ELECTRICIDAD Y ESAS COSAS
Capítulo 40

UNA BALA MISTERIOSA.
 

Autor:

Ing. Víctor Cires
 Gavidia

Octubre, 2003

A

hora sí me van a decir que ya se me botó la canica o que se me indigestaron los electrones, pero ténganme un poco de paciencia y traten de seguir conmigo el siguiente experimento.
Supongamos que coloco un blanco, de esos de cartón con sus círculos pintados alrededor del centro y que detrás de dicho blanco, pongo una caja con arena para recoger los proyectiles

¿Que dirían si les contara que disparo una bala al blanco y me produce dos perforaciones en dicho blanco?
- Que la bala al salir del rifle se rompió en dos pedazos y que éstos fueron los que produjeron los dos agujeros.-
Momento, voy al cajón a recoger los dos pedazos y me encuentro conque ahí está la bala entera, aunque un poco apachurrada por el impacto con el blanco y con la arena del cajón.
Esta sí que es una bala misteriosa, ¿no les parece?
 


Bueno, aunque el experimento no haya sido exactamente éste, es algo parecido y sus resultados son igual de asombrosos.
Si colocamos un punto luminoso (nuestro rifle) y a cierta distancia de él ponemos una pantalla con dos perforaciones (el blanco) y más atrás todavía colocamos una pantalla (la caja de arena), observaremos lo siguiente:

Caso 1.- Supongamos que tapamos uno de los dos agujeros.
Los fotones que pasan por el agujero libre, nos producen en la pantalla un reflejo de luz con mayor intensidad en la parte situada atrás del agujero libre.

Caso 2.- Si tapamos ahora el otro agujero y destapamos el primero:
Los fotones que pasan por el agujero libre, nos producen en la pantalla un reflejo de luz con mayor intensidad en la parte situada atrás del agujero libre.
Si trazamos una gráfica de la intensidad de luz de cada uno de los casos: 1 y 2, obtendremos un trazo con un pico colocado enfrente de cada uno de los agujeros.
Si superponemos ambas gráficas (las sumamos), obtendremos una gráfica resultante con dos picos, uno atrás de cada uno de los agujeros.

Caso 3.- Si ahora destapamos los dos agujeros y trazamos la gráfica de la luz reflejada por la pantalla, encontraremos que esta gráfica no coincide con la anterior, sino que presenta una mayor intensidad en el espacio atrás de la pantalla coincidente con el centro de la distancia entre los dos agujeros.
La luz, al pasar por los dos agujeros, nos produce interferencias que se ven en la pantalla como zonas oscuras y zonas iluminadas; estas interferencias hacen que se ilumine más el punto colocado detrás del centro de los dos agujeros.

Los matemáticos dicen que: la intensidad de la onda, que es una medida de la energía que la onda lleva, es proporcional al cuadrado de la amplitud.
Si pasa por el agujero A, nos produce una intensidad A2. Si pasa por el agujero B, nos produce una intensidad B2; pero si pasa simultáneamente por los dos agujeros la intensidad es (A+B)2= A2+B2+ 2AB, el término 2AB es el que agrega la interferencia.
O sea que el fotón, al pasar simultáneamente por los dos agujeros, nos produce una intensidad de luz máxima en un punto de la pantalla colocado atrás del centro de los agujeros.
Lo mismo sucede si usamos electrones en lugar de fotones, la dualidad de los electrones como partícula u onda, produce las mismas interferencias y los mismos resultados.
Pero si es un solo fotón o un solo electrón el que enviamos (he aquí la médula del asunto), los resultados son los mismos, o sea, que el electrón (o el fotón), tuvo que pasar simultáneamente por los dos agujeros.
En 1965, Ricardo Feynman dijo, a propósito de este experimento: Este es un experimento absolutamente imposible de explicar por el método de la física clásica y constituye la base de la mecánica cuántica.
Feynman dice, en otras palabras: "en mecánica cuántica no debemos de tratar de imaginar que es lo que sucede, lo que observamos es lo que sucede.
Un acontecimiento (event) es el resultado de condiciones iniciales y finales".
En el caso del experimento anterior, el acontecimiento es que el electrón salió de un punto y llegó a otro y no debemos de tratar de imaginar que le pasó en el camino (cómo pudo pasar por los dos agujeros).
Lo único que sabemos, dice Feynman: "es que el electrón salió de un punto y llegó al otro".
Si tratamos de observar por qué agujero pasa, ese es ya otro experimento que cambia las condiciones y nos dará diferentes resultados.
De cualquier forma, el resultado del experimento nos hace pensar que el electrón se comportó en el camino como una onda.
Quizás la explicación radique en considerar al fotón (o al electrón) constituido por dos partículas (u ondas) complementarias como propone Víctor Urbina. (Ver apéndice 3).
La probabilidad de un acontecimiento está dada por el cuadrado de un número, que es esencialmente la función de una onda, según Schrödinger.
Si hay más de una forma en que el acontecimiento pueda ocurrir, (ambos agujeros abiertos), la probabilidad está dada por la suma de las amplitudes al cuadrado (A+B)2 y aparece el término de interferencia 2AB.
Pero si queremos ver por cual de los agujeros pasa el electrón, la distribución de la probabilidad es sólo la suma de los cuadrados, el término de interferencia desaparece (2AB), como dice Schrödinger, la función de la onda se colapsa.
Quizás la explicación más sencilla sea la que dice Feynman: "de lo que sucede, no tenemos ni la más ligera idea, lo único que podemos observar son los resultados".
De cualquier manera la Teoría de la Relatividad y la Mecánica Cuántica, son los dos pilares en los que se basa la física actual y aunque ambos desafíen a nuestra imaginación, los resultados de los experimentos los confirman, demostrándonos que el mundo "real" es algo que no nos podemos imaginar.

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Última revisión: Domingo, 19 Noviembre 2006.