Neutrins

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 d’aquests element.

Desequilibri en la desintegració beta

L’estudi de la desintegració beta va topar en els anys 20 amb una paradoxa desconcertant: la massa del nucli inicial no corresponia amb la massa del nucli final més la dels electrons emesos. Això suposava que, durant l’emissió dels raigs beta, es violava el principi de conservació de l’energia, la qual cosa implicava qüestionar-se un dels fonaments més importants de la ciència. Durant un cert temps semblava inclús que s’havia d’abandonar aquesta llei, però, l’any 1930, el físic alemany Wolfang Pauli va suggerir l’atrevida idea d’un objecte petit neutre que s’emportava l’energia. Tal objecte tenia (o haver de tenir) les propietats necessàries com per no ser detectat.

Els neutrins de Pauli

Pauli creia que el principi de conservació de l’energia podia salvar-se si, juntament amb l’electró i el protó, el producte de la desintegració contenia una partícula elèctricament neutra, amb una massa nul·la o quasi nul·la. Aquestes característiques farien que la partícula en qüestió fos molt dèbil durant les interaccions.

L’any 1933, el físic italià Enrico Fermi va descriure com és el procés de la desintegració beta amb la premissa de l’existència dels neutrins: un neutró inestable es desintegra en un protó, un electró i un dels petits objectes neutres de Pauli, que s’emporta una petita quantitat d’energia. Fermi va anomenar aquest petit objecte neutre amb el nom de “neutrí”, ja que compleix les qualitats de ser neutre i petit. Ara sabem que de la desintegració beta, la causant de l’emissió dels neutrins, n’és responsable la interacció dèbil, que opera en el nucli atòmic.

Més ràpids que la llum? 

La massa dels neutrins 

Abans es creia que aquestes partícules subatòmiques no tenien massa, però, fins fa poc, sabem que sí en tenen, tot i que és tan petita que resulta difícil de detectar. És, aproximadament, una milmilionèsima part de la massa d’un àtom d’hidrogen (l’element més lleuger de l’Univers)!. Una de les característiques del neutrí que fa que el seu estudi sigui molt complicat és que interacciona dèbilment amb la matèria. Un neutrí és capaç de travessar la matèria ordinària sense pertorbar-la.

Resultats sorprenents en el CERN

En setembre de 2011, un experiment realitzat en el laboratori de Gran Sasso (CERN) va detectar un conjunt de neutrins que van viatjar a uns 6 quilòmetres/segon per sobre del límit dels 300.000 km/s que Einstein havia postulat en el seu treball de la Teoria de la Relativitat General de l’any 1915. Molts telenotícies van donar importància al fet que Einstein, una de les figures més importants de la historia de la ciència, s’hagués pogut equivocar. No obstant, a principis de 2012, un altre experiment en el mateix laboratori italià va demostrar que els neutrins no són més ràpids que la llum, sinó que es troben per sota del límit que, tot i haver sigut qüestionat, persistia immutable. El CERN va explicar que els resultats equivocats del primer experiment es devien a un error de medició. 

Continua llegint »

Partícules virtuals i partícules missatgeres

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 és més gran, el temps de vida per a la partícula virtual és més breu, la qual cosa significa que les variables “préstec” i “temps” són inversament proporcionals. Així doncs, aquestes partícules existeixen durant un període de temps tan curt que el principi d’incertesa ens prohibeix observar-les.

Les partícules virtuals són fruït de la permissivitat de la teoria quàntica, que permet crear partícules si s’obté l’energia necessària per fer-ho. Gran part de la comunitat científica és propensa a tenir en consideració les partícules virtuals perquè, tot i que no podem observa-les, la seva existència permetria explicar certs fenòmens, com per exemple, que són capaces d’influir en la matèria real. No obstant, els canvis que originen pràcticament no es poden detectar, motiu que impulsa la lluita per fer més precises les observacions.

De quina manera poden influir les partícules virtuals en la matèria real?

Parella de partícules matèria-antimatèria

Un fotó virtual, que es pot trobar orbitant al voltant d’un electró, és capaç de dissoldre’s i originar un positró (e+) i un electró (e-), sempre i quan la suma de l’energia d’ambdós sigui igual a la del fotó. Com que el que s’ha format és una partícula de matèria i l’equivalent en antimatèria, ambdós corpuscles s’aniquilen mútuament. Fruït d’aquest alliberament d’energia es crea un fotó l’energia del qual és igual a la suma de l’energia de la parella de partícules matèria-antimatèria. Aquest fotó serà capaç de dissoldre’s en uns altres positrons i electrons, i aquests d’originar un altre fotó, i així, successivament. D’aquesta manera, sense vulnerar les lleis físiques, un fotó virtual és capaç d’influir en les propietats d’un electró real.

Partícules missatgeres

El Model Estàndard descriu les forces fonamentals (electromagnètica, nuclear forta, dèbil i gravitatòria) com un conjunt d’interaccions que es donen en un camp. El concepte de camp fa referència a una quantitat física associada a cada punt de l’espai. Un camp elèctric, per exemple, és la regió d’espai creada per una càrrega elèctrica on serà capaç d’interaccionar amb un cos de naturalesa elèctrica. Els camps van ser introduïts per explicar el funcionament de l’acció a distància.

Segons el Model Estàndard, els cossos interaccionen en un camp mitjançant l’emissió i la recepció de partícules que anomenen amb el nom de partícules missatges o portadores. Cadascuna de les quatre forces que contempla el Model Estàndard té associada una partícula portadora característica.

Partícules missatgeres associades a cada força

• Els fotons són portadors de la força electromagnètica.
• Els gluons són portadors de la força nuclear forta.
• Els bosons W i Z són portadors de la força nuclear dèbil.
• Els gravitons podrien ser els portadors de la força gravitatòria. Encara estan per descobrir. 

Tot i que els gravitons encara no s’han observat, els físics teòrics han predit certes propietats que aquests “paquets mínims” de la força gravitatòria deuen tenir. 

Els constituents mínims de cada camp transporten el missatge adequat per fer viable la interacció entre cossos. Mirem-nos-ho amb els fotons: quan dues càrregues elèctriques es repelen comparteixen fotons amb el missatge de no atreure’s, mentre que l’atracció es produeix quan el missatge és el de fer-ho. El comportament de la resta de partícules missatgeres és anàleg en cadascuna de les forces que transmet.

Es creu que les partícules missatgeres són, en la majoria dels casos, partícules virtuals, ja que romanen ocultes en el sistema on interactuen. Un electró pot emetre un fotó virtual que desencadeni una sèrie d’esdeveniments que el connectin amb les partícules carregades que existeixin.

1.La força nuclear forta és la que manté els protons i els neutrons en el nucli.
2.Els bosons són un dels dos tipus elementals de partícules (l’altre són els fermions).
3.La força nuclear dèbil explica la radioactivitat i la desintegració beta.

Continua llegint »

El teroema de Bell

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: 

1. Ambdues partícules s’influeixen instantàniament i el seus estats físics són creats per l’observació. 
2. Ambdues partícules no poden afectar-se de cap manera si no és a través de forces físiques i l’observació no influeix en el seus estats físics. 

És lògic afirmar que, amb dues interpretacions (la quàntica i la raonable), hauríem d’obtenir dos resultats diferents. No obstant, el nostre Univers no pot contemplar les dues, així que els experiments ens diran quina és la interpretació que s’aproxima més a la realitat. Si es demostrés que la descripció correcta de la realitat és la raonable, la mecànica quàntica s’hauria de considerar incorrecta. 

Els experiments que Bell va imaginar abraçaven els supòsits raonables. Dins d’aquest marc no mecano-quàntic, Bell va deduir que certes magnituds observables havien de ser majors que altres magnituds observables. Aquesta predicció comprovable s’anomena “desigualtat de Bell”. Si, a través d’un experiment real, es constata la violació de la desigualtat de Bell, una o les dues premisses de les que parteix ha de ser falsa, és a dir, si es demostra que la desigualtat de Bell no es compleix, la descripció mecano-quàntica del nostre Univers serà la correcta. 

Quan es van fer els experiments es va veure que la desigualtat de Bell no es complia. Les premisses de realitat i separabilitats conduïen a una descripció equívoca pel nostre món. 

Experiments de Bell

En veritat, els experiments que van constatar que la desigualtat de Bell no es complia els va dur a terme el físic nord-americà John Clauser, qui va idear un procediment per a fer-ho. 

Experiments amb fotons polaritzats 

*Experiment 1:

En aquest experiment tenim un parell de detectors de fotons que, en funció de la polarització del fotó que se’ls acosta, els deixarà passar (trajectòria 1) o els farà xocar i canviar de direcció (trajectòria 2). Cada detector està situat en un punt equidistant d’on s’emeten fotons bessons. Com que cada fotó estarà igual de lluny del seu detector, ambdós seguiran o la trajectòria 1 o la 2 alhora. Els fotons bessons de cada parella tindran la mateixa polarització. No obstant, no tots els parells tindran la mateixa. Amb això obtindrem fotons que seguiran la trajectòria 1 i fotons que seguiran la 2. 

Si els dos detectors estan orientats en vertical respecte l’eix de propagació dels fotons, tan sols passaran aquells fotons la polarització de la qual s’acosti a l’angle del detector. Un fotó horitzontal no passarà i seguirà la trajectòria 2. 

Al final de l’experiment, s’obtenen els resultats següents:

Aquesta taula indica que si un fotó ha seguit la trajectòria 1 o 2, el seu bessó ha seguit la mateixa. Els resultats de cada detector coincideixen al 100%. 

*Experiment 2:

En aquest segon experiment un dels dos detectors ha estat inclinat respecte l’altre un angle que afecti al 5% dels fotons, i que anomenarem α. Els resultats són:

Els fotons indicats en vermell són la tassa d’error del 5%. Mentre que un ha seguit la trajectòria 2, l’altre ha seguit la 1. 

En l’experiment 3 s’inverteixen els papers. El detector amb la inclinació α torna a ser vertical i el vertical té la inclinació α. Òbviament, els resultats tornen a ser els mateixos: una tassa d’error del 5%. 

*Experiment 4:

Ara els dos detectors s’inclinen alfa. Però mentre que un s’inclina 90- α, l’altre s’inclina 90+ α, és a dir, un s’inclina en el sentit de les agulles del rellotge i l’altre, en el contrari. El resultat esperat serà el d’una tassa d’error màxima al 10% (5% de tassa d’error que hem obtingut en l’experiment 2 més el 5% que hem obtingut en el 3).
El resultat esperat serà el d’una tassa d’error màxima al 10% (5% de tassa d’error que hem obtingut en l’experiment 2 més el 5% que hem obtingut en el 3). La tassa d’error podrà ser menor del 10%, però només si el comportament d’un fotó pot fer que el seu bessó es comporti de la mateixa manera. Això és una desigualtat de Bell. Així doncs, per a què la desigualtat de Bell es compleixi la tassa d’error en l’últim experiment haurà de ser igual o menor al 10% (tassa d’error ≤ 10%).

Els resultats de Clauser 

Quan John Clauser va reproduir aquests experiments va obtenir que, per certs angles, la tassa d’error quan els detectors es feien girar en sentits oposats era major que el doble de la tassa d’error per a un sol detector. D’aquesta manera, va demostrar que la desigualtat de Bell s’incomplia, i com que aquesta partia de les premisses de realitat i separabilitat, alguna d’aquestes dues havia de ser falsa. La descripció raonable del nostre Univers es va declarar errònia.

Continua llegint »

Realitat i Separabilitat

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. “Si un mitjó és verd, no deixarà de ser-ho en el moment que no és observat, o, si la massa d’una partícula és 1,01 vegades superior a la d’un protó, no variarà quan ningú la mesuri”. Si més no, això és el que ve a dir el terme realitat, que no distingeix entre els cossos macroscòpics i els microscòpics.

En un Univers amb realitat mai trobaríem gats com el de Schrödinger, ja que el fet que no es produís cap observació en l’interior de la caixa no implicaria un estat de superposició, i, per tant, un gat viu i mort no seria possible.

Separabilitat

Si el nostre Univers contemplés la separabilitat, dos objectes que, degut a la seva llunyania, no poguessin interactuar entre ells a través d’alguna força física (és a dir, que es propagui a la velocitat de la llum) mai podrien influenciar-se l’un amb l’altre. El concepte de separabilitat trenca amb el de “connectivitat universal”, que defensa l’existència de les “accions fantasmals”, aquelles “influències” capaces d’alterar objectes de diferents galàxies instantàniament. La premissa de la separabilitat és va posar en dubte quan Albert Einstein, Boris Podolsky i Nathan Rosen van publicar l’any 1935 un article que actualment coneixem amb el nom de EPR, en el qual volien demostrar que la interpretació que la mecànica quàntica dels anys 30 feia de l’Univers era incomplerta. Va ser la resposta que Bohr va fer a aquell article la que va començar a parlar, en termes científics, d’una connectivitat universal, que, a molts, els pot semblar més una creença mística que no una hipòtesi científica.

El teorema de Bell i la demostració experimental

En una època que els físics no es preguntaven quin significat tenia la mecànica quàntica, i que no s’ocupaven de demostrar-la experimentalment pel simple fet que funcionava, cal destacar dos noms: John Bell i John Clauser. En la pròxima entrada veurem les contribucions que van fer aquests dos homes a la física moderna.

Continua llegint »

Els orbitals del model atòmic de Bohr

Tot semblava indiciar que Ernest Rutherford havia elaborat el model atòmic definitiu quan va publicar els seus resultats a principis del segle passat. L’àtom de Rutherford no contradeia la observació: les partícules alfa xocaven contra un nucli molt pesat i positiu, que tenia els electrons orbitant en l’escorça. Probablement una versió més completa del seu model és la que inclou els neutrons, però de fet aquests no afecten la càrrega elèctrica de l’àtom. Això va ser al voltant de l’any 1911, i van caldre tan sols dos anys per que un físic danès anomenat Niels Bohr, que ja ha aparegut alguna vegada en anteriors entrades, modifiqués el model atòmic de Rutherford, fes veure que era incomplet i ajudés a comprendre el comportament de l’electró dins l’àtom.

La inestabilitat de l’àtom de Rutherford 

L’electromagnetisme clàssic ens diu que una partícula amb càrrega elèctrica que es mou tot descrivint una òrbita circular emet energia. L’electró encaixa perfectament en aquest perfil, ja que està carregat i es mou en òrbites circulars, i, no obstant, no radia energia. O sí? Pensem en les conseqüències: si un electró radiés energia perdria energia i no podria orbitar en l’escorça, ja que col·lapsaria cap al nucli a causa de l’atracció que manté amb els protons, formant un gran neutró (aquest és el principi de les estrelles neutròniques). No obstant, el propi Rutherford era conscient que això no passava en la naturalesa, atès que si fos així la nostra existència no tindria explicació. Significa que els electrons eren l’excepció? La resposta va venir de mans d’un físic danès, amant del futbol, anomenat Niels Bohr.

Els orbitals de Bohr

Niels Bohr, a l’edat de 28 anys, va estudiar amb precisió l’àtom d’hidrogen per a comprendre les línies espectrals dels gasos, que il·lustren com aquests emeten i absorbeixen energia. Com que l’àtom d’hidrogen està format per un protó i un electró, entendre el paper de l’electró en els espectres era més senzill. Bohr era conscient que un electró tenia la capacitat d’absorbir o emetre (perdre) energia, ja que era la interpretació que els entesos feien de l’espectre de l’hidrogen. No obstant, per a un sol electró que orbita en un àtom, perdre energia suposava col·lapsar en el nucli.I això, com ja hem vist, ho podem aplicar a tota la matèria, no tan sols a l’hidrogen.
A partir de les observacions, Bohr va elaborar un model atòmic on:

els electrons orbiten en nivells d’energia, també coneguts com a orbitals. Entre orbitals hi ha zones “restringides” en què no s’hi poden trobar electrons. 

Cada nivell d’energia només pot contenir un número limitat d’electrons, que es calcula a partir d’una senzilla fórmula: 2n^2. En el primer nivell d’energia caben 2 electrons, perquè 2x1^2=2, en el segon nivell caben 8 electrons, perquè 2x2^2= 8, i així successivament, i fins a elements com el Ununocti (Uuo) que té fins a 118 electrons.

En el model de Bohr, els radis de les òrbites dels electrons no poden tenir qualsevol valor, tal i com s’esperaria de les conclusions a les que va arribar Rutherford, sinó que tan sols estan permesos certs radis d’òrbita (com la vida en la Terra tan sols és factible amb un radi d’uns 150 milions de quilometres).
Un orbital on orbita un electró també es pot anomenar estat estacionari, que significa que l’electró en qüestió no emet ni absorbeix energia, sinó que es troba en un valor energètic fixe.

És important distingir la diferència entre òrbita i orbital. Una òrbita és la trajectòria que descriuen els cossos que es mouen en moviment circular uniforme, mentre que un orbital és un nivell d'energia ocupat per un o varis electrons, els quals al seu torn descriuen òrbites al voltant del nucli.

Absorció i emissió d’energia i salts quàntics
Quan un electró ubicat en un estat estacionari absorbeix energia puja de nivell energètic. Això és un pas d’un estat estacionari a un altre, i s’anomena salt quàntic. El salt quàntic pot ser en dues direccions: cap a nivells majors o nivells menors. Quan s’absorbeix energia, s’ascendeix a nivells majors, en canvi, quan s’emet, es baixa al nivell d’energia inferior, fins que en el primer estat estacionari no es pot perdre energia.
Per a no contradir el principi de la conservació de l’energia, quan un electró perd energia emet un fotó o varis fotons en funció dels sals quàntics que ha experimentat.
Un àtom excitat que experimenta un salt quàntic i redueix el nivell energètic és capaç d’emetre dos fotons. Com que aquests dos fotons provenen del mateix àtom, ambdós comparteixen característiques com la polarització o la longitud d’ona. Aquests fotons s’anomenen bessons, degut a les semblances que comparteixen.

Continua llegint »

La teletransportació (III)

En la primera part d'aquest seguit d'entrades vam tractar sobre la teletransportació que utilitzava la nau de l’Enterprise i que bàsicament es basava en copiar la informació d’un individu, destruir-lo, enviar aquesta informació al punt de destinació i allà recrear-lo. No obstant, vam veure que aquest mètode és prohibit per un dels grans fonaments de la física: El principi d’Incertesa de Heisenberg (recordem que aquest no permetia conèixer la posició i la velocitat d’una partícula alhora, factors que són imprescindibles si volem teletransportar matèria a l’estil Star Trek). 

En la segona part vam intoduir el concepte d'entrellaçament quàntic, i vam avançar que, gràcies a aquest entrellaçament, existeix un mètode factible per a la teletransportació de matèria, però totalment diferent als mètodes que acostumen a omplir les planes dels llibres de ciència ficció.  .

Vam veure com el terme entrellaçament fa referència a un estat de la matèria en el qual si varis objectes es troben entrellaçats no és correcte dir que són objectes diferents, sinó que formen part del que anomenem un “mateix sistema”. Per exemple: si dues boles de billar es troben entrellaçades tenim un sol sistema compost per dues boles de billar. L’entrellaçament implica d’alguna manera que canvis en un objecte afectin simultàniament a l’altra. Un exemple que no s’escau gaire però que ens servirà per fer-nos una imatge mental, és que si nosaltres pintem una de les dues boles de billar de color vermell (suposant que són negres), l’altra, instantàniament, s’haurà tornat de color vermell. Evidentment que això a escala gran és molt difícil d’imaginar, però penseu que els entrellaçaments bàsicament es donen en el que es coneix com el microcosmos, o sigui, els àtoms, els fotons... en fi, partícules, que arriben a ser milers de milions de vegades més petits que un sol gra de sorra.

(Imagina't que les boles de billar són electrons) 

 Doncs bé, anem a explicar com funciona la teletransportació per entrellaçament quàntic.

Suposem que tenim dues boles de billar, les anomenarem A i C, i que volem teletransportar la bola A a la bola C. Per fer-ho utilitzarem una bola neutral i l’anomenarem bola B. Aquesta bola B està entrellaçada amb la bola C, són idèntiques, i per tant podem afirmar que comparteixen la mateixa informació. Si bola de billar B s’altera, la bola de billar C també s’altera, i viceversa. El que farem amb la bola B és posar-la en contacte amb la bola A, de manera que aquesta li transmetrà tota la seva informació amb la bola B. El panorama que ara tenim és una bola sense informació (la A), una altra bola que està entrellaçada amb la C i que conté la informació de la A (que és la B). Com que hem dit que canvis en la bola B també es produirien en la bola C,  ja que hem dit que estan entrellaçades, quan la bola B ha absorbit la informació de la bola A, la bola de billar C també l’ha absorbida. Ara, com que la bola C serà idèntica que la bola A, ja podrem afirmar que la bola A sigut teltransportada. 

Fixeu-vos que en aquesta ocasió no ha calgut haver de copiar la informació i haver de destruir i recrear un objecte, com ho feien els de l’Star Trek.

Continua llegint »

La teletransportació (II) Introducció a l'entrallaçament

Veure: La teletransportació (I)

En l’anterior entrada vam veure com la ciència desmenteix el mite de la transportació a distància a l’estil ciència ficció, a través del Principi d’Incertesa de Heisenberg, establint que no podem transmetre tota la informació d’un individu o cos. Tot i això, en cap moment es va parlar de què aquest gran mètode de transport fos del tot impossible, i que mai pogués ser dut a terme per les futures generacions. Sí és cert que el que segurament resulta ser el mitjà més pràctic per a poder teletransportar matèria és precisament el que no es pot efectuar, però la mecànica quàntica treballa des de ja fa uns anys amb un aspecte curiós d’aquesta branca de la física anomenat: Entrellaçament quàntic.

EPR

L’entrellaçament quàntic descriu un estat de connexió entre matèria donat gràcies al seu estat de coherència, i, a través del qual, poden transmetre informació a velocitats superiors a la de la llum. Va néixer com a resposta a la conjetura d’Einstein, Boris Podolski i Nathan Rosen envers la integritat de la teoria quàntica, ja que, de fet, volien demostrar que aquesta era incomplerta. L’article, que ja va ser tractat en aquest blog, portava per nom: ¿Pot considerar-se completa la descripció de la realitat física que dóna la mecànica quàntica? Tot i que és més coneguda per les sigles EPR (els cognoms dels tres teòrics).

EPR suposava un experiment mental en el qual es produïa un intercanvi d’informació que superava la velocitat de la llum, contradient d’aquesta manera el que Albert Einstein havia establert uns anys abans, ja que es coneixia el verdader estat d’un cos (és a dir, es col·lapsava la funció d’ona) que es trobava a milers d’anys llum de l’observador. Està relacionat amb dos o més cossos que comparteixen una característica intrínseca, com per exemple el següent cas:

Un individu té dos ous de gallina, un pintat de color vermell i l’altre pintat de color verd. Es posa un ou a cada mà i la tanca, sense que nosaltres hàgim pogut conèixer la posició de cada ou. Obre una mà i ens ensenya l’ou vermell, de manera que sabem que a l’altra mà s’hi troba l’ou verd. Nosaltres no hem observat l’ou, de manera que no hem col·lapsat la seva funció d’ona, però ja sabem de quin color és.

El que aquest exemple vol fer veure és que no cal col·lapsar la funció d’ona d’un cos per conèixer la seva naturalesa o una característica, com en aquest cas el color, si aquesta característica, o el conjunt de característiques, es pot establir d’un cos que té característiques intrínsicament relacionades. En el cas de partícules, es va treballar amb partícules que sorgien d’una partícula mare i que compartien característiques oposades com l’espí. Si els espins eren amunt i avall, i una partícula observada era espí amunt, no calia col•lapsar la funció d’ona de l’altra per saber que era espí avall.

Però, ¿què significa “no cal col·lapsar la funció d’ona”?, a cas no contradiu això un dels fonaments de la mecànica quàntica?

Aquí és on la teoria quàntica brinda l’entrellaçament quàntic establint que, de fet, sí que es col·lapsa la funció d’ona.

Tornem al cas de les partícules i els espins. Una partícula la deixem en un punt A, i l’altra en un punt B, situat a milers d’anys llum del punt A. Col·lapsem la partícula del punt A i resulta que és la de l’espí amunt, de manera que ja coneixem la naturalesa de la partícula situada en el punt B sense necessitat d’haver-la observat. En aquest aspecte la mecànica quàntica no es desmarca del fet d’haver de col·lapsar la funció d’ona per conèixer la naturalesa d’un cos, i afirma que la funció d’ona del punt B sí ha sigut col·lapsada. Però com?

La resposta que es va oferir a la suposició EPR, i que no va acontentar gens als seus creadors, fou que existeix una connexió quàntica, com un fil, entre les partícules A i B, en el qual quan col·lapsem A, aquesta envia un missatge de manera instantània a B dient-li que col·lapsi la seva funció d’ona (recordem que A i B estan separats per milers d’anys llum). Això sembla contradir la idea de què res pot superar la velocitat de la llum, però, de fet, no és del tot així, ja que la informació que es transmet entre A i B és la classificada com a “informació inútil”, que respon a característiques d’aleatorietat i que es troba al marge del que Einstein considerava “matèria”.

En la tercera part veurem com l’entrellaçament quàntic s’aplica en la teletransportació

Continua llegint »

La teletransportació (I)

El verdader motiu pel qual en la sèrie Star Trek la teletransportació era el principal mitjà de transport no residia en una qüestió tècnica de l'argument que completés la història, sinó de recursos econòmics, ja que els efectes especials que s'haurien d'haver utilitzat per a fingir l'arribada de la nau Enterprises en un planeta llunyà eren massa cars. Això demostra que per tant la teletransportació no era la primera idea que els hi va passar pel cap en els guionistes de la sèrie, sinó que més aviat era un pla B. Segurament per això la teletransportació a "l'estil Star Trek" no era gaire fidel a les lleis físiques que llavors ja es coneixen. Si més no, molt sàviament, els tripulants de la nau Enterprises comptaven amb un artefacte que compensava, precisament, la llei que prohibia els seus transportaments a distància.

Xocant amb un mur anomenat principi d'Incertesa

La llei que presumptament vulnerava la sèrie Star Trek al permetre la teletransportació de la manera que ho feien ells (a continuació veurem de què es tractava), i que per tant era compensada per un sofisticat artefacte, és un dels fonaments de la mecànica quàntica: el famosíssim principi d'Incertesa de Heisenberg. Recordem que el principi d'Incertesa de Heisenberg no permet conèixer la posició i la velocitat d'una partícula simultàniament i amb precisió. De fet, quan més procurem conèixer una de les dues variables menys coneixem de l'altre. Com que en una entrada ja vam explicar aquest fenomen, ens saltem una bona tros i anem directament a explicar en què consistia la teletransportació a "l'estil Star Trek", o grosso modo, la teletransportació de la ciència ficció.

La teletransportació en la petita pantalla

El mètode seguit pels tripulants de l'Enterprise fa així:

Un individu que desitja aparèixer al planeta ZYQ4 se sotmet a un escàner en el que són analitzades totes les partícules del seu cos, captant la principal informació, és a dir, la posició, la velocitat i l'energia en un període de temps determinat. Un cop aquestes dades han sigut captades, l'individu en qüestió és eliminat, per tant, podem dir que ha mort. No obstant, des del punt de vista escèptic, podem dir que la informació captada a priori és en si l'individu actualment desaparegut. Per a recuperar-lo, s'envien les dades anotades en un processador de matèria situat en el planeta ZYQ4, és a dir, la destinació en qüestió. Allà, la informació és processada de manera que es crea un individu exactament igual en tots els sentits que l'individu que se situava en la nau de l'Enterprise. I voilà, ja s'ha produït la joiosa teletransportació.

Tornant al principi d'Incertesa

El motiu pel qual el principi d'Incertesa no permet que la teletransportació esmentada es dugui a terme ja s'intueix en el moment en què es relacionen dos conceptes oposats esmentats en aquesta entrada: "prohibeix conèixer les dues variables d'una partícula" i "s'analitzen i s'obtenen les dues variables d'una partícula", de manera que seria tan sols fer l'escrit més pesat si comencéssim a analitzar les pegues que hi posa la mecànica quàntica, però per si de cas, ho podem tornar a veurem sintetitzant-ho:

El motiu pel qual el Principi d'Incertesa de Heisenberg prohibeix la teletransportació basada en la captació d'informació d'una partícula és que no podem conèixer ni simultàniament ni amb precisió les dades que requereixen ser analitzades.

Tot i això, resulta graciós pensar què succeiria si realment es pogués dur a terme aquest fenomen. Aquesta mateixa suposició desperta molts debats filosòfics que se centren en l'existència de l'esperit. Tots aquells que creuen que l'esperit (o un quelcom extracte habita en nosaltres i ens dóna la vida) existeix opinen que el segon individu o bé no seria factible o bé no seria el mateix que el primer.

Acabem amb aquesta primera entrega sobre la teletransportació avançant la temàtica de la segona, en la qual introduirem el concepte d’”entrellaçament quàntic”, tema de la tercera entrega.

Continua llegint »

La llei de Planck

Max Planck va revolucionar el panorama de la física de principis del segle passat al introduir el concepte de “quant”. Tot i que la seva resposta a la “catàstrofe ultraviolada” era extravagant, la coherència matemàtica que oferia el seu treball va ser la causant del naixement de la mecànica quàntica.

És conegut per tots que un cos brilla al escalfar-se a una temperatura determinada. Observem diversos tipus de “tonalitats lumíniques” en funció de com de calent es troba la substància en qüestió. Aquesta radiació que emet és una llum d’una intensitat que oscil·la entre els infrarojos i els ultraviolats, passant pel vermell, el groc i el blau.

Aquest espectre (gamma de colors) que emeten els cossos incandescents és conegut com a radiació tèrmica, i a finals de segle XIX va representar tot un enigma per a la comunitat científica. Aquest “desconeixement” s’ubicava en el fet que la llum emesa pels cossos calents seguia el mateix patró independentment de la substància analitzada, i quan parlem de “patró” fem referència a l’ordre de la gamma de colors. Però primer, ja va representar tot un problema raonar per què quan s’escalfava un cos aquest emetia llum.

Els físics van suposar que les partícules carregades d’un cos que s’escalfa vibraven al rebre l’escalfor i produïen una radiació electromagnètica, és a dir, la llum que tots observem. Aquest enunciat semblava raonable, doncs, si més no, a mesura que s’escalfa un tros de ferro, els seus electrons haurien de vibrar amb més energia (més ràpid), la qual cosa provocaria una freqüència major, d’on en derivarien posteriorment els diferents espectres tèrmics.

Catàstrofe ultraviolada

Tot i que la resolució del problema de per què emetien llum els cossos incandescents era coherent, aquesta oferia en ocasions prediccions ridícules. La principal incoherència deduïda per la teoria desenvolupada per Lord Rayleigh i James Jeans (els que van desenvolupar la resposta de l’espectre tèrmic) es va anomenar amb el nom de “catàstrofe ultraviolada”. Aquesta suposava que a freqüències superiors a la ultraviolada l’energia alliberada per la substància en qüestió seria infinita degut a un creixement perpetu de l’espectre tèrmic. No obstant, si això fos cert, tot objecte calent perdria immediatament la seva calor a través d’erupcions d’energia a freqüències superiors a la ultraviolada. Tot i això ningú podia dir en què s’equivocava l’aparentment correcta teoria de Rayleigh i Jeans. No obstant, el físic alemany Max Planck va trobar la resposta en una controvertida teoria.

Els “paquets de Planck”

Max Planck va trobar una equació matemàtica que relacionava la temperatura d’un cos amb la intensitat de la radiació que emetia. Però, l’equació requeria d’una “constant” que ell va anomenar “h” (però que actualment coneixem amb el nom de “constant de Planck) per a què els valors fossin els correctes. El fet és que el físic alemany va deduir la fórmula estudiant les dades que els hi havia proporcionat els companys del seu entorn científic. És una equació molt senzilla que oferia una nova visió a la teoria de Rayleigh i Jeans:

On “E” és l’energia del cos, “v” la freqüència de la llum emesa i “h” la constant de Planck (un número molt petit). 

Tot i la senzillesa de l’equació, la introducció d’aquesta constant va suposar una revolució física que esdevindria en la mecànica quàntica, la ciència que mou un terç de l’economia mundial actual (la qual cosa dóna una importància enorme als treballs de Planck). Però bé, primer explicarem l’equació de Planck en termes bàsics de la física. En els models simples, un electró començaria a vibrar si fos empentat per un àtom vibrant veí en un metall calent (per exemple). Aquesta partícula a la qual li hem atribuït energia l’acabarà perdent amb el pas del temps posat que la destinarà a emetre llum. 

Aquest senzill gràfic il·lustra el concepte que acabem d’esmenar, i és que l’energia d’una partícula disminueix a mesura que passa el temps a causa de que la destina en la radiació tèrmica. En aquest sentit, la teoria de Planck és totalment idèntica a la de Rayleigh i Jeans: electrons que vibren i transformen la seva energia en radiació. No obstant, Planck va ser innovador al enunciar que un electró tan sols podia radiar energia en paquets, més coneguts com a “quants”. Aquesta energia radiada seria igual a la constant de Planck multiplicada per la freqüència de radiació (recordem la fórmula E=hv). D’aquesta manera un electró cediria energia de manera esglaonada, i no pas contínua com oferíem en el gràfic anterior. I per tant, la gràfica correcta segons Planck seria la següent. 

En aquesta gràfica la pèrdua d’energia es produeix de manera gradual o escalonada, i no pas de manera contínua. Seguint aquest esquema un electró perdria la seva energia a través de “salts quàntics”, i no pas de manera continuada com prediu el model clàssic. 

Els quants de la teoria de Max Planck van resoldre el problema de la catàstrofe ultraviolada, doncs no suposaven prediccions ridícules com aquesta.  

Continua llegint »

Els àtoms de Thomson, Rutherford i Bohr

Model de Thomson

La demostració experimental de l’existència dels electrons va permetre a J.J. Thomson elaborar el primer model atòmic, és a dir, fer una il·lustració sobre com les càrregues que formen l’àtom (positives i negatives, deixant de banda els neutrons) es trobaven distribuïdes en la totalitat de l’àtom. Thomson va optar per un model simple, en el qual la càrrega positiva massiva omplia uniformement el volum atòmic, mentre que els electrons se situaven en l’interior d’aquesta massa. El model de Thomson sovint s’associa amb la imatge que ofereix un púding de panses. (La següent il·lustració és en dues dimensions, però el model de Thomson contempla àtoms esfèrics).

A simple vista el model de Thomson semblava correcta, doncs donava lloc a càrregues positives i negatives dins de l’àtom (tot el que llavors es coneixia respecte a aquest). No obstant, un experiment realitzat pel físic Ernest Rutherford impossibilitaria l’aplicació del model de Thomson ens els àtoms reals.

L’experiment i l’àtom de Rutherford

El professor de física Ernst Rutherford va realitzar un experiment en el qual un feix de partícules alfa (carregades positivament) impactaven contra una làmina d’or molt fina. Utilitzant com a base el model de Thomson, Rutherford s’esperava que totes les partícules alfa travessessin la làmina d’or. El resultat va ser que, efectivament, gairebé totes les partícules alfa van penetrar la làmina d’or, i diem gairebé ja que el fet insòlit, i que va conduir al model de Rutherford, fou que unes quantes d’elles van simplement rebotar.

L’única explicació lògica que va trobar Rutherford a aquest fet extraordinari és que les partícules alfa havien topat amb un quelcom ubicat a l’interior de l’àtom de massa molt superior a la de les partícules i amb càrrega positiva. Però és més, el nombre de partícules desviades era tan escàs que va conduir a pensar a Rutherford que aquest “quelcom” havia de ser molt petit respecte les dimensions de l’àtom. La deducció és lògica, ja que si aquesta “cosa” fos més gran el nombre de partícules desviades seria major.

El recompte de dades i el conjunt d’observacions que va anotar Rutherford van ser els que li van permetre desenvolupar el model atòmic que porta el seu nom. En aquest, el nucli s’ubica en el centre de l’àtom (carregat positivament per la presència dels protons) i els electrons “orbiten” al seu voltant. I remarquem el verb orbitar ja que aquesta fou l’única solució que Ernst Rutherford trobà al motiu de per què l’electró no es precipitava cap al nucli.

Com que mantenen una gran relació anàloga, el model de Rutherford també és conegut com el model de “l’àtom planetari”.

L’aportació de Bohr

El model de Rutherford s’apropava molt més a la concepció que actualment tenim respecte l’àtom i el seu aspecte que no pas el de Thomson, no obstant, era incomplert, doncs tenia un problema: la inestabilitat. Donat que un electró té càrrega (negativa) hauria d’emetre radiació a mesura que recorre la seva òrbita. Destinar la seva energia a emetre llum suposaria la seva pèrdua d’estabilitat respecte l’òrbita que manté amb el nucli i la precipitació de la partícula negativa contra el nucli atòmic en menys d’una milionèsima de segon (caos).

Aquest problema catalogava al model de Rutherford com a més imprecís que el de Thomson, tot i això, Ernst Rutherford, confiat de la certesa de la seva idea, va demanar ajuda al llavors jove estudiant post doctorat en físic Niels Bohr. El procediment que Bohr va seguir en els seus treballs no està gaire clar, però sí va resultar ser prou senzilla la seva conclusió. Niels Bohr va escriure una fórmula força simple que ens ve a dir que “el moviment de rotació de l’electró tan sols podia venir donat en unitats quàntiques”. D’aquesta manera, tan sols estarien permeses certes òrbites, i és més, Bohr va desenvolupar la que seria l’òrbita mínima possible.

És així com Bohr va “prohibir” que un electró es precipités cap al nucli, i per tant, es garantís l’estabilitat de l’àtom.

Continua llegint »

Principi d'incertesa de Heisenberg

El principi d’incertesa de Heisenberg és una part de la teoria quàntica i de la interpretació de Copenhage que, juntament amb l’equació d’ones de Schrödinger, va ser desenvolupada entre el 1928 i el 1929. És considerat un dels fonaments de la mecànica quàntica, i fou creat per Werner Heinsenberg.

En la física de fins als anys 30 van existir dos ideals que defensaven els físics: El determinisme i el indeterminisme. El primer d’aquests dos provenia ja des de la física newtoniana, i defensa (o si més no defensava) que el món extern existeix de forma independent a la mesura, i que és cosa de l’observador de l’experiment comprendre la veritat subjacent. El indeterminisme, en canvi, es va començar a formar amb l'aparició de la teoria quàntica i és el que professa actualment aquesta. Com ja sabem, el indeterminisme expressa tot el contrari que el determinisme, doncs ens diu que la matèria existeix en tots els estats possibles fins a la mesura, o com va dir en el seu moment Werner Heisenberg: “El camí tan sols existeix quan el contemplem”. Per tant, va ser d’esperar que de l’oposició de dos conceptes tant diferents ens saltessin guspires.

L’enfrontament d’aquests dos bàndols fou força equiparable al que abans havien mantingut els atomistes i els no atomismes, és a dir, els qui creien en l’existència dels àtoms i els qui no. No obstant, els indeterministes van guanyar sobre els deterministes tal i com els atomistes ho van fer contra els seus rivals, a través de l’experimentació. Van ser les observacions en els laboratoris físics qui van donar la raó als atomistes, i en aquest cas la teoria quàntica del principi d’incertesa qui va decantar la victòria cap al indeterminisme.

La mort del determinisme

La “mort” del determinisme va arribar en el moment en què el físic alemany Werner Heisenberg va desenvolupar un dels fonaments principals de la teoria quàntica: El principi d’incertesa de Heisenberg. El que postula el principi d’incertesa és molt simple, doncs ens diu que:

No podem conèixer simultàniament la velocitat i la posició d’una partícula

Això es deu a què “qualsevol observació afecta el cos observat en qüestió”, ja que per saber la posició d’una partícula s’ha d’enviar un fotó amb una longitud d’ona molt petita (o sigui, un fotó energètic), el qual, al impactar amb la partícula, fa variar la seva velocitat i posició. Aquest fet ja es coneixia abans de la publicació del principi d’incertesa, i fou a través del qual Heisenberg va desenvolupar la seva teoria.

Després Heinsenberg ens va dir que en qualsevol mesura, hi ha un element d’incertesa en la resposta. Per exemple, si volem mesurar una taula, haurem d’utilitzar una cinta mètrica, i podríem afirmar que la taula té 1 metre de llarg, no obstant, com que la cinta té un marge d’error d’un mil·límetre, la verdadera mida de la taula podria oscil·lar entre 99,9 cm o 100,1 cm, creant una incertesa en el observador. No obstant, aquesta analogia no és gaire correcta en el cas que ens pertoca, doncs, segons el principi de Heisenberg, la incertesa en el resultat no es deu a les limitacions del dispositiu amb el qual mesurem, sinó que és una pròpia conseqüència de la mecànica quàntica.

Mesuració

Per a recolzar la seva teoria, Heisenberg va suposar una escena que fàcilment podria donar-se en qualsevol laboratori de física.

Heinsenberg va imaginar un experiment en el qual mesurava el moviment d’un neutró. En l’experiment, per a poder calcular la posició del neutró, utilitza un radar que fa rebotar ones electromagnètiques contra la partícula. A través de la dualitat ona-partícula sabem que el que està fent Heisenberg és enviar projectils fotònics contra el neutró, els quals alteren la seva posició (com queda demostrat en la següent il·lustració).

Per tant, hem vist que al precisar més sobre la posició de la partícula hem creat una major incertesa en el seu moviment (o velocitat). D’aquí n’extraiem que:

Quan amb major certesa coneixem la velocitat o la posició d’una partícula, amb major incertesa coneixem l’altre valor

Sí és cert que, dins d’uns límits, podem conèixer més o menys la posició i la velocitat d’un cos, però el fet és que la incertesa s’accentua en quan parlem de partícules i no pas de, per exemple, vehicles.

Formulació matemàtica

La formulació matemàtica del principi d’incertesa de Heisenberg és força senzilla, doncs es consta de dues formules:

El símbol Δ significa “diferencial”, és a dir, el valor final d’una mesura menys el valor inicial d’aquesta. “X” és la posició de la partícula referent a un sistema de coordenades K. “P” és la quantitat de moviment de la partícula i és igual a la massa per la velocitat de la partícula, “E”, com és obvi, correspon a la energia, “T” al temps, i “H” és la versió reduïda de la constant de Planck.

1. La conseqüència de la mecànica quàntica a la qual fem referència és la ja esmentada: qualsevol observació afecta el cos observat en qüestió
2. Aquesta constant es va formular per primer cop en l’article de Max Planck que introduïa el concepte de quant. Recordem que va ser l’article que va donar inici a la mecànica quàntica.

Continua llegint »

Alternativa a la ruptura d'univers decadimensional

Fa un mes vam publicar una entrada anomenada “Ruptura d’univers decadimensional” en la qual hi vam exposar una de les teories que explica la possible raó per la qual el nostre univers es troba dimensionalment mal distribuït (teoria Kaluza-Klein). Tot i que és cert que el fet de la decadimensionalitat també és una teoria, aquesta “ruptura d’univers decadimensional” vindria a ser una teoria que especula sobre una altra teoria. No obstant, gràcies al paper important i a la credibilitat que els darrers anys s’està guanyant la teoria de cordes (la qual promou la decadimensionalitat), teoritzar sobre la mala distribució del nostre univers s’està convertint en una obsessió justificada dels físics teòrics contemporanis.

Si en l’entrada corresponent vam argumentar que la causa de la mala distribució era el fals buit, en aquest escrit exposarem una altra possible raó per la qual quatre dimensions es troben en expansió i sis en contracció. Però, aquesta vegada, profunditzarem sobre la solució que ens brinda la teoria de cordes, si més no l’actual màxima teoria quàntica.

Cordes en contracció

Dins de l’ampli marc que abraça la teoria de cordes hi podem trobar una resposta a la raó per la qual sis dimensions no van expandir-se com les altres quatre. Sense capficar-nos-hi gaire, ens agradaria comentar el concepte més bàsic d’aquesta “peculiar” hipòtesi.

El fet és que dos físics quàntics anomenats Robert Brandenberger i Cumrun Vafa van constatar que en els principis de l’univers, les deu dimensions es trobaven en forma de Calabi-Yau, és a dir, en contracció. Les dimensions, incloent les quatre que posteriorment es van expandir, es trobaven retingudes per supercordes. De fet, una dualitat que abraça la teoria de cordes és la radi-petit/radi-gran, que es basa en el fet de què, quan una dimensió es contrau circularment, una corda la pot envoltar. Per tant, l’escenari dimensional que se’ns ofereix de moment és el de les deu cordes en contracció.

No obstant això, com és que quatre dimensions es van expandir posteriorment?

Sembla ser que aquesta abstracte hipòtesi contempla la possibilitat de què una corda pot deixar d’oprimir una dimensió. Per a què es doni aquest fet, una corda opressora hauria de trobar-se amb la seva corresponent anticorda, provocant d’aquesta manera la seva eliminació i l’alliberament de la dimensió. Segons Brandenberger i Vafa, una fluctuació tèrmica (un augment de calor puntual) seria la causant de l’expansió de tres dimensions espacials, i la raó per la qual hi hauria més probabilitat de què una corda xoqués contra la seva anti-corda.

A partir d’aquest escenari, n’esdevindria el nostre univers, el qual sembla trobar-se dimensionalment mal distribuït.

Continua llegint »

Escapar a través d'un salt dimensional

No fa gaire, vam comentar els dos possibles escenaris que es poden donar en l’últim sospir del nostre univers (recordem que és en funció del paràmetre matèria-energia). Vam evidenciar la impossibilitat d’existència de vida en els darrers milers anys de l’univers a causa; o de la sufocant calor que abrasaria tota substància (Big Crunch) o del terrible fred que hi regnaria (Mort entròpica). 

Que es donés un escenari calorós implicaria que, a la llarga, les connexions atòmiques establertes per les forces d’atracció es trencarien a causa del increment d’energia, provocant ruptures de nuclis atòmics i impedint d’aquesta manera qualsevol tipus de forma complexa de matèria, i encara menys de vida. El desplaçament dels àtoms en les substàncies, comportaria a una composició pràcticament general de tot l’univers de plasma, un fluid similar al magma o al semen. Contràriament, un ambient gèlid impediria tota activitat nuclear estel·lar, afavorint l’aparició dels -273ºc  que paralitzaria qualsevol activitat de vida. 

Resumint, sigui quin sigui l’escenari pel qual es decanti el nostre destí, la fi serà la mateixa; la mort. 

No obstant, ¿realment una espècie suficientment desenvolupada en tecnologia ha de resignar-se a extingir-se? Segons la mecànica quàntica més abstracte: no, encara quedaria una última possibilitat. 

Tornant al Kaluza-Klein i l’univers decadimensional

En aquest blog ja hem parlat varies vegades de la teoria Kaluza-Klein, la que argumenta l’existència de dimensions addicionals a les que percebem, i d’un univers decadimensional. El que vindrien a dir tots dos conceptes és que és probable que hi hagi un total de sis dimensions enrotllades entre si que conjuntament formen una forma de Calabi-Yau, aproximadament de la mida de la distància de Planck. L’origen d’aquesta peculiar distribució dimensional en el nostre univers tindria origen en una prèvia ruptura d’univers decadimensional, en el que quatre dimensions s’haurien expandit a oposició de les altres sis que s’haurien comprimit. 

El fet és que, tant el Kaluza-Klein com l’univers hexadimensional addicional, ofereixen una alternativa per a una civilització que vulgui escapar de la mort de l’univers. No obstant, l’alternativa que ofereixen aquestes idees mecanoquàntiques tan sols seria factible en l’escenari calorós, és a dir el Big Crunch. 

Salt dimensional 

Homenatjant el títol d’aquesta entrada,a continuació parlarem sobre el salt dimensional. 

El salt dimensional, l’única alternativa que de moment sembla oferir la física quàntica a la mort de l’univers, consistiria en passar del nostre univers tridimensional (més la quarta dimensió, el temps) al hexadimensional veí a través de l’efecte túnel. 

Això implicaria que, moments previs al cataclisme final, una civilització prou desenvolupada tecnològicament com per distorsionar l'hiperespai, podria emigrar a l’univers hexadimensional a través d’un salt que consistiria en crear un contacte entre el nostre univers i el veí. 

Tot i això, segur que us preguntareu: ¿Però no havíem quedat que l’univers hexadimensional era massa petit com per contenir tota una civilització? 

Els físics creuen que, a mesura que el nostre univers s’expandeix i l’altre es contrau, quan el nostre es contragui, l’hexadimensional s’haurà expandit aproximadament fins a la mida que té el nostre univers actualment. Com ja havíem comentat, això suposaria tota una alternativa al fatídic Big Crunch. No obstant, per a la mort entròpica, o Big Freeze, això no seria possible a causa de la indeterminada expansió del nostre univers a contraposició de la contínua contracció de l’hexadimensional. 

1. El més probable és que l’espècie humana mai doni la talla com per poder aconseguir una tecnologia a la qual fem referència. És per això que estaríem parlant d’espècies extraterrestres més avançades a la nostra.
2. La distància de Planck és de 10^-33 cm.

Continua llegint »

Funció d'ona de l'univers

En l’entrada anterior vam introduir el concepte de funció d’ona. Vam veure com la mecànica quàntica estableix que la posició d’una partícula ve determinada per la probabilitat, i no pas per qualsevol altre factor. En aquesta entrada ens centrarem en la pròpia ona de probabilitat de l’univers.

L’univers en una partícula

Stephen Hawking va introduir una nova disciplina anomenada cosmologia quàntica. Aparentment, cosmologia quàntica és una antítesi, ja que el terme “cosmologia” significa l’extensió quasi il·limitada de l’espai exterior, mentre que “quàntica” fa referència a tot el món infinitesimalment petit dels quarks i els neutrins.

No obstant, la cosmologia quàntica es converteix en tota una realitat si s’interpreta l’univers com a una simple partícula. Aquesta idea abstracta l’utilitzà Hawking per a revolucionar conceptualment les nostres idees sobre cosmologia.

Ona de probabilitats de l’univers

Al interpretar l’univers com una petita part de tot, Hawking va introduir de nou un vell amic de la física quàntica; la funció d’ona. El científic britànic, va suposar que, si el nostre univers tan sols n’és un d’una infinitat d’universos, la seva posició, al igual que la d’una partícula, també hauria d’estar determinada per la probabilitat present en la seva funció d’ona. (Per tant, hem de tenir en compte que en aquesta suposició de Hawking es torna a introduir el concepte de "multivers").  

Visualitzar aquesta imatge és molt difícil. Amb una partícula és més senzill, posat que es tracta d’un punt individual, no obstant, interpretar tot l’univers sencer amb funció d’ona, resulta força complicat.

Que el nostre univers disposi de la seva pròpia funció d’ona significa, entre d’altres, que nosaltres vivim en el nostre univers perquè és el que té la probabilitat més alta. Com que l’ona de probabilitats del nostre univers avarca també altres universos, existeix una petita probabilitat, que no nul·la, de que la funció d’ona del nostre univers prefereixi altres universos veïns. Això suposaria que, de cop i volta, podríem passar a viure en un altre univers en el qual les lleis físiques no fossin els òptimes pel nostre desenvolupament, i acabés desembocant en la nostra mort. Tot i això, si realment és cert que el nostre univers disposa d’una funció d’ona, i que no es troba sol, les transicions entre universos serien possibles.

Ponts entre universos

La cosmologia quàntica de Hawking també suposa que les funcions d’ones dels universos permeten que aquests xoquin entre si. D’aquesta manera, es podrien desenvolupar forats de cuc que uneixin aquests universos. No obstant, cal diferenciar els forats de cuc que hem vist en anteriors entrades amb els que ens trobem ara. Aquests forats de cuc ja no connecten regions diferents d’un mateix univers tridimensional, sinó que són portes entre universos molt diferents els uns dels altres.

Hawking ja adverteix que la majoria d’aquests universos són morts, la qual cosa no significa tan sols que no disposin de vida, sinó que, com ja hem comentat, la nostra no hi seria possible. També assegura que els viatges entre aquests universos són possibles però extremadament improbables, i que, degut a la insuficient tecnologia que l’espècie humana pugui arribar a tenir mai, es podria convertir en utòpic.

Paradoxes quàntiques no resoltes

La cosmologia quàntica de Hawking no resol ni de bon tros cap de les paradoxes que si li presenta a la funció d’ona en si. Ja vam veure en el gat d’Schrödigner una incoherència no resolta que feia referència al observador. És a dir, és cert que el gat es troba viu i mort dins de la capsa, però, ¿què passa quan el gat es mira a si mateix, col·lapsa d’aquesta manera la seva funció d’ona i determina el seu estat de viu o mort?

Si el nostre univers no és observat per ningú, deixa d’existir i es converteix en un núvol de tots els estats possibles? El col·lapsem els éssers vius al mirar-lo constantment? ¿Què passa amb aquells universos els quals no disposen de vida, es troben sempre immersos en un núvol de probabilitats?

Com podeu comprovar, la cosmologia quàntica de Hawking no resol cap conflicte sobre la funció d’ona, tan sols és una altra manera d’interpretar-la.

Continua llegint »

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.

Continua llegint »

Efecte túnel

“L’efecte túnel” és probablement una de les prediccions més desconcertants de la teoria quàntica. Tot i que el què afirma és força bàsic, la falta de quotidianitat del que predica la converteix en pràcticament incomprensible.

¿Què contestaríem si ens preguntessin; creus que una pilota de ping-pong pot travessar una paret de formigó de tres metres? El més normal seria que la nostra resposta fos un contundent no, argumentant que, una pilota de plàstic llençada per un humà, no disposa de tanta energia com per poder travessar completament una paret de formigó de tanta amplària. Si més no, això és el que argumentaria la física clàssica (aquella que percebem amb els nostres ulls). I si ara ens qüestionessin; hi ha alguna possibilitat de que això succeeixi? La lògica ens facilitaria el continuar responent que no. Però estaríem en el cert? Segons la física quàntica (aquella que percebem a través de les matemàtiques i potents microscopis), no!

La física quàntica afirma que les partícules estan, cadascuna d’elles, “sotmeses” a la seva pròpia ona de probabilitat. Ja vam veure en les dues entrades de la dualitat ona-partícula el què això suposava (electrons que entraven per dues reixes, marques d’interferència en les làmines, etc.). Doncs bé, continuant amb l’exemple anterior, la mecànica quàntica estableix que les ones de probabilitats de les partícules de la pilota  de ping-pong, en algun moment hauran travessat la paret de formigó, per estrany que pugui semblar. Això significa, que d’alguna manera, hi ha una finita probabilitat de que un tros de plàstic disparat, pugui perforar tota una senyora paret.

Aquest curiós fet és el que rep el nom “d’efecte túnel” i es basa en un dels quatre pilars de la mecànica quàntica, concretament, en aquell que diu que:

Existeix una probabilitat finita de que les partícules puguin “tunelejar”o fer un salt quàntic a través de barreres impenetrables.

Aquesta afirmació justificaria, si mai et succeeix, el fet de que viatgessis de la teva pròpia casa a un punt remot del món per art de màgia. Sorprenentment; sí! Això et podria passar!

Probabilitats finites

Quan fem referència a probabilitat finita estem parlant de que, el fet en qüestió al qual ens referim, no és improbable. Però, ¿si de veritat és possible travessar barreres impenetrables, com és que no ho veiem en el nostre dia a dia?

L’estadística ens adverteix de que el més segur és que mai arribem a veure una miserable pilota de ping-pong travessant una paret de formigó. Tot i que parlem de probabilitat finita, aquesta probabilitat en qüestió acostuma a ser insignificant i menyspreable. És a dir, els càlculs quàntics ens informen de que, per veure una peça de plàstic penetrar una paret, necessitaríem un temps major a l’actual edat de l’univers (uns 14.000 milions d’anys).

No dubtis en creure sobre si l’efecte túnel és cert o no. La física quàntica en si és certa com ho és la nostra existència. Això significa que si la mecànica quàntica fos incorrecte, llavors tota l’electrònica, incloent tots els aparells de televisió, ordinadors, ràdios, etc. deixarien de funcionar. És més, si la teoria fos incorrecte, els àtoms del nostre cos es col·lapsarien en un microsegon i ens desintegraríem instantàniament.

Continua llegint »

Paradoxa EPR

Ja es va facilitar una introducció d’aquest tema en l’entrada Història de la mecànica quàntica (I).

La interpretació de Copenhage estableix que un cos que no es troba sota cap observació és immers en una superposició d’estats, és a dir, que qualsevol de les possibilitats referents al seu estat és possible. Si recordem el que ja vam esmentar en entrades anteriors, aquesta infinitat de possibilitats d’existència queda col·lapsada a una tot just quan el cos en subjecte es observat per algú. Per posar un exemple, quan cap organisme o sistema d’observació de l’univers observa la lluna, aquesta hi és i no hi és, o és groga i verda a la vegada, i així successivament, fins que un observador estableix que existeix i que sobre la seva superfície hi predomina el color gris.

Aquesta suposició fou formulada al voltant dels anys 30, i no costa gaire creure en que no tota la comunitat científica cregués el que interpretava. De fet, quan s’obre un llibre sobre la història de la física i la mecànica quàntica, se’n destaquen tres individus que “radicalment” van estar en contra del que teoritzava la interpretació de Copenhage. Aquests tres foren ni més ni menys que Albert Einstein, Boris Podolsky i Nathan Rosen.

Aquests tres personatges de l’àmbit científic, els quals s’abrevien a EPR (inicials dels cognoms) van desenvolupar una especulació sobre la inconclusió de la mecànica quàntica, concretant més la interpretació de Copenhage, en la qual van evidenciar que el que interpretava començava a presentar esquerdes.

 - EPR van imaginar dos fotons bessons (aquells que han estat emesos per un electró altament excitat que ha tornat al seu estat fonamental en dos salts quàntics i que presenten oposat espí).Tot i que aquestes dues partícules estiguessin separades per milions i milions d’anys llum, sempre sabríem l’espí de les dues partícules mesurant tan sols el d’una. Per exemple, si la partícula 1 presenta un espí X, la partícula 2 presentarà un espí oposat a X, és a dir, -X. Per tant, d’aquesta manera hauríem detectat l’espí d’una de les dues partícules influint tan sols en una altra tot i que aquestes estiguessin separades per milions i milions d’anys llum.
EPR van evidenciar que es pot conèixer la realitat física d’una partícula (com en aquest cas és l’espí) sense la necessitat de que aquesta sigui observada. O el que vindria a ser el mateix, que es pot saber la propietat d’un cos sense haver de col·lapsar la seva funció d’ona. EPR van concloure que la mecànica quàntica no era una història completa, sinó tan sols una teoria parcial. -

Com respon la mecànica quàntica a aquesta ofensiva purament clàssica?

Segons Léon Rosenfeld (partidari de la mecànica quàntica) “aquest violent atac va caure sobre nosaltres com una bomba”. Va ser complicat i va portar bastants anys que els físics quàntics oferissin una resposta coherent a la paradoxa EPR.

(Posteriorment a tots aquests fets esmentats) La mecànica quàntica suggereix que la informació pot ser transmesa de forma instantània entre sistemes, deixant de marge la distància que els separi. Aquest entrellaçament implica xarxes d’interconnectivitat entre les partícules de l’univers.
Dit d’alguna manera, les dues partícules separades per milions i milions d’anys llum de distància que suposaren EPR comparteixen una xarxa per la qual transporten informació de manera instantània, la qual cosa explica com la funció d’ona d’una partícula es col·lapsa tan sols havent observat la seva oposada, establint d’aquesta manera un estat fix a la partícula no observada en qüestió.

No obstant, falla algun quelcom, oi?

Què significa que es pot transmetre informació de manera instantània? No havíem quedat que res pot superar la vertiginosa velocitat de la llum?
De fet així és. Segurament que dels tres Einstein fou el que més s’indignà al rebre aquesta resposta tenint en compte que no feia gaires anys que ell mateix havia establert el límit de velocitat que es pot donar en el nostre univers.

Tot i això, Niels Bohr insinuà que EPR examinaren la mecànica quàntica amb un criteri inapropiat i que no ha de sorprendre'ns que no doni la talla. Això es deu a que EPR van fer referència a la inconclusió (que no és completa) de la mecànica quàntica, tot i no ser capaços de vulnerar amb la seva suposició el pilar d’aquesta; el principi d’incertesa de Heisenberg, en el qual no es pot conèixer la posició i la velocitat d’una partícula alhora.
Al introduir el concepte de les xarxes d’interconnexió, el mateix Bohr arriba a qüestionar-se el què de la idea de realitat física, fent referència a la filosofia incomplementària i a que la mecànica quàntica estableix que una mesura defineix el objecte mesurat. (Temes complicats sobre els quals ja intentarem parlar més endavant).

1 Recordem que la mecànica quàntica no deixa gaire clar què podem entendre per observador.

Continua llegint »

Dimensions que no percebem (II)

En la primera part d’aquest seguit d’entrades on tractem el tema dimensions, vam deixar clar l’existència de tres dimensions espacials i una temporal en el nostre univers, el que és un total de quatre dimensions. No obstant, també vam comentar que aquest número podia incrementar-se a un total de cinc, si tenim en compte l’existència d’una dimensió enrotllada menuda, tal i com va suposar Kaluza, que, degut a la seva diminuta extensió, no la podem percebre.

Doncs bé, en aquesta entrada veurem; si aquest número de dimensions pot augmentar, de la compatibilitat de la teoria Kaluza-Klein amb la teoria de supercordes, i si podem estar parlant tant de dimensions espacials com temporals.

Per què cinc dimensions?

El matemàtic Theodor Kaluza va suposar l’existència d’una possible dimensió addicional, justificant la seva mida microscòpica com a causant de que aquesta no es pugui percebre ni pels més potents microscopis electrònics actuals. Aquesta cinquena dimensió es trobaria enrotllada sobre si mateixa en cada punt del teixit espai-temps, tal i com vam il·lustrar en l’entrada anterior. No obstant, el que la teoria de Kaluza no deixa gaire clar és; perquè tan sols una dimensió addicional més, i no, per exemple, tres, quatre, cinc o sis? Té sentit, oi? Si aquest nombre limitat d’una dimensió addicional no està justificat per què és el que és, sempre podríem estar parlant d'un nombre infinit de dimensions, o d’aquell nombre que ens passi pel cap, no?

És així, o realment la natura del cosmos ens ofereix un nombre exacte de dimensions addicionals? Els científics han desenvolupat possibles models de més d’una dimensió addicional enrotllades entre si, i fins ara, el que predomina és el model Calabi-Yau, on són sis dimensions les que trobem enrotllades al seu voltant. Però, altre cop ens preguntem, i per què sis? La resposta està relacionada amb l’aparent possible teoria del tot; la teoria de cordes.

La teoria de cordes i les dimensions addicionals

Si realment algun dia la teoria de cordes arriba a convertir-se en aquell conjunt de lleis capaces de predir qualsevol moviment i explicar qualsevol origen, hauria de ser també competent per explicar-nos la raó de l’existència de més dimensions, sempre i quan aquesta verifiqui la possibilitat de si existeixen.

És probable que el físic teòric que desenvolupà el temari que tractarem a continuació l’inspirés aquest raonament per trobar-li ja una solució, abans de que la teoria de cordes es coronés com a T.O.E.

El cert és que ja es coneix que la teoria de supercordes no rebutja la idea de l’existència de més dimensions enrotllades a part de les que percebem, sinó tot el contrari, l’accepta, posat que aquesta no té sentit si aquestes dimensions realment no existeixen. I això és clau. És important tornar-ho a remarcar ja que estem parlant d’un dels pilars de la teoria de cordes, el qual especifica l’existència de sis dimensions addicionals, per a que les cordes puguin funcionar.

A què es deu aquesta necessitat d’existència de més dimensions?

El model de la teoria de cordes precisa l’existència d’un total de 10 dimensions per a que els seus components puguin vibrar en majors espais, i per tant, produir un gran nombre de models de vibració, que a posteriori es tradueix com a característiques diferents de la massa.

En l’entrada teoria del tot (II), vam veure com la vibració de les cordes és el causant de les propietats de la matèria del món físic. Si aquestes vibracions van determinades pels espais on es mouen, o el que és el mateix, per les dimensions en que es desplacen, tenir en compte que aquests filaments d’energia es mouen per sis dimensions més de les que crèiem anteriorment és crucial per entendre el gran paper que desenvolupen en el nostre món aquestes sis dimensions. És a dir, pensar que les seves mesures microscòpiques els hi atorguen un paper gens important, és actuar erròniament, posat que, si aquestes dimensions determinen els models de vibració, i aquests la matèria que ens envolta, “indirectament” les sis dimensions determinen la matèria del nostre univers.

Per tant, això significa que si la teoria de cordes mai arriba a ser certa, la teoria Kaluza-Klein també ho serà.

Dimensions espacials o temporals?

Si ja és feina dura per a un científic suposar com podria ser una nova dimensió espacial, encara ho és més pensar en una temporal. L’únic temps que coneixem és aquell que ens fa fluir del passat al futur i que mai varia de direcció. Que ara haguem d’imaginar com podria ser un altre model de temps no és gens fàcil. Bé, podríem pensar en aquell que ens conduís del futur al passat, aquell en que les persones nasquessin de les tombes i morissin en els ventres de les mares, o aquell en que els ous trencats saltessin del terra a la taula i es recomponguessin. No obstant, en aquest cas, no deixaria de ser el mateix temps en el que ens movem ja que simplement hem invertit el caràcter de l’entropia (en aquest model de temps l’entropia aniria del desordre al ordre, inversament com ho fa en el nostre model). Encara ho fa més complicat si tenim en compte que el temps no és res perceptible, res que puguem veure, olorar o tocar, simplement aquell quelcom del qual en notem el seu pas. Seria equivalent a haver d’imaginar-se un nou color primari.

Diem tot això ja que alguna d’aquestes sis dimensions enrotllades addicionals podria ser una dimensió temporal. Segurament que havies pensat, o simplement ni posat en dubte, que les sis dimensions correspondrien a noves maneres de poder moure’s, a nous espais on desplaçar-se, tot i que també podríem parlar de nous sistemes de viure la vida, és a dir, nous temps.

Continua llegint »