Ejemplos de física cuántica en la vida cotidiana
Le comenté lo especial que me parecía esto (coincide con nuestra visión en Marginalia de integrar el conocimiento y compartirlo con el mundo, por lo que estamos encantados de que se haya unido a nosotros como editor colaborador de ciencia) y luego le pregunté, a la luz de su trabajo, cómo se veía a sí mismo, si como escritor de ciencia, científico o algo más. A partir de ahí, me llevó a un increíble viaje por su esclarecedora visión de la ciencia y la humanidad, que estoy encantado de compartir con vosotros. Un debate más detallado sobre Más allá de lo extraño y la interpretación de Ball de la física cuántica puede encontrarse en MRB TV, nuestro nuevo canal de Youtube.
Después de leer algunos de sus libros, y en particular Más allá de lo extraño, me llamó la atención que usted parece una imagen encantadora de lo que podría ser un científico ideal, así que sentí curiosidad por su título, “escritor de ciencia”. Parece que ha hecho, y está haciendo, contribuciones significativas a diferentes áreas de la ciencia y la historia, que se dedica a la investigación primaria, pero que también aporta una notable profundidad de contexto a cualquier tema sobre el que escribe, atrayendo la mejor erudición, no sólo en la ciencia natural, sino en la historia o la religión, en una sola historia.
Qué es la mecánica cuántica
De hecho, la física cuántica está a nuestro alrededor. El universo, tal y como lo conocemos, se rige por reglas cuánticas, y aunque la física clásica que surge al aplicar la física cuántica a un número enorme de partículas parece muy diferente, hay muchos fenómenos cotidianos que deben su existencia a los efectos cuánticos. He aquí algunos ejemplos de cosas con las que probablemente te encuentres en tu vida cotidiana sin darte cuenta de que son cuánticas:
Las tostadoras: El resplandor rojo de un elemento calefactor mientras se tuesta una rebanada de pan o una rosquilla es una imagen muy familiar para la mayoría de nosotros. También es el lugar donde la física cuántica tuvo sus comienzos: Explicar por qué los objetos calientes brillan de ese color rojo es el problema para el que se inventó la física cuántica.
El color de la luz emitida por un objeto caliente es un ejemplo del tipo de fenómeno simple y universal que es un regalo para los físicos teóricos: no importa de qué esté hecho un objeto, si puede sobrevivir al calentamiento a una temperatura determinada, el espectro de luz que emite es exactamente el mismo que el de cualquier otra sustancia. Este tipo de comportamiento universal atrajo a muchos físicos brillantes a finales del siglo XIX, pero ninguno fue capaz de resolver el problema.
Aplicación de la mecánica cuántica
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Como ocurre con todas las nuevas tecnologías, su aceptación pasa por el conocimiento y la familiaridad. Estamos entrando en una era en la que el omnipresente término Tecnología Cuántica se anuncia como la solución para todas nuestras necesidades. En muchos sentidos, la tecnología cuántica puede proporcionar, y proporcionará, nuevas y sorprendentes capacidades que afectarán a muchos ámbitos de nuestras vidas, pero, como todas las tecnologías, tiene sus limitaciones.
La física cuántica no es algo con lo que el ciudadano medio se encuentre en su vida cotidiana, por lo que sigue envuelta en un velo de misterio y efectos aparentemente mágicos, ¡por no hablar de la gran cantidad de matemáticas avanzadas!
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Tecnologías que utilizan la mecánica cuántica
Impresión artística de la membrana acoplada a un rayo láser. El patrón periódico hace que el dispositivo sea altamente reflectante, mientras que los finos cables permiten una disipación mecánica ultrabaja. Crédito: Felix Fricke
Los objetos pequeños, como los electrones y los átomos, se comportan según la mecánica cuántica, con efectos cuánticos como la superposición, el entrelazamiento y el teletransporte. Una de las cuestiones más intrigantes de la ciencia moderna es si los objetos grandes -como una taza de café- también podrían mostrar este comportamiento. Científicos de la Universidad Técnica de Delft han dado el siguiente paso para observar los efectos cuánticos a temperaturas cotidianas en objetos grandes. Han creado una membrana altamente reflectante, visible a simple vista, que puede vibrar sin apenas pérdida de energía a temperatura ambiente. La membrana es un candidato prometedor para investigar la mecánica cuántica en objetos grandes.
“Para ello, depositamos películas ultrafinas de cerámica sobre chips de silicio. Esto nos permite diseñar un millón de psi de tensión de tracción, que es el equivalente a 10.000 veces la presión de un neumático de coche, en membranas suspendidas de tamaño milimétrico que son sólo ocho veces más gruesas que la anchura del ADN”, explica el dr. Richard Norte, autor principal de la publicación. “Sus inmensas energías almacenadas y su geometría ultrafina hacen que estas membranas puedan oscilar durante tiempos tremendamente largos disipando sólo pequeñas cantidades de energía”.