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Gaceta UNAM (2000-2009)

EXPO Q, SALA PERMANENTE DE MECÁNICA CUÁNTICA, EN UNIVERSUM

Julieta Fierro, Jorge Flores, Julia Tageña, José Sarukhán, Rafael Pérez Pascual, Pía Herrera

Published Jan 5, 2004• 0 citations
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Abstract

UNIVERSUM INAUGURO UNA NUEVA SALA PERMANENTE: EXPO Q, LA PRIMERA EXPOSICION INTERACTIVA DE MEC NICA CU NTICA EN EL MUNDO Y CON LA CUAL SE REFRENDA COMO UN RECINTO DE DIFUSION DEL CONOCIMIENTO DEL PRIMER MUNDO. ASIMISMO, EL 12 DE DICIEMBRE, COMO PARTE DE LOS FESTEJOS DE SU UNDECIMO ANIVERSARIO, REABRIERON LAS SECCIONES ESTRUCTURA DE LA MATERIA Y PENDULOS. JULIETA FIERRO, DIRECTORA GENERAL DE DIVULGACION DE LA CIENCIA, SENALO QUE LA NUEVA SALA HA SIDO UN ACTO DE AUDACIA DESMEDIDO. EXPLICAR AL PUBLICO EN GENERAL LA IMPORTANCIA DE ESA  REA DE LA FISICA NO ES TAREA F CIL, POR LA COMPLEJIDAD DEL TEMA, PUES SE BASA EN LA ABSTRACCION Y MANEJA MUCHAS CUESTIONES DE INCERTIDUMBRE, LO CUAL, DIJO, ES DIFICIL DE ENTENDER. POR ESO, COMENTO, SER  UN ESPACIO UTIL PARTICULARMENTE PARA LOS PROFESORES QUE NO CUENTAN CON LABORATORIOS EN SUS ESCUELAS, DONDE PODR N ENSENAR A SUS ALUMNOS TEMAS TAN COMPLICADOS COMO ESE. EN LA PRIMERA PARTE DE LA EXPO Q HAY UNA SELECCION DE LA OBRA DEL PINTOR HOLANDES PIET MONDRIAN (1872-1944), QUIEN FUE TESTIGO DEL SURGIMIENTO Y DESARROLLO DE LA MEC NICA CU NTICA. EN SU OBRA PUEDE APRECIARSE EL PROCESO DE ABSTRACCION QUE CARACTERIZA LA CREACION ARTISTICA, DE MANERA SIMILAR A LO QUE SUCEDE EN LA CIENCIA Y EN LA MEC NICA CU NTICA, EN LA QUE CON FRECUENCIA EL SENTIDO COMUN DEJA DE SER UNA BUENA GUIA, PUES LOS FENOMENOS QUE OCURREN A ESCALAS PEQUENAS SON DIFERENTES A LOS CONOCIDOS POR LA EXPERIENCIA COTIDIANA. LA SEGUNDA SECCION ES UNA LINEA DE TIEMPO QUE RECORRE LOS PRIMEROS ANOS DE EVOLUCION DE LA MEC NICA CU NTICA (1900-1930). EN ELLA SE PRESENTAN LAS IDEAS CENTRALES DE ESTA TEORIA. EN EL ULTIMO APARTADO SE PONE AL PUBLICO EN CONTACTO CON ALGUNAS DE LAS APLICACIONES DE ESTA RAMA DE LA FISICA, MUCHAS DE LAS CUALES VIVIMOS SIN DARNOS CUENTA. HAN SIDO CONCEBIDOS CON LA APLICACION DE LAS LEYES DE ESTA: TRANSISTORES, MINUSCULOS L SERES CONTENIDOS EN LOS EQUIPOS DVD, CD, LECTORES DE CODIGOS DE BARRAS, APUNTADORES Y MICROSCOPIOS ELECTRONICOS; TAMBIEN ES EL CASO DE LA RESONANCIA MAGNETICA, QUE PERMITE A LOS MEDICOS REALIZAR UNA INSPECCION DETALLADA DEL INTERIOR DEL CUERPO HUMANO SIN ABRIRLO. NO SOLO SUS APLICACIONES SE LIMITAN A LA TECNOLOGIA, TAMBIEN HAN INFLUIDO EN EL DESARROLLO DE LA PROPIA CIENCIA. POR EJEMPLO, EL CONOCIMIENTO ADQUIRIDO DEL ESTUDIO DE LAS PARTICULAS ELEMENTALES ABRE EL PROCESO PARA CONOCER LOS PROCESOS QUE SE DIERON EN LA FORMACION Y EVOLUCION DEL UNIVERSO. JULIETA FIERRO AGREGO QUE ESTA NUEVA EXPOSICION COSTO APROXIMADAMENTE DOS MILLONES DE PESOS, LO QUE EN UN MUSEO PRIVADO HABRIA SIDO DE DOS MILLONES PERO DE DOLARES. EN LA INAUGURACION, JORGE FLORES DIJO QUE EL Y LUIS DE LA PENA ARMARON EL GUION MUSEOGR FICO Y LOGRARON ALGUNOS MECANISMOS PARA QUE EL PUBLICO JUVENIL LOGRE ENTENDER ESTA TEORIA TAN IMPORTANTE DE LA FISICA. DESTACO QUE EN UNIVERSUM HAN TRATADO DE UTILIZAR EL ARTE -EL CONCEPTO CIENCIA-ARTE-, LO QUE FACILITA EL ENTENDIMIENTO DE LOS CONCEPTOS. JULIA TAGENA, DIRECTORA DE MUSEOS DE LA DIRECCION GENERAL DE DIVULGACION DE LA CIENCIA, AFIRMO ESTAR ORGULLOSA DE HABER LOGRADO EXPONER EL TEMA DE LA MEC NICA CU NTICA, EL CUAL ES COMPLEJO POR LO QUE DIFICILMENTE LOS MUSEOS SE ATREVEN A TRATARLO. PARA ESTE PROYECTO, AGREGO, RECIBIERON APOYO DEL PAPIME. CON LA EXPO Q, INDICO, SE COMPLEMENTA LA SALA ESTRUCTURA DE LA MATERIA, LA CUAL FUE REHECHA, REPINTADA Y RENOVADA, AUNQUE B SICAMENTE SON LOS ELEMENTOS QUE LA SALA TENIA, COMO MOVIMIENTOS, CHISPAS Y TOQUES, ELECTROMAGNETISMO, APTICA Y ONDAS; SOLO SE ANADIO LA MEC NICA CU NTICA. POR OTRA PARTE, A CARGO DE LA REINAUGURACION DE ESTRUCTURA DE LA MATERIA ESTUVO JOSE SARUKH N, EXRECTOR DE LA UNAM, QUIEN DESTACO QUE EL PROCESO DE DISENO Y CONSTRUCCION DE UNIVERSUM SE INICIO HACE TRES LUSTROS CON LA COOPERACION DE MUCHOS UNIVERSITARIOS. ESTE MUSEO, ASEGURO, ES UNA VENTANA DE LA UNIVERSIDAD, DE LO QUE DICHA INSTITUCION Y LA GENTE JOVEN DE ESTE PAIS PUEDEN HACER POR MEXICO PARA BENEFICIO DE LA SOCIEDAD. DE LA SECCION PENDULOS, JULIETA FIERRO RESALTO QUE ES DE LAS PRIMERAS DEL MUSEO. LA DISENO HACE M S DE 10 ANOS RAFAEL PEREZ PASCUAL, ACTUALMENTE DIRECTOR GENERAL DE ASUNTOS DEL PERSONAL ACADEMICO, QUIEN HA ENSENADO FISICA B SICA DURANTE ANOS. A SU VEZ, PEREZ PASCUAL, EXDIRECTOR DE LA FACULTAD DE CIENCIAS, DESTACO QUE UN MUSEO TIENE QUE SER DIN MICO, DEBE CAMBIAR, TRANSFORMARSE, POR ESO LOS FELICITO POR EL  NIMO DE SEGUIR ADELANTE. LA IDEA QUE SE TENIA HACE 11 ANOS CON ESTOS PENDULOS, RECALCO, ERA DAR UNA INTRODUCCION A LOS ASPECTOS ELEMENTALES DE LAS IDEAS FISICAS Y MOSTRAR ALGUNAS DE LAS PROPIEDADES MEC NICAS M S ELEMENTALES. RESALTO UNO DE LOS APARATOS DE ESTA  REA: EL PENDULO DOBLE, EL CUAL ILUSTRA COMO LA MEC NICA CL SICA EST  VIVA Y PUEDE PRESENTAR GRANDES SORPRESAS. CUANDO TODO MUNDO PENSABA QUE YA NO HABIA NADA M S APARECIO LA TEORIA DEL CAOS, LA CUAL SE PRESENTA EN EL CASO DEL MENCIONADO CUERPO OSCILANTE, CONCLUYO.

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SEGUNDA PARTE DE LA COLABORACION DE DANIEL SUDARSKY, DEL INSTITUTO DE CIENCIAS NUCLEARES. AQUI REFLEXIONA SOBRE LA MEC NICA CU NTICA. SENALA QUE LA OTRA REVOLUCION EN LA FISICA HA DEJADO UN CAMPO DE ESTUDIO PARA EL PRESENTE SIGLO CORRESPONDIENTE A LA MEC NICA CU NTICA. A ESTA -DICE- SE LE SUELE IDENTIFICAR CON EL FAMOSO PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE DE HEISEMBERG, QUE, GROSSO MODO, SE EXPLICA INDICANDO QUE HAY UNA IMPOSIBILIDAD DE CONOCER SIMULT NEAMENTE LA POSICION Y VELOCIDAD DE UNA PARTICULA SUBATOMICA. TAMBIEN SE LA SUELE IDENTIFICAR -ANADE- CON LA NOCION DE QUE ES IMPORTANTE HACER PREDICCIONES EXACTAS ACERCA DEL RESULTADO DE EXPERIMENTOS Y QUE LAS UNICAS PREDICCIONES POSIBLES SON DE CAR CTER ESTADISTICO. SI BIEN TODO ESTO ES CIERTO, EN REALIDAD NO LE HACE JUSTICIA AL CAMBIO PROFUNDO QUE IMPLICA LA MEC NICA CU NTICA PARA NUESTRA CONCEPCION DEL MUNDO: EL ASPECTO M S NOTABLE DEL CAMBIO CONCEPTUAL QUE NOS OFRECE LA MEC NICA CU NTICA ES OBLIGARNOS A RECONOCER QUE CIERTOS ATRIBUTOS DE LOS OBJETOS NO SON INTRINSECOS SINO RELACIONALES. POR EJEMPLO -EXPLICA EL INVESTIGADOR-, AL HABLAR DE UNA PERSONA SOLEMOS CONSIDERAR EVIDENTE QUE CIERTOS ATRIBUTOS DE ELLA, COMO SU PESO, ALTURA, O EL LUGAR DONDE VIVE SON CLARAMENTE INTRINSECOS, EN EL SENTIDO DE QUE DICHOS ATRIBUTOS SON (EN UN MOMENTO DADO) ATRIBUTOS QUE SE REFIEREN A LA PERSONA EN SI Y NO A OTRAS QUE LA DESCRIBEN O INTERACTUAN CON ELLA. POR OTRO LADO, SU SIMPATIA, BELLEZA, AMABILIDAD, ETCETERA, SON ATRIBUTOS DE LA RELACION DE LA PERSONA CON OTRAS QUE, EN GENERAL, PUEDEN DIFERIR RADICALMENTE EL GRADO DE APLICABILIDAD DE ESTOS ADJETIVOS A UNA PERSONA DETERMINADA. TODO ESTO ES EVIDENTE, PERO EN LA FISICA LOS ATRIBUTOS DE UN OBJETO, COMO POR EJEMPLO UNA PARTICULA, NO DEBIAN -SEGUN LAS CONCEPCIONES CL SICAS, DICE EL INVESTIGADOR- TENER NINGUNA DE ESTAS COMPLICACIONES: LA POSICION O VELOCIDAD DE UNA PARTICULA EN UN MOMENTO DADO (SEGUN UN SISTEMA DE REFERENCIA PARTICULAR) ERAN ATRIBUTOS INTRINSECOS DE LA MISMA. PUDIERA SER QUE UNO NO SUPIERA CU L ES EL VALOR DE ESTOS EN ESE INSTANTE, PERO EN LA FISICA PRECU NTICA LA PARTICULA POSEIA UN VALOR DETERMINADO DE ESTOS EN CADA MOMENTO. LO QUE HACE LA CU NTICA ES RECHAZAR ESTA NOCION. EN GENERAL UNA PARTICULA NO TIENE NI POSICION NI VELOCIDAD ALGUNA. ES SOLO CUANDO PROCEDEMOS A MEDIR QUE LA PARTICULA ADQUIERE, EN ESE INSTANTE, DICHOS ATRIBUTOS. DE HECHO, EN EL CASO DE LOS DOS ATRIBUTOS MENCIONADOS: POSICION Y VELOCIDAD, ­ES IMPOSIBLE PARA LA PARTICULA ADQUIRIRLOS SIMULT NEAMENTE! POR ENDE, UNA PARTICULA NUNCA TIENE UNA TRAYECTORIA! DE HECHO LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES SE EXPLICAN HACIENDO USO DE UN AN LISIS SEGUN EL CUAL UNA PARTICULA QUE EN DOS INSTANTES TIENE UNA POSICION DETERMINADA, VIAJA DE UNA POSICION A LA OTRA A TRAVES DE TODAS LAS TRAYECTORIAS POSIBLES SIMULT NEAMENTE. LA REALIDAD ES MUY DIFERENTE DE LO QUE SOSPECHABA, ASEVERA SUDARSKY. SEGUN LA MEC NICA CU NTICA, LO QUE DESCRIBE UNA SITUACION FISICA DETERMINADA ES UN OBJETO DENOMINADO FUNCION DE ONDA, QUE CONTIENE INFORMACION SOBRE LAS PROBABILIDADES DE QUE, EN CASO DE UNA EVENTUAL MEDIDA DE TAL O CUAL CANTIDAD FISICA, DA LUGAR A UN RESULTADO PARTICULAR. POR EJEMPLO, EN EL CASO DE UNA PARTICULA LA FUNCION DE ONDA NOS DICE CU LES SON LAS PROBABILIDADES DE QUE LA MEDIDA DE SU POSICION RESULTE EN UN VALOR DETERMINADO PARA CADA UNO DE LOS POSIBLES VALORES, SI ES QUE OPT RAMOS POR DETERMINAR SU POSICION. ALTERNATIVAMENTE NOS DICE CU LES SON LAS PROBABILIDADES SI SE OPTARA POR MEDIR LA VELOCIDAD. ESTO TIENE COMO CONSECUENCIA INMEDIATA -AFIRMA- LA DESAPARICION DEL DETERMINISMO FUNDAMENTAL: LA FISICA, AUN EN EL CASO DE LOS OBJETOS M S SIMPLES, NO PUEDE DETERMINAR EN GENERAL EL RESULTADO PRECISO DE UN EXPERIMENTO. PUEDE SIN EMBARGO HACER PREDICCIONES ESTADISTICAS, CUYOS RESULTADOS SON LOS PREVISTOS POR LA MEC NICA CU NTICA. DE HECHO LA COSA EMPEORA CUANDO PASAMOS A SISTEMAS DE M S DE UNA PARTICULA, PUESTO QUE EN ESOS CASOS, GENERALMENTE, CADA PARTICULA NO TIENE FUNCION DE ONDA PROPIA, SINO QUE UNICAMENTE EXISTE UNA FUNCION DE ONDA PARA EL COLECTIVO. SE DAN ENTONCES SITUACIONES EN QUE LAS PROBABILIDADES DE QUE ESTA PARTICULA TENGA ESTA O AQUELLA POSICION DEPENDE DEL RESULTADO DE LA MEDIDA DE ALGUN ATRIBUTO DE OTRA U OTRAS PARTICULAS. EN ESTA SITUACION VEMOS UN EJEMPLO NOTABLE DE LA DESAPARICION DEL REDUCCIONISMO SIMPLISTA AL QUE NOS HABIAMOS ACOSTUMBRADO EN LA FISICA CL SICA, EN LA QUE PARA DESCRIBIR ALGUNA SITUACION FISICA SE PROCEDIA A DIVIDIR EL SISTEMA EN SUS PARTES CONSTITUYENTES Y SE PROCEDIA A DESCRIBIR MINUCIOSAMENTE CADA UNA DE LAS PARTES, DE LO CUAL, SE ENTENDIA, SE DESPRENDIA LA DESCRIPCION DEL SISTEMA EN SU TOTALIDAD. LA MEC NICA CU NTICA NOS ENSENA QUE ESTO NO ES POSIBLE EN GENERAL, APUNTA. Y AGREGA: ¨QUE QUEDA POR HACER? BUENO EN REALIDAD QUEDA MUCHO. EL PROBLEMA M S APREMIANTE RADICA EN QUE NO TENEMOS HASTA AHORA UNA MANERA DE HACER COMPATIBLES

Gaceta UNAM (2000-2009)•Sep 25, 2006•0 citations

Breve recuento histórico del desarrollo de la Mecánica Cuántica

Segundo Bienvenido Camatón Arízabal, Jorge Washington Encalada Noboa, Christian Antonio Pavón Brito

El propósito de este trabajo es presentar una idea de lo que abarca el estudio de la mecánica cuántica realizando un recorrido histórico de los antecedentes y los hechos que dieron origen al nacimiento de esta nueva teoría que rompería con los esquemas y las leyes físicas que predominaban en aquella época. Se mencionará también cómo se fue desarrollando esta teoría con el pasar de los años y se concluye el artículo mostrando unas aplicaciones de esta nueva rama de la física en el planteamiento de algunos problemas físicos y alguna aplicación en el desarrollo de tecnología. Para desarrollar este trabajo se realizó un resumen de varios capítulos de textos citados en la parte de las referencias bibliográficas.

Espirales revista multidisciplinaria de investigación•Mar 4, 2018•1 citation

El Acto De Medir En El Mundo Microscópico: Un Material Para Su Enseñanza Y Comprensión

H. Suárez, Jose O. Organista, Deisy Viviana Cardona Duque

En las teorias fisicas clasicas aceptamos sin reparo que la observacion necesaria para hacer mediciones y dar cuenta de las cualidades, no altera las propiedades de un sistema fisico. O en otras palabras, el acto de medir no perturba el sistema; o si lo perturba se puede hacer despreciable o sino, se puede hacer la perturbacion que acompana a la observacion pequena, podemos calcular el efecto de esa perturbacion y compensarlo para lograr una precision arbitraria. Sin embargo, desde la teoria cuantica el supuesto de la atomicidad nos impide hacer despreciable el acto de observar, el acto de medir. La interaccion necesaria para medir, no se puede hacer arbitrariamente pequena porque los objetos fisicos que interactuan tienen en general propiedades fisicas las cuales vienen en paquetes de onda, en quantums. Cuando se exige una medida precisa, se requiere una interaccion fuerte y entonces el aspecto estadistico de la naturaleza se revela en todo su esplendor. Es decir, la perturbacion produce una interaccion fuerte y el comportamiento individual se hace incontrolable. Asi solo nos queda prever el comportamiento estadistico. Esta problematica dada en la fisica se transpone al aula de clase y se convierte en un problema de comprension para los estudiantes de un curso introductorio de mecanica cuantica. En este trabajo se presenta un material para la ensenanza de este tema constituido por analogias y visualizaciones con el fin de ayudar a los estudiantes en su comprension. Este material ha sido usado con estudiantes del curso Mecanica Cuantica II de la licenciatura en fisica de la Universidad Pedagogica Nacional.

Revista Colombiana de Física•Mar 10, 2011•0 citations

EL APORTE DE LA FISICA EUROPEA AL PROGRESO CIENTIFICO DE HOY, EN LA CONQUISTA DEL MUNDO ATOMICO

Leopoldo Muzzioli A.

A T O M I C O antes de todo deseo poner de relieve que el trascendental mo vimiento de ideas producido por las modernas mecánicas, cuántica y ondulatoria, y que dio lugar a una substancial renovación en el plan teamiento y estudio del problema del átomo, nació en Europa y en Europa tuvo su desarrollo fundamental.'Eres nombres, Planck, De Broglie y Schrodinger, un alemán, un francés y un austríaco, fueron los pioneros en este campo, los inicia dores de esta nueva orientación, que se presentó, desde el comienzo, como revolucionaria.Sin embargo, si esta nueva orientación, como método, puede consi derarse como un retorno al verdadero espíritu galileano, puesto que establece categóricamente que toda representación apriorística de la naturaleza puede, a lo sumo, establecerse como instrumento de tra bajo, y nada más; en verdad, va mucho más allá, de la posición, a pe sar de todo, neoplatónica de Galilco, en cuanto afirma en forma explí cita que, en la realidad del mundo físico, tenemos siempre algo que no se puede, y por consiguiente no se debe, purificar, idealizar, hasta el estado puramente geométrico-mecánico.Así que estas nuevas teorías, que me atreví a llamar revolucionarias, han renegado, en forma radical, la que podría definirse como una con cepción trascendente o metafísica de la naturaleza, y con la consecuente liquidación del mecanismo, quedaron desterradas, al igual que los ob jetos de museo, todas las utopías materialísticas de un tiempo.El conocimiento de la naturaleza es el resultado de la experiencia y de la teoría.Experiencia y teoría deben completarse recíprocamente, aun cuando sea necesario cultivarlas separadamente, como sucede en el período actual, donde la notable madurez científica alcanzada por las matemáticas,

Atenea•Dec 31, 1966•0 citations

Premios Nobel de Física 2012

J. I. Cirac

?T iene sentido aplicar las leyes de la Fisica Cuantica a un solo objeto? Muchos de los pioneros de su desa rrollo opinaban que esta teoria era puramente esta distica y que no tenia sentido aplicarla a un atomo, molecula u otra particula microscopica. Schrodinger llego a escribir que pensar en experimentos con una sola particula lleva a consecuencias ridiculas. No es de extranar: la nueva teoria, si uno se la tomaba al pie de la letra, daba lugar a predicciones que chocaban frontalmente con la vision de la naturaleza que se tenia por aquel entonces. Ademas, todos los experimentos que dieron lugar al nacimiento de la Fisica Cuantica se hacian con un numero ingente de atomos o moleculas. Era, pues, impensable que jamas se pudiese aislar y controlar un solo atomo, y con ello verificar las predicciones mas bizarras de esta teoria. Sin embargo, con el tiempo se han desarrollado las tecnologias y tecnicas necesarias para aislar un solo atomo y comprobar muchas de estas predicciones. Serge Haroche (College de France, Francia) y David Wineland (National Institute of Standards and Technology, Estados Unidos) han jugado un papel crucial en este desarrollo y han llevado a cabo esos experimentos impensables para los pioneros de la Fisica Cuantica. Y por ello han sido galardonados con el Premio Nobel 2012 por la Real Academia de Ciencias Sueca.

Revista española de física•Dec 27, 2012•1 citation

Mecánica cuántica en la cultura

Alberto C. de la Torre

Se analizan varios lazos que relacionan las artes y humanidades con la ciencia; en especial, con la mecánica cuántica. Se explica el asombro que esta ciencia produce por la inadecuación de la intuición clásica. El origen cuántico de la pérdida de las certezas y de la individualidad es presentado y se resalta la complementariedad. Se ilustran varias consecuencias de la autorreferencia.

Cuarenta naipes•Jun 26, 2026•0 citations
UNIVERSUM INAUGURO UNA NUEVA SALA PERMANENTE: EXPO Q, LA PRIMERA EXPOSICION INTERACTIVA DE MEC NICA CU NTICA EN EL MUNDO Y CON LA CUAL SE REFRENDA COMO UN RECINTO DE DIFUSION DEL CONOCIMIENTO DEL PRIMER MUNDO. ASIMISMO, EL 12 DE DICIEMBRE, COMO PARTE DE LOS FESTEJOS DE SU UNDECIMO ANIVERSARIO, REABRIERON LAS SECCIONES ESTRUCTURA DE LA MATERIA Y PENDULOS. JULIETA FIERRO, DIRECTORA GENERAL DE DIVULGACION DE LA CIENCIA, SENALO QUE LA NUEVA SALA HA SIDO UN ACTO DE AUDACIA DESMEDIDO. EXPLICAR AL PUBLICO EN GENERAL LA IMPORTANCIA DE ESA  REA DE LA FISICA NO ES TAREA F CIL, POR LA COMPLEJIDAD DEL TEMA, PUES SE BASA EN LA ABSTRACCION Y MANEJA MUCHAS CUESTIONES DE INCERTIDUMBRE, LO CUAL, DIJO, ES DIFICIL DE ENTENDER. POR ESO, COMENTO, SER  UN ESPACIO UTIL PARTICULARMENTE PARA LOS PROFESORES QUE NO CUENTAN CON LABORATORIOS EN SUS ESCUELAS, DONDE PODR N ENSENAR A SUS ALUMNOS TEMAS TAN COMPLICADOS COMO ESE. EN LA PRIMERA PARTE DE LA EXPO Q HAY UNA SELECCION DE LA OBRA DEL PINTOR HOLANDES PIET MONDRIAN (1872-1944), QUIEN FUE TESTIGO DEL SURGIMIENTO Y DESARROLLO DE LA MEC NICA CU NTICA. EN SU OBRA PUEDE APRECIARSE EL PROCESO DE ABSTRACCION QUE CARACTERIZA LA CREACION ARTISTICA, DE MANERA SIMILAR A LO QUE SUCEDE EN LA CIENCIA Y EN LA MEC NICA CU NTICA, EN LA QUE CON FRECUENCIA EL SENTIDO COMUN DEJA DE SER UNA BUENA GUIA, PUES LOS FENOMENOS QUE OCURREN A ESCALAS PEQUENAS SON DIFERENTES A LOS CONOCIDOS POR LA EXPERIENCIA COTIDIANA. LA SEGUNDA SECCION ES UNA LINEA DE TIEMPO QUE RECORRE LOS PRIMEROS ANOS DE EVOLUCION DE LA MEC NICA CU NTICA (1900-1930). EN ELLA SE PRESENTAN LAS IDEAS CENTRALES DE ESTA TEORIA. EN EL ULTIMO APARTADO SE PONE AL PUBLICO EN CONTACTO CON ALGUNAS DE LAS APLICACIONES DE ESTA RAMA DE LA FISICA, MUCHAS DE LAS CUALES VIVIMOS SIN DARNOS CUENTA. HAN SIDO CONCEBIDOS CON LA APLICACION DE LAS LEYES DE ESTA: TRANSISTORES, MINUSCULOS L SERES CONTENIDOS EN LOS EQUIPOS DVD, CD, LECTORES DE CODIGOS DE BARRAS, APUNTADORES Y MICROSCOPIOS ELECTRONICOS; TAMBIEN ES EL CASO DE LA RESONANCIA MAGNETICA, QUE PERMITE A LOS MEDICOS REALIZAR UNA INSPECCION DETALLADA DEL INTERIOR DEL CUERPO HUMANO SIN ABRIRLO. NO SOLO SUS APLICACIONES SE LIMITAN A LA TECNOLOGIA, TAMBIEN HAN INFLUIDO EN EL DESARROLLO DE LA PROPIA CIENCIA. POR EJEMPLO, EL CONOCIMIENTO ADQUIRIDO DEL ESTUDIO DE LAS PARTICULAS ELEMENTALES ABRE EL PROCESO PARA CONOCER LOS PROCESOS QUE SE DIERON EN LA FORMACION Y EVOLUCION DEL UNIVERSO. JULIETA FIERRO AGREGO QUE ESTA NUEVA EXPOSICION COSTO APROXIMADAMENTE DOS MILLONES DE PESOS, LO QUE EN UN MUSEO PRIVADO HABRIA SIDO DE DOS MILLONES PERO DE DOLARES. EN LA INAUGURACION, JORGE FLORES DIJO QUE EL Y LUIS DE LA PENA ARMARON EL GUION MUSEOGR FICO Y LOGRARON ALGUNOS MECANISMOS PARA QUE EL PUBLICO JUVENIL LOGRE ENTENDER ESTA TEORIA TAN IMPORTANTE DE LA FISICA. DESTACO QUE EN UNIVERSUM HAN TRATADO DE UTILIZAR EL ARTE -EL CONCEPTO CIENCIA-ARTE-, LO QUE FACILITA EL ENTENDIMIENTO DE LOS CONCEPTOS. JULIA TAGENA, DIRECTORA DE MUSEOS DE LA DIRECCION GENERAL DE DIVULGACION DE LA CIENCIA, AFIRMO ESTAR ORGULLOSA DE HABER LOGRADO EXPONER EL TEMA DE LA MEC NICA CU NTICA, EL CUAL ES COMPLEJO POR LO QUE DIFICILMENTE LOS MUSEOS SE ATREVEN A TRATARLO. PARA ESTE PROYECTO, AGREGO, RECIBIERON APOYO DEL PAPIME. CON LA EXPO Q, INDICO, SE COMPLEMENTA LA SALA ESTRUCTURA DE LA MATERIA, LA CUAL FUE REHECHA, REPINTADA Y RENOVADA, AUNQUE B SICAMENTE SON LOS ELEMENTOS QUE LA SALA TENIA, COMO MOVIMIENTOS, CHISPAS Y TOQUES, ELECTROMAGNETISMO, APTICA Y ONDAS; SOLO SE ANADIO LA MEC NICA CU NTICA. POR OTRA PARTE, A CARGO DE LA REINAUGURACION DE ESTRUCTURA DE LA MATERIA ESTUVO JOSE SARUKH N, EXRECTOR DE LA UNAM, QUIEN DESTACO QUE EL PROCESO DE DISENO Y CONSTRUCCION DE UNIVERSUM SE INICIO HACE TRES LUSTROS CON LA COOPERACION DE MUCHOS UNIVERSITARIOS. ESTE MUSEO, ASEGURO, ES UNA VENTANA DE LA UNIVERSIDAD, DE LO QUE DICHA INSTITUCION Y LA GENTE JOVEN DE ESTE PAIS PUEDEN HACER POR MEXICO PARA BENEFICIO DE LA SOCIEDAD. DE LA SECCION PENDULOS, JULIETA FIERRO RESALTO QUE ES DE LAS PRIMERAS DEL MUSEO. LA DISENO HACE M S DE 10 ANOS RAFAEL PEREZ PASCUAL, ACTUALMENTE DIRECTOR GENERAL DE ASUNTOS DEL PERSONAL ACADEMICO, QUIEN HA ENSENADO FISICA B SICA DURANTE ANOS. A SU VEZ, PEREZ PASCUAL, EXDIRECTOR DE LA FACULTAD DE CIENCIAS, DESTACO QUE UN MUSEO TIENE QUE SER DIN MICO, DEBE CAMBIAR, TRANSFORMARSE, POR ESO LOS FELICITO POR EL  NIMO DE SEGUIR ADELANTE. LA IDEA QUE SE TENIA HACE 11 ANOS CON ESTOS PENDULOS, RECALCO, ERA DAR UNA INTRODUCCION A LOS ASPECTOS ELEMENTALES DE LAS IDEAS FISICAS Y MOSTRAR ALGUNAS DE LAS PROPIEDADES MEC NICAS M S ELEMENTALES. RESALTO UNO DE LOS APARATOS DE ESTA  REA: EL PENDULO DOBLE, EL CUAL ILUSTRA COMO LA MEC NICA CL SICA EST  VIVA Y PUEDE PRESENTAR GRANDES SORPRESAS. CUANDO TODO MUNDO PENSABA QUE YA NO HABIA NADA M S APARECIO LA TEORIA DEL CAOS, LA CUAL SE PRESENTA EN EL CASO DEL MENCIONADO CUERPO OSCILANTE, CONCLUYO.
SEGUNDA PARTE DE LA COLABORACION DE DANIEL SUDARSKY, DEL INSTITUTO DE CIENCIAS NUCLEARES. AQUI REFLEXIONA SOBRE LA MEC NICA CU NTICA. SENALA QUE LA OTRA REVOLUCION EN LA FISICA HA DEJADO UN CAMPO DE ESTUDIO PARA EL PRESENTE SIGLO CORRESPONDIENTE A LA MEC NICA CU NTICA. A ESTA -DICE- SE LE SUELE IDENTIFICAR CON EL FAMOSO PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE DE HEISEMBERG, QUE, GROSSO MODO, SE EXPLICA INDICANDO QUE HAY UNA IMPOSIBILIDAD DE CONOCER SIMULT NEAMENTE LA POSICION Y VELOCIDAD DE UNA PARTICULA SUBATOMICA. TAMBIEN SE LA SUELE IDENTIFICAR -ANADE- CON LA NOCION DE QUE ES IMPORTANTE HACER PREDICCIONES EXACTAS ACERCA DEL RESULTADO DE EXPERIMENTOS Y QUE LAS UNICAS PREDICCIONES POSIBLES SON DE CAR CTER ESTADISTICO. SI BIEN TODO ESTO ES CIERTO, EN REALIDAD NO LE HACE JUSTICIA AL CAMBIO PROFUNDO QUE IMPLICA LA MEC NICA CU NTICA PARA NUESTRA CONCEPCION DEL MUNDO: EL ASPECTO M S NOTABLE DEL CAMBIO CONCEPTUAL QUE NOS OFRECE LA MEC NICA CU NTICA ES OBLIGARNOS A RECONOCER QUE CIERTOS ATRIBUTOS DE LOS OBJETOS NO SON INTRINSECOS SINO RELACIONALES. POR EJEMPLO -EXPLICA EL INVESTIGADOR-, AL HABLAR DE UNA PERSONA SOLEMOS CONSIDERAR EVIDENTE QUE CIERTOS ATRIBUTOS DE ELLA, COMO SU PESO, ALTURA, O EL LUGAR DONDE VIVE SON CLARAMENTE INTRINSECOS, EN EL SENTIDO DE QUE DICHOS ATRIBUTOS SON (EN UN MOMENTO DADO) ATRIBUTOS QUE SE REFIEREN A LA PERSONA EN SI Y NO A OTRAS QUE LA DESCRIBEN O INTERACTUAN CON ELLA. POR OTRO LADO, SU SIMPATIA, BELLEZA, AMABILIDAD, ETCETERA, SON ATRIBUTOS DE LA RELACION DE LA PERSONA CON OTRAS QUE, EN GENERAL, PUEDEN DIFERIR RADICALMENTE EL GRADO DE APLICABILIDAD DE ESTOS ADJETIVOS A UNA PERSONA DETERMINADA. TODO ESTO ES EVIDENTE, PERO EN LA FISICA LOS ATRIBUTOS DE UN OBJETO, COMO POR EJEMPLO UNA PARTICULA, NO DEBIAN -SEGUN LAS CONCEPCIONES CL SICAS, DICE EL INVESTIGADOR- TENER NINGUNA DE ESTAS COMPLICACIONES: LA POSICION O VELOCIDAD DE UNA PARTICULA EN UN MOMENTO DADO (SEGUN UN SISTEMA DE REFERENCIA PARTICULAR) ERAN ATRIBUTOS INTRINSECOS DE LA MISMA. PUDIERA SER QUE UNO NO SUPIERA CU L ES EL VALOR DE ESTOS EN ESE INSTANTE, PERO EN LA FISICA PRECU NTICA LA PARTICULA POSEIA UN VALOR DETERMINADO DE ESTOS EN CADA MOMENTO. LO QUE HACE LA CU NTICA ES RECHAZAR ESTA NOCION. EN GENERAL UNA PARTICULA NO TIENE NI POSICION NI VELOCIDAD ALGUNA. ES SOLO CUANDO PROCEDEMOS A MEDIR QUE LA PARTICULA ADQUIERE, EN ESE INSTANTE, DICHOS ATRIBUTOS. DE HECHO, EN EL CASO DE LOS DOS ATRIBUTOS MENCIONADOS: POSICION Y VELOCIDAD, ­ES IMPOSIBLE PARA LA PARTICULA ADQUIRIRLOS SIMULT NEAMENTE! POR ENDE, UNA PARTICULA NUNCA TIENE UNA TRAYECTORIA! DE HECHO LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES SE EXPLICAN HACIENDO USO DE UN AN LISIS SEGUN EL CUAL UNA PARTICULA QUE EN DOS INSTANTES TIENE UNA POSICION DETERMINADA, VIAJA DE UNA POSICION A LA OTRA A TRAVES DE TODAS LAS TRAYECTORIAS POSIBLES SIMULT NEAMENTE. LA REALIDAD ES MUY DIFERENTE DE LO QUE SOSPECHABA, ASEVERA SUDARSKY. SEGUN LA MEC NICA CU NTICA, LO QUE DESCRIBE UNA SITUACION FISICA DETERMINADA ES UN OBJETO DENOMINADO FUNCION DE ONDA, QUE CONTIENE INFORMACION SOBRE LAS PROBABILIDADES DE QUE, EN CASO DE UNA EVENTUAL MEDIDA DE TAL O CUAL CANTIDAD FISICA, DA LUGAR A UN RESULTADO PARTICULAR. POR EJEMPLO, EN EL CASO DE UNA PARTICULA LA FUNCION DE ONDA NOS DICE CU LES SON LAS PROBABILIDADES DE QUE LA MEDIDA DE SU POSICION RESULTE EN UN VALOR DETERMINADO PARA CADA UNO DE LOS POSIBLES VALORES, SI ES QUE OPT RAMOS POR DETERMINAR SU POSICION. ALTERNATIVAMENTE NOS DICE CU LES SON LAS PROBABILIDADES SI SE OPTARA POR MEDIR LA VELOCIDAD. ESTO TIENE COMO CONSECUENCIA INMEDIATA -AFIRMA- LA DESAPARICION DEL DETERMINISMO FUNDAMENTAL: LA FISICA, AUN EN EL CASO DE LOS OBJETOS M S SIMPLES, NO PUEDE DETERMINAR EN GENERAL EL RESULTADO PRECISO DE UN EXPERIMENTO. PUEDE SIN EMBARGO HACER PREDICCIONES ESTADISTICAS, CUYOS RESULTADOS SON LOS PREVISTOS POR LA MEC NICA CU NTICA. DE HECHO LA COSA EMPEORA CUANDO PASAMOS A SISTEMAS DE M S DE UNA PARTICULA, PUESTO QUE EN ESOS CASOS, GENERALMENTE, CADA PARTICULA NO TIENE FUNCION DE ONDA PROPIA, SINO QUE UNICAMENTE EXISTE UNA FUNCION DE ONDA PARA EL COLECTIVO. SE DAN ENTONCES SITUACIONES EN QUE LAS PROBABILIDADES DE QUE ESTA PARTICULA TENGA ESTA O AQUELLA POSICION DEPENDE DEL RESULTADO DE LA MEDIDA DE ALGUN ATRIBUTO DE OTRA U OTRAS PARTICULAS. EN ESTA SITUACION VEMOS UN EJEMPLO NOTABLE DE LA DESAPARICION DEL REDUCCIONISMO SIMPLISTA AL QUE NOS HABIAMOS ACOSTUMBRADO EN LA FISICA CL SICA, EN LA QUE PARA DESCRIBIR ALGUNA SITUACION FISICA SE PROCEDIA A DIVIDIR EL SISTEMA EN SUS PARTES CONSTITUYENTES Y SE PROCEDIA A DESCRIBIR MINUCIOSAMENTE CADA UNA DE LAS PARTES, DE LO CUAL, SE ENTENDIA, SE DESPRENDIA LA DESCRIPCION DEL SISTEMA EN SU TOTALIDAD. LA MEC NICA CU NTICA NOS ENSENA QUE ESTO NO ES POSIBLE EN GENERAL, APUNTA. Y AGREGA: ¨QUE QUEDA POR HACER? BUENO EN REALIDAD QUEDA MUCHO. EL PROBLEMA M S APREMIANTE RADICA EN QUE NO TENEMOS HASTA AHORA UNA MANERA DE HACER COMPATIBLES
El propósito de este trabajo es presentar una idea de lo que abarca el estudio de la mecánica cuántica realizando un recorrido histórico de los antecedentes y los hechos que dieron origen al nacimiento de esta nueva teoría que rompería con los esquemas y las leyes físicas que predominaban en aquella época. Se mencionará también cómo se fue desarrollando esta teoría con el pasar de los años y se concluye el artículo mostrando unas aplicaciones de esta nueva rama de la física en el planteamiento de algunos problemas físicos y alguna aplicación en el desarrollo de tecnología. Para desarrollar este trabajo se realizó un resumen de varios capítulos de textos citados en la parte de las referencias bibliográficas.
En las teorias fisicas clasicas aceptamos sin reparo que la observacion necesaria para hacer mediciones y dar cuenta de las cualidades, no altera las propiedades de un sistema fisico. O en otras palabras, el acto de medir no perturba el sistema; o si lo perturba se puede hacer despreciable o sino, se puede hacer la perturbacion que acompana a la observacion pequena, podemos calcular el efecto de esa perturbacion y compensarlo para lograr una precision arbitraria. Sin embargo, desde la teoria cuantica el supuesto de la atomicidad nos impide hacer despreciable el acto de observar, el acto de medir. La interaccion necesaria para medir, no se puede hacer arbitrariamente pequena porque los objetos fisicos que interactuan tienen en general propiedades fisicas las cuales vienen en paquetes de onda, en quantums. Cuando se exige una medida precisa, se requiere una interaccion fuerte y entonces el aspecto estadistico de la naturaleza se revela en todo su esplendor. Es decir, la perturbacion produce una interaccion fuerte y el comportamiento individual se hace incontrolable. Asi solo nos queda prever el comportamiento estadistico. Esta problematica dada en la fisica se transpone al aula de clase y se convierte en un problema de comprension para los estudiantes de un curso introductorio de mecanica cuantica. En este trabajo se presenta un material para la ensenanza de este tema constituido por analogias y visualizaciones con el fin de ayudar a los estudiantes en su comprension. Este material ha sido usado con estudiantes del curso Mecanica Cuantica II de la licenciatura en fisica de la Universidad Pedagogica Nacional.
A T O M I C O antes de todo deseo poner de relieve que el trascendental mo vimiento de ideas producido por las modernas mecánicas, cuántica y ondulatoria, y que dio lugar a una substancial renovación en el plan teamiento y estudio del problema del átomo, nació en Europa y en Europa tuvo su desarrollo fundamental.'Eres nombres, Planck, De Broglie y Schrodinger, un alemán, un francés y un austríaco, fueron los pioneros en este campo, los inicia dores de esta nueva orientación, que se presentó, desde el comienzo, como revolucionaria.Sin embargo, si esta nueva orientación, como método, puede consi derarse como un retorno al verdadero espíritu galileano, puesto que establece categóricamente que toda representación apriorística de la naturaleza puede, a lo sumo, establecerse como instrumento de tra bajo, y nada más; en verdad, va mucho más allá, de la posición, a pe sar de todo, neoplatónica de Galilco, en cuanto afirma en forma explí cita que, en la realidad del mundo físico, tenemos siempre algo que no se puede, y por consiguiente no se debe, purificar, idealizar, hasta el estado puramente geométrico-mecánico.Así que estas nuevas teorías, que me atreví a llamar revolucionarias, han renegado, en forma radical, la que podría definirse como una con cepción trascendente o metafísica de la naturaleza, y con la consecuente liquidación del mecanismo, quedaron desterradas, al igual que los ob jetos de museo, todas las utopías materialísticas de un tiempo.El conocimiento de la naturaleza es el resultado de la experiencia y de la teoría.Experiencia y teoría deben completarse recíprocamente, aun cuando sea necesario cultivarlas separadamente, como sucede en el período actual, donde la notable madurez científica alcanzada por las matemáticas,
?T iene sentido aplicar las leyes de la Fisica Cuantica a un solo objeto? Muchos de los pioneros de su desa rrollo opinaban que esta teoria era puramente esta distica y que no tenia sentido aplicarla a un atomo, molecula u otra particula microscopica. Schrodinger llego a escribir que pensar en experimentos con una sola particula lleva a consecuencias ridiculas. No es de extranar: la nueva teoria, si uno se la tomaba al pie de la letra, daba lugar a predicciones que chocaban frontalmente con la vision de la naturaleza que se tenia por aquel entonces. Ademas, todos los experimentos que dieron lugar al nacimiento de la Fisica Cuantica se hacian con un numero ingente de atomos o moleculas. Era, pues, impensable que jamas se pudiese aislar y controlar un solo atomo, y con ello verificar las predicciones mas bizarras de esta teoria. Sin embargo, con el tiempo se han desarrollado las tecnologias y tecnicas necesarias para aislar un solo atomo y comprobar muchas de estas predicciones. Serge Haroche (College de France, Francia) y David Wineland (National Institute of Standards and Technology, Estados Unidos) han jugado un papel crucial en este desarrollo y han llevado a cabo esos experimentos impensables para los pioneros de la Fisica Cuantica. Y por ello han sido galardonados con el Premio Nobel 2012 por la Real Academia de Ciencias Sueca.