Física cuántica
Cuando miramos un árbol, decimos, "sus hojas son
verdes": "mi verde". Es nuestra realidad cotidiana. Sin
embargo, no somos conscientes de que el color que
manifiesta el árbol es el que refleja, es el que "no
quiere", el que "rechaza", pues sólo permite que penetre
en su estructura
celular el resto de colores del
espectro visible, que es la banda de frecuencias que exige de la
radiación
solar para llevar a cabo la fotosíntesis. El color que
muestra es
sólo su autoafirmación de especie frente al
ambiente que
le rodea. Por tanto, ¿cuál es la realidad?, el
verde que vemos o la fracción de frecuencias representadas
por el resto de radiaciones del espectro que permiten al
árbol seguir viviendo?.
Actualmente, los físicos se preguntan si el mundo
que llamamos real es algo concreto, tal
como se nos presenta, o por el contrario es la percepción
holográfica de una gran cohorte de partículas
elementales que se ordenan ante la inferencia humana. Si no se
obtiene una percepción
directa de la realidad, ¿existe tal realidad?, y
especialmente, ¿si cuando dejamos de percibirla (olerla,
saborearla, tocarla, mirarla, ponderarla, evaluarla, etc.), queda
sólo como una sensación inconcreta que se desdibuja
en el tiempo?. Por
ello, las preguntas que se deben hacer, por simple
asociación, son:
1. No conozco, no tengo conciencia del
fenómeno, ¿luego no existe?;
2. ¿Sólo existe cuando lo
percibo?;
3. Lo que percibo, ¿es el mundo real?, o
¿sólo es "mi mundo real"?;
4. Mi mundo real, ¿es solamente "mi
presente"?;
5. En cada instante de mi presente, ¿se
encuentra la profundidad de la eternidad?;
6.¿Puedo inmovilizar e intemporalizar ese "mi
instante"?, y si es así,
7. ¿Puedo tomar conciencia de la
eternidad?.
Aparentemente, son preguntas cuyas respuestas parecen
ser altamente complejas. En los años 30 del siglo pasado,
Einstein, Rosen y Podolsky, afrontan este
problema escribiendo:" No cabe esperar ninguna definición
mínimamente razonable de la realidad que nos rodea". El
rol de la conciencia del observador en la creación de la
realidad cuántica, se presenta como uno de los
grandes retos de la física actual, ya que
este observador al encontrarse aparentemente fuera del sistema
cuántico que es abierto e impredecible, es incapaz de
definir tal realidad y mucho menos, formularla, por lo que su
interpretación no sólo no puede ser objetiva, sino
que ni siquiera la alcanza el campo de la
subjetividad.
Ante estos hechos, Capra, de la Univ. de
California, propone una interpretación intuitiva, metafísica
y mística de la esencia de la Naturaleza.
Anteriormente y en la misma línea, Bohr, al exponer
el constructor atómico y por ello ser nombrado caballero,
elige como escudo de su blasón el esquema del yin y del
yang, oriental. Schrödinger, tras sus investigaciones,
acaba dando amplio crédito
a la religión budista. La física de
Newton ya nos permitía entrever la existencia de
este problema, sin embargo, es la física cuántica
la que nos puede dar algunas respuestas.
La ciencia, tal como se la define actualmente,
propone un conocimiento
crítico e intenta describir la realidad y explicarla
mediante leyes que son
proposiciones universales que establecen bajo qué
condiciones se producirán ciertos hechos, permitiendo
así la predicción de los fenómenos, a
condición de estar despojados de sentimientos, sensaciones
y emociones. La
física, por un lado, nos acerca al conocimiento
de los elementos materiales que
constituyen la Naturaleza
próxima, y por otro, intenta investigar el origen del
Universo y su
evolución mediante modelos
analíticos teóricos, y todo ello, recurriendo a la
abstracta razón de la útil herramienta de las
matemáticas. Los físicos se valen de
la investigación en su vertiente fundamental o
aplicada, dependiendo de si son teóricos o
experimentadores. En cualquier caso, el objetivo
último, tal vez utópico, es el de construir un
modelo capaz
de resolver todas y cada una de las cuestiones que se pueden
plantear desde la relatividad general y la física
cuántica, unificándolas en una sola teoría.
En este momento, sin embargo, no parece posible un modelo
físico-teórico que contenga a la vez, las fuerzas
que interrelacionan la materia con la
energía (electromagnetismo, gravedad, fuerza
débil o de Fermi y fuerza
nuclear) y las ondas y
partículas elementales
cuánticas.
La física cuántica establece que
las partículas elementales, constituyentes del átomo, no
son elementos esencialmente reales dada su imprecisión
existencial. Se pueden comportar como partículas en un
momento dado y como ondas en el
siguiente o en el anterior. Existen en un espacio y un tiempo que no
reconoce el presente, saltan del pasado al futuro, y a la
inversa. El presente material sólo es reconocido como una
necesidad y una arbitrariedad de la observación humana. No obstante,
contradictoriamente, las partículas elementales y las
ondas exigen su derecho de ser el fundamento de la materia.
Paradigma
complejo y de difícil solución. La curiosidad
estriba en que tanto la física relativista como la
cuántica resuelven problemas
siempre que no sea simultáneamente. Esta disyuntiva
generó el Principio de Incertidumbre propuesto por
Heisenberg, que expresa el que no hay ningún elemento que
exista en un lugar y en un tiempo determinados. Por tanto, la
velocidad y
situación de una partícula elemental solamente se
puede fijar en un instante dado (por el diagrama de
Friedmann), pero nunca se sabrá que sucederá en el
instante siguiente, y tampoco si actuará como tal
partícula o como función de
onda.
La física clásica la erigió
Newton como
respuesta al sentido común. La materia se puede evaluar,
se precisa su posición y su comportamiento, se prevén los movimientos y
velocidades, sus energías y sus resultados. Las ondas eran
elementos de segundo orden en comparación con las
partículas que por sí solas eran suficientes para
conformar la materia. La física clásica no
intuyó con la perspicacia necesaria, las posibilidades de
las ondas actuando como partículas, al no conocer estos
elementos subatómicos, a la vez extremadamente cercanos y
lejanos, pero vinculados estrechamente a la vida de los
átomos. No fue más allá del horizonte
molecular.
La física cuántica teoriza sobre
la constitución íntima de la "materia
real" fundamentándola en dos partículas
elementales: fermiones y bosones.
Los fermiones son las partículas que
construyen la estructura de
la materia, y se encuentran representados por los electrones,
protones y neutrones. Son partículas que actúan con
cierta independencia
y autonomía. Los bosones son los vectores que
transportan la esencia y la fuerza de la Naturaleza, facilitando
la conjunción del Universo. Son
partículas independientes que siempre interactúan
entre sí, a veces sincrónicamente, pero que en
ciertas condiciones pierden su individualidad. Esta paradoja de
la interdependencia e individualidad de estas partículas
fue enunciada por Einstein, Podolski y
Rosen. Los bosones están constituidos por
los gluones, gravitones y fotones, siempre con tendencia
unívoca a la reunión dispersa.
La interrelación dinámica entre fermiones y
bosones, la fundamenta, especialmente, el
fotón, que al no tener carga, es su propia
antipartícula. Pares de electrones y positrones pueden ser
creados espontáneamente por fotones, y este proceso se
puede invertir como consecuencia de su propia
aniquilación. La antipartícula del electrón
es el positrón. La colisión de un fotón
(γ) con un electrón (e–) genera un
brusco cambio en la
dirección de este. El
e– absorbe al γ. Luego, lo
emite cambiando de nuevo su direcciσn.
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Diagrama en el que se describe la
colisión de un electrón y un fotón.
Obsérvese que entre las dos colisiones A y B, el
electrón ha cambiado su trayectoria en el espacio y ha
invertido el tiempo.
Fermiones y bosones, son
partículas elementales que sostienen y actúan en
instantes indeterminados como funciones de
onda.
Por causa de los bosones, los fermiones se
mueven y se mantienen coherentes entre sí, aunque
independientes, en el proceso de
creación. Cuando los bosones se solapan por la
afinidad generada por una información compartida resonante (concepto
introducido por el autor) conllevan una determinada identidad,
pero las probabilidades de existencia como tales
partículas individuales, disminuyen, concretándose
la materialización. A este proceso se le denomina
caída de la función de
onda. Esta primigenia afinidad puede hacer suponer la presencia
de un inicial estado
elemental de conciencia. La pérdida de la cualidad
individual de los bosones, es la responsable directa de la
aparición de un primer estadio de una estructura material
consciente de su propia existencia.
La teoría
cuántica sólo es posible expresarla en
términos matemáticos y describe a la materia como
una abstracción. En este sentido, la materia no ocupa ni
un espacio puntual ni un tiempo determinado, se encuentra
difundida y en un constante movimiento
discontinuo, aleatorio e impredecible, en todo el Universo. Las
partículas elementales no obedecen a leyes
predeterminadas, por lo que para quien las observa en este
estado
inicial, resultan parecer la consecuencia de una situación
caótica.
Primero Minkowski y luego su alumno
Einstein, proponen los campos o planos de referencia
inercial. Supongamos que un turista, que se encuentra en
Sacrè Coeur, París, pregunta dónde se
encuentra el edificio número 10, en la Place de
Tête. Para un parisino domiciliado en esa zona le
será muy fácil explicar, ya sea topológica o
matemáticamente, lo que debe hacer el turista para llegar
a esa exacta dirección. Sin embargo, a nadie se le
ocurrirá preguntar por esa misma dirección si se
encuentra a 1.000 kilómetros de altura. En todo caso
preguntará dónde se encuentra Europa. Es decir,
los hechos responden a determinados planos de referencia
inercial. De aquí surge la relatividad, que en todo caso
responde a la referencia asociada al propio observador. Es el
mundo de las certezas, donde el movimiento es
natural pues lo controlamos por el espacio recorrido, por el tipo
de velocidad, el
tiempo y la energía empleada. Sin embargo, para la
teoría cuántica, no pueden existir planos de
referencia, excepto los que devienen de un preciso instante dado.
Es el mundo de lo impredecible, donde todo fluye, donde las
partículas aparecen y desaparecen, sus movimientos son
discontinuos y giran sin cesar en todas direcciones, a veces como
tales partículas y a veces como funciones de
onda. El espacio y el tiempo se difunden en el mundo de las
partículas que circulan sin orden cronológico, se
diluyen en campos de magnitudes de onda en su propio y aleatorio
espacio y se complejifican en ocasiones, permitiendo la
materialización, y en otros instantes invirtiendo el curso
del tiempo. Las realidades cuánticas son estados
potenciales.
Naturalmente, para un observador es más simple
desenvolverse en el mundo de la física clásica; no
podría hacerlo en el mundo cuántico, pues este
observador necesita de hechos entendibles no desde la
acronología. Sin embargo, los fermiones, y
especialmente los electrones, sí. Es el denominado
acontecimiento de reversibilidad temporal, en el que los sucesos
ocurren de una manera tal, que permiten adoptar cualquier
dirección en el espacio y en el tiempo. Es por esto por lo
que el observador influye definitivamente en la creación
de la materia, es el que le aporta conciencia a la realidad. Ello
permite las dualidades onda-partícula, cuerpo-conciencia y
mente-realidad, aspectos todos ellos, indisociables de la
existencia. Es el observador el que crea la realidad del instante
presente. Si este instante no es observado se puede generalizar
diciendo que se difundirá, extinguiéndose en el
tiempo. Por tanto, sólo es la conciencia del observador
del suceso lo que le aporta realidad. Pero, ¿y si no se
tiene conciencia de ese mismo suceso, existe en
realidad?.
Las partículas elementales parecen estar
aparentemente alejadas en el espacio-tiempo, pero en realidad, en
un dominio
subyacente, el dominio
implícito cuántico, permite que se encuentren
vinculadas entre sí. Según Bohm, este
dominio se comporta como el patrón de interferencias de un
holograma. En el dominio implícito de las frecuencias no
existe el espacio, ni las distancias, y por ello, tal como dice
Pribiam: "la separatividad es una ilusión
construida en nuestro cerebro".
Es conocido el problema de "quién mató al
gato" propuesto por Schrödinger. Pensó en
quién mataría a un gato dentro de una jaula.
Colocó comida en un lado y un tóxico mortal en el
otro. Por delante puso un líquido radioactivo que
desprendería una partícula que podría subir
o bajar. Si esta partícula sube, se destapará la
comida, pero si baja, destapará el veneno. Se trata de
saber que le sucederá al gato. Según la
ecuación del autor de este acertijo, nada físico
puede decidir la suerte del gato. Al tratarse de una realidad
cuántica se encuentra en un estado potencial. Vivo y
muerto al mismo tiempo, en dos estados probables, solapados e
interpuestos. Sólo la mirada del observador puede
determinar el desenlace final.
La realidad cuántica es diferente según se
perciba o no, según se observe o no.
Imaginemos la infinidad de
trayectorias de partículas elementales y ondas (los trazos
del dibujo de
Doré) que se han ordenado en el instante dinámico
de la interferencia del observador, ofreciendo a la
organización cerebral la proyección del espejo
de la realidad. Individualmente, cada línea o trayectoria
de una partícula no se traduce en una imagen
reconocible, sin embargo, el conjunto ordenado de ellas conforman
nuestra realidad cotidiana.
Electrones que antes de la percepción del
observador eran partículas u ondas
indefinidas e impredecibles, se transforman, como
consecuencia de esa misma observación, en partículas y ondas
de carácter
formal, mediante unos fotones invisibles que responden a la
llamada del observador como consecuencia de su experimento. El
gato vivirá o morirá, concretando uno de los dos
estados latentes superpuestos en el momento de la
observación. Dependiendo del instante de la
observación, Schrödinger lo acariciará
o lo enterrará.
A partir de aquí se plantea un gran problema.
¿Qué poder virtual
tiene el observador sobre la creación de la realidad?.
El
conocimiento de los elementos que nos rodean, parece ser el
eslabón entre el mundo cuántico y la realidad
común. Es decir, la conciencia del observador es la que
hace realidad lo observado. Por eso, Prigogine dice: "La
realidad se nos revela sólo a través de una
construcción activa en la que participamos"
. La ciencia, tal como se definió anteriormente, no
responde a estas características quedando corta en sus
objetivos, ya
que su campo de actuación no contempla a la
conciencia.
De acuerdo con Louis de Broglie:
"En la dimensión espacio-temporal, todo lo que
para cada uno de nosotros constituye el pasado, el presente y el
futuro, se da en bloque… Cada observador, a medida que su
tiempo va pasando, descubre nuevas porciones de espacio-tiempo
que aparecen ante él como aspectos sucesivos del mundo
material, aunque en realidad, el conjunto de sucesos que
constituyen el espacio-tiempo, existe con prioridad a su
conocimiento de ellos"
La reducción de la probabilidad y su
conversión en realidad se encuentra asociada a la
actividad y "actitud" de
los bosones, por lo que pueden ser considerados como los
antecedentes primarios de la conciencia (Martínez de la
Fe, 1991).
La conciencia está en estado latente en la
materia, por lo que no es algo extraño al mundo
cuántico: las partículas elementales asocian los
cambios en su medio a la interferencia del observador. Existe un
diálogo
inexplicable entre el hombre y la
partícula. Tal vez sea este "… el secreto del Viejo",
tal como dijo Einstein. La conciencia brota a partir de
una relación de fotones virtuales coherentemente ordenados
en el sistema
cuántico del cerebro.
El observador se convierte de esta manera en el espejo
de la realidad, que su conciencia debe conocer y asume la
dualidad: onda-partícula, cuerpo-conciencia,
mente-realidad, aspectos diferentes pero todos ellos integrados
en la existencia. Desde la física cuántica se puede
afirmar que la realidad no es más que un holograma
constituido por partículas elementales ordenadas en
nuestro cerebro.
De esta forma, el hombre
cuántico se convierte en la gran paradoja de la
física de las partículas
cuánticas.
BIBLIOGRAFÍA:
Sergio A. R. Gutiérrez Morales y Victor
Smith-Agreda: "Biomedicina: Fundamentos, Práctica
Clínica e Investigación", Mandala, Madrid,
2001.
Ortoli, Pharabod: "El cántico de la
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Martínez de la Fe: "¿Existe lo que
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Catedrático de la Facultad de Física, Universidad de
Las Palmas, Islas Canarias.
Fritjof capra: "El Tao de la Física",
Sirio, Málaga, 2002.
Ph. D. Sergio A. R. Gutiérrez
Morales
Med. Bioenergética –
Epidemiólogo