Ona de probabilitat

El punt de partida de la mecànica quàntica el situem en l’ona de probabilitat. L’ona de probabilitat és aquella ona que emergeix de qualsevol tipus de matèria i que determina la posició en la qual es trobarà la partícula, la molècula, el cos,etc, en qüestió.

Abans de que es plantegés la mecànica quàntica, quan es feia una predicció, es parlava sobre la posició absoluta de la qual es trobarà un cos després de realitzar-li una sèrie d’experiments. No obstant, amb la inserció de la teoria quàntica, i a través de diverses observacions, de les quals en destaca la de Young, ja no es parlà més sobre la posició d’un cos, sinó sobre la probabilitat de trobar-se situat en una regió.

Aquesta ona probabilística també rep el nom de funció d’ona, i els seus creadors foren Niels Bohr i Erwin Schrödinger.

Funció d’ona

L’ona de probabilitats que propaga un cos determina la seva posició

Segons la mecànica quàntica, des del moment en que neixes, comences a propagar una ona que determina totes les teves situacions. Per increïble que sembli, la teva pròpia ona no tan sols comprèn regions del planeta Terra, sinó que s’estén per tot l’univers, sobrepassant les barreres imposades pels planetes, les estrelles, les galàxies, ... i tots els altres complexos cosmològics que contingui el nostre cosmos. És a dir, tot i que et trobes assegut davant de la pantalla del teu ordinador, també hi ha una petita probabilitat de que et trobis en alguna de les llunes de Júpiter.

Generalment, la població es desmarca de manera escèptica davant d’aquest fet quàntic, a causa de que pot arribar a resultar força extravagant. No obstant, aquest fet ha sigut en nombroses ocasions demostrat experimentalment en laboratoris. Si més no, el misteri de la desintegració radioactiva és explicat a través d’aquesta resolució.

Desintegració radioactiva: Normalment, el nucli d’un àtom és estable. Els protons i els neutrons es troben lligats per la força nuclear forta. No obstant, hi ha una petita probabilitat de que aquests es trobin en una altra ubicació. El simple fet de que existeixi aquesta probabilitat, ja implica que, de tan en quan, els neutrons i els protons superin grans barreres d’energia, se separin del nucli, i provoquin, d’aquesta manera, la posterior desintegració radioactiva de l’àtom.

¿De quina manera és determinada la posició real d’un cos si pot estar en qualsevol regió de l’univers?

Com bé se’ns informa en el seu nom, l’ona de probabilitat ofereix una interferència de probabilitat. On hi hagi més probabilitat de que el cos en qüestió es trobi en un indret, per probabilitat s’hi trobarà. Si un futbolista colpeja una pilota, el més probable és que aquesta no aparegui a Mart, ja que la probabilitat de que així sigui és ínfima respecte a que, per exemple, acabi dins de la porteria. Tu et trobes assegut davant de la pantalla de l’ordinador ja que la teva funció d’ona és molt marcada en aquesta posició. En canvi, no estàs fora del Sistema Solar ja que la probabilitat de que això passi és, si més no, despreciable. Per tant, establim que la posició real d’un cos ve determinada per la major probabilitat de que es trobi en un indret determinat que no pas en un altre.

No obstant això, de la mateixa manera, també se’ns està informant de que hi ha una petita probabilitat de que la posició d’un cos no es trobi en l’esperada o adequada. Això significa que, de cop i volta, una persona situada en una andana de tren de Barcelona, pot passar, com “per art de màgia”, a trobar-se situat en una piràmide egípcia, sense comprendre en cap moment què li ha succeït.

Aquest cas curiós que ens brinda la mecànica quàntica, la funció d’ona, es troba íntimament relacionat amb un altre que ja vam veure ara fa unes quantes entrades, anomenat efecte túnel. Si fem memòria, l’efecte túnel era aquell que permetia que partícules individuals travessessin murs de formigó sencers, a causa, precisament, de la petita probabilitat existent de que aquestes es trobessin tard o d’hora a la part posterior del mur.

El temps resulta ser problema

No obstant, de la mateixa manera com vam informar en la corresponent entrada de l’efecte túnel, per a que fets tan curiosos, com el del ciutadà de Barcelona que apareix a Egipte, es puguin donar, farien falta milers de milions d’anys, o el que és el mateix, aproximadament l’edat actual de l’univers. Aquest fet es deu a les ínfimes i remotes probabilitats que presenta un cos de trobar-se a on no li correspon. És cert que una persona pot aparèixer allà on no li pertoca, però de fet, la probabilitat de que una persona acabi un metre més enllà d’on s’havia desplaçat, és tan ínfima, que la d’acabar en un altre país seria tan sols anecdòtica.

Fets tan curiosos com els d’aparèixer en una altra regió del món, o inclús de l’univers, tan sols serien quotidians en persones que visquessin centenars de milers de milions d’anys, i, posat que l’univers tan sols en té 14.000 mil milions, a cap ésser viu li pot resultar normal cap d’aquests fets esmentats.

Quotidianitat en el microcosmos

Però, si es requereixen milers de milions d’anys per a que una persona sigui transportada en una altra regió del món, ¿com és que constantment molts àtoms s’estan desintegrant a causa d’aquest fet?

Els físics quàntics van arribar a la conclusió de que com més petit és un cos, les probabilitats d’escapar-se de la seva situació són més grans. És a dir, a una persona li suposaria molt de temps desplaçar-se per “art de màgia”, a causa de la seves grans dimensions, en comparació amb un protó que és de mida microscòpica, i que per tant constantment s’està escapant del nucli.