Experimentos mentales de bohr y heisenberg

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EXPERIMENTOS MENTALES

Los experimentos mentales son recursos imaginados, útiles para investigar la naturaleza de las cosas. Se desarrollan en escenarios hipotéticos, utilizan conclusiones lógicas, y son responsables de enormes avances en muchas ciencias.

-En física uno de los más famosos e importantes fue el del microscopio de rayos gamma de Heisenberg, Lo ideó después de obtenerteóricamente sus relaciones de incertidumbre, para poder explicar su origen físico, ya que estas relaciones parecen en contra de la intuición.

Surgen dos cuestiones:

-El electrón está en una posición y con un momento determinados pero yo no puedo medirlos, ¿o no puedo medirlos porque no los tiene determinados?

-¿Donde está el electrón realmente? Según Heisenberg, esa pregunta no tiene sentido. En suartículo de la incertidumbre, afirma:
“Si se quiere ser claro acerca de lo que significa “la posición de un objeto”, por ejemplo un electrón [...], debe especificarse el experimento concreto con el que se determina “la posición del electrón”; de otra manera, este término no tiene significado.”

-En sus inicios, los críticos de las relaciones de incertidumbre afirmaban que las relaciones deHeisenberg representaban el error inherente a los instrumentos de medida. Se pensaba que según avanzara la tecnología experimental, los errores irían disminuyendo hasta hacerse mínimos.

-En el experimento del microscopio de rayos gamma, este se pregunta cómo determinar el lugar donde se encuentra un electrón. Para saber dónde está haría falta medirlo con un microscopio, pero no cualquiermicroscopio, uno muchísimo más potente y preciso que cualquiera que existiera entonces.

En general, para poder ver algo hace falta radiación de una longitud de onda más pequeña que ese algo.

-Para poder determinar la posición del electrón con una precisión grande hacen falta ondas de longitud muy pequeña, pero cuanto más cortas son las ondas mayor es su frecuencia, y cuanto mayor es la frecuencia deun fotón mayor es su energía

Por tanto, tenemos un fotón con mucha energía (y poca longitud de onda, seria radiación gamma) que incide sobre el electrón y luego llega a nuestros ojos a través del microscopio. Al incidir sobre el electrón, lo empuja en una dirección determinada.

-También sucedería al contrario: si quisiéramos alterar muy poco la velocidad del electrón haría falta un fotóncon muy poca energía, es decir, con longitud de onda muy larga, y entonces no sabríamos dónde está el electrón.

-Por tanto, al saber donde estaba el electrón, no sabemos como de rápido va. Esto no quiere decir simplemente que el electrón se vea alterado por el fotón, las causas son que la luz está formada por cuantos.

-Se establece que la limitación para poder “ver” el electrón se debe a ladualidad onda-corpúsculo de la materia y la energía.

Existe un límite fijo para la precisión conjunta de las mediciones de la posición y momento lineal del electrón, de modo que si una es casi infinita, la otra es casi nula (principio de incertidumbre).

Los errores instrumentales y los errores experimentales no son consecuencia del principio de incertidumbre.

Otros famosos experimentosmentales son las discusiones entre Einstein y Bohr.
El primero no estaba de acuerdo con las implicaciones de la mecánica cuántica, ya que pensaba que los procesos estaban determinados por una serie de mecanismos que aún no habían sido descubiertos, y no estaba de acuerdo con que sólo se puedan calcular probabilidades. Por ello, mantuvo una interesantísima discusión durante años con los físicos quedefendían la mecánica cuántica (Bohr, Heisenberg, Born, von Neumann…). Entre ellos, solía escribir a Bohr.

En sus cartas Einstein desarrollaba un experimento mental que quería demostrar que la mecánica cuántica no funcionaba, y Bohr le contestaba rompiendo su argumento en algún punto.

-Por ejemplo, uno de sus experimentos mentales era este: “supongamos que tengo una caja que contiene...
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