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Física cuántica

Enviado por sergumor



Cuando miramos un árbol, decimos, "sus hojas son verdes": "mi verde". Es nuestra realidad cotidiana. Sin embargo, no somos conscientes de que el color que manifiesta el árbol es el que refleja, es el que "no quiere", el que "rechaza", pues sólo permite que penetre en su estructura celular el resto de colores del espectro visible, que es la banda de frecuencias que exige de la radiación solar para llevar a cabo la fotosíntesis. El color que muestra es sólo su autoafirmación de especie frente al ambiente que le rodea. Por tanto, ¿cuál es la realidad?, el verde que vemos o la fracción de frecuencias representadas por el resto de radiaciones del espectro que permiten al árbol seguir viviendo?.

Actualmente, los físicos se preguntan si el mundo que llamamos real es algo concreto, tal como se nos presenta, o por el contrario es la percepción holográfica de una gran cohorte de partículas elementales que se ordenan ante la inferencia humana. Si no se obtiene una percepción directa de la realidad, ¿existe tal realidad?, y especialmente, ¿si cuando dejamos de percibirla (olerla, saborearla, tocarla, mirarla, ponderarla, evaluarla, etc.), queda sólo como una sensación inconcreta que se desdibuja en el tiempo?. Por ello, las preguntas que se deben hacer, por simple asociación, son:

1. No conozco, no tengo conciencia del fenómeno, ¿luego no existe?;

2. ¿Sólo existe cuando lo percibo?;

3. Lo que percibo, ¿es el mundo real?, o ¿sólo es "mi mundo real"?;

4. Mi mundo real, ¿es solamente "mi presente"?;

5. En cada instante de mi presente, ¿se encuentra la profundidad de la eternidad?;

6.¿Puedo inmovilizar e intemporalizar ese "mi instante"?, y si es así,

7. ¿Puedo tomar conciencia de la eternidad?.

Aparentemente, son preguntas cuyas respuestas parecen ser altamente complejas. En los años 30 del siglo pasado, Einstein, Rosen y Podolsky, afrontan este problema escribiendo:" No cabe esperar ninguna definición mínimamente razonable de la realidad que nos rodea". El rol de la conciencia del observador en la creación de la realidad cuántica, se presenta como uno de los grandes retos de la física actual, ya que este observador al encontrarse aparentemente fuera del sistema cuántico que es abierto e impredecible, es incapaz de definir tal realidad y mucho menos, formularla, por lo que su interpretación no sólo no puede ser objetiva, sino que ni siquiera la alcanza el campo de la subjetividad.

Ante estos hechos, Capra, de la Univ. de California, propone una interpretación intuitiva, metafísica y mística de la esencia de la Naturaleza. Anteriormente y en la misma línea, Bohr, al exponer el constructor atómico y por ello ser nombrado caballero, elige como escudo de su blasón el esquema del yin y del yang, oriental. Schrödinger, tras sus investigaciones, acaba dando amplio crédito a la religión budista. La física de Newton ya nos permitía entrever la existencia de este problema, sin embargo, es la física cuántica la que nos puede dar algunas respuestas.

La ciencia, tal como se la define actualmente, propone un conocimiento crítico e intenta describir la realidad y explicarla mediante leyes que son proposiciones universales que establecen bajo qué condiciones se producirán ciertos hechos, permitiendo así la predicción de los fenómenos, a condición de estar despojados de sentimientos, sensaciones y emociones. La física, por un lado, nos acerca al conocimiento de los elementos materiales que constituyen la Naturaleza próxima, y por otro, intenta investigar el origen del Universo y su evolución mediante modelos analíticos teóricos, y todo ello, recurriendo a la abstracta razón de la útil herramienta de las matemáticas. Los físicos se valen de la investigación en su vertiente fundamental o aplicada, dependiendo de si son teóricos o experimentadores. En cualquier caso, el objetivo último, tal vez utópico, es el de construir un modelo capaz de resolver todas y cada una de las cuestiones que se pueden plantear desde la relatividad general y la física cuántica, unificándolas en una sola teoría. En este momento, sin embargo, no parece posible un modelo físico-teórico que contenga a la vez, las fuerzas que interrelacionan la materia con la energía (electromagnetismo, gravedad, fuerza débil o de Fermi y fuerza nuclear) y las ondas y partículas elementales cuánticas.

La física cuántica establece que las partículas elementales, constituyentes del átomo, no son elementos esencialmente reales dada su imprecisión existencial. Se pueden comportar como partículas en un momento dado y como ondas en el siguiente o en el anterior. Existen en un espacio y un tiempo que no reconoce el presente, saltan del pasado al futuro, y a la inversa. El presente material sólo es reconocido como una necesidad y una arbitrariedad de la observación humana. No obstante, contradictoriamente, las partículas elementales y las ondas exigen su derecho de ser el fundamento de la materia. Paradigma complejo y de difícil solución. La curiosidad estriba en que tanto la física relativista como la cuántica resuelven problemas siempre que no sea simultáneamente. Esta disyuntiva generó el Principio de Incertidumbre propuesto por Heisenberg, que expresa el que no hay ningún elemento que exista en un lugar y en un tiempo determinados. Por tanto, la velocidad y situación de una partícula elemental solamente se puede fijar en un instante dado (por el diagrama de Friedmann), pero nunca se sabrá que sucederá en el instante siguiente, y tampoco si actuará como tal partícula o como función de onda.

La física clásica la erigió Newton como respuesta al sentido común. La materia se puede evaluar, se precisa su posición y su comportamiento, se prevén los movimientos y velocidades, sus energías y sus resultados. Las ondas eran elementos de segundo orden en comparación con las partículas que por sí solas eran suficientes para conformar la materia. La física clásica no intuyó con la perspicacia necesaria, las posibilidades de las ondas actuando como partículas, al no conocer estos elementos subatómicos, a la vez extremadamente cercanos y lejanos, pero vinculados estrechamente a la vida de los átomos. No fue más allá del horizonte molecular.

La física cuántica teoriza sobre la constitución íntima de la "materia real" fundamentándola en dos partículas elementales: fermiones y bosones.

Los fermiones son las partículas que construyen la estructura de la materia, y se encuentran representados por los electrones, protones y neutrones. Son partículas que actúan con cierta independencia y autonomía. Los bosones son los vectores que transportan la esencia y la fuerza de la Naturaleza, facilitando la conjunción del Universo. Son partículas independientes que siempre interactúan entre sí, a veces sincrónicamente, pero que en ciertas condiciones pierden su individualidad. Esta paradoja de la interdependencia e individualidad de estas partículas fue enunciada por Einstein, Podolski y Rosen. Los bosones están constituidos por los gluones, gravitones y fotones, siempre con tendencia unívoca a la reunión dispersa.

La interrelación dinámica entre fermiones y bosones, la fundamenta, especialmente, el fotón, que al no tener carga, es su propia antipartícula. Pares de electrones y positrones pueden ser creados espontáneamente por fotones, y este proceso se puede invertir como consecuencia de su propia aniquilación. La antipartícula del electrón es el positrón. La colisión de un fotón (γ) con un electrón (e-) genera un brusco cambio en la dirección de este. El e- absorbe al γ. Luego, lo emite cambiando de nuevo su direcciσn.

Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior

Diagrama en el que se describe la colisión de un electrón y un fotón. Obsérvese que entre las dos colisiones A y B, el electrón ha cambiado su trayectoria en el espacio y ha invertido el tiempo.

Fermiones y bosones, son partículas elementales que sostienen y actúan en instantes indeterminados como funciones de onda.

Por causa de los bosones, los fermiones se mueven y se mantienen coherentes entre sí, aunque independientes, en el proceso de creación. Cuando los bosones se solapan por la afinidad generada por una información compartida resonante (concepto introducido por el autor) conllevan una determinada identidad, pero las probabilidades de existencia como tales partículas individuales, disminuyen, concretándose la materialización. A este proceso se le denomina caída de la función de onda. Esta primigenia afinidad puede hacer suponer la presencia de un inicial estado elemental de conciencia. La pérdida de la cualidad individual de los bosones, es la responsable directa de la aparición de un primer estadio de una estructura material consciente de su propia existencia.

La teoría cuántica sólo es posible expresarla en términos matemáticos y describe a la materia como una abstracción. En este sentido, la materia no ocupa ni un espacio puntual ni un tiempo determinado, se encuentra difundida y en un constante movimiento discontinuo, aleatorio e impredecible, en todo el Universo. Las partículas elementales no obedecen a leyes predeterminadas, por lo que para quien las observa en este estado inicial, resultan parecer la consecuencia de una situación caótica.

Primero Minkowski y luego su alumno Einstein, proponen los campos o planos de referencia inercial. Supongamos que un turista, que se encuentra en Sacrè Coeur, París, pregunta dónde se encuentra el edificio número 10, en la Place de Tête. Para un parisino domiciliado en esa zona le será muy fácil explicar, ya sea topológica o matemáticamente, lo que debe hacer el turista para llegar a esa exacta dirección. Sin embargo, a nadie se le ocurrirá preguntar por esa misma dirección si se encuentra a 1.000 kilómetros de altura. En todo caso preguntará dónde se encuentra Europa. Es decir, los hechos responden a determinados planos de referencia inercial. De aquí surge la relatividad, que en todo caso responde a la referencia asociada al propio observador. Es el mundo de las certezas, donde el movimiento es natural pues lo controlamos por el espacio recorrido, por el tipo de velocidad, el tiempo y la energía empleada. Sin embargo, para la teoría cuántica, no pueden existir planos de referencia, excepto los que devienen de un preciso instante dado. Es el mundo de lo impredecible, donde todo fluye, donde las partículas aparecen y desaparecen, sus movimientos son discontinuos y giran sin cesar en todas direcciones, a veces como tales partículas y a veces como funciones de onda. El espacio y el tiempo se difunden en el mundo de las partículas que circulan sin orden cronológico, se diluyen en campos de magnitudes de onda en su propio y aleatorio espacio y se complejifican en ocasiones, permitiendo la materialización, y en otros instantes invirtiendo el curso del tiempo. Las realidades cuánticas son estados potenciales.

Naturalmente, para un observador es más simple desenvolverse en el mundo de la física clásica; no podría hacerlo en el mundo cuántico, pues este observador necesita de hechos entendibles no desde la acronología. Sin embargo, los fermiones, y especialmente los electrones, sí. Es el denominado acontecimiento de reversibilidad temporal, en el que los sucesos ocurren de una manera tal, que permiten adoptar cualquier dirección en el espacio y en el tiempo. Es por esto por lo que el observador influye definitivamente en la creación de la materia, es el que le aporta conciencia a la realidad. Ello permite las dualidades onda-partícula, cuerpo-conciencia y mente-realidad, aspectos todos ellos, indisociables de la existencia. Es el observador el que crea la realidad del instante presente. Si este instante no es observado se puede generalizar diciendo que se difundirá, extinguiéndose en el tiempo. Por tanto, sólo es la conciencia del observador del suceso lo que le aporta realidad. Pero, ¿y si no se tiene conciencia de ese mismo suceso, existe en realidad?.

Las partículas elementales parecen estar aparentemente alejadas en el espacio-tiempo, pero en realidad, en un dominio subyacente, el dominio implícito cuántico, permite que se encuentren vinculadas entre sí. Según Bohm, este dominio se comporta como el patrón de interferencias de un holograma. En el dominio implícito de las frecuencias no existe el espacio, ni las distancias, y por ello, tal como dice Pribiam: "la separatividad es una ilusión construida en nuestro cerebro".

Es conocido el problema de "quién mató al gato" propuesto por Schrödinger. Pensó en quién mataría a un gato dentro de una jaula. Colocó comida en un lado y un tóxico mortal en el otro. Por delante puso un líquido radioactivo que desprendería una partícula que podría subir o bajar. Si esta partícula sube, se destapará la comida, pero si baja, destapará el veneno. Se trata de saber que le sucederá al gato. Según la ecuación del autor de este acertijo, nada físico puede decidir la suerte del gato. Al tratarse de una realidad cuántica se encuentra en un estado potencial. Vivo y muerto al mismo tiempo, en dos estados probables, solapados e interpuestos. Sólo la mirada del observador puede determinar el desenlace final.

La realidad cuántica es diferente según se perciba o no, según se observe o no.

Imaginemos la infinidad de trayectorias de partículas elementales y ondas (los trazos del dibujo de Doré) que se han ordenado en el instante dinámico de la interferencia del observador, ofreciendo a la organización cerebral la proyección del espejo de la realidad. Individualmente, cada línea o trayectoria de una partícula no se traduce en una imagen reconocible, sin embargo, el conjunto ordenado de ellas conforman nuestra realidad cotidiana.

Electrones que antes de la percepción del observador eran partículas u ondas

indefinidas e impredecibles, se transforman, como consecuencia de esa misma observación, en partículas y ondas de carácter formal, mediante unos fotones invisibles que responden a la llamada del observador como consecuencia de su experimento. El gato vivirá o morirá, concretando uno de los dos estados latentes superpuestos en el momento de la observación. Dependiendo del instante de la observación, Schrödinger lo acariciará o lo enterrará.

A partir de aquí se plantea un gran problema. ¿Qué poder virtual tiene el observador sobre la creación de la realidad?. El conocimiento de los elementos que nos rodean, parece ser el eslabón entre el mundo cuántico y la realidad común. Es decir, la conciencia del observador es la que hace realidad lo observado. Por eso, Prigogine dice: "La realidad se nos revela sólo a través de una construcción activa en la que participamos" . La ciencia, tal como se definió anteriormente, no responde a estas características quedando corta en sus objetivos, ya que su campo de actuación no contempla a la conciencia.

De acuerdo con Louis de Broglie:

"En la dimensión espacio-temporal, todo lo que para cada uno de nosotros constituye el pasado, el presente y el futuro, se da en bloque... Cada observador, a medida que su tiempo va pasando, descubre nuevas porciones de espacio-tiempo que aparecen ante él como aspectos sucesivos del mundo material, aunque en realidad, el conjunto de sucesos que constituyen el espacio-tiempo, existe con prioridad a su conocimiento de ellos"

La reducción de la probabilidad y su conversión en realidad se encuentra asociada a la actividad y "actitud" de los bosones, por lo que pueden ser considerados como los antecedentes primarios de la conciencia (Martínez de la Fe, 1991).

La conciencia está en estado latente en la materia, por lo que no es algo extraño al mundo cuántico: las partículas elementales asocian los cambios en su medio a la interferencia del observador. Existe un diálogo inexplicable entre el hombre y la partícula. Tal vez sea este "... el secreto del Viejo", tal como dijo Einstein. La conciencia brota a partir de una relación de fotones virtuales coherentemente ordenados en el sistema cuántico del cerebro.

El observador se convierte de esta manera en el espejo de la realidad, que su conciencia debe conocer y asume la dualidad: onda-partícula, cuerpo-conciencia, mente-realidad, aspectos diferentes pero todos ellos integrados en la existencia. Desde la física cuántica se puede afirmar que la realidad no es más que un holograma constituido por partículas elementales ordenadas en nuestro cerebro.

De esta forma, el hombre cuántico se convierte en la gran paradoja de la física de las partículas cuánticas.

BIBLIOGRAFÍA:

Sergio A. R. Gutiérrez Morales y Victor Smith-Agreda: "Biomedicina: Fundamentos, Práctica Clínica e Investigación", Mandala, Madrid, 2001.

Ortoli, Pharabod: "El cántico de la cuántica", Gedisa, Barna, 1987.

Dennis Flanagan: "La ciencia ante el S XXXI", Temas de Hoy, Madrid, 1989.

Danah Zohar: "La conciencia cuántica", Plaza y Janés, Barna, 1991.

Ilya Prigogine: "Entre le temps et l´eternité", Fayard, París, 1988.

Martínez de la Fe: "¿Existe lo que no vemos?", Heptada edic., Madrid, 1991.

López Royo: "Física General", Catedrático de la Facultad de Física, Universidad de Las Palmas, Islas Canarias.

Fritjof capra: "El Tao de la Física", Sirio, Málaga, 2002.

Ph. D. Sergio A. R. Gutiérrez Morales

Med. Bioenergética – Epidemiólogo


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