¿Qué es la mecánica cuántica? — Transcript

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1. 0:00Feynman dijo una vez que no había nadie que entendiera la Mecánica Cuántica
2. 0:03¿Qué hará tan difícil esta extraña teoría?
3. 0:11Aunque hace más de un siglo que se trabaja con esta teoría
4. 0:14y su descripción se completó hace más de 50 años
5. 0:16sigue habiendo muchas sombras en la teoría cuántica, muy en particular, en su interpretación.
6. 0:21Y es que la teoría cuántica está llena de contradicciones.
7. 0:23Quizá la mayor de todas, es que sus propios padres,
8. 0:26entre los que se encontraban científicos como Eisntein, Planck y Schrödinger
9. 0:29renegaban de su propia creación.
10. 0:30La veían como una aberración.
11. 0:32Schrödinger, de hecho una vez declaró que se arrepentía de tener algo que ver con ella.
12. 0:36¿Qué es la Mecánica Cuántica y qué la hace tan difícil?
13. 0:39¿Por qué es una teoría tan querida por unos y tan odiada por otros?
14. 0:42Aunque los primeros conceptos cuánticos
15. 0:44vienen de trabajos de Planck y Einstein sobre la radiación.
16. 0:46Es en estudios posteriores sobre el átomo donde esta teoría toma su forma.
17. 0:50A poco que Rutherford diera a conocer su modelo atómico,
18. 0:53con el núcleo con carga positiva y los electrones orbitando alrededor de él con carga negativa
19. 0:57los físicos daban saltos de alegría.
20. 1:00Los átomos parecían sistemas planetarios en miniatura,
21. 1:02con los protones en el centro, como el sol, y los electrones
22. 1:04girando como si fueran planetas
23. 1:07De hecho, las fuerzas eléctricas y gravitatorias son sospechosamente parecidas.
24. 1:10Esto era una noticia genial, porque ya estaba el trabajo hecho
25. 1:13solo había que copiarlo. Digo, adaptarlo
26. 1:15Sin embargo, esto no parecía funcionar bien. Los electrones al giran emiten luz,
27. 1:19perdiendo energía, esto haría que cayera sobre los protones, destrozando los átomos
28. 1:23Parecía más bien que las reglas en los átomos eran muy distintas a la de los sistemas planetarios.
29. 1:27Parece, que el mundo a la escala atómica y microscópico,
30. 1:30es muy diferente del mundo a nuestra escala, el mundo macroscópico
31. 1:33Les presento las rarezas y peculiaridades del mundo cuántico.
32. 1:40Al contrario de lo que parece, a nosotros,
33. 1:42la energía no es magnitud continua, sino que está cuantizada
34. 1:45De hecho, es esta propiedad la que da el nombre a la teoría cuántica.
35. 1:49Una magnitud es continua cuando crece o decrece sin saltos,
36. 1:52como lo hace la velocidad de un coche.
37. 1:54Cuando aceleramos de 10 km/h a 20 km/h; estamos pasando primero por 10,1,
38. 1:59pero también por 10,01, por 10,00001 km/h.
39. 2:03En realidad, estamos pasando por todos los infinitos posibles valores
40. 2:06que hay entre 10 y 20, porque es una magnitud continua.
41. 2:09El número de videos de gatos en YouTube, es una magnitud discreta,
42. 2:12porque podemos tener 1 o 1000 o 30000, pero no podemos tener 1,1 o π.
43. 2:17El número de vídeos da salto de una unidad a otra.
44. 2:20Pues la teoría cuántica establece que, al contrario de lo que parece, la energía es discreta.
45. 2:24Se produce a saltos, en paquetes discretos de energía, que llamamos cuantos.
46. 2:28¡Agárrate bien fuerte! Porque viene la primera locura de la mecánica cuántica.
47. 2:32Hasta su llegada los fenómenos de la naturaleza
48. 2:35se podían describir como causados por partículas u ondas.
49. 2:38Una partícula es como una bola pequeña de materia.
50. 2:41Una onda es una agitación periódica no puntual que se propaga por el espacio.
51. 2:45Un electrón es una partícula.
52. 2:47La luz es una onda, hasta la llegada de la mecánica cuántica.
53. 2:50Según la teoría cuántica las partículas de materia como el electrón son partículas,
54. 2:54y son ondas.
55. 2:55Sí, como lo oyen.
56. 2:56Son las dos cosas a la vez, es la dualidad onda-partícula.
57. 2:59La luz es también una onda, el rayo de luz y una partícula, el fotón.
58. 3:03Cuando los medimos, veremos propiedades de un tipo o de otro,
59. 3:06dependiendo del experimento que hagamos.
60. 3:07Vamos, lo que ya te dije, una auténtica locura.
61. 3:10Las partículas son ondas.
62. 3:12¿Pero onda de qué?
63. 3:13Pues de probabilidad.
64. 3:14Por eso la mecánica cuántica es una teoría de probabilidades,
65. 3:17de azar.
66. 3:18Una de las propiedades más caracterices de las ondas es que se distribuyen
67. 3:21por todo el espacio de una forma no localizada
68. 3:23, es decir,
69. 3:23no puedes decir la onda está aquí o está en todos los lados.
70. 3:25En realidad, las ondas está en todas partes
71. 3:28que ha alcanzado a la vez.
72. 3:30¿Quiere esto decir que un electrón pueda estar en muchas partes a la vez?
73. 3:33Pues sí.
74. 3:34Experimentos como el de la doble rendija lo demuestran.
75. 3:36Tu lanzas un electrón contra dos rendijas.
76. 3:39Y tras ellas miras por cuál ha pasado.
77. 3:41La respuesta inequívoca, y lo siento si te estalla el cerebro,
78. 3:44es que está pasando por las dos rendijas a la vez.
79. 3:47Y no solo con la posición, esto ocurre con cualquier propiedad.
80. 3:49Como por ejemplo el spin.
81. 3:51Si las partículas tuvieran colores, podrían ser, a la vez, rojas, verdes, azules y hasta turquesas.
82. 3:55Solo cuando las mires, por un proceso totalmente desconocido,
83. 3:58la partícula, de forma aleatoria,
84. 4:00aparece en un estado entre los posibles.
85. 4:02¿Aún no te ha estallado la cabeza? Pues seguimos.
86. 4:05Es uno de los principios más famosos de la cuántica.
87. 4:07Según este principio no se pueden conocer a la vez,
88. 4:10y de forma exacta,
89. 4:11el valor de dos magnitudes conjugadas,
90. 4:13como son la posición y la velocidad de una partícula,
91. 4:16o la energía y el tiempo.
92. 4:17Cuanto más precisa la medida de uno más incierto la medida de otro.
93. 4:20Y no es una problema del aparato de medida o de tener experimentos que no son suficientemente precisos.
94. 4:25Es una limitación propia de la naturaleza que no se puede saltar.
95. 4:28Esto, además, tiene consecuencias espectaculares, como la creación espontánea de materia.
96. 4:32La incertidumbre y la energía,
97. 4:33permiten que por un tiempo suficientemente corto,
98. 4:35se pueda saltar el principio de conservación de la energía
99. 4:39y crear partículas literalmente de la nada.
100. 4:42Magia cuántica.
101. 4:43Las partículas son ondas, por lo tanto, se distribuyen por todo el espacio
102. 4:46Y son ondas muy escurridizas,
103. 4:48ya que cuando llegan a una pared son capaces de filtrarse y aparecer al otro lado.
104. 4:51Como Terminator.
105. 4:52El sueño de atravesar paredes es posible en el mundo cuántico,
106. 4:55aunque sea con una probabilidad muy baja.
107. 4:57Y ocurre continuamente en el mundo.
108. 4:59Por ejemplo, en la radioactividad.
109. 5:01La física cuántica asegura que nosotros,
110. 5:03como sacos de partículas que somos, también podríamos atravesar una pared.
111. 5:06Si algún día lo intentan, yo que tú me pondría un casco.
112. 5:09Por si acaso.
113. 5:11Como las partículas pueden estar en varios estados a la vez,
114. 5:13y pueden ser interdependientes,
115. 5:15se pueden hacer cosas muy chulas
116. 5:16como el entrelazamiento.
117. 5:18En cuántica, una partícula puede ser con 50% de probabilidad roja
118. 5:21y 50% de probabilidad azul.
119. 5:22Y solo será uno u otro cuando alguien la mira.
120. 5:25Y lo más divertido es que se podría conseguir una segunda partícula que esté conectada con esta
121. 5:30de modo que sea azul si la otra es roja. Y si ésta es roja la otra sale azul.
122. 5:33Cuando separamos estas dos partículas ocurre algo absolutamente increíble
123. 5:37Aunque no estén en contacto,
124. 5:38si al observar la primera partícula sale roja,
125. 5:40inmediatamente la segunda se pone azul.
126. 5:42Si sale azul se pone roja.
127. 5:43Inmediatamente, y sin ningún tipo de contacto,
128. 5:45esto podría tener interesantes aplicaciones. Como en criptografía, computación cuántica y teletransporte.
129. 5:51Si el mundo cuántico nos resulta tan extraño es porque nuestros propios sentidos no lo perciben.
130. 5:56Nuestra experiencia, nuestro sentido común no está adaptado a este mundo.
131. 5:59Nuestro cerebro evolutivo no ha necesitado de la cuántica para sobrevivir.
132. 6:02Pero todo es cuántica, somos cuántica. La teoría científica
133. 6:05a día de hoy, comprobada con mayor grado de precisión.
134. 6:08Y es una teoría abierta y motivo de muchos conflictos, porque su interpretación no está clara.
135. 6:12¿Por qué cambia el estado de una partícula cuando se mide?
136. 6:15¿Existe la realidad cuando no es observada?
137. 6:17¿Es la probabilidad un efecto de la ramificación de la realidad en múltiples universos?
138. 6:21Estas paradojas e incógnitas han dado lugar a la mayor batalla científica de todos los tiempos,
139. 6:27que además les presento en otro video Date un voltio.
140. 6:30Hasta la próxima.
141. 6:35sub *NoHa*