Magia Cuántica

No hay palabras más mágicas en Paranormalandia que Mecánica Cuántica (con mayúsculas reverenciales, que si no, no funcionan). Basta mencionarlas para que cualquier cosa sea posible de repente. ¿El truco? El escaso entendimiento de esta teoría, de la que sólo se sabe que produce cosas muy raras. Y es que si algo tiene la mecánica cúantica, es que quien se enfrenta a ella por primera vez y no le sorprende, es porque no la ha entendido. Y en el caso de los paranormalólogos, no la entienden ni a la n ni a la (n+1) vez.

La mecánica cuántica es una teoría desarrollada para explicar fenómenos a escala microscópica, es decir, que involucran a sistemas o partículas de tamaño atómico, electrones, o grupos de moléculas. En estas circunstancias, el sentido común que tan acostumbrado está a un mundo macroscópico, encuentra dificultades para entender cosas que parecen ir en contra de toda lógica.¡Cualquier cosa es posible!¡Barra libre!

No, cualquier cosa no es posible. Y la razón principal es que la mecánica cuántica explica los fenómenos microscópicos, y también los fenómenos macroscópicos que ya conocemos. La mecánica cuántica engloba tanto la mecánica clásica de Newton, como una serie de fenómenos nuevos, que a pesar de ser antiintuitivos, y ser la base fundamental de los fenómenos macroscópicos, cuando se estudian estas últimas situaciones los resultados pocas veces difieren de los obtenidos usando la mecánica clásica. Precisamente estas diferencias fueron las que propiciaron el descubrimiento de la teoría, y no los fenómenos paranormales.

¿Qué ocurre con los supuestos fenómenos paranormales? Pues que ocurren en el mundo macroscópico del sentido común. Esto quiere decir que rara vez hace falta recurrir a la mecánica cuántica para poder explicarlos. Aún así, en la mecánica cuántica no hay nada que haga suponer la existencia de estos fenómenos, ni tendría por qué explicarlos. A excepción de una mala digestión de libros de divulgación, cuando lo correcto sería estudiar un libro de texto, esos tan aburridos, sin dibujos y que están llenos de formulitas y ecuaciones. Pero claro, eso supone varios años, y la cuenta corriente no dura tanto sin llegar a números rojos.

Esta debería ser una razón suficiente para dejar de emplear estas palabras mágicas. Pero vamos a ir más allá (que no al más allá), y ver qué tipo de fenómenos raros ocurren a nivel microscópico.

Cuantización de la energía

Le da nombre a la teoría, y fue el primer fenómeno en ser descubierto por Max Planck en 1900. Estamos acostumbrados a que la energía pueda tener un valor cualquiera, es continua. Sin embargo, la cuantización dice que la energía se divide en ladrillos o cuantos de energía, es discreta. Imagina un objeto moviéndose en línea recta. La cuantización sería equivalente a que el objeto no se moviera a cualquier velocidad que quisieras, sino que tuviera una velocidad mínima V₀, y sólo pudiera tener velocidades que fueran múltiplos enteros, es decir, sólo puede ir a velocidades V₀, 2V₀, o 17504V₀, y no 0.5V₀ o 1.33V₀. Esta velocidad sería el cuanto o ladrillo fundamental. Y al acelerar, saltaría de una a otra instantáneamente, sin pasar por velocidades intermedias.

Sin embargo en el mundo macroscópico, nadie ve a los coches acelerando a saltos. El motivo es que el valor de un cuanto es muy pequeño, el orden de 10^-30 J (un cero, coma decimal, 30 ceros y un 1), mientras que un vehículo de 500 Kg a 120 Km/h posee una energía cinética de 280.000 J. Esto supone que su velocidad varía a saltos del orden de 10^-16 Km/h (aproximadamente, el tamaño de un núcleo atómico por hora). Evidentemente, estas variaciones son tan pequeñas que son imperceptibles, y podemos asumir que el vehículo puede tener cualquier energía y que no está cuantizada, sino que es continua.

Afortunadamente, en Paranormalandia este efecto o lo han entendido bien, o no lo han entendido ni siquiera mal, porque no suele estar en el Argumentario Cuántico.

Dualidad partícula - onda

En cambio, esto sí que lo entendieron. Mal, por supuesto. Hasta 1900, la luz era considerada un onda, y como tal se comportaba. Sin embargo, Einstein y Compton demostraron cómo, en base a la cuantización de la energía, también se podía comportar como una partícula cuando chocaba con un sólido (efecto fotoeléctrico) o con otra partícula (efecto Compton). De igual forma, después de que J. Thompson demostrara que el electrón era una partícula (lo que le valió el Nobel en 1906), su hijo G. Thomson fue capaz de demostrar experimentalmente que el electrón era una onda (lo que le valió otro Nobel en 1937).

Raro, ¿no?. De pronto, los electrones podían pasar a través de rendijas, y realizar efectos de interferencia y difracción, sólo posible para las ondas. En el mundo macroscópico las ondas de un estanque pueden atravesar un enrejado. Pero un presidiario (afortunadamente) no puede hacer lo mismo a través de los barrotes de su celda. La razón es que una propiedad de las ondas (la longitud de onda) es menor cuanto mayor es la masa y velocidad del objeto. Y para obtener el comportamiento de las ondas, se necesita interaccionar con objetos del tamaño comparable a longitud de onda. Para la luz visible, una rendija de 0.4 mm. Para un electrón, capas de átomos en un cristal separadas en unos pocos Angstroms (1 Å =10^-7 mm). Pero para un hombre de 80 Kg que va andando, su longitud de onda es del orden de 10^-26 Å, mucho menor que el tamaño de cualquier partícula subatómica. No existe nada del tamaño de la longitud de onda de un hombre. Sólo puede comportase como partícula.

Pero da igual. Al final lo que queda es que somos ondas, gracias a la Magia Cuántica, y como tales podemos tener buenas vibraciones (supongo que serán interferencias constructivas) o malas vibraciones (interferencias destructivas), y digo supongo porque los charlatanes nunca dicen a qué se refieren con ello. De hecho, mezclan el término vibración, que aunque se parece, no es lo mismo que una onda, y ni si quiera la suposición de intereferencias constructivas o destructivas sirve para aclarar algo. Una vibración es un movimiento o perturbación periódica en torno a una posición o valor de equilibrio, como un muelle o un péndulo. Es algo que ocurre en un solo lugar del espacio. Una onda es una perturbación que además, se traslada por el espacio, como las vibraciones de la superficie del agua que se mueven hacia la orilla del estanque.

Principio de incertidumbre

Asociada a la dualidad partícula - onda, está el concepto que más conmocionó cuando se desarrolló la mecánica cuántica, y es que no es posible determinar con toda la exactitud que se quiera determinados pares de valores, como la posición y la velocidad. Se echaba por tierra el determinismo. Ya no era posible conocer con exactitud la evolución de un sistema, sino que dependía de la forma en que se observara. Si consigues saber dónde está un electrón, al observarlo has interaccionado con él, modificando su velocidad, y ahora no sabes a dónde va. Si consigues saber cual es su dirección, entonces no puedes saber dónde está.

Cualquier sistema se describe al final por una onda (somos ondas), que ocupa un determinado volumen. Pero esta onda sólo representa la probabilidad de encontrar la partícula en cada punto de ese volumen. Si el volumen ocupado es muy pequeño, entonces el sistema se comporta como una partícula, porque está localizada en un punto del espacio que se puede determinar con exactitud (la probabilidad de que la partícula esté en un punto determinado es muy alta) . Por el contrario, su velocidad es otra onda, pero que se extiende a un rango de valores y direcciones muy amplio, y la probabilidad de tener un valor en concreto es muy reducida: puede estar en cualquier otro valor y dirección con igual porobabilidad.

Sin embargo, esto ocurre sólo porque estamos viendo un mundo muy pequeño. En el mundo macroscópico sin embargo, aunque seguimos sin poder determinar velocidad y posición con la precisión que se quiera, sí se puede conseguir una precisión suficiente como para saber ambas magnitudes. Determinar la posición de un electrón con un metro de incertidumbre, supone a efectos prácticos que no sabemos dónde está, pero en cambio, su dirección y velocidad se puede considerar como muy precisa. Esa misma incertidumbre de un metro en la posición de la Tierra en su órbita alrededor del Sol, a efectos prácticos sirve para saber tanto su posición como velocidad exactas.

Sin embargo, la mente de un paranormalólogo se queda con el hecho de que no se puede determinar todo. Hay mucha incertidumbre, todo es probabilidad y por tanto cualquier cosa es posible.

(Párrafos añadidos - 29/7/05)
Probabilidad y colapso de la función de onda

Una de las implicaciones del principio de incertidumbre es que cuando se mide un sistema, se accede al conocimiento de una propiedad, a cambio de variar otra complementaria. Esto significa que el hecho de observar el sistema influye sobre él. Por otro lado, el carácter probabilístico de la mecánica cuántica de Schrödinger, y con la interpretación de Copenhague (propuesta por Bohr), un sistema antes de ser medido (observado) no se sabe en qué estado está, sino que es una superposición de todos los posibles, y es en el proceso de observación en el que el sistema tiene la probabilidad de colapsar en un estado determinado, que es el que se mide.

Esta propiedad lo suficientemente confusa como para tener que releer el párrafo dos y tres veces antes de entenderla. Por eso es de las favoritas de los paranormalólogos. En la interpretación de Paranormalandia esta propiedad significa que el observador (persona) interacciona con el sistema, pudiendo incluso decidir en qué estado va a colapsar la función de onda, de donde se deduce la telequinesis, la telepatía, el inconsciente colectivo y varias maravillas más. En física, y en ciencia en general, cuando se observa un sistema se está midiendo, o comprobando las características, a través de un detector. En el contexto de un laboratorio, observar significa interaccionar, es decir, que un detector reaccione ante el sistema, y que suministre un dato al experimentador. Así, el papel de la persona es sólo montar el experimento y recoger los datos, y los resultados son independientes de si el investigador está presente o tomándose un café en el bar: quien observa es el detector, que no tiene conciencia.

Imagina que tienes una pared. Cuando un fotón llega a ella, puede ser absorbido, reflejado o transmitido. Lo que haga, es independiente de que tú estés mirando o no, sino que depende de su interacción con los átomos de la pared. Que haga una de esas tres interacciones depende exclusivamente de la probabilidad de cada una de ellas. Pero no tiene sentido medir lo que hace un solo fotón. Las probabilidades se pueden calcular y determinar, y cuando en vez de un fotón es un número elevado de ellos, se puede medir cuantos fueron absorbidos, cuantos reflejados y cuantos transmitidos, comprobando que se ajusta a lo determinado. Y esto es independiente del experimentador, de su estado de ánimo, y de su consciente e inconsciente.

Efecto túnel

Una curiosa propiedad de las partículas es la de atravesar paredes. Bueno, no son paredes de ladrillo, sino su equivalente microscópico, que puede formarse por ejemplo entre dos conductores separados, y con un voltaje entre ambos. En estas circunstancias un electrón puede saltar el espacio entre ambos, y establecer una corriente.

Este es el principio de funcionamiento de los microscopios de efecto túnel. Una punta afilada, se acerca a un material conductor. La corriente túnel que se establece depende de la distancia entre ambos. Al desplazar el material en X-Y, cuando hay una elevación o depresión la corriente varía, y es necesario subir o bajar la punta para mantener la misma corriente. Si se graban los valores del desplazamiento de la punta junto con el desplazamiento en X-Y, se obtiene una representación de la topografía de la muestra. La resolución de estos microscopios permite llegar a ver átomos.

Curiosamente, a los cazafantasmas no se les ocurre invocar esta propiedad para hablar de fantasmas que atraviesan paredes. La tentación de hacerlo es tan, tan, tan grande, y es aparentemente tan evidente, que no se lo creen ni ellos, más acostumbrados al equilibrismo argumental.

Pero mejor que sigan sin hacerlo. Todas las leyes físicas tratan con la materia. Un fantasma supuestamente es inmaterial, así que para él no tenemos leyes. Por otra parte, el efecto túnel no ocurre siempre, sino que (como toda la física cuántica) está basada en la probabilidad de que ocurra tal suceso, y esta probabilidad depende del tamaño de la pared, y de la masa de la partícula. Y en un mundo macroscópico, las paredes son muy anchas, y las personas muy pesadas como para tener alguna posibilidad de atravesar paredes. A menos que se rompa, claro.

Partículas y antipartículas

Gracias a Paul Dirac, quien tuvo la paciencia de integrar la relatividad especial con la mecánica cuántica, hoy sabemos que existen multitud de partículas, y sus corespondientes antipartículas, que son iguales a las primeras, a excepción de su carga. Estas partícula y antipartícula forman una pareja letal, que cuando se encuentran se aniquilan mutuamente, emitiendo un rayo de luz (emitiendo energía diría un charlatán, que queda más Niu Eich)

En los colisionadores de alta energía, como el CERN, el FermiLab, o el futuro LHC, se han generado y se generan millones de pares partícula antipartícula cada día, de las cuales se estudian y analizan sus propiedades. Pero a un vendedor de misterios que se precie este hecho le trae sin cuidado. No hay nada mejor que una partícula exótica para justificar fenómenos como la telepatía, las psicofonías, o curaciones energéticas misteriosas, por no hablar de los anti-mundos y dimensiones paralelas.

Y es que la estrella de la Magia Cuántica son siempre las emisiones de partículas, vibraciones y energías. De las energías, ya hemos hablado. Las vibraciones, no se emiten, sino que se trasladan por el espacio en forma de ondas, generalmente electromagnéticas, y más comúmente llamadas luz, radio, infrarrojo, rayos x, microondas, .... Pero como ocurre con las partículas, sabemos bastante bien cómo interaccionan con la materia, y desde luego, los fenómenos paranormales no se encuentran entre esas interacciones.

Si usted, potencial señor paranormalólogo que lea estas líneas, tras leer un libro cualquiera de divulgación, en vez de quedarse perplejo ante todos estos fenómenos y estudiarse un libro de texto, ha preferido incluirlos en su sistema de creencias o Argumentario Mágico, es porque no los ha entendido.