La cafetera cuántica

En los últimos años se han visto algunos ejemplos de hidrodinámica que se asemejarían a efectos cuánticos descritos y en particular la dualidad onda corpúsculo.

Se trata de un experimento de laboratorio en el cual se hace vibrar a cierta frecuencia una bandeja con aceite y posteriormente se añaden gotas que caminan sobre dicho aceite dejando además un surco en su recorrido que, además, al dejar a la gotita libre circulación, con el tiempo tiende ha responder a las predicciones cuánticas probabilísticas en cuanto a su posición.

Parece un experimento complejo pero en realidad no lo es tanto, de hecho cualquiera que se haya preparado un café con una cafetera de goteo estará viendo exactamente el mismo efecto.

A medida que la jarra de la cafetera se llena de café aparece una diferencia de temperatura entre el café de la jarra y las nuevas gotas que se incorporan, que caminan por un buen rato sobre la oscura superficie en busca de algún sitio donde encajar, sin mucho éxito hasta que las temperaturas se acercan.

Y qué es la temperatura, el calor, sino una forma de vibración. Movimiento al fin y al cabo puesto que no hay nada más en todo el universo.

Así, con tal analogía hidrodinámica se replican experimentos como el de la doble rendija y a esa escala sí se puede ver claramente como la partícula, la gota esférica en este caso, pasa por una ranura mientras la onda pasa por las dos. Reproducir los resultados exactos de la doble rendija pasa por entender como afectan las mediciones que se realizan en la escala cuántica.

Cabe concluir que la aproximación de DeBroglie al problema, la de la onda piloto (aunque se diría que es la partícula la que pilota la onda y no al revés) es la tesis más acertada. Y aquí sí que hay que reparar en las limitaciones de la analogía y comprender que esa superficie vibratoria de aceite que en la analogía es plana viene a representar un medio (un medio sí, por el cual se desplaza una onda, no hay otro modo) en la realidad es un espacio tridimensional y se produce un fenómeno equivalente.

En cuanto a la discusión de que si onda o partícula, mire usted, son cosas distintas. Ninguna partícula puede ser onda y ninguna onda puede ser partícula. Son fenómenos en escalas distintas. Para que se produzca una onda se requiere de un conjunto de partículas juxtapuestas que transmitan un impulso y es entonces cuando la onda tiene lugar. Una sola partícula, por inquieta que sea y por más que se mueva no va a ser nunca una onda.

Si se comprendiera que el electromagnetismo no se desplaza a través de la nada sino que el vacío es un medio, el espacio en sí, entonces se podría ver al fotón como la onda que es. Y una partícula, sí. Pero una distinta en cada momento, igual que los electrones que hacen funcionar la electricidad con una reacción en cadena, un efecto dominó.

Sucede que los fotones se ven y las otras al parecer no y tal vez no sean exactamente partículas y eso nos tiene bastante despistados. Pero no puede ser de otra manera, los principios básicos rectores de los diferentes fenómenos son idénticos, no dejemos que las diferentes escalas nos despisten aunque hagan emerger diferentes apariencias como en el caso del artículo del ventilador. En esta serie de artículos de cuántica de estar por casa, esta vez le ha tocado el turno a la cafetera. ¿A alguien le apetece un café?