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| Madre Cisne dos cisnes de la Isla de las Esculturas (Pontevedra, España) |
Un día por la tarde Elena llegaba a casa del instituto, se sentía estúpida porque una vez más había hecho el ridículo en física y química. Ya creía que la profesora le sacaba al encerado a propósito para que hiciese el ridículo. Llegó a casa cabreada, sólo estaba su tía en casa.
-Hola Elena, ¿Qué tal en el instituto? - preguntó su tía
-¡MAL! - contestó Elena
-¿Y eso? - preguntó su tía
-Odio la física, no se como a ti te puede gustar. En fin ... para gustos hay colores - contestó Elena
-¿Por qué odias la física? - preguntó su tía
-Porque es una mierda de asignatura - contestó Elena
-¿Por qué es una mierda con perdón de asignatura? - preguntó Adriana
-Porque la voy a suspender pero me da igual y no me preguntes por qué me da igual por favor - contestó Elena - Ya pareces un niño pequeño que necesita saber por qué todo
-Vale, entonces no te pregunto por qué te da igual suspender la física - contestó Adriana - ¿Cómo sabes que vas a suspender la física?
-Porque mi profesora cada vez que me saca al encerado hago el ridículo - contestó Elena - Y porque no sirve para nada sólo para fastidiar ¡Y DEJA DE HACER PREGUNTAS ERES PEOR QUE MAMÁ!
-Bueno puedo dejar de hacerte preguntas, pero tal vez te molesta que los demás te hagan preguntas porque tu no te haces preguntas a ti misma ... - pero Elena no le dejó continuar
-¿QUIERES DEJAR DE DARME LA CHAPA, TENGO COSAS MÁS INTERESANTES QUE HACER? - gritó Elena
-Entonces no te puedo ayudar con física y química, sólo si me escuchas te ayudaré, ese es el trato - dijo su tía
-¿No te he dicho que me daba igual suspender física?
-Bueno puede darte igual suspender la física o puede no darte igual - contestó su tía - suponiendo que el enfado que tienes ahora sea una magnitud y que quieres obtener el título de la ESO* (Educación Secundaria Obligatoria) es otra magnitud. Aplicando el principio de incertidumbre de Heisenberg no puedo medir con la misma precisión las dos magnitudes. Si me centro en medir la magnitud de el enfado que tienes ahora, si puedo decir que te da igual suspender física. Si me centro en medir la magnitud de que quieres obtener el título de la ESO, entonces puedo decir que quieres aprobar la física. Aunque este no es el clásico ejemplo en el que se aplica el principio de incertidumbre.
-Eh, eh ¡Más despacio Einstein! - dijo Elena - ¿Qué tiene que ver ese Weisenberg con aprobar la física? Si está claro que no la voy a aprobar
-Bueno Werner Heinsenberg (1901-1976) fue un físico alemán, que desarrolló la teoría cuántica. Propuso el principio de incertidumbre en 1927, que es de lo que te hablé antes, en esencia lo que dice el principio de incertidumbre es lo siguiente: "Nunca podemos saber donde se encuentra exactamente un electrón, y, al mismo tiempo, a qué velocidad se mueve. Una de las dos magnitudes puede medirse, en principio, con extraordinaria precisión, siempre que renunciemos a cualquier conocimiento sobre la otra" - contestó su Adriana
-Pues que el Weisenberg ese se diseñe un aparato que le permita medir las dos magnitudes y que deje de dar la lata. Que use materiales buenos y no compre materiales baratos - dijo Elena
Su tía no pudo evitar soltar una carcajada y le contestó:
-Verás Elena no es tan sencillo - explicó su tía - No se trata de un defecto del aparato, estás confundiendo este principio con el concepto de incertidumbre que os explican en clase, supongo, la incertidumbre que os explican en clase se refiere a un parámetro asociado a un error. Yo puedo medir esta mesa - Adriana fue a junto la mesa.
A Elena le interesaba esta explicación ya que fue por el motivo por el que había hecho el ridículo en clase de física.
-Cada vez que la mida voy a obtener un resultado distinto supongamos que mido el largo de la mesa tres veces, obtengo los siguientes resultados: 158 cm, 157 cm y 156 cm. Supongamos que la mido siempre con el mismo aparato, la incertidumbre sería la media de esos valores es decir 157 +/- las unidades de diferencia entre unos valores y otros, en este caso 1. Es decir, la incertidumbre de mi medida es de 157 +/- 1 cm. - contestó Adriana
-Vale, sigo sin entender el Principio de incertidumbre de Weisenberg pero bueno ... -dijo Elena
-Bueno, para empezar no se llama Weisenberg, se llama Heisenberg, que no es la primera vez que te escucho decirlo mal - Le aclaró su tía - Esto fue sólo un paréntesis para que entendieses el concepto de incertidumbre que te explicaron en clase. Ahora volvamos al principio de incertidumbre. El principio de incertidumbre no se trata de un defecto del aparato, ni un defecto de la comprensión del observador.
-¿Entonces los electrones son tan pequeños que es imposible saber su velocidad y su posición a la vez?, De todos modos si es tan pequeño ¿No sería imposible saber donde está y a que velocidad se mueve? - Preguntó Elena
-Bueno, lo de que no podamos saber esas dos magnitudes acerca de un electrón, tampoco se debe a su diminuto tamaño - Le explicó Adriana - De hecho no tiene nada que ver con nosotros, es simplemente debido a como son los electrones. El electrón no posee por sí mismo una velocidad o posición determinada. Lo mejor que podemos hacer es identificar una región en la que posiblemente se esté moviendo, una región del espacio donde hay mayor probabilidad de encontrar al electrón que se denomina orbital.
Elena puso cara de asombro y exclamó:
-¡Entonces los electrones no hacen nada más que tocar las narices!
-Bueno, en el mundo microscópico las cosas no funcionan exactamente igual que en el mundo macroscópico - le explicó Adriana - ¿Dónde está, dónde ha estado y adónde va? Nunca lo sabrás. Heisenberg en esencia lo que dijo es que nunca es posible predecir lo que hace un electrón dentro de un átomo. Bueno no se si sabes que los átomos están formados por protones, electrones y neutrones. En el núcleo de un átomo se encuentran los protones, que están cargados positivamente y los neutrones, que no tienen carga. En la corteza se encuentran los electrones que pueden ser positivos y negativos. En el mundo microscópico, como te expliqué antes las cosas no funcionan igual que en el mundo macroscópico.
-Vale, haber empezado por ahí - dijo Elena
-Es que es difícil cuándo te pasas el día entre físicos, explicarle física a alguien que casi no tiene conocimientos científicos, sobre todo física cuántica - se disculpó Adriana - Bueno te lo voy a explicar más sencillamente es imposible determinar lo que hará un electrón, podemos determinar algo que es posible que haga un electrón, pero estamos descartando otras posibilidades, como no sabemos que posibilidad es podemos decir que son todas las posibilidades a la vez.
-Eso es absurdo, algo no puede estar en varios sitios a la vez -dijo Elena - ¡Que raros son los electrones!
-Recuerda que las cosas en el mundo microscópico no funcionan igual que en el mundo macroscópico. - Entonces dibujó un cuadrado
-¿Leíste alguna vez algún libro de ciencia ficción sobre universos paralelos?
-Si - contestó Elena - ¿Qué tiene que ver un cuadrado con toda esta chapa que me estás soltando, y qué tiene que ver todo esto con que me de igual aprobar la física?
-Ahora eres tu la que pregunta por qué esto y por qué lo otro y como puedes ver yo te estoy contestando a todas las preguntas - le contestó su tía - No como tu antes que enseguida te desesperaste conmigo. Los científicos siempre hacemos preguntas, eso es lo que nos caracteriza, si no nos hiciésemos preguntas posiblemente no existiesen móviles, ni GPS ... y seguiríamos siendo nómadas y haciendo fuego con piedras.
-¡BUENO A VER, DEJA YA ESE ROLLO Y TERMINA DE EXPLICARME YA LO DEL HEISENBERG ESE! - contestó Elena
-Creía que querías que te dejase de soltar la chapa - contestó Adriana
-Si bueno, pero, me dijiste que si te escuchaba me ayudabas con física - dijo Elena, ya harta de tanta reflexión
-Creía que no querías aprobar física, bueno ... voy a seguir - Adriana paró de hablar un rato y suspiró - Bueno, ¿Por dónde iba? Ah si el cuadrado. Imagínate que en un universo un electrón se encuentra en la esquina superior derecha del cuadrado, y en un universo paralelo el electrón se encuentra en la esquina inferior izquierda. Y en cada universo paralelo el electrón se encuentra en una parte del cuadrado.
-Vale lo supongo - Contestó Elena
-Entonces, si suponemos que juntamos todos esos universos paralelos, no podemos decir donde está exactamente el electrón lo único que podemos decir es que está en el cuadrado, es decir
-¡Vaya manera de complicarse la vida! - exclamó Elena
-Y ahora viene la parte más interesante de todo el principio - dijo con emoción su tía - Vamos a meter un gato en una caja
-¿Y para que lo vamos a meter, para llevarlo a la perrera? Pues yo para eso no meto a un gato en una caja pobrecillo allí los animales lo pasan fatal
Adriana ya empezaba a desesperarse, pero continuó:
-En la caja además del gato colocamos una ampolla sellada con veneno y material radiactivo. La ampolla se abrirá si un átomo de material radiactivo se descompone. Dado que nadie puede predecir cuándo tendrá lugar la desintegración, no hay forma de saber si el gato está vivo o muerto. Mientras la caja permanezca cerrada el gato permanecerá en un <<estado de superposición>>, está vivo y muerto, mira esta simpática fotografía:
-Pobre gato - dijo Elena suspirando - A los científicos os gusta mucho experimentar con animales
-Bueno Elena, este experimento nunca se llegó a hacer - explicó Adriana - es lo que se llama un experimento imaginario
-Vale ya lo pillo Einstein - dijo Elena - Ahora sólo una pregunta. ¿Quién es el Schrödinger ese del que se habla en ese cartel? ¿Una marca de refrescos?
-No Elena, Erwin Schrödinger es un físico austriaco 1887-1961, si mal no recuerdo. A mediados de la década de 1930, propuso este experimento para poner de manifiesto la complejidad de la física cuántica. Es una paradoja para explicar el principio de incertidumbre y bueno parece ser que utilizó este experimento imaginario en una discusión con Albert Einstein, pero bueno ... eso es otra historia. - Explicó su tía - Ah y te agradecería que no me llamases Einstein, que me llames o tía o por mi nombre, que para algo tengo nombre.
-Vale tía - contestó Elena - ¿Y por qué no miramos dentro de la caja para ver si el gato está vivo o muerto?
-Eso es la esencia de la paradoja - explicó su tía - no puedes mirar dentro de la caja, está prohibido.
-Ah vale, ya lo entiendo - contestó Elena - aunque no se que tiene que ver esto con que apruebe física, que no la voy a aprobar.
-Elena, aún no sabes si la vas a aprobar o no - dijo su tía - recuerda que el curso aún no ha terminado. De momento eres como el gato de Schrödinger dentro de la caja, se puede decir que estás aprobada y suspensa, pero que aún no lo sabes.
-Corta el rollo ... - pero su tía no le dejo seguir
-Bueno, sólo te estoy enseñando a ver las cosas de otra manera, como un protón siempre positiva - dijo su tía
-Pero soltandome la chapa no ... -otra vez su tía no le dejó seguir
-¿Entendiste el principio de incertidumbre?- Le preguntó Adriana
-Sí- contestó Elena
-¿Y por qué lo entendiste? - le preguntó su tía
-¿Por qué no paraste de darme la chapa hasta que lo entendiera? - Contestó Elena
-Porque hiciste preguntas hasta averiguar la verdad - le explicó su tía - Esa es la clave del científico, hacerse preguntas y recordar que "Tu nivel de ignorancia es más alto cuándo rechazas algo de lo cual no sabes nada".
-Vale ya lo entiendo - dijo Elena deseando abandonar aquella conversación tan absurda - Tía tengo muchos trabajos retrasados del instituto y tengo que ir a hacerlos, me gustaría continuar con esta conversación pero ...
-Vale ya entiendo - contestó su tía - creo que ya te llegó de física por hoy, al principio suele pasar, además creo que empezamos por algo complicado.
-Bueno chao, hasta la hora de la cena tía - Dijo Elena y se fue lo más rápido posible para su habitación. Menuda conversación más filosófica acababa de tener con su tía.
Descubrirlaquímica. Estudiante de química en la USC
01/02/2015
Esta entrada participa en el XLIV Carnaval de Química alojado en el blog de Melquíades de @waltzing_piglet
