Cazadores de partículas (2)

Cazadores de partículas (2)

diumenge 18 de gener 2015 - 19:00 a dimecres 15 d'abril 2015 - 12:45

Si el Universo es la respuesta, ¿cuál es la pregunta? (Leo Lederman)

(Ahí queda la preguntita. Pero no se preocupen, tienen toda la vida para contestarla. Suerte).

Si refrescamos un poco la memoria, en el anterior artículo reflexionaba sobre las dificultades que entraña la investigación en un submundo tan minúsculo, y hacía hincapié en las derivadas de relacionar los sucesos que se manifiestan en el mundo cuántico con el nivel en el que efectuamos los análisis de esos sucesos, como bien nos advirtió el maestro Penrose.

Prosigamos, que la fiesta no ha hecho más que empezar. ¡Uf!

Otro problema está ligado al principio de que el observador modifica la observación. Pero no es magia Borrás, la que realiza el observador al acercarse al sistema observado, como pretenden algunos divulgadores de feria de pueblo. “Observar” y/o medir un sistema implica necesariamente enviarle alguna onda con partículas asociadas, por ejemplo fotones, para poder “verlo”. Pues bien, esos fotones modifican significativamente el sistema, alterando los elementos que lo forman. De ahí que el observador, al hacer la observación, modifique lo observado. ¡Y ahora ojo al parche!: cuando se efectúa la observación/medición, se produce el colapso cuántico (creo haberlo explicado por algún sitio) y el objeto/s observado/s en un sistema dado se concreta en un estado real.  (Un sistema es un conjunto de objetos, sus características, comportamientos e interacciones, los cuales presentan un estado físico modificable, y sobre el que se proyectan los experimentos de verificación. Toma del frasco, Carrasco). 

En lo que a la mecánica cuántica se refiere, cualquier experimento se basa en la observación de un sistema con una función de onda asociada, que es (según la fórmula de Schrödinger y la genial corrección de Born) la superposición coherente de todos los posibles resultados de la interacción entre el sistema observado y el observador. Para entendernos: corto y raso: hasta que no se observa un sistema, este tiene un porrón de estados y/o ubicaciones. Por ejemplo: un electrón puede perfectamente estar en dos lugares a la vez hasta que se observa (entonces solo en uno), o pasar por dos bujeros a la vez (Feyman dixit). Y eso que parece una tontería y un sinsentido, es un elemento capital en la física de partículas. Y eso va a misa.

¿Cómo va la cosa? ¿Vamos bien?, ¿sí?, pues arreando.  

Y es precisamente ahí donde vuelve a aparecer el principio de incertidumbre, que nos conduce directamente a la probabilidad (nunca la certeza) de que un resultado se produzca al colapsar el sistema: hay un 75% de posibilidades de que un electrón esté en el estado energético 2 sí...; existe un 80% de posibilidades de que este maldito electrón pase por dos rendijas a la vez sí… puede oírse decir a un físico al abordar la medición del comportamiento de un electrón. Adiós al tan añorado determinismo, hola a la probabilidad! 

Bueno, hechas estas precisiones sobre las dificultades y paradojas de la investigación/experimentación en física de partículas, metamos el cucharón hasta el fondo del tarro de rica miel.

¿Cuáles son los paratos que se utilizan en la investigación/experimentación? Respuesta: hay de diversas clases, pero los  más punteros y solicitados son los aceleradores y colisionadores de partículas (el último grito es el acelerador de plasma). Estos se utilizan para buscar la estructura última de la materia y la energía y su comportamiento en los ámbitos más minúsculos de la realidad (hasta una trillonésima de metro, un millón de billones más pequeña que el metro). Para ello se reproduce en ámbitos controlados, las situaciones y los sucesos que ocurren en ese submundo. Esos experimentos suelen realizarse con cargas energéticas yvelocidades enormes, y generalmente a temperaturas próximas al cero absoluto (temperatura mínima observable en la naturaleza: -273 grados centígrados). Estos experimentos se producen en instalaciones gigantes, híper-complejas y dotadas de los últimos berridos en tecnología. Los potentísimos ordenadores asociados a esos aceleradores reciben y procesan  millones de datos procedentes de sucesos que tienen lugar en magnitudes temporales que pueden ser del orden de millonésimas de segundo y tamaños de una millonésima de billonésima de metro. ¿Quién puede entender esas medidas? Los resultados que escupen esos ordenadores son analizados en profundidad por los físicos encargados del invento. 

En el vídeo que les propongo, una gentil señorita nos explica cómo funcionan y qué buscan esos artefactos:

https://www.youtube.com/watch?v=_HgQgvHYRXs

  

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Sobre l'autor

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Salvador Martínez. Jubilado inquieto y curioso, que se pasea por una de las más apasionantes fronteras del conocimiento humano. Ante notario ha dejado escrita la frase que debe esculpirse en su lápida funeraria: "Aquí yace un tipo que dedicó su vida a comprender este mundo y sus alrededores. Fracasó."
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