Teletransporte y el Efecto Túnel
El mundo cuántico aguarda muchas sorpresas… y algunas pueden ser dolorosas de entender
si no tienes puesto el cerebro en el modo correcto. Creo que el efecto túnel es una
de ellas. Atentos: Imagina que tienes una especie de túnel de
viento, un pasillo estrecho por el que circula una corriente de aire muy potente. Imagina
ahora que tienes unos atletas que quieres que atraviesen corriendo todo el túnel; quieres
que lleguen al otro extremo. Superar este reto es una cuestión de fibra:
el viento dentro del túnel te empuja con mucha fuerza, por lo que tienes que adentrarte
en él con mucha energía. Está claro: si entras en el túnel con menos de una cierta
velocidad, el aire te va a echar hacia atrás. No vas a llegar al otro extremo simplemente
porque el viento es más fuerte que tú. Y, vaya, que mala suerte. Parece que los atletas
de esta ronda no van a dar la talla: Te enteras que ninguno puede alcanzar la velocidad necesaria
como para cruzar el túnel. Esto va a ser un fracaso… Pero aun así lo intentas.
Empiezas a mandar a los corredores y, como era de esperar, ves que todos van saliendo
rebotados del túnel. Están esforzándose al máximo… Pero entrando con esa velocidad
no es suficiente. Estás a punto de dar por terminada la prueba, pero, de repente, apartas
la mirada unos segundos de los atletas, vuelves a mirar y te encuentras que uno de ellos está
en el otro lado del túnel. ¿Que? ¿Cómo ha logrado cruzar? Ese atleta físicamente
no podía alcanzar la velocidad suficiente como para atravesarlo. No tenía bastante
energía para hacerlo… Pero está ahí. ¿Que debo pensar? ¿Que se ha… teletransportado
de un sitio al otro? Por supuesto esto es una historieta que me
inventado… Pero podrías sustituir los atletas por electrones y el túnel de viento por un
campo eléctrico que los repela y pasaría exactamente lo mismo. Electrones que no deberían
traspasar ciertos obstáculos porque energéticamente no pueden… de repente van y lo hacen, y
te dejan esta sensación de que han ignorado la barrera y se han teletransportado al otro
lado. Esta movida se llama El Efecto Túnel o “tunelamiento cuántico”, porque parece
que los electrones han cavado un túnel para poder pasar. Pregunta: ¿cómo explica esto
la mecánica cuántica ? ¿se están los electrones teletransportando?
Ok, no debería hacer esto, pero durante los siguientes minutos voy a interpretar las matemáticas
de la mecánica cuántica de una manera concreta. Así podrás irte a casa con una imagen clara
de lo que sucede. Que ya nos conocemos: empiezo que si función de onda tarari, operador hermítico
tarara y al final acabáis comprando homeopatía. Por supuesto, después, para los suscriptores
más inquietos, os lo cuento con los puntos sobre las ies.
Durante este momento pedagógico, quiero que aceptéis que los electrones pueden estar
en varios sitios a la vez. Que esa cosa que llamamos posición no tiene siempre que estar
perfectamente definida, sino que puede agrupar una cantidad grande de valores. No una posición
concreta, sino muchas posiciones simultáneas. Pero normalmente todas estas posiciones no
gozan del mismo estatus: resulta que el electrón suele tener más “presencia” en ciertos
lugares que en otros y esto se nota cuando lo mido. Medir un electrón no es otra cosa
que pedirle aclararse dónde está, forzarle a que defina su posición. Y en esa exigencia,
el electrón aparece en la mayoría de ocasiones en los sitios en los que tiene más “presencia”.
Sin embargo, hay veces que no lo encuentras en sus lugares favoritos, si no en otros en
los que tenía menos “presencia”. Era improbable verlo allí, pero si prueba, pruebas
y pruebas es una cuestión de estadística que lo acabes midiendo en ese lugar. Es justo
esto lo que hace que el Efecto Túnel exista. Pongámonos en la situación: lanzo un electrón
contra un barrera que se que no puede atravesar. Ahora, cuando el electrón se dirige hacia
el obstáculo lo hace con la posición sin definir. El electrón está en varios sitios
al mismo tiempo, y resulta que uno de esos lugares es el otro lado de la barrera. Esto
quiere que decir que, sí, la mayoría de las veces voy a medir el electrón en este
lado del obstáculo, pero en una pequeña cantidad de ocasiones lo voy a ver en el otro
lado. No se ha teletransportado, aquí no hay ningún mecanismo que le permita hacer
eso. Es el simple hecho de que su naturaleza es tener su posición indeterminada, y cuando
nosotros forzamos a que se defina, en ciertas ocasiones lo haga en un lugar que nos resulta
incómodo. Saliendome de la interpretación: realmente
no sabemos si los electrones ontológicamente están en varios sitios a la vez. Lo que sabemos
es que las propias matemáticas de la mecánica cuántica nos abren la posibilidad de encontrar
el electrón en un lugar que en nuestro mundo clásico estaría prohibido. Dicho de otra
manera: la función de onda es una cabrona casi imposible de confinar. Siempre traspasa
las barreras y nos da una probabilidad aunque muy pequeña de encontrar ahí fuera el objeto
que representa. Vamos, que encerrar algo de por vida en el mundo cuántico es una tarea
complicada. Incluso una de las mejores cárceles del Universo, el núcleo atómico, tiene que
lidiar con algunas fugas debido a este efecto túnel… unas fugas que le llevan a desestabilizarse
y a desintegrarse. Una última cosa. Sabed que el origen del
efecto túnel, esta indeterminación en dónde estaba el electrón, no solo ocurre con la
posición de un objeto cuántico: reactivando la interpretación, un electrón también
puede tener varias velocidades simultáneas, girar con distintas rapideces a la vez o portar
diferentes cantidades de energía al mismo tiempo. La indeterminación es algo natural
al mundo cuántico… Aunque es cierto que tienes unas reglas. Pero eso lo veremos en
otro vídeo.
Y ya sabes si quieres más ciencia solo tienes que suscribirte. Y gracias por verme.
