Epígrafe
* 69 La poesía es la raíz perenne
desde la cual puede renacer
la literatura del porvenir,
que... vendrá... de la voz hablada.
... poesía polifónica,
... Él y yo... en diálogo o en coro,
... un poema
que, ... pretende "instruir deleitando"...
#LaCitaExtrañaCon
José María Valverde,
Obras Completas Volumen I, poesía,
Ed. Trotta, Madrid 1998, pp 435
861 V35 0272 Ejemplar 2
#LaCitaExtrañaCon David Jou I Mirabent
"Introducción al Mundo Cuántico"
De la danza de las partículas
a las semillas de las galaxias.
Ed. Pasado & Presente, Barcelona
ed. 2a 2013 pp 302.
530.12 J68 2013 ejemplar 3 Biblioteca VasConCelos.
página 7... la física... una trama de conexiones,
... una síntesis sutil
y esencial de la dinámica del mundo,
... un diálogo con la naturaleza,
... una disciplina del pensamiento,
... un estímulo artístico y cultural, ...
... combinar el entusiasmo con la prudencia, ...
15... Sociedad Alemana de Física... 14 de diciembre
- fecha oficial del nacimiento de la física cuántica -
... la radiación... puede ser emitida
... tan solo en múltiplos de una cantidad concreta,
dada por el producto de una constante
... por la frecuencia de la radiación...
16 A esta cantidad elemental de energía,
Planck la denomina... "cuanto".
... 1865... la luz es un caso particular de ondas
electromagnéticas.
... Nuestros ojos captan radiación
cuyas longitudes de onda
están comprendidas entre 450 nm y 700 nm
(nm significa nanómetro,
una millonésima de milímetro)
... 450 nm corresponde al color violeta
y la de 700nm al color rojo.
17... ¿?... qué cantidad de radiación se emite
por unidad de tiempo y de área en función
de la temperatura y de la longitud de onda.
... Gustav Kirchhoff dedujo que la distribución
de radiación electromagnética radiada
por cualquierr cuerpo negro
- que absorbe y reemite perfectamente radiación -
en función de la longitud de onda
es una función universal de la temperatura.
19 La ley de Wien afirma que
la longitud de onda a la que se emite más radiación
es inversamente proporcional
a la temperatura absoluta del emisor.
... la física cuántica establece una conexión profunda
entre los pigmentos fotosensibles
de los seres vivos de un planeta
y la temperatura superficial de la estrella respectiva.
22 El efecto fotoeléctrico - descubierto en 1887 -
consiste en que la luz, al incidir sobre un metal,
le arranca electrones,
si su frecuencia es suficientemente elevada.
24 En la fotografía digital
se transforma una señal luminosa
en una señal eléctrica,
de diferente energía
según el diferente "color" de los fotones.
30 En 1897, J.J. Thomson descubre,
... la existencia de los electrones
y su presencia en los átomos.
... si un átomo es capaz de emitir radiación
de una frecuencia dada,
es capaz de absorber radiación
de la misma frecuencia.
37... el número cuántico principal n,
... el número cúantico orbital l,
y el número cuántico magnético mz
... están relacionados con la energía,
el momento angular
- el producto de la masa
por la velocidad de la partícula
y por el radio de la órbita -
y la proyección del momento angular sobre un eje,
respectivamente.
... Para un número cuántico n dado,
l puede variar de o a n - 1,
tomando siempre valores enteros.
El número mz describe los valores posibles
del ángulo entre el eje de rotación de la órbita
y el campo magnético aplicado.
Para un l dado,
sus valores pueden variar entre -l y +l,
pasando solo por números enteros.
Esas restricciones de los valores
resultarán muy relevantes para comprender
la estructura de la tabla periódica de los elementos.
38... un número cuántico más,
el de espín, o número s,
40 Una aplicación de la idea de De Broglie
es el microscopio electrónico,
desarrollado en Berlín por Ernst Ruska en 1931,
... si utilizamos electrones rápidos
en lugar de luz,
disponemos de una onda
cuya longitud... puede ser
unas quinientas veces menor que la de la luz,
y observar detalles mucho menores.
Así, Ruscka tuvo la idea
de utilizar electrones en lugar de luz
y lentes magnéticas en lugar de lentes ópticas.
...
Un microspopio cuántico... es el... desarrollado por
Gerd Binnig y Einrich Röhrer en Zurich en 1981
(premio Nobel de Física en 1986,
junto con Ernst Ruska)
... permite observar una superticie átomo a átomo,
a partir de la corriente eléctrica intercambiada
entre la superficie y una punta muy fina
que la va recorriendo a muy poca distancia
... ha jugado,
junto con el... microspopio de fuerza atómica,
un papel relevante
en el desarrollo de la nanotecnología.
41 Las energías, ... se hallan cuantizadas.
... la cuantización de las órbitas
... es ... algo general de cualquier sistema
de partículas confinadas.
42... podemos enlazar los puntos cuánticos
si la pared aislante que los separa
es suficientemente fina
y permite que los electrones
se compartan entre ambos puntos.
44 Uno de los resultados novedosos
más simples y sorprendentes
de la ecuación de Schödinger es el efecto túnel,
que es la capacidad de las partículas
de atravesar barreras de potencial...
47 En 1916, el químico... Gilbert Lewis
propone que el enlace químico
entre dos átomos consiste en compartir electrones.
... propuesto por Bohr, tres años antes, ...
48 En 1925 Wolfgang Pauli propone que
... solo puede haber, como máximo, dos electrones,
uno con espín 1/2 y otro con espín -1/2.
A eso se denomina principio de exclusión,
y prohíbe que los electrones
se acumulen en algún nivel.
50 Los electrones más energéticos
se mueven alrededor de diversos núcleos a la vez,
y contribuyen a enlazarlos,
... Si la energía total de los electrones en la molécula
es menor que su energía en los átomos por separado,
se forma la molécula.
... Esa diferencia de energías se manifiesta
en forma de un desprendimiento de calor
- el calor de formación de la molécula -.
53... "puente de hidrógeno"
... entre cuatro grados... y cero grados,
las moléculas de agua van formando
una redecilla que aumenta su separación media,
... se dilata a medida que se enfría,
a diferencia de lo que ocurre
con la mayoría de sustancias.
... Sin los puentes de hidrógeno,
... el agua se congelaría a menos de cero grados,
herviría a unos treinta grados,
y el hielo sería más denso que el agua líquida.
En esas condiciones,
probablemente no existiría la vida.
56 En 1890,
Thiele propuso seis enlaces simples
más unos enlaces no localizados
alrededor de la molécua.
La Física cuántica da la razón a esa propuesta:
de los treinta electrones de valencia del conjunto,
hay veinticuatro en enlaces localizados
en el plano de la molécula,
y los otros seis están en orbitales perpendiculares
al plano de la molécula, deslocalizados,
que contribuyen a enlazar la molécula.
57 En muy pocas ocasiones,
la física ha sido capaz de predecir
la estructura de una molécula
dados los átomos que la forman,
y menos aún
las propiedades emergenes de la molécula,
es decir, las propiedades nuevas
que no tienen nada que ver
con las de sus componentes por separado
- por ejemplo,
las propiedades de la molécula del agua
son muy diferentes de las de sus componentes,
oxígeno e hidróneno -. ... 58
... una multitud de posibilidades
topológicas diferentes
en lo que respecta a la posición de los átomos.
En... la ecuación de Schrödinger.
Una vez que se conoce su geometría general,
sus detalles particulares
pueden ser obtenidos a partir de dicha ecuación.
61... isótopos los núcleos
que tienen el mismo número de protones...
64 La interacción nuclear débil se manifiesta,
básicamente, en la transformación de un protón en
un neutron, un antielectrón y un neutrino,
o en la transformación de un neutrón en
un protón, un electrón y un antineutrino...
por ejemplo, en las reacciones nucleares
que tienen lugar en el Sol, donde
cuatro núcleos de hidrógeno (cuatro protones)
dan un núcleo de helio
(dos protones y dos neutrones),
lo que significa que dos protones
deben transformarse en dos neutrones.
... Como consecuencia
... el Sol emite una gran cantidad de neutrinos.
La situación opuesta ocurre en la formación
de las llamadas estrellas de neutrones,
... cuando... terminan su combustible,
la gran presión gravitatoria
... lanza contra el núcleo los electrones
de la corteza atómica, de forma que
... se combinan con los protones
y dan neutrones y neutrinos. ... 65
67 E=mc2
... la energía de enlace es igual
al defecto de masa
por el cuadrado de la velocidad de la luz.
... en... 1905... Einstein... conjeturó...
que... el calor desprendido
por los núcleos radiactivos del interior de la Tierra
contribuye a mantenerla caliente y,
... a mantener líquido y en movimiento el magma,
que arrastra los continentes y produce
el campo magnético terrestre
que nos protege del viento solar.
68 Núcleos más pequeños tienden
a unirse formando un núcleo mayor,
en reacciones de fusión.
Núcleos mayores tienden
a a romperse en núcleos intermedios,
en reacciones de fisión.
69... 1939. El uranio 235, al absorber un neutrón,
se rompe en dos núcleos intermedios
y en dos o tres neutrones.
... puede iniciar una reaccion en cadena,
con una inmensa explosión,
millones de veces superior en potencia
a la de cualquier explosivo químico.
70... Enrico Fermi... y su equipo,
consiguieron la primera pila nuclear
el 2 de diciembre de 1942.
Se iniciaba así la explotación
de la energía nuclear de fisión.
71... se construyeron varias pilas
análogas a las de Fermi
para conseguir en ellas plutonio 239,
combustible de la primera bomba de ensayo
y de la bomba lanzada sobre Nagasaki.
El posible doble uso de las centrales de fisión
- obtención pacífica de energía,
o de plutonio para armas nucleares -
73... los residuos de las centrales son radiactivos,
con una semivida larga, lo cual quiere decir
que sus efectos se pueden acumular peligrosamente.
Una manera de solucionar ese problema consistirá,
probablemente, en bombardear esos residuos
con partículas aceleradas
para convertirlos en isótopos
menos radiactivos o inofensiovos.
74 Cuando se haya agotado
el hidrógeno de la zona central,
el Sol se contraerá ligeramente,
aumentando la temperatura de su zona central.
Al llegar a unos cincuenta millones de grados
empezará una nueva reacción de fusión
en que tres núcleos de helio 4
darán un carbono 12.
En el caso del Sol,
ya no habrá suficiente energía
para llegar más lejos en la fusión.
Sin embargo, en estrellas mayores,
al llegar a unos cien millones de grados
un núcleo de cabono 12 fusiona con uno de helio 4
para dar oxígeno 16;
a quinientos millones de grados
hay fusiones de núcleos de carbono
dando magnesio y rayos gama, o sodio y un protón.
A unos mil millones de grados,
dos núcleos de oxígeno se fusionan
dando azufre más un rayo gamma o silicio más helio;
al llegar a unos mil quinientos millones de grados,
dos núcleos de silicio se fusionan en uno de hierro.
Así se van formando
los elementos químicos en las estrellas,
consecutivamente.
Durante una etapa de su exsitencia,
las estrellas grandes tienen estructura de cebolla:
capas concéntricas formadas por elementos diferentes,
los más ligeros en las regiones exteriores,
... que son... más frías.
75 El hierro 56
... se produce... durante la explosión final
de las estrellas en supernovas.
... la fusión del silicio dando hierro es muy rápida,
lo cual hace que el núcleio interior
de la estrella se contraiga rápidamente,
que caigan sobre él las capas exteriores,
reboten contra el núcleio central
y salgan despedidas hacia fuera
en una inmensa explosión de luminosidad
comparable a la de una galaxia.
... El polvo esparcido alrededor de las estrallas
es rico en núcleos pesados,
y a partir de él pueden formarse
nuevas generaciones de estrellas
acompañadas por sistemas planerarios
con algunos planetas sólidos.
76 Para conseguir fusión nuclear
... es necesario... temperaturas
... del orden de diez millones de grados
... para que los núcleos positivos,
que se repelen electrostáticamente,
puedan acercarse suficientemente entre sí
para que se produzca la fusión.
Para confinar el gas ionizado
a presiones y temperaturas tan elevadas,
es necesario utilizar
campos magnéticos muy intensos,
ya que ninguna pared material
podría resistir esas temperaturas.
77 La idea de antimataria había sido propuesta,
para el caso concreto del electrón
- no en toda su generalidad -,
en 1928 por P.A.M. Dirac
a partir de una ecuación
que generalizaba la ecuación de Schrödinger
al caso relativista
y unificaba la teoría cuántica
con la relatividad especial.
79... el LHC (Large Hadron Collider) en el CERN, en Ginebra,
... Uno de los aspectos
que más impresionan de la física actual
es la enorme magnitud de las instalaciones necesarias
para estudiar las partículas subatómicas.
80... 1961,
... los hadrones están compuesos por quarks
- nombre propuesto por Gell - Mann
a partir de una frase de James Joyce
en el Finnegan's Wake:
"three quarks for muster Mark".
Al principio... tres quarks: u, d y s,
... la carga del quark u es positiva,
igual a 2/3 de la carga del electrón, en valor absoludo;
y d y s son negativas,
con carga igual a 1/3 de la carga del electrón.
... El protón (uud) y el neutrón (udd),
considerados antes como partículas elementales,
pasaron a ser consideracos compuestos de tres quarks.
Los hadrones, a su vez, se clasifican en bariones
(pesados como el protón o más)
y los mesones (de masa intermedia,
entre la del protón y la del electrón).
Los bariones están formados por tres quarks
y los mesones por dos.
Cada partícula se caracteriza por su masa,
su carga eléctrica, su espín,
y una magnitud llamada extrañeza...
82 En 1974, experimentos de Ting y Richter
obligaron a añadir... un cuarto quark,
el c (charm, o encanto, de carga 2/3,
mucho más pesado que los anteriores)
... e hizo sospechar de la existencia de dos quarks más.
... en 1977 fue descubierto el quark b
(bottom, carga -1/3)
y en 1994 el quark t (top, carga 2/3),
de una masa inesperadamente elevada
(175000 MeV
en lugar de los 5000 MeV de masa del quark b,
donde 1 MeV es un millón de electrovoltios, eV).
83 La denominación leptón se utiliza
para referirse a partículas parecidas al electrón
o al neutrinó electrónico,
que no son sensibles a la interacción nuclear fuerte.
Conocemos seis leptones:
electrón, muón, tauón, neutrino electrónico,
neutrino muónico y neutrino tauónico; ...
85 El modelo actual
de la materia elemental es el siguiente.
... compuesta de quarks y de leptones,
... tres generaciones...
La primera...
... la de partículas más ligeras,
... compuesta por los quarks u y d
y los leptones e (electrón) y neutrino electrónico.
La segunda...
...consta de los quarks s y c
y los leptones muón y neutrino muónico.
La tercera...
integrada por los quarks b y t
y los leptones tauón y neutrino tauónico.
86 Conocemos cuatro interacciones básicas
entre las partículas:
gravitatoria, electromagnética,
nuclear débil y nuclear fuerte.
La gravitación fue descrita matemáticamente
por primera vez por Newton, en 1687;
en 1915, Einstein propuso una descripción diferente,
basada en la curvatura del espacio - tiempo,
en una teoría que se reduce a la de Newton
en la mayoría de situaciones,
pero que se diferencia... en diversos aspectos:
la propagación de señales con velocidad finita,
la predicción de ondas gravitatorias,
la desviación de la luz por efecto de la gravedad,
la influencia de la gravedad sobre el paso del tiempo
- a mayor gravedad, más lentamente pasa el tiempo -,
y correcciones sustanciales a la expresión de Newton
cuando la gravitación es muy intensa,
conduciendo, por ejemplo, a los agujeros negros.
87 La interacción electromagnética
causa la cohesión de los átomos y las moléculas,
y constituye la base de las ondas electromagnéticas,
entre las cuales la luz, los rayos X, los rayos gamma,
y las ondas de radio, televisión y telefonía móvil.
Su descripción matemática se consiguió en 1865,
con las ecuaciones de Maxwell,
que unifican las fuerzas eléctricas y magnéticas,
consideradas antes como fuerzas diferentes,
en una sola interacción.
88 Al estudiar las interacciones,
se toma en consideración tres tipos de simetrías:
la de paridad (simetria P),
que corresponde a la simetría
entre la física del mundo real
y la física del mundo visto en un espejo;
la de inversión temporal (simetría T)
o simetría entre el mundo real
y el mundo que fuera hacia atrás en el tiempo;
y la de conjugación de carga (o simetría C),
o simetría entre el mundo real
y el mundo resultante de cambiar cada partícula
por su antipartícula y viceversa.
... en realidad
solo puede demostrar matemáticamente
la conservación de la composición
de las tres simetrías, o simetría CPT.
... levógiros:
- giran hacia la izquierda a medida que avanzan -.
... dextrógiros:
- giran a la derecha a medida que avanzan -.
91... la dualidad onda - corpúsculo
hace que la mecánica cuántica
asocie una particula a cada interacción,
y considere la interacción
como un intercambio de tales partículas.
92 Conceptualmente, ... las particulas... son
... una relación entre esas
y un medio sutil universal.
El bosón de Higgs se podría imaginar
- a efectos divulgativos -
como una excitación o "burbuja" cuántica
que se produciría en el mismo medio
si fuera agitado suficientemente.
93 Si realmente la partícula observada
es el bosón de Higgs,
se habría culminado el modelo estándar,
con la observación detallada de todas las partículas
que intervienen en el mismo.
* 94... el modelo estandar...
... dieciocho quarks - seis sabores por tres colores -,
tres leptones cargados y sus neutrinos correspondientes:
veinticuatro partículas, más sus veinticuatro antipartículas.
En lo que respecta a partículas intermediadoras
hay ocho gluones, el fotón,
tres bosones de la interacción débil, el gravitón,
y el bosón de Higgs.
En total, hay sesenta y dos partículas elementales.
... además, veinte parámetros numéricos
- constantes físicas, masas de los quarks,
de los leptones, de los bosones Z y W,
y otros parámetros que describen
la intensidad de las interacciones-,
de manera que nos hallamos
con una teoría poco satisfactoria
en lo que respecta a su elementalidad.
96 La teoría de supercuerdas:
... años 1980's
... el fundamento de todo son los números
y las armonías de las vibraciones.
... cuerdas que cumplen
la condición de supersimetría...
... es decir, que hacen corresponder
un fermión a cada bosón y viceversa.
... exige que el espacio... tenga... dimensiones
... nueve o veinticinco,
... Seis de esas nueve dimenciones
estarían profundamente replegadas
o compactificadas en pequeños espacios
de radio minúsculo,
un billón de billones de veces
más pequeño que el radio del protón.
97... la teoría conduce
a cinco grandes posibilidades,
llamadas de tipo I, tipo IIA, tipo IIB,
heterótica E8 x E8 y heterótica SO(32).
99 Tecnológicamente,
nuestra sociedad depende en buena parte
de instrumentos, técnicas, memorias
y controles basados en la electrónica,
cuyas sutilezas se fundamentan
en la física cuántica.
104 La capacidad de dejar pasar la corriente
solo en un sentido se denomina rectificación.
109 LED: Ligh - Emitting - Diodes
... se hace llegar a una unión pn
electrones por un lado y agujeros por el otro,
lo cual convierte esta zona en una fuende de luz,
al irse combinando electrones
de la banda de conducción
con agujeros de la banda de valencia
y emitir el fotón correspondiente.
110 Para conseguir luz de diferentes colores
se debe regular adecuadamente
la amplitud del intervalo prohibido,
utilizando para ello nuevos materiales
como GaAs (arseniuro de galio),
Al Ga In P (fosfuro de indio, galio y aluminio),
In Ga N (nitruro de galio e indio)
... Con ello, se tiene
una auténtica ingeniería cuántica de materiales,
que explota las sutilezas más delicadas de estos.
112... el tamaño necesario para almacenar un bit
es del orden de la longitud de onda
de la radiación utilizada.
114 La célula fotovoltaica... en la actualidad,
se investiga con materiales
semiconductores poliméricos
combinados con nanopartículas metálicas.
115... Magnesia, ciudad griega
en cuyas proximidades se hallaban
muchos imanes naturales,
118 La física cuántica realiza
tres aportaciones básicas
a la teoría del magnetismo.
En primer lugar,
... si un electrón gira alrededor del núcleo,
en la órbita fundamental de Bohr,
la pequeña corriente asociada a su movimeinto
da lugar a un campo magnético bien definido,
proporcional a la constante de Planck
y al cociente entre carga y masa del electrón. ...
119 La segunda... para comprender
las propiedades magnéticas del cristal.
Según ... el principio de exclusión de Pauli
en relación con los electrones de átomos vecinos,
aplicado por Heitler y London en 1927
y por Heisenberg en 1928
- proporcionó un buen valor de tal interacción,
compatible con las observaciones.
La tercera aportación cuántica
fue la constatación de que el magnetismo
procede no tan solo del giro de los electrones
en átomos o moléculas,
sino tambien del espín de los electrones
y de los núcleos atómicos
- es decir, de su rotación sobre sí mismos -.
En 1933 se descubrió que los núcleos
tienen momentos magnéticos
relacionados con su espín,
y en 1939 Rabi consiguió medir
el momento magnético del protón y del neutrón
(por lo cual recibió
el premio Nobel de Física de 1944).
... tres aplicaciones del magnetismo cuántico:
que han revolucionado la tecnología:
la resonancia magnética nuclear;
las memorias magnéticas de ordenadores
y sus mecanismos de lectura;
y la espintrónica.
120... resonancia magnética nuclear
... sus introductores
- Paul C. Lauterbur y Sir Peter Mansfield -
fueron reconocidos con el premio Nobel
de Físiologia y Medicina de 2003.
Los rayos X pueden romper moléculas
de interés biológico y producir cáncer.
... la resonancia magnética nuclear
no presenta el riesgo de desarrollar un cáncer
y da detalles muy precisos en órganos o tejidos...
121 En presencia de un campo magnético exterior
... los protones se orientan con su imantación
... paralelamente al campo magnético.
Si se les suministra energía
mediante una onda electromagnética
de frecuencia adecuada,
su imantación cambia de dirección
y ... Al volver de nuevo a la posición
de mínima energía emiten
un pequeño impulso electromagnetico,
que permite obtener las imágenes
de resonancia magnética nuclear...
El fenómeno de absorción selectiva
en una frecuencia concreta
característica del material
se denomina resonancia.
... nuclear... tiene... que ver, aquí,
... con el hecho de utilizar núcleos
como dipolos magnéticos...
123... ha... sido posible... que el proton,
como consecuencia de su espín cuántico,
actúe como un pequeño iman.
Memorias magnéticas...
Para almacenar la información
correspondiente a un 1 o un 0,
se puede orientar dipolos
hacia arriba o hacia abajo, respectivamente.
Para ello se requiere pequeños grupos
- o dominios - magnéticos, constituidos
por un cierto número de átomos o moléculas,
que puedan girar
independiente y rápidamente,
que sean lo más pequeños posibles,
que no giren espontáneamente,
y que puedan ser grabados
y leídos con facilidad.
... la... información... es... leída... mediante
el fenómeno de la magnetorresistencia,
que consiste en que
en algunos materiales conductores
su resistencia eléctrica varía
cuando están sometidos a un campo magnético.
124 Desde 1988, los cabezales de lectura
de los discos duros utilizan
el efecto de magnetorresistencia gigante,
descubierto por Albert Fert y Peter Grünberg,
independientemente
(Premio Nobel de Física de 2007),
en el cual variaciones ínfinitas
del campo magnético producen cambios
considerables en la resistencia del cabezal.
Así, se pasa cerca de la memoria - sin tocarla -
un cabezal por el cual circula una corriente.
El cabezal nota las variaciones
del campo magnético,
más intenso si la zona corresponde a un 1,
menos intenso si corresponde a un 0.
Espintrónica... si se toma en cuenta
no tan solo la información eléctrica
sino también la magnética,
podríamos transmitir
y procesas más información...
125 La espintrónica
... se refiere al transporte de espín,
y es una forma... que explota
... la carga eléctrica de los electrones,
... i... su minúsculo dipolo magnético.
... trata de hacerlo electrón a electrón,
consiguiendo miniaturizar al máximo
las memorias y los procesadores.
... es... posible... por... la... sensibilidad
... proporcionada por la magnetorresistencia
gigante.
... Se pretende utilizar la espintrónica
como base de la computacion cuántica,...
127... la fotónica... llega a trabajar fotón a fotón,
o con fotones estrechamente correlacionados
en el espacio y el tiempo.
Esos desarrollos han permitido
convertir la luz en un procesador
de información mucho más potente
y abstracto que la visión.
Láser es el acrónimo de
Light Amplification by Stimulated Emission
of Radiation.
128... cuando un fotón de frecuencia adecuada
se acerca a un átomo exictado,
su electrón,
en lugar de caer aleatoriamente de forma espontánea,
cae inmediatamente,
liberando un fotón con la misma longitud de onda
y la misma fase que el fotón incidente.
130 La idea de Einstein tardó... años en ser aplicada.
No resultaba fácil
conseguir los medios necesarios
para hacerla realidad,
ni se imaginaba
que esa realidad pudiera superar
tan ampliamente las expectativas
en potencia, precisión y cantidad de aplicaciones.
131 Además de su interés científico fundamental,
los láseres tienen una multitud de aplicaciones,
por lo cual las ventas mundiales relacionadas
con ellos son del orden de
miles de millones de dólares cada año.
En la industria,
se utilizan para cortar y soldar metales,
aprovechando la gran potencia localizada
sobre un área pequeña
que el láser puede suministrar.
A intensidades mucho más bajas,
el láser se utiliza en impresoras,
en puntos láser,
y en la lectura o la grabación
de discos ópticos digitales (CD, DVD, Blu-Ray).
Otra aplicación industral es la metrología:
midiendo el tiempo de ida y regreso
de un pulso láser se consigue medir
con gran precisión la distancia
entre dos puntos
y, en particular,
los detalles geométricos de un objeto.
Las aplicaciones militares son de dos tipos:
utilizan el rayo láser como arma,
dándole una gran intensidad
para que destruya directamente objetivos militares,
desde mísiles en vuelo hasta tanques en tierra,
o ... para guiar mísiles hasta el blanco,
produciendo un camino ionizado en el aire,
que será seguido por el mísil hasta el objetivo.
En medicina,
los láseres proporcionan un bisturí de luz
que permite hacer incisiones con gran precisión,
sin peligro de infección
y con muy poco derramamiento de sangre,
ya que el rayo cauteriza los capilares
y arteriolas de la zona afectada.
Se utilizan láseres en oftalmología
para frenar desprendimientos de retina,
perforar el margen del cristalino
para reducir la presión del humor vítreo
sobre la retina,
o modificar la curvatura de la córnea.
En dermatología,
se utiliza el láser para cauterizar
algunos tipos de zonas enfermas,
para tratar acné, o eliminar manchas o tatuajes.
Cada una de esas aplicaciones requiere
una selección adecuada de longitud de onda
y de potencia
y, por lo tanto, de un tipo adecuado de láser.
136... el deuterio y el tritio a millones de grados
y a densidades muy elevadas
para producir fusiones nucleares controladas...
Una manera alternativa de conseguirlo
es mediante pulsos muy energéticos de láseres
de gran potencia,
en que la presión de la radiación comprime
y calienta poderosamente
pequeñas bolas de hidrógeno sólido.
De esta forma,
se consigue una pequeña explosión nuclear
que libera una cantidad abundante de energía.
En ese método,
la fusión tiene forma pulsante, ...
140 Como la temperatura está relacionada
con el cuadrado de la velocidad
de la agitación térmica de las partículas
en los gases, ... a medida que
la temperatura va descendiendo
la longitud de onda asociada a las partículas
se va haciendo cada vez mayor.
* 152 Las bombas de neutrones,
no utilizadas todavía,
... producen ondas de presión
y de temperatura relativamente pequeñas,
pero esparcen muchas partículas radiactivas
que matan a los organismos
sin destruir los edificios.
... la radiactividad,
... está concentrada en un número reducido
de partículas,
que tienen una energía miles de veces superior
a la energía térmica
y pueden romper las moléculas biológicas,
producir mutaciones en el ADN,
perforar membranas,
o excitar moléculas sencillas
y convertirlas en radicales libres
que atacan a moléculas de su entorno.
153... establecer hasta qué punto
son asumibles ciertos riesgos
en función de sus posibles beneficios:
... cuestión
... técnica... sociológica, filosófica y política.
157 La vida es probablemente el fenómeno
más sutil y fascinante...
En ella, los efectos colectivos entre genes,
reacciones metabólicas, máquinas moleculares
e influencias ambientales
juegan un papel muy relevante.
* 159 adoptar una decisión
ante el enunciado indecidible.
* 160... la libertad exige poder escoger
entre diversas posibilidades,
conociendo y asumiendo
las consecuencias de la elección.
* 165... eficacia descriptiva,
... potencia innovadora
... dinamismo económico
... auténtico revulsivo intelectual.
... obliga a replantear
nuestro ... conocimiento
y nuestra relación con la realidad
... inquieta con sus paradojas
... excede nuestra imaginación.
* 166... ¡!... queda más remedio
... replantear la relación
entre nuestros modelos de realidad
y la realidad, sea esta la que sea.
175... en la relatividad especial
y la física cuántica,
el espacio, el tiempo y la causualidad
son reexaminados y puestos en cuestión.
188 En 1927, Max Born, en Gottinga,
propuso que la función de onda
estaba relacionada con la probabilidad
de encontrar el sistema en un cierto estado.
Por dicha propuesta,
recibió el premio Nobel de Física de 1954
189... el uso de la probabilidad
simplemente expresa que desconocemos
diversos aspectos del sistema.
190... el sistema está en un estado concreto,
y no en los otros, con una cierta probabilidad.
191 La teoría... predice...
qué conjunto de valores puede tener el resultado,
con qué probabilidad se puede presentar
cada uno de ellos, y cuál será su valor medio.
192 Cada medición bifurca el universo.
* 205... si dos partículas han estado
en interacción en algún instante,
sus funciones de onda
quedan mutuamente entrelazadas
en una función de onda colectiva.
212... la física cuántica permitiría saber
si alguien ha interceptado un mensaje.
* 219... se abren ante nosotros futuros diversos,
de los cuales solo se realizará uno.
Nos cuesta imaginar, en cambio,
que podamos ser el resultado
... de muchas historias a la vez,
y que nuestra libertad pueda suponer,
también,
borrar un conjunto de historias pasadas
que conducen hasta nosotros.
* 220 Así pues,
en lugar de... determinar el futuro
a partir del presente,
el futuro determina parte del presente:
la posición del blanco final determina
la velocidad inicial del proyectil.
* 221... podríamos... maximizar el placer
que nos produce la trayectoria,
es decir,
escoger caminos que nos gusten más,
aunque nos hagan dar un rodeo.
* ... parece destacar
... una lógica subyacente a la complejidad
del mundo.
* ... recuerdo,
presente y proyecto se hallan
en cada instante de nuestras vidas.
222... 1948 Richard Feynman
... un personaje... vivaz, divertido, brillante
y seductor de la física de la segunda mitad
del siglo XX... generalizo esa idea variacional...
... la posibilidad de que todos los caminos
sean seguidos simultáneamente.
Así... una superposición
de todas las historias posibles.
223... Feynman... da...
una forma matemática concreta
para la probabilidad de los diversos caminos,
en función de la acción a lo largo del camino.
* ... la decisión tomada
... tiene consecuencias para los instantes
... de una manera global,
que afectaría a toda la historia,
... tanto anteriores como posteriores.
* 224... borramos su recuerdo,
pero no su realidad.
229... las longitudes se contraían
y los relojes se atrasaban
para los observadores en movimiento.
... los campos eléctrico y magnético
que componen la luz
son entidades físicas con existencia propia
y mutuamente realimentada,
230... el vacío cuántico... puede ser
... una continua producción y aniquilación
de pares de partículas y antipartículas.
... el vacío cuántico
es una danza de partículas y antipartículas
que aparecen y desaparecen.
* 233 Se cree que a escala muy microscópica,
del orden de la longitud y el tiempo de Planck,
el espacio - tiempo no es liso y continuo,
sino fluctuante e irregular
como la espuma de las olas.
* ... espacio y tiempo... son contenedores
... de... entidades físicas dinámicas.
... como yo
234 Según la teoría de la gravitación cuántica
... el espacio y el tiempo serían
como una espuma con burbujas...
... una entidad fluctuante,
agitada incesantemente,
apareciendo, desapareciendo,
agitándose y rehaciéndose.
239 El radio de Schwarzschild...
corresponde... a... un horizonte inmaterial que,
una vez cruzado hacia dentro,
ya no se puede volver a cruzar hacia fuera.
* 241 Según... cálculos,
los pares partícula - antipartícula
que se formarían en aquella zona
de altísima gravedad,
en lugar de volverse a aniquilar
como ocurre en el vacío sin gravedad,
serían separados por la gravedad,
de modo que la partícula o la antipartícula
caerían al interior del agujero negro,
y el otro miembro del par saldría hacia el infinito.
242... radiación... de las fluctuaciones cuánticas
de la zona vecina a su horizonte
... un espectador lejano ve la radiación
como si fuera emitida por el agujero negro.
* 249... hay muchos otros universos,
con valores diferentes
... y... he... de habitar en un universo
cuyos valores... sean compatibles
con... mi existencia.
258... el universo
... es posible que su energía total sea nula,
si la energía negativa de la atracción gravitatoria
cancela la energía positiva de la expansión
y la masa.
* 260... tres aspectos:
la física cuántica
como inspiradora del arte y la literatura;
como supuesta indagadora de la conciencia
y la libertad;
o como campo de apertura hacia la mística...
262... la exposición
"La tercera dimensión:
primera exposición internacional
de hologramas concebida por Dalí"
y al año siguiente ideó dos cronohologramas
- hologramas en movimiento -
sobre "El cerebro de Alice Cooper"
y "Dalí pintando a Gala".
Eugenia Bacells... "Freqüències"
... espectros atómicos...
... la presencia de la física cuántica
en novelas, en obras de teatro, en poemas.
* 264... Niels Bohr,
"Cuando llegamos a los átomos,
solo puede usarse el lenguaje como en poesía"
* El estudio de D. Albright, Quantum Poetics: Yeats, Paund, Eliot, and the Science of Modernism, explora las metáforas científicas en la poesía...
Hans Magnus Enzensberger
... "Los elixires de la ciencia";
"El árbol de Chernobyl", de Lucila Velásquez...
"El tamaño del universo", de Ángela Vallvey;
"Teoria del strip - tease aleatori", de Josep Perelló,
---
*
... libro... "Las escrituras del universo (2005), poema... "Dualidad onda - corpús_culo":
265 Ser o no ser: ¿es esta la cuestión,
o ser y no ser a la vez, serlo todo,
ser a un tiempo todas las respuestas,
todas las posibilidades, todos los caminos,
todas las presencias en todo el espacio?
Ah, ¡qué extraño, qué rico, el mundo,
antes de la pregunta y de la lógica,
antes de la medida y el instrumento,
antes de colapsarse en una sola
presencia definida, antes de ser
respuesta a una pregunta limitada!
Posición, velocidad: esta lluvia
de atributos familiares que la medida
impone a la presencia. Onda, corpús_culo:
maneras como un Ser más profundo
se nos muestra como Ser - ¡y tan nuestro
que lo creíamos, tan concreto, tan ajustado
a nuestra forma de percibir!
En la luz, la paradoja y la claridad,
la donación y el desafío,
la conciliación y la antítesis,
la onda y el corpús_culo.
---
*
En el libro "Cántico cósmico",
de Ernesto Cardenal
... poema... "Cántico cuántico":...
"la palabra realidad no es utilizable
para las partículas".
En principio no hay el vació absoluto.
O un vació absoluto en todos los sentidos.
266 Electrón puede
no haber salido de ninguna parte
Pero dejó algo en la nada de donde salió.
Una especie de hueco en el vacío,
o invisible burbuja de la nada.
...
La gravedad es el espacio - tiempo
curvado, enrevesado,
Y al mismo tiempo el espacio - tiempo
tiene estructura de espuma
y se desvanece como espuma sobre la arena.
...
La materia aparece cada vez menos materialista.
"El fuerte aroma místico de la nueva física" (P.Davies).
O al menos el materialismo cuántico
es cada vez más fantasmagórico.
¡Las partículas cuánticas sub - atómicas
son tan ilógicas!
---
* ... en el sentido de visión del mundo,
de lucidez ante el mundo
y de nuestro lugar en él.
267 La matemática pitagórica
va más allá de la geometría y se adentra
en la posible esencia divina subyacente
a la realidad sensible.
268 La intimidad entre sujeto y objeto,
entre mente y materia,
entre el todo y sus partes,
constituye ciertamente un campo de reflexión
... contemplativo y filosófico.
269... la lógica cuántica
... una razón diferente de la nuestra,
... con la cual... podemos dialogar
mediante nuestra razón. ...
¿Para qué dedicar... tanto esfuerzo
a las sutilezas de la geometría,
al número de dimensiones,
a las simetrías perfectas o rotas,
o a los números que rigen con tanta precisión
un mundo de sueños?
... exploración
... inquietud
... sorpresa
... un punto de llegada.
274... la física cuántica
es un barrio lujoso y sofisticado
de la metrópolis clásica,
una ampliación hermosa
y algo vaporosa del núcleo de la física,
pero no su centro.
La física cuántica nos ilumina
sobre la consistencia lógica
de constituyentes básicos del universo
que, ... parecen veleidades superfluas
en la arquitectura del mundo; ...
275 La existencia de la antimateria es,
conceptualmente,
una consecuencia de la compatibilidad
entre física cuántica y relatividad especial.
La física cuántica sugiere
... la supersimetría,
que haría corresponder
a cada partícula elemental de la materia...
la existencia de una partícula bosónica...
y viceversa.
Esa simetría...
mitigaría el valor abrumadoramente excesivo
de las predicciones cuánticas actuales
sobre la energía del vacío.
La supersimetría está en la base
de las teorías de supercuerdas,
y las partículas supersimétricas
... podrían ser tal vez los constituyentes
de la materia oscura.
276 No es impensable
... que el espacio y el tiempo también fluctuaran
277... el universo podría ser considerado
como un inmenso ordenador cuántico,
en que el trasfondo microscópico
podría procesar la información
en que se basa la existencia
y el funcionamiento
de los sucesivos niveles emergentes
de la realidad.
... Igualmente, a escala muy microscópica,
... confiere nuevas potencialidades
a la tecnología
... por la mayor densidad de operaciones
que se pueden realizar,
por unidad de tiempo y de volumen,
... por la posibilidad de llevar... las a cabo
... basadas en la superposición simultánea
... lector tiene tema
... para reflexionar y profundizar...
278... siguiendo los caminos de su curiosidad.
Dese... o... que... sea...
viva, saludable,
perseverante y abierta,
y le resulte una fuente de satisfacciones
que... le llenen de placer...
279 GLOSARIO...
DE LA FÍSICA CUÁNTICA
* ... palabras
como vehí_culo de conocimiento,
como espejo de dudas y vacilaciones,
como anzuelos lanzados a las aguas turbulentas
y oscuras de la curiosidad
para pescar, tal vez,
algún destello de agitada luz.
280... Una partícula es antipartícula de otra
cuando se da la condición de que,
si entran en contacto,
desaparecen ambas,
transformándose en radiación... Se toma
como partícula la especie más abundante
y como antipartícula la menos abundante.
287 Gravitones:
Cuantos hipotéticos asociados
a las ondas gravitatorias de manera análoga
a como los fotones están asociados
a las ondas electromagnéticas
- o los fonones a las ondas elásticas,
los magnones a ondas de imantación
y los rotones a ondas de vorticidad
en los superfluidos -.
288 La materia que nos rodea
y nos constituye está formada
por protones, neutrones y electrones,
que son tan solo parte estable
de un conjunto de muchas
más posibilidades de materia,
constituidas por combinaciones
de quarks y leptones.
... la materia conocida
es tan solo un cuatro por ciento
del contenido del universo
... veintiséis por ciento
aproximadamente
corresponde a materia oscura
... sesenta por ciento restante
a energía oscura. ... 289
292 Superconductor:
Material cuya conductividad eléctrica
es muy elevada - potencialmente infinita -
por debajo de una cierta temperatura,
como consecuencia de efectos cuánticos,
consistentes en un movimiento conjunto
coherente de sus electrones,
agrupados en pares - pares de Cooper -
de espín total entero.
Supercuerdas:
Entidades elementales hipotéticas,
en forma de cuerdas diminutas
de longitud del orden de la longitud de Planck,
que se mueven en un espacio
de nueve dimensiones
y cuyas vibraciones, cuantizadas,
corresponden a las partículas que observamos
en nuestro espacio tridimensional.
Las seis dimensiones restantes
están compactadas, es decir,
enrolladas con un radio
del orden de la longitud de Planck.
En esas condiciones,
gravitación y física cuántica pueden coexistir.
294 Vacío cuántico:
A diferencia del vacío clásico
- espacio y tiempo puros sin contenido alguno -
el vacío cuántico contiene
una agitación incesante de brevísimas
apariciones y desapariciones
de pares de partículas y antipartículas.
Está caractarizado, asimismo,
por una densidad de energía
y por una presión negativa
que aceleran la expansión del universo.
Se cree, incluso,
que a escalas de la longitud y el tiempo de Planck,
el espacio y el tiempo
- espacio-tiempo de la relatividad general -
también pueden fluctuar
y, tal vez, dar lugar a multitud de universos,
la mayor parte de los cuales
son diminutos, brevísimos e inhabitables.
298 Ferrer, A.
"La Biblia de oro. La Biblia de la época cuántica",
Evana, Barcelona, 2005.
Jou, D.,
"El laberint del temps, la simfonia de la matèria", Viena, Barcelona, 2006.
Jou, D.,
"Reescribiendo el Génesis.
De la gloria de Dios al sabotaje del universo",
Destino, Barcelona, 2008.
299 Pickover, C.A.
"El libro de la física.
Del big bang hasta la resurrección cuántica.
250 hitos de la historia de la Física",
Librero, Kerkdriel (Holanda), 2011.
Ribas, A.,
"Biografía del vacío", Destino, Barcelona, 1977.
Selleri, F.,
"Física sin dogma",
Alianza Universidad, Madrid, 1994.
### Vocabulario:
184 ineluctable, 165 revulsivo, 108 fotolitografía, 91 nual, 60 másico, 41 cinética, 26 mol.
### Vocabulario visual
Richard Feynman, Gottinga, Arnold Sommerfeld, Einstein.
#### Nota:
Márgenes 13 mm todos los lados para perforar.
Tamaño del papel: carta angosto, 10.8 x 27.9 cm.
Cortar con escuadra.###
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