La física cuántica es aquel fragmento o rama de la física que se encarga de estudiar pequeñas escalas a nivel espacial, así como también los sistemas atómicos y subatómicos. Desde la tele transportación hasta la explosión de agujeros negros, a continuación vamos a mostrarte diversas formas que expresan que la física cuántica ha cambiado totalmente nuestra visión de la realidad.
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Situaciones que evidencian que la física cuántica ha cambiado la perspectiva de la realidad
Dilatación del tiempo.
Durante cientos de miles de años las personas han tenido un concepto del paso continuo del tiempo y lo han medido por medio del paso del sol a través del cielo, con distintos tipos de relojes de pulseras y recientemente con dispositivos móviles inteligentes. Sin embargo, la física cuántica ha demostrado que el paso del tiempo no es tan constante como parece con un proceso conocido como dilatación del tiempo.
Esta forma parte de la teoría de la relatividad espacial de Einstein, donde demostró matemáticamente que mientras más rápido se viaja más lento avanza el tiempo. Esto alcanza un punto crítico a la velocidad de la luz donde el tiempo se detiene por completo. Actualmente no se cuenta con la forma de acercarse a la velocidad de la luz, pero existen experimentos que pueden mostrar los efectos de la dilatación del tiempo.
Uno de estos experimentos consistió en sincronizar dos relojes atómicos de alta precisión y hacer que uno de los relojes viaje en un avión en alta velocidad. Cuando el avión regresó, el reloj que había estado viajando se encontraba atrasado en comparación al que permaneció inmóvil, lo que demuestra que el tiempo había pasado más lento.
Diferentes tipos de agua
Cuando se tiene un vaso con agua ¿Con cuántos tipos de agua piensas que puede estar lleno ese vaso?, es una pregunta bastante extraña pero de igual manera es la respuesta. Existen dos tipos de agua, como ya se conoce una molécula de agua está formado por un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrogeno, pero los átomos de hidrógeno se pueden organizar de maneras diferentes según su giro cuántico, algo similar al giro de las bolas, pero este implica movimiento en una dimensión adicional.
Las moléculas de agua donde los átomos de hidrogeno giran en una misma dirección se conoce como orto-agua, y cuando los átomos de hidrogeno giran en diferentes direcciones se conoce como para-agua. Debido a que el giro solo afecta a las moléculas de agua en un giro cuántico es casi imposible separar los dos tipos de agua diferentes, pero estudios recientes han logrado la realización de experimentos en cada uno de ellos por separado. Se ha determinado que el para-agua reacciona un 25% más rápido que el orto-agua y se dice que esto sucede debido a la forma en que el giro atrae a las otras moléculas.
Quinto estado de la materia
Todos aprendimos sobre los diferentes estados de la materia en las clases de ciencia y como los elementos realizan la transición entre sólido, liquido, gaseoso y plasma. Pero la física cuántica ha permitido la creación de un quinto estado de la materia conocido como condensados artificiales, y este a su vez permite más experimentación en el extraño mundo de la física cuántica.
El primer condensado, se fabricó en 199, enfriando el rubidio cerca del 0 absoluto, a esta temperatura la presencia de energía es imposible y existe poco movimiento entre ella. Esto significa que se comienzan a agrupar y en lugar de ser átomos individuales se convierten en súper átomos.
Esta disposición atómica es inusual, permitiéndoles a los investigadores el estudio de la mecánica cuántica a nivel macroscópico.
Orígenes de los neutrinos
Los neutrinos son partículas misteriosas que atraviesan prácticamente todo, lo que los hace increíblemente difíciles de estudiar, pero los experimentos recientes, como el observatorio de neutrinos del cubo de hielo han brindado la oportunidad de detectaros e incluso conocer sus orígenes.
Un artículo reciente detallo lo que sucedió cuando los científicos pudieron rastrear el lugar de donde provenía un neutrino y el resultado fue realmente sorprendente, basado en esto, los modelos del universo es necesario ser reescrito. Los neutrinos son partículas de alta energía y se entiende muy poco acerca de lo que la crea, los experimentos de detección depende de que colisionen con otros elementos, y esto origina otra partícula conocida como muón, que luego puede detectarse mediante un equipo especializado.
Teletransportación cuántica
La teletransportación cuántica es una cosa, pero esta no permite que un objeto real se mueva de un lugar a otro. En el año 2017, científicos pudieron transportar fotones a un satélite que se encontraba a más de 280km de altura y se puede considerar en un futuro como un nuevo método de comunicación segura. Con las cosas más complejas con la cual se puede llevar a cabo esta teletransportación es con fotones, neutrones y electrones, debido a sus estados cuánticos.
Los fotones que giran en el mismo sentido de las agujas del reloj son idénticos, y aunque uno no se puede enviar instantáneamente a otro lugar, se pueden formar duplicados de inmediato. La razón por la cual esto es considerado útil, es que la teletransportación cuántica se puede utilizar para transmitir los datos necesarios para descifrar encriptaciones complejas.
Vida cuántica
Siempre se ha pensado que el comportamiento de las partículas a escala cuántica se limitaba a las moléculas inorgánicas pero estudios recientes han sugerido que algunas bacterias pueden enredarse cuánticamente. La rareza de la física cuántica, generalmente se considera algo que ocurre en la escala diminuta, mucho más pequeñas que las bacterias, pero hay un área de estudio que analiza donde se encuentra el límite entre el mundo cuántico y el mundo real.
Se ha demostrado que las bacterias se encuentran enredadas con partículas ligeras y en teoría, no debería haber una razón por la cual objetos mucho más grandes no puedan enredarse, simplemente contienen mucho más átomos por lo que resulta mucho más difícil.
10 Cosas de la Física Cuántica y El Poder de la Mente