada, las ondas de
16:45los campos cuánticos parecían chocar,
16:48interactuar unas con otras, lo mismo que
16:50hacen las partículas. Gran revelación.
16:54En realidad no hay partículas y campos,
16:57hay solo campos. Las partículas son
17:01excitaciones de un campo cuántico.
17:03Fijaos, si nuestros constituyentes son
17:06cuánticos, hay situaciones en las que el
17:08número de partículas no está definido,
17:11una superposición. En la próxima os
17:13cuento cómo a través de esta idea se
17:15construye la mejor teoría física jamás
17:18creada. Lo importante es el universo es
17:20un conjunto de campos cuánticos
17:22interconectados que vibran en armonía.
17:25En esta serie de vídeos entenderás los
17:27conceptos básicos de mecánica cuántica.
17:29Agárrate. Ya vimos que en realidad no
17:32hay partículas, solo campos. Hay un
17:34campo del electrón que llena el universo
17:37y cada electrón es una vibración. ¿Y
17:40cuántos campos hay? Pues tantos como
17:43partículas elementales. Toda la materia
17:45que vemos está formada por tres, los
17:47electrones y los quarks up y down.
17:50También están los neutrinos que nos
17:52atraviesan constantemente, pero cada una
17:54de estas partículas tiene un par de
17:57hermanos y cada cuark viene en tres
17:59colores diferentes. También están las
18:01partículas que transmiten las
18:03interacciones, el fotón, el campo
18:05electromagnético, los bosones W y Z y el
18:08gluón que pega los quarks, bueno, los
18:12ocho gluones. Ah, y el bosón de Higs, la
18:15partícula que da la masa. En total 37
18:18campos que dan forma a la teoría física
18:21más completa jamás creada, el modelo
18:23estándar. Solo queda fuera la gravedad,
18:26la única fuerza que no sabemos expresar
18:28como un campo cuántico aún. Y fijaos en
18:31esto. Si tenemos dos vibraciones de un
18:33mismo campo, no hay manera de
18:36distinguirlas. Pero os lo cuento otro
18:38día. Ahora ya sabéis que es literalmente
18:40imposible distinguir un electrón de
18:43otro. En esta serie de vídeos entenderás
18:45los conceptos básicos de mecánica
18:46cuántica. Agárrate. Imagina que tienes
18:49dos bolas de billar idénticas, mismo
18:51tamaño, peso, color. Las lanzas una
18:54contra otra. ¿Cuál es? ¿Cuál? Si te has
18:57fijado bien en el camino que has seguido
18:59cada una, no tendrás problemas en
19:01saberlo. Pero ya vimos que en el mundo
19:03cuántico no existen las trayectorias.
19:05Las partículas están en una
19:07superposición. se mueven como si
19:09tuvieran varias velocidades y como si se
19:11ubicaran en varios lugares
19:12simultáneamente. Si tienes dos
19:15electrones, esas superposiciones se
19:17solapan y al final no sabes dónde está
19:19uno y dónde está el otro. Para saberlo
19:21habría que violar el principio de
19:23incertidumbre. Imposible. Así que son
19:26indistinguibles. Y lo mismo ocurre con
19:28dos átomos o dos fotones, dos partículas
19:31de luz. Ahora, aunque les pasa lo mismo,
19:34los electrones y los fotones se
19:36diferencian en algo, pero dejemos eso
19:37para el próximo vídeo. De momento,
19:39quedaos. ¿Cómo funcionan los imanes más
19:41potentes del mundo? Dentro los
19:43electrones van cuánticamente en parejas.
19:46En esta serie de vídeos entenderás los
19:48conceptos básicos de mecánica cuántica.
19:50Agárrate. No podemos poner dos gatos
19:52justo en el mismo sitio y con los
19:54electrones pasa algo parecido, pero más
19:57heavy. Un electrón no está en un solo
19:59lugar, sino que parece estar en varios a
20:01la vez, en una superposición. Ahora, los
20:04electrones son fermiones. Eso quiere
20:07decir que nunca puede haber dos con la
20:09misma superposición. Está prohibidísimo.
20:12Y gracias a eso existimos. Dentro del
20:14átomo, los electrones se ven obligados a
20:16apilarse en orbitales cada vez más
20:19energéticos, generando distintos
20:20elementos químicos. En cambio, los
20:22bozones, como la luz, no tienen esta
20:25restricción, no tienen que apilarse.
20:27Ahora, si bajamos mucho la temperatura,
20:30los electrones de algunos materiales se
20:32juntan en parejas, conectados a través
20:34de las vibraciones del material. Esos
20:37pares de cooperones.
20:39Como nada se lo impide, se apiñan todos
20:42en la superposición de menos energía y
20:44la cuántica los conecta. Ahora están
20:47todos coordinados, van todos a una y eso
20:50les permite conducir la electricidad sin
20:52pérdidas. Es la superconductividad
20:56y de ahí los imanes. Pero esto no es lo
20:58único alucinante que hacen los
21:00electrones. Si no pasara una cosa,
21:02ninguno estaríamos aquí. Lo dejo para la
21:05próxima. Hoy hemos respondido, la
21:07cuántica puede convertir lo repulsivo en
21:09atractivo y gracias a eso estamos aquí.
21:12En esta serie de vídeos entenderás los
21:14conceptos básicos de mecánica cuántica.
21:16Agárrate. ¿Por qué los átomos se juntan
21:18en moléculas? ¿No deberían separarse por
21:21la repulsión de los electrones? Coge el
21:23átomo más simple, el de hidrógeno, un
21:25protón y un electrón. Ya vimos que el
21:27electrón tiene su posición
21:28indeterminada. Está en una
21:30superposición, un orbital que puede
21:32tomar varias formas. ¿Qué ocurre si
21:34pongo dos hidrógenos cerca? Los
21:36electrones siguen en superposición, pero
21:38ahora pueden saltar de un átomo a otro.
21:41Los orbitales más sencillos son estos.
21:44Uno enlazante donde los electrones
21:46quieren estar entre los núcleos
21:47uniéndolos en una molécula y otro
21:50antienlazante donde los electrones
21:52evitan el centro. No quieren unir los
21:55átomos, sino separarlos. Por suerte, la
21:58energía del orbital enlazante es menor
22:01que la del antienlazante y que la de los
22:03átomos por separado. La naturaleza
22:05siempre busca reducir la energía, así
22:07que si dos hidrógenos se encuentran, los
22:10unirá en una molécula. Así es como la
22:13superposición cuántica genera los
22:16enlaces químicos y además de permitir la
22:18vida, la cuántica también puede hacerla
22:21más segura. Lo veremos otro día. De
22:23momento, ya sabes para enviar
22:25información de forma más segura,
22:27podríamos teletransportarla. En esta
22:30serie de vídeos entenderás los conceptos
22:31básicos de mecánica cuántica. Agárrate.
22:34Ya vimos que era posible superponer
22:36juntos al gato y al perro de Sredinger
22:38para que se influyan a distancia. Si
22:41Alice se queda el gato y Bob al perro
22:44pueden usarlos para comunicarse. Pon que
22:46Alice tiene otro perro y quiere enviarle
22:48a Bob los detalles de su estado
22:50cuántico. Si lo pone con el gato y
22:53realiza una medida conjunta, el perro de
22:55Bob pasará a estar en el mismo estado
22:57que el de Alice al instante. Bueno, casi
23:00en el mismo estado. Para completar la
23:02transformación, Alice debe mandarle a
23:04Bob los resultados de su medida por
23:07WhatsApp, teléfono o paloma mensajera. Y
23:09eso impide superar la velocidad de la
23:11luz. Ahora, en vez de teletransportar la
23:14información, Alice y Bob pueden
23:15simplemente encriptarla modificando el
23:18mensaje mediante una clave secreta. La
23:20cuántica les permite asegurar que nadie
23:23más conoce esa clave. Para generarla,
23:25comparten y miden un montón de bits
23:27cuánticos. Si alguien está espiando,
23:30modificará el estado de los cubits.
23:32Alice y Bob lo detectarán y descartarán
23:35esa clave. Pero ojo, además de proteger
23:37nuestras comunicaciones, la cuántica
23:39también puede amenazarlas. Lo veremos en
23:42el próximo vídeo. Pero no os flipa. Es
23:45probable que no tengas que comprarte
23:46nunca un ordenador cuántico. En esta
23:48serie de vídeos entenderás los conceptos
23:50básicos de mecánica cuántica. Agárrate.
23:53Todos tus dispositivos codifican la
23:54información en forma de bits, ceros y
23:57unos. Los ordenadores cuánticos hacen
23:59algo muy distinto. Usan bits cuánticos,
24:02que pueden ser cer.
24:05Cubits que están en una superposición
24:08cuántica. Problema. La superposición es
24:10superfágil. Cualquier interacción con el
24:13entorno puede cargársela. Así que aunque
24:15aislemos muy bien nuestros cubits, hay
24:17muchos errores y por eso aún no tenemos
24:20ordenadores cuánticos realmente útiles.
24:22Con ellos podríamos hacer cosas que no
24:24están al alcance ni de los
24:25superordenadores más potentes, como
24:28simular procesos importantes en química
24:30o biología o craquear las claves que
24:32usamos actualmente para encriptar
24:34nuestra información. Pero más allá de
24:35eso, no se sabe si un ordenador cuántico
24:38vaya a ser siempre mejor que un
24:40ordenador normal. Es probable que no.
24:42Solo para problemas específicos. Tal vez
24:44te libres de comprarte uno. Y hay otras
24:46aplicaciones de la mecánica cuántica
24:48mucho más consolidadas y menos
24:50conocidas. Ya hablaremos de ellas. Hoy
24:52quédate con que la precisión de nuestras
24:54medidas no deja de aumentar gracias a la
24:57cuántica. En esta serie de vídeos
24:59entenderás los conceptos básicos de
25:01mecánica cuántica. Capítulo final.
25:04Mientras la computación o la
25:05criptografía se llevan todo el hype, hay
25:07otras aplicaciones de la cuántica mucho
25:09más asentadas, como la metrología
25:12cuántica. Explotar los fenómenos
25:13cuánticos para hacer medidas cada vez
25:16más finas. A que no sabías que la
25:18cuántica nos permite determinar la
25:20aceleración de la gravedad de manera
25:22super precisa. La idea es dejar caer una
25:25nube de átomos ultrafíos en una
25:27superposición cuántica, de manera que
25:29sigan dos trayectorias distintas al
25:31mismo tiempo. Y no es más que un
25:33ejemplo, la cuántica nos permite medir
25:35mejor voltajes y resistencias
25:37eléctricas, campos magnéticos o el
25:39propio tiempo gracias a los relojes
25:41atómicos basados en las transiciones
25:43entre dos estados energéticos de un
25:45átomo. Y esto solo acaba de empezar.
25:48Medir mejor fue, entre otras cosas, lo
25:51que nos llevó a identificar las extrañas
25:53leyes del mundo cuántico. Ahora que
25:55estamos empezando a controlar la
25:56superposición cuántica, todo podría
25:59cambiar. Qué maravilla

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