Este año es el año internacional de ciencia y tecnología cuántica, según la UNESCO, que se marca 100 años desde mecánica cuántica fue propuesto. Sin embargo, la teoría apenas necesitaba la publicidad adicional.
Mire los artículos de tendencia de cualquier revista científica y hay una buena posibilidad de que las historias cuánticas se encuentren entre las mejores clasificaciones. Dejando a un lado los animales lindos, la física cuántica podría ser la historia de portada favorita de los fanáticos de la ciencia. ¿Pero por qué?
Soy periodista científico con un título en física, y esta pregunta me fascina. No es obvio por qué el público está tan embraidas con física cuántica, un campo que es notoriamente difícil de explicar Y aún más desafiante para conectarse a la experiencia cotidiana. Sin embargo, lo que yo llamo la “fijación cuántica” ha prevalecido casi desde que se originó la teoría.
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Tuve la oportunidad de investigar la popularidad perenne de la física cuántica para la disertación de mi maestro en la comunicación científica, y elegí sumergirme en los archivos de Científico americano en busca de una respuesta. Como la revista más antigua publicada de los Estados Unidos.180 años ahora—Es una de las pocas publicaciones lo suficientemente mayores como para haber sido testigo del nacimiento de la era cuántica y ha ayudado a presentarla al público.
En el transcurso de unos meses, busqué en los archivos los artículos con cualquier mención de la palabra cuántico En los últimos 100 años de cobertura de impresión. Al analizar quién escribió estos artículos, sobre qué eligieron escribir y cómo transmitieron el mundo cuántico que a menudo confunde a los lectores generales, esperaba descubrir lo que el público encontró tan convincente sobre la física cuántica.
Resulta que lo que nos lleva a la física cuántica son las mismas cosas que sus fundadores encontraron repulsivos al respecto.
Comienzos cuánticos
A veces tienes que sentir pena por la mecánica cuántica. Los científicos que lo fundaron estaban entre sus críticos más duros. En 1905, Albert Einstein popularizó por primera vez la palabra cuanto (Derivado del término latino para “cuánto”) para describir la luz como compuesto de paquetes discretos o paquetes de energía conocidos como fotones.
Al principio, la teoría cuántica era solo la simple idea de que la energía llegaba en estas unidades discretas. Pero incluso esa noción era polarizante porque los experimentos ya habían demostrado que la luz se comportaba, en muchas situaciones, como una ola.
Incluso entonces, los científicos establecidos lucharon por comunicar ideas cuánticas a una audiencia general. La teoría cuántica fue una desviación significativa de las nociones simples y realistas de la ciencia donde tenemos una correspondencia directa entre las palabras que usamos y los objetos a los que nos referimos.
La primera ley de movimiento de Newton, por ejemplo, describe cómo un objeto se mueve en línea recta a menos que una fuerza externa actúe sobre él. Esta masa existe como una entidad real con propiedades claramente definidas y consistentes que podemos medir.
Pero ingresa al mundo cuántico. Cuando describimos el comportamiento de la luz con las mismas ecuaciones que usamos para describir las ondas, ¿eso significa que la luz es una ola de la misma manera que es un terremoto o una onda en el agua? Si es así, ¿cómo puede ser también partícula?
Además, en este mundo, las relaciones causales directas, como las leyes de movimiento de Newton, se reescriben en leyes de probabilidad. Incluso los científicos que escribieron las leyes de la mecánica cuántica lucharon por interpretarlas.
El físico John Gribbin, autor del libro de 1984 En busca del gato de Schrödinger: física y realidad cuántica, cubrió este período temprano de agitación. “Creo que parte del atractivo de la mecánica cuántica fue que era incomprensible, por lo que era como la magia”, dice Gribbin.
En Artículo de 1949 Celebrando la vida de Einstein, la teoría cuántica fue descrita como “herejía” por el matemático y físico británico Banesh Hoffmann. La palabra refleja la incomodidad de los científicos con la noción de que una partícula podría estar en dos lugares a la vez. Einstein mismo despreciaba la naturaleza probabilística de la teoría que hizo contribuciones vitales a decir: “Dios no juega dados”.
La edad cuántica está aquí
La controversia y la falta de claridad del cuántico podrían haber contribuido a su popularidad temprana, pero ese centro de atención palidecería en comparación con la atención que recibió en la próxima era. El volumen de cobertura cuántica en Científico americano Más de lo triplicado entre 1960 y 1980 en comparación con los 20 años anteriores. Gran parte de esta cobertura fue escrita por una nueva generación de investigadores que fueron capacitados en la teoría cuántica durante sus estudios de posgrado.
Durante estos años, la inversión gubernamental en ciencia creció a medida que Estados Unidos corría contra la Unión Soviética para lograr hazañas de innovación sin precedentes. También aparecieron inventos basados en las ideas de la mecánica cuántica, como los relojes atómicos y los primeros láseres y semiconductores.
Estas primeras tecnologías cuánticas apenas parecen muy “cuánticas” para las personas de hoy, que se han acostumbrado a ellas en la vida cotidiana. Los láseres se abrieron camino en reproductores de CD, escáneres de códigos de barras e impresoras de oficina, y muchos de nosotros ahora poseemos miles de semiconductores en forma de una computadora doméstica.
Esta suposición de que cualquier cosa mundana y familiar, por definición, no puede ser cuántica también aparece en Científico americano cobertura. Con los años, la revista se hizo cada vez menos probable que describiera las chips o los láseres de la computadora como tecnologías fundamentalmente “cuánticas”. En contraste, los escritores tendían a describir el mundo cuántico como “extraño”, “extraño” y “surrealista”.
Por supuesto, estos son adjetivos justos cuando se trata de la teoría cuántica. El mundo cuántico desafía nuestras intuiciones básicas y parece volar todo lo que pensamos que sabíamos sobre cómo funciona el mundo. En la década de 1990, los artículos cuánticos se centraron en explorar la naturaleza fundamental de la realidad. Las piezas encuestaron la idea de que el universo está compuesto de pequeñas cuerdas vibrantes y que la mecánica cuántica hace que se multiplique en un número incontable de universos ramificados, entre otros conceptos salvajes.
Mi incursión en Científico americanoLos archivos me mostraron que no hay nada que define el mundo cuántico. No son solo los niveles de energía discretos de los fotones de Einstein, o la función de onda que reduce los objetos a las probabilidades o la no localidad y la realidad cuestionable del universo. En su lugar, la mecánica cuántica arroja una amplia red sobre el ámbito de las cosas que no entendemos completamente. Y ahí radica su atractivo: aunque parte de nosotros disfruta de la comodidad de lo familiar, la popularidad duradera de la ciencia cuántica muestra que a los humanos les encanta sentirse desafiados, desestabilizados y desconcertados sobre el mundo en el que vivimos.