NTDE #8: Principio De Indeterminación De Heisenberg

"Juan, ¿por qué haces un "no tan difícil de explicar" sobre un tema que casi nadie conoce y que es tan poco llamativo?"

No tengo la más mínima idea, ¿masoquismo quizás?

Empecemos.

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¿Quién dijo que la Fisíca es aburrida?... ¿Eh? ¿Todos?

"¡Fisica cuantica! ¡Formulas complicadas! ¡Conceptos Abstractos!"

Probablemente eso no hizo que se te acelerara el corazon... Puede que ya tengas el mouse preparado para salirte de este post... Pero espera espera, prometo explicar todo este tema sin usar ninguna de las cosas mencionadas arriba. Bueno, no mucho. Haré tantos usos de metaforas y analogias que regresaras a esos tiempos cuando te explicaban divisiones con manzanas.

Empecemos por lo primero:

¿Qué es el "Principio de indeterminación de Heisenberg" y por qué deberías de leer un post sobre el?

¡Me alegra que preguntes mi querido Watson!

Este principio dice algo muy simple pero que tiene consecuencias increibles: es imposible saber la velocidad y la localización de una particula al mismo tiempo. ¡Sólo piensa lo extraño que es eso! Tomate un segundo e imagina un mundo donde no puedes saber la velocidad de tu coche sí sabes en que carril estás, o que no puedas saber si una pelota terminó en gol o no, sólo porque sabes que Cristiano la pateo muy fuerte.

Puede que reconozcas a uno de estos dos...

Esto es difícil de digerir ya que ambos ejemplos que use antes son simplemente imposibles, todos los coches tienen velocimetro y él casí siempre anota. Pero aguanta tus caballos, es fácil confundir esto con una "teoría", ese tipo de ideas que suenan sacadas de una pelicula de ciencia ficción y que no tienen suficiente evidencia de que funcionan a excepción dentro de la mente de algunos fisicos. tos la teoría de cuerdas tos.

Si has llegado hasta aquí, se supone que saber leer, así que notarás que en ningún lado dice "teoria de Heisenberg", no no, dice bien claro Principio, así que, ¿cómo es posible que esto esté comprobado pero aún así tú novia puede saber la velocidad y localización de tu iPhone cuando estas con otra? ¡Es bastante simple, tú y tu infedelidad son muy grandes para que esté principio funcione!

Las Formulas Son Tus Amigas ;)

La clave para entender por que este principio no aplica en nuestro mundo de gigantes es la misma para entender porque está mal creer que la palabra "incertidumbre" tiene algo que ver con la capacidad humana de medir cosas. Como si los cientificos solo se equivocaron de escuadra así que decidieron ponerle un nombre bonito a su negligencia. Esto no es culpa de humanos.

Imagina una balanza. Sabes que si colocas mucho peso en un lado, es imposible que el otro lado no suba. Exactamente así funciona la Indeterminación de Heisenberg.

Okay, no te me asustes, es una inecaución muy simple una vez te la explican. Vamos por pasos:

Una inecuación es como... una ecuación que viene con una regla. En ecuaciones normales, te dicen que una cosa es igual a otra. En las inecuaciones, simplemente te dicen que una cosa es más grande o más pequeña. Simple, ¿eh? En este caso te dicen que lo de la izquierda sólo puede ser igual o mayor que lo que se encuentra a la derecha.
Puedes ignorar todo lo que está del lado derecho. Esa es una manera de escribir un numero especial y muy muy muy muy pequeño llamado Planck. Ese numero merece su propio post pero por ahora lo puedes dejar en visto, sea como sea, sólo es un numero con nombre. Aquí nos están diciendo que los jeroglíficos a la izquierda no pueden ser más pequeños que este numero.

Lo importante está del otro lado, ahí tenemos nuestra balanza. El primer jeroglífico significa variación del momento, pero lo puedes ver como variación de la velocidad. El 2do jeroglífico es variación de la posición. La clave está en esto ultimo, en el termino variación.

¡Varian!

Imagina que dejas caer una aguja en una alfombra. Si queremos usar nuestra formula, la variación de la posición de la aguja sería toda la alfombra, ya que sabes que está en algún lado de ella pero no sabes con exactitud. Es como cuando te aprendes todo un tema de memoria para un examen pero en realidad no entiendes ni pio, así que cuando te preguntan algo, simplemente escribes todo lo que "aprendiste" y esperas que la respuesta esté en algún lugar.

No sabes con exactitud en que lugar está la alfombra pero, al menos que la aguja este viva, sabes que no se mueve. Eso implica que la varación de su velocidad es 0, no está variando, tú sabes que está detenida.

Ahí entrá nuestra balanza. Si sabes con exactitud una cosa, su variación baja así que la variación de la otra debe subir. Si cambiamos nuestra aguja por una particula, digamos un electrón, sería imposible conocer su posición si calculamos su velocidad y viceversa. Si calculas su velocidad, el electrón podría estar en cualquier lado, y si calculas su posición, su velocidad podría ser cualquiera.

¿Por qué?

Pues, por la formula. Dice estrictamente que lo que se encuentra a la izquierda (la multipliación de los jeroglíficos) no puede ser menor al egocentrico numero con nombre. Si una de las 2 variaciones es muy pequeña, la otra tiene que crecer para que la regla se siga cumpliendo.

Tienes que decidir entre saber que tan rapido va la pelota cuantica o, si terminó o no, en gol. No puedes saber ambas. Esto es el principio de incertidumbre de Heisenberg. Más o menos.

Unas Pequeñas Aclaraciones

¿Ya todos entendimos lo anterior, cierto? Bueno, aclaremos unas cosas.

Imagina que escribí "momento" en vez de "velocidad" y todo tendrá más sentido para los que saben más de fisica. Para los que desconocen lo que es momento, es lo que pierdes cuando no le das ese beso a tu crush cuando están solos. Ah, y es el producto de la multiplicación de la masa y la velocidad de un objeto.
No quiero entrar en muchos detalles en esto, más aún cuando tengo otro post completamente dedicado a este tema, pero en resumidas cuentas sabemos que las particulas no se comportan solamente como... bueno, particulas, sino también como ondas. Piensa en la diferencia en como se comportan granos de arena y las ondas cuando dejas caer una piedra en agua. Pues, las particulas son ambas a la vez.
Prometí no me ponerme tecnico contigo, sólo dire que sabemos que la relación entre el momento (¡velocidad!) y la posición de una particula están estrechamente relacionadas, parecida a la relación entre el tiempo/energia y la frecuencia/pulso de una onda. Así que está "incertidumbre" no solo aplica para el momento y la posición, otras magnitudes también tienen voz aquí.

"Las particulas tienen una "posición y velocidad verdadera" y nosotros solo fallamos en encontrarlas." No, no y nope. Recuerda el termino de variación. Es como si el electrón está allá, aquí, y en todos lados que diga la variación. Igual sucede con la velocidad, no es que tenga una sola velocidad, tiene infinitas. Esto se le conoce como superposición.
Siguiendo el punto anterior, no es como si pudieras tomar un electron, calcularle su velocidad, deshacer eso, y luego calcularle la posición. Cuando le calculas la velocidad, el electrón "gana" una posición pero está no tendría nada que ver con la que tendría si le calculabas la posición en primer lugar... Esto es extraño no importa como lo mires pero así funciona nuestro universo.
Creo que ya dije esto pero lo repetire, el Principio de indeterminación de Heisenberg no tiene que ver con medir cosas, es simplemente la manera en que el universo nos jod- digo, funciona.

Este principio no tiene nada que ver con ese famoso problema donde las particulas se comportan diferente dependiendo si las ves o no (El Efecto Del Observador). Eso ya es brujería de otro nivel. Si no sabes de que hablo, te recomiendo que veas este video, si no se te ponen los pelos de punta es porque no prestaste atención. O porque viste que está en ingles y no se te ocurrió colocarle subtitulos. :/

Sólo quería aclarar unos pequeños puntos u.u

Imagenes: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

Fuentes: What is the Heisenberg Uncertainty Principle?, Principio de indeterminación de Heisenberg, Dualidad onda corpúsculo, Heisenberg's Uncertainty Principle Explained, Momento