RSS Feed
Podem definir una ona com una pertorbació d’un medi. Tal pertorbació es propaga en el medi en qüestió, transportant energia i quantitat de moviment, però no matèria. Això significa que encara que ens sembli que l’aigua d’un estany es desplaça quan hi tirem una pedra, tan sols transporta energia i moviment. Què significa això? Primer veurem els dos tipus d’ones.
Ones mecàniques i ones electromagnètiques
La principal característica que ens permet diferenciar una ona mecànica d’una electromagnètica és la necessitat o no d’un medi en el qual propagar-se. Sabem que el so, que és una ona mecànica, es propaga per l’aire a una velocitat d’uns 340m/s. Aquesta velocitat incrementa quan el so es propaga en substàncies que tenen els àtoms més propers els uns dels altres. Per exemple, en l’aigua, el so es propaga unes cinc vegades més ràpid que en l’aire, mentre que en l’alumini, que és un sòlid, és vint vegades major. Aquest increment es deu al fet que el so és conseqüència de la vibració en cadena de les molècules que formen el medi on es propaga. Els àtoms que formen l’aire, que és una mescla de gasos, estan molt...
L’any 1896, el científic francès Henri Becquerel va descobrir accidentalment la radioactivitat natural. Va guardar en un mateix calaix unes sals d’urani i una placa fotogràfica, i va poder comprovar com, degut a la presència de l’urani, la placa ennegria.
En aquest "experiment", Becquerel també va descobrir la tercera força que opera en el món microscòpic, la interacció dèbil. El típic procés d’aquesta interacció era la desintegració coneguda amb el nom de desintegració beta.
La desintegració beta consisteix en l’emissió d’electrons des del nucli cap a l’exterior. Aquests electrons constitueixen els rajos beta. Aquests són emesos quan el nucli atòmic experimenta de manera espontània un canvi d’estat. Els científics van atribuir aquest canvi a la inestabilitat dels nucleoides (protons i neutrons).
L’estudi de la radioactivitat va inquietar durant molts anys a centenars de laboratoris d’arreu del món. Una de les figures més representatives del tal estudi fou Marie Curie, qui, amb la col·laboració del seu marit Pierre Curie, va descobrir el Radi i el Poloni, va aïllar el Radi i va estudiar la naturalesa i els compostos...
Una de les moltes implicacions de la mecànica quàntica que afecten al món subatòmic és que les partícules poden manifestar-se en “real” o en “virtual”. Les partícules reals són aquelles que podem mesurar, les que utilitzem en els experiments. Un comptador Geiger detecta un fotó real. En canvi, les partícules virtuals sorgeixen de préstecs d’energia i desapareixen just després de crear-se. Tot i això, actualment es creu que la naturalesa d’aquestes últimes podria estar relacionada amb la de les partícules missatgeres, aquelles que transmeten les forces d’acció a distància.
Les partícules virtuals
Les partícules virtuals són una determinada quantitat d’energia empaquetada (partícula) que existeixen durant un lapsus de temps molt curt. La curta esperança de vida de cada partícula ve determinada pel Principi d’Incertesa de Heisenberg, que diu que el producte de l’energia prestada i la duració del préstec ha de ser major que la constant de Planck dividida per dues vegades pi. Aquest “préstec d’energia” , que es pot extreure del buit, es retorna per tal de no violar el principi de conservació de l’energia, i a mesura que el préstec...
Veure abans: Realitat i Separabilitat
El teorema de Bell és un teorema que s'aplica en la mecànica quàntica i que demostra que la imatge d'un Univers amb realitat i separabilitat no correspon amb la del nostre. El seu autor va ser el físic irlandès John Bell, qui, motivat per l'artcile EPR, va decantar la balança a favor de la mecànica quàntica, la qual s'oposa a les premisses de la realitat i separabilitat per a la descripció correcta del nostre Univers.
Desigualtats de Bell
El treball de John Bell parteix d’experiments en els quals difereixen els resultats en funció de si els interpretem mitjançant la mecànica quàntica o el pensament raonable. La mecànica quàntica nega les condicions de realitat i separabilitat, mentre que el pensament raonable no entén la nostra existència sense alguna d’aquestes dues. Així doncs, si fem un experiment que afecti un parell de partícules haurem de suposar que:
Ambdues partícules s’influeixen instantàniament i el seus estats físics són creats per l’observació.
Ambdues partícules no poden afectar-se de cap manera si no és a través de forces...
La realitat i la separabilitat són les premisses d’un Univers raonable, aquell que la física ha acceptat durant molts anys i que ha complagut a mentalitats tan conservadores (en aquest aspecte) com la de Newton o la d’Einstein. No obstant, des del naixement de la mecànica quàntica, aquestes premisses s’han posat en dubte, fins al punt que, sembla ser, que el nostre Univers no pot ser real i separable al mateix temps. Anem a veure quin significat tenen per la física els termes “realitat” i “separabilitat”.
Realitat
Si el nostre Univers fos “real”, les propietats físiques de la matèria no serien creades per la observació, tal i com defensa la mecànica quàntica, sinó que serien una qualitat intrínseca de tot cos, independentment de si és observat o no. Albert Einstein era partidari d’aquest pensament. Ell creia que una partícula tenia una realitat separada, independent dels mesuraments. “M’agrada pensar que la Lluna està allà encara que no l’estigui mirant”, va dir un cop. Així doncs, “realitat” és la paraula que s’utilitza per referir-se a les propietats físiques reals de tots els objectes que no són creades per l’observació....
El pas que fa un àtom d’un estat d’excitació alt a un de baix o viceversa rep el nom de salt quàntic. Per no contradir el principi de conservació de l’energia, quan un àtom passa d’un estat excitat a un de menys emet energia en forma de paquets, coneguts com fotons (gràcies a Einstein sabem que la llum és un flux de fotons). En canvi, quan un àtom augmenta el seu grau d’excitació absorbeix fotons, els quals aportaran una certa quantitat d’energia, que serà inversament proporcional a la seva longitud d’ona: tal i com sabem gràcies a la teoria quàntica, un fotó amb una longitud d’ona curta té més energia que no pas un amb una longitud més llarga. Aquest fet queda manifestat amb la potència de penetració que tenen els raigs X respecte la llum visible, que és major perquè la longitud d’ona d’aquests primers és més petita.
En aquesta entrada ens fixarem amb els fotons que són emesos quan un àtom allibera energia, i veurem com la mecànica quàntica els interpreta dins del marc teòric de la Interpretació de Copenhage.
Amb la mateixa polarització
Alguns estats excitats d’un àtom són tan alts que aquest...
Subscriure's a:
Missatges (Atom)
