martes, 7 de septiembre de 2010

Los 6 superpoderes de la cuchara cuántica

Si un objeto común, digamos una cuchara, se redujera al tamaño de un electrón, ganaría lo que voy a llamar superpoderes cuánticos, una serie de características que poseen las cosas minúsculas y que las grandes sólo sueñan con tener.

Dualidad
La materia tiene cualidades como que se puede empujar o mover aplicándole fuerza. La energía tiene cualidades asombrosas como que es transferible y puede atravesar materia. Los objetos cuánticos tienen la particularidad de ser ambos ondas y partículas al mismo tiempo. Esta cualidad en realidad aplica para todos los objetos, incluso los más grandes, pero sus longitudes de onda son muy pequeñas entonces sus poderes son prácticamente inservibles.

Estado cuántico
Los objetos más pequeños del universo, en vez de tener características fijas, son conjuntos de posibilidades. Por esta razón describir a nuestra cuchara cuántica es más complicado que decir "es una cuchara grande de madera quieta sobre la mesa". Sus características cambian cada vez que la observamos y esto incluye su ubicación y movimiento.

Superposición cuántica
Nuestra cuchara tiene el poder de existir en varios estados al mismo tiempo. Lo que significa que es capaz de ser grande y pequeña al mismo tiempo, de madera y de metal al mismo tiempo. Pero este poder solamente funciona si nadie la está observando. Si alguien observa la cuchara cuántica mientras está utilizando su superposición cuántica, deja de estar en varios estados y queda con uno solo. Este fenómeno se conoce como colapso de función de onda y no se sabe si el estado resultante tras la observación es elegido al azar o es el resultado de variables aún desconocidas.

Complementariedad
La cuchara cuántica tiene el poder de poseer propiedades contradictorias. Por ejemplo, al usar su poder de dualidad puede concebirse como una partícula y como una onda, a pesar de ser dos conceptos mutualmente exclusivos. La cuchara podría estar sucia y limpia al mismo tiempo, es una ventaja que le da este poder cuántico.

Entrelazamiento cuántico
La cuchara tiene el poder de forjar un enlace cuántico con otro objeto (digamos un tenedor cuántico) de tal manera que, cualquier cambio que afecte al tenedor, inmediatamente afecta a la cuchara también, sin importar la distancia entre los dos. Supongamos que alguien dobla el tenedor, a mil kilómetros de ahí, la cuchara se dobla también.



El principio de incertidumbre de Heisenberg
Puesto en palabras simples, los objetos pequeños son escurridizos. Cuánticamente escurridizos. Las características de la cuchara están protegidas de tal manera que nunca se pueden saber nunca con exactitud. Por ejemplo, usted puede saber más o menos dónde está la cuchara y más o menos a cuanta velocidad se está moviendo. Pero cuánto más trate de definir su posición más equivocado estará en la velocidad a la que se mueve. Y si intenta medir la velocidad de la cuchara, más incorrecta será la información que pueda recopilar con respecto a su posición.

Este poder también dota a la cuchara de teletransportación, o como se le conoce en teoría cuántica, capacidad de crear túneles cuánticos. Básicamente, toda cuchara cuántica tiene la probabilidad de cruzar una pared física sin importar su ancho o altura siempre y cuando la cuchara tenga más energía cinética que lo que la pared tenga en energía potencial.



Los seis superpoderes anteriores se conocen colectivamente como los principios de Copenhagen. Pero como todo poder cuántico conlleva una responsabilidad cuántica, quiero mencionar también dos superdebilidades que todo objeto subatómico en el universo conocido posee.


Decoherencia cuántica
En la mecánica cuántica las partículas son tratadas como ondas que se comportan según la ecuación de Schrödinger. De este modo, este comportamiento entra en contradicción con la mecánica clásica donde es bien sabido que las partículas no presentan fenómenos típicos de las ondas como la interferencia. Cómo es posible que las partículas cuánticas formen cuerpos más grandes que se comportan de manera clásica es un fenómeno que se conoce como decoherencia cuántica.

Dicho de otra manera, muchas cucharas cuánticas pueden formar una cuchara de tamaño normal, y esta cuchara, sorprendentemente, no tendrá los superpoderes de las cucharitas que la componen. Nuestra cuchara cuántica está destinada a ser pequeña para siempre.

El principio de exclusión de Pauli
A pesar de todos sus superpoderes, las cucharas cuánticas no pueden compartir un mismo lugar al mismo tiempo. Si no puedes determinar a ciencia cierta dónde está la cuchara, al menos puedes estar seguro de dónde no está.
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