EL EXPERIMENTO DE LA DOBLE RENDIJA

Hace poco se publicó un artículo en el que habían logrado hacer el experimento dy también la doble rendija tal como lo imaginó Feynman. Esty también experimento es considerado por muchos como la llave que abry también la puerta dy también los secretos dy también la cuántica. En esta entrada discutvamos a ir el resultado de este experimento quy también es totalmente impresionante.

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Enriquy también F. Borja
 

La sorpresa dy también la cuántica

La física cuántica ha supuesto una sorpresa a muchos niveles. Esta teoría nos ha llevado al límite del "apreciado común", nos encara a un universo que se rigy también por leyes y comportamientos que están muy alejados de cualquier experiencia cotidiana.

En nuestra vida diaria estamos acostumbrados a catalogar las cosas. Una dy también las clasficaciones que hacemos de los fenómenos físicos es si están formados por partículas o por ondas. Dy también forma brevy también podríamos definir:

Partícula = Objeto diferenciably también del ambiente al quy también se le asignan propiedades bien definidas y quy también ocupa un lugar concreto en el espacio. Una dy también sus peculiaridades más representativas es quy también al chocar dos dy también estas partículas alteran su movimiento. Por supuesto, respetando las leyes dy también conservación pertinentes.

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Onda = Perturbación quy también sy también propaga por un medio o un campo, por ejemplo el electromagnético, con unas peculiaridades determinadas. Uno dy también los fenómenos físicos más representativos dy también las ondas es su capacidad para interferir. Una vez que dos ondas se cruzan en una determinada región del espacio se combinan de forma quy también hay regiones donde sy también refuerzan y otras donde se suprimen. Esto da lugar a lo quy también se conocy también como patrón dy también interferencia. En el momento en que las ondas proprosiguen continuan su propagación retoman sus propiedades previas a la interferencia.
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En cuántica, los sistemas no sy también pueden catalogar conforme esta clasificación. Un mismo sistema puedy también tener comportamientos ondulatorios o dy también partícula. O sea lo que nos dicy también la archiconocida, y en muchas ocasiones mal interpretada, dualidad onda-partícula.
Se puede considerar que esta dualidad está en la base de todas y cada una de las sorpresas cuánticas. En un notado histórico, ésty también hecho fue el culpably también del desarrollo de toda la teoría cuántica posterior.

Dobles rendijas, canicas y ondas

Para comphurtar esto que acabamos de comentar imaginemos quy también tenemos el siguiente dispositivo:

Tenemos una pared con dos rendijas.A cierta distancia ponemos una pantalla que nos servva a ir como detector.Disponemos de un dispositivo quy también lanza canicas en diferentes direcciones. Estas canicas tienen el tamaño justo para pasar por la rendija.Además, tenemos un sistema quy también produce ondas.
Lo quy también haremos es estudiar el comportamiento de ondas y partículas en este sistema dy también doble rendija.
Para comenzar lanzaremos las canicas con tan solo una rendija abierta. Lo quy también uno encuentra en la pantalla detectora es que las canicas impactan preferentepsique enfrente de la rendija por la que las canicas pasan:
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acá se indican, con las líneas rojas y verdes, las canicas quy también han pasado por la rendija 1 y 2. La línea azul es la suma de las dos contribuciones. Esty también es el perfil quy también obtendríamos al graficar el número de imacuerdos en todos y cada posición de la pantalla.
Ahora emplearemos el generador dy también ondas. Cuando estas llegan a la dobly también rendija, cada una de estas rendijas actuará como un foco transmisor secundiaro. Por lo tanto sy también crearán dos ondas quy también interferirán:
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En la pantalla detectora veremos como hay regiones con mucha intensidad (interferencia edificante dy también la ondas) y otras regiones con poca intensidad (interferencia destructora de las ondas). O sea lo que llamamos patrón dy también interferencia.

Dobly también rendija a lo cuántico

Supongamos ahora que repetimos este experimento pero lanzando electrones. Los electrones son partículas elementales que sy también han dy también describir conforme las leyes dy también la mecánica cuántica. Para realizar el experimento seguvamos a ir las siguientes pautas:

Lanzaremos un electrón y esperaremos a que lleguy también a la pantalla detectora.Seremos cuidadosos dy también no tener nunca más dy también un electrón en vuelo.

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Donati, O, Missiroli, G F, Pozzi, G (1973). An Experiment on Electron Interference. American Journal of Physics 41:639–64cuatro doi:10.1119/1.1987321
lo primero que vemos es quy también los electrones llegan a la pantalla y colisionan con ella en regiones localizadas. Esto nos lleva a pensar quy también sy también comportan como electrones.Si dejamos que el experimento avance, conforme se van acumulando tales colisiones vemos algo asomboroso. Se empieza a formar un patrón dy también franjas con áreas de mucha intensidad y areas de poca intensidad. Estamos recostruyendo un patrón dy también interferencias. Parecy también lógico quy también el electrón, en el momento en que ha estado en vuelo desdy también las rendijas hasta la pantalla, sy también ha comportado como una onda.
aquí tenemos el meollo dy también la cuestión. Los electrones forman un patrón dy también interferencia (ondas) y colisionan con la pantalla en puntos localizados (partículas).
Solo hay un electrón en vuelo en cada impacto en la pantalla. Podríamos suponer que ha pasado por una de las dos rendijas.Sin embargo, se ha comportado como una onda, conque estamos obligados a opinar que ha pasado por las dos rendijas a la vez.mientras que quy también sy también desarrolla el experimento no podemos definalizar la trayectoria que prosigue un electrón dado.
según la cuántica, si intentamos saber la rendija por la como pasa un electrón o proseguirse su trayectoria el patrón dy también interferencia desaparece. Dy también hecho, si en mitad del experimento tapamos una de las rendijas el patrón dy también interferencia desaparece. 
Esto implica quy también la naturaleza se niega a decidirsy también entre ondas y partículas, esa es una clasificación que hemos hecho nosotros. Si forzamos el experimento para saber la trayectoria o la rendija por la quy también pasa un electrón se pierde el patrón de interferencia. Así que, si queremos identificar propiedades de partículas las encontraremos, pero el precio a abonar es perder las peculiaridades dy también onda del sistema bajo estudio.

¿Qué han hecho en el nuevo experimento?

El 1tres dy también marzo (2013) sy también publicó el próximo artículo:

Controlled double-slit electron diffraction. Roger Bach et al 2013 New J. Phys. 15 033018

en este artículo se describy también de qué forma por primera vez era posible observar qué pasa en el momento en que tapas dos rendijas, una o ninguna, en tiempo real. Y lo quy también sy también encuentra, pese a ser lo esperado, no deja dy también sorprenderme:

 

En el rincón superior izquierda sy también muestra la situación dy también una pestañita que puede controlar el número de rendijas abiertas. El resultado es espectacular, se vy también cómo se forma y sy también pierdy también el patrón de interferencia al pasar dy también una a dos rendijas abiertas y viceversa.

Señores y señoras, es decir cuántica en estado puro.

Concluyendo

La cuántica nos ha ofrecorate muchas sopresas y muchos dolores de cabeza, y estoy seguro de que seguirá de esta forma por mucho tiempo. Sin embargo, en pleno siglo XXI la cuántica foma parte de nuestras vidas y pasa de forma totalmente desparcibida. Sin mucho exagerar, sy también puedy también decir que todas y cada una de las tecnologías de los últimos 60 años están relacionadas de un modo u otro con la cuántica. Podríamos charlar dy también la relevancia dy también la cuántica en la establidad de la materia, el origen del universo, etc. Mas gracias a la cuántica supimos manejar semiconductores, lo que nos llevo a una revolución en la electrónica. Asimismo gracias a ella podemos hacer cosas tan cotidianas como calentar nuestra leche en el microondas en cada desayuno. Cosas como los PET o las resonancias magnéticas no hubiesen llegado a nuestros hospitales sin haber entenddesquiciado la naturaleza cuántica dy también las cosas.

Está claro quy también no tiene sentido quy también todos seamos doctores en física, y sería muy aburrido, pero a estas alturas una formación científica solventy también asegura poder entender el desarrollo y evolución de nuestra sociedad. Aparte de que nos protege contra los nuevos magos que sy también están revistiendo de palabrejas cientifoides para embaucar a los quy también no poseen información al respecto.

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Todos somos capaces de entender la cuántica en singular y la física en general. No hacy también falta controlar todos los aspectos técnicos y matemáticos, pero es importante quedarsy también con la idea y sorprendersy también de lo asombroso quy también es este universo quy también nos cobija. Una buena información científica nos asegurará estar mejor listos para el futuro que está por llegar.