Helgoland Review de Carlo Rovelli – una meditación sobre la teoría cuántica | Libros de ciencia y naturaleza

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Taquí hay dos tipos de genios, argumentó el famoso matemático Mark Kac. Está el tipo 'ordinario', que podríamos emular si solo fuéramos mucho más inteligentes de lo que realmente somos, porque no hay ningún misterio sobre cómo funcionan sus mentes. Después de averiguar lo que hicieron, pensamos (quizás tontamente) que podríamos haberlo hecho también. Cuando se trata del segundo tipo de genio, el "mago", incluso después de comprender lo que se hizo, el proceso mediante el cual se hizo sigue siendo un misterio para siempre.

Werner Heisenberg fue definitivamente un mago, que planteó algunas de las ideas más notables sobre la naturaleza de la realidad. Carlo Rovelli relata el primer acto de magia realizado por Heisenberg en la inauguración de Helgoland, su nueva y notablemente amplia meditación sobre la teoría cuántica.

Rovelli se llevó el título de la isla rocosa, árida y azotada por el viento del Mar del Norte, donde el físico alemán de 23 años huyó en junio de 1925 para recuperarse de un severo ataque de fiebre del heno y necesitar soledad para pensar. . Fue durante esos pocos días en la isla (también llamada Helgoland) que, completando cálculo tras cálculo, Heisenberg hizo un descubrimiento que lo dejó mareado, conmocionado e incapaz de dormir.

Con el toque ligero de un hábil narrador de historias, Rovelli revela que Heisenberg había luchado con el funcionamiento interno del átomo cuántico en el que los electrones viajan alrededor del núcleo solo en cierto cuencas de los ojos cierto distancias, con cierto energías precisas antes de "saltar" mágicamente de una órbita a otra. Entre las preguntas sin resolver con las que luchó en Helgoland estaban: ¿por qué solo estas órbitas? ¿Por qué solo algunos saltos orbitales? Alors qu'il tentait de surmonter l'échec des formules existantes pour reproduire l'intensité de la lumière émise lors d'un saut d'électrons entre les orbites, Heisenberg a fait un bond étonnant a su lado. Decidió concentrarse solo en las cantidades que son observable – la luz que emite un átomo cuando un electrón salta. Era una idea extraña pero que, como señala Rovelli, permitió dar cuenta de todos los hechos recalcitrantes y desarrollar una teoría matemáticamente coherente del mundo atómico.

A pesar de toda su extrañeza, la teoría cuántica explica cómo funcionan los átomos, la evolución de las estrellas, la formación de galaxias, el universo temprano y toda la química. Hace posibles nuestras computadoras, lavadoras y teléfonos celulares. Si bien ninguna experiencia la ha juzgado nunca insuficiente, la teoría cuántica sigue siendo un poco inquietante para desafiar las ideas que durante mucho tiempo hemos dado por sentadas.

Uno de los descubrimientos contraintuitivos más conocidos fue posiblemente el mayor acto de conspiración cuántica de Heisenberg. El principio de incertidumbre prohíbe, en cualquier momento, la determinación precisa tanto de la posición como del momento de una partícula. Es posible medir exactamente ya sea dónde está una partícula o qué tan rápido se mueve, pero no ambos simultáneamente. En una danza cuántica de toma y daca, cuanto más exactamente se mide uno, con menos precisión se puede conocer o predecir el otro. El principio de incertidumbre de Heisenberg no se debe a deficiencias tecnológicas en el equipo, sino a una verdad subyacente profunda sobre la naturaleza de las cosas.

Según algunos, incluido Heisenberg, no hay realidad cuántica más allá de lo que revela un experimento, un acto de observación. Tomemos al famoso gato mítico de Erwin Schrödinger atrapado en una caja con un frasco de veneno. Se argumenta que el gato no está vivo ni muerto, sino en una mezcla fantasmal, o capas, de estados que van desde estar totalmente muerto a completamente vivo y todas las combinaciones imaginables intermedias, hasta que se abre la caja. Es este acto de observación, abrir la caja, lo que decide el destino del gato. Algunos dirían que el gato estaba vivo o muerto, y para averiguarlo bastaba con mirar dentro de la caja. Sin embargo, en la interpretación de "muchos mundos" de la teoría cuántica, que es popular entre los físicos, todos los resultados posibles de un experimento cuántico realmente existen. El gato de Schrödinger está vivo en un universo y muerto en otro.

Carlo Rovelli.
Carlo Rovelli. Fotografía: Roberto Serra / Iguana Press / Getty Images

Con el destino del gato de Schrödinger en juego y la idea de Heisenberg de que la teoría cuántica solo describe observaciones, Rovelli inevitablemente hace las preguntas difíciles: ¿Qué es una observación? ¿Qué es un observador?

Admite que no es un espectador inocente; tiene piel en el juego cuando se trata de tratar de descubrir la naturaleza cuántica de la realidad. Él es el campeón de la interpretación "relacional" que sostiene que la teoría cuántica no describe cómo los objetos cuánticos se manifiestan a los "observadores", sino que describe cómo cada objeto físico se manifiesta a todos los demás objetos físicos. El mundo que observamos interactúa continuamente; se entiende mejor como una red de las interacciones y informes en lugar de objetos.

Objetos individuales somos resumido por la forma en que interactúan. Si hubiera un objeto que no tuviera interacción, ningún efecto sobre nada, sería casi inexistente. Cuando el electrón no interactúa con nada, argumenta Rovelli, no tiene propiedad física. No tiene posición; no tiene velocidad.

Si todo no fuera lo suficientemente difícil, Rovelli revela que no tiene miedo de mezclar la física cuántica y la filosofía oriental, lo que otros han hecho en el pasado con poco éxito y cierta burla. Eso dice mucho sobre él y su argumento de que no es tan fácil despedirlo. Tiene ayuda en forma de uno de los textos más importantes del budismo, Mūlamadhyamakakārikā, o Los versos fundamentales del Camino Medio. Escrito en el siglo II por el filósofo indio Nāgārjuna, su argumento central es simplemente que no hay nada que exista en sí mismo, independientemente de otra cosa. Esta es una perspectiva que, según Rovelli, facilita pensar en el mundo cuántico. Puede que tenga razón, pero las palabras de Niels Bohr siempre me vienen a la mente: 'Aquellos que no se sorprenden cuando se encuentran por primera vez con la teoría cuántica no pueden tenerla.

Helgoland, traducido por Erica Segre y Simon Carnell, es publicado por Allen Lane (£ 20). Para solicitar una copia, vaya a guardianbookshop.com. Pueden aplicarse cargos por envío.

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