La guitarra cuántica

Uno de los extraños fenómenos cuánticos que aún hoy nos parece que desafía a la razón y al sentido común es lo que se conoce como superposición.

El concepto ha sido campo abonado para las interpretaciones más surrealistas, llegando al extremo de concebir infinitos universos para explicar el que observamos y experimentamos.

La interpretación más extendida en la actualidad, la de Copenhague, bajo el principio de indeterminación de Heisenberg, afirma que no es posible determinar a la vez la posición y velocidad de un objeto.

Y, aún determinando la posición, a través del colapso de la función de onda en la ecuación de Schrödinger, se interpreta que esa partícula existía a la vez en todas las posiciones posibles con diferentes grados de probabilidad.

Ciertamente el electrón se mueve tan rápido que la experiencia que ofrece se asemeja más a una capa o cáscara del núcleo que al de una partícula puntual, pero la discusión interesante es la lectura de esas diferentes probabilidades y si realmente cabe interpretar que tienen existencia física todas a la vez.

La situación recuerda de alguna manera a la vibración al pulsar la cuerda de un instrumento, una guitarra por ejemplo. Lo cierto es que la cuerda, idealmente, vibra en todos los modos posibles creando diferentes nodos a razón de las posibilidades que tiene para dividirse: por la mitad, en tercios, cuartos, etc. Lo que en definitiva es la serie armónica.

Una serie de distintas frecuencias descendente en amplitud y ascendente en frecuencia desde la fundamental. Se diría que la longitud total de la cuerda, que marca el límite superior de la longitud de onda posible (y por lo tanto la menor frecuencia), se divide infinitamente mientras dispone de energía para ello, fundiéndose finalmente con el silencio.

Es un fenómeno muy rápido y, aunque lo percibamos como tal y los diferentes modos se fusionen, no sucede en realidad al unísono si no es un cierto orden.

Y aquí es donde empieza un problema que en realidad es de definiciones. Si tomanos un instante de sonido veremos que es resultado de la interferencias constructivas y destructivas de las frecuencias emitidas previamente. Lo que vemos en la secuencia armónica es por lo tanto un patrón de interferencia, típico de las ondas.

Sin embargo, a pesar de nuestra percepción, y vibrar la cuerda en todos los modos posibles, no es preciso afirmar que vibra en todos los modos a la vez. Aunque estos interfieran unos con otros a través del medio. Existe “superposición” en el sentido en el que existen interacción, existe interferencia, pero la cuerda al vibrar lo hace en un orden determinado. Antes incluso de cualquier rebote en los elementos del medio que terminarán por producir las mencionadas interferencias.

Puede parecer una comparación extraña la de posición y frecuencia, pero hay que recordar que la frecuencia viene determinada por la posición de los nodos. Y los nodos no están en todas partes a la vez por rápido que se desplacen o por limitada que sea la matemática con la que los describimos.

Pero así funciona nuestra percepción, cuando oímos una nota producida por un instrumento, digamos natural, en contraposición de los que sería un tono sinusoidal puro, lo que estamos oyendo es una sucesión muy rápida de notas que conforma el timbre del instrumento donde la frecuencia anterior interacciona con la siguiente, de ahí que el sonido que produce nos resulte más armónico que el de una onda sinusoidal que vibra en una sola frecuencia.

La lectura actual que se hace de la superposición cuántica equivale a asignar un porcentaje a la serie armónica en función de su amplitud de onda. Y nunca falla la predicción, claro. Pero no es una interpretación correcta.