Muga Juan La Fisica Cuantica En La Vida Diaria

La f´
ısica cuantica
´
en la vida diaria
por
Juan Gonzalo Muga Francisco, Universidad del Pa´
ıs Vasco-Euskal

Herriko Unibertsitatea

Contenidos
1.

Introduccion
´

2.

Un poco de historia
2.1.

Los comienzos

2.2.

Evolucion
´
y descubrimientos mas
´ destacados

3.

El transistor

4.

El laser
´
4.1.

Or´
ıgenes

4.2.

Aplicaciones

5.

Otras aplicaciones de la mecanica
´
cuantica
´

6.

Elfuturo: ¿ordenadores cuanticos?
´

1. Introduccion
´
La mecanica
´
cuantica
´
ha sido la teor´
ıa f´
ısica mas
´ influyente del siglo XX, y se

asoma al siglo XXI con enorme pujanza, no solo
´
porque gracias a ella entendemos

mejor los constituyentes basicos
´
y las propiedades de la materia o de la radiacion,
´

sino porque ha permitido el desarrollo de la tecnolog´
ıa que nos rodea. Curiosamente,7

8

2. La f´ısica cu´antica en la vida diaria

esta
´ muy extendida la creencia de que las manifestaciones de la naturaleza cuantica
´

de la materia en el mundo macroscopico,
´
y por tanto en la vida diaria, no son
muy importantes. He o´
ıdo abundantes comentarios en este sentido a personas con

educacion
´
cient´
ıfica, ingenieros, qu´
ımicos o f´
ısicos. El proposito
´
de este art´
ıculoes
poner de manifiesto lo contrario.

Repasemos brevemente una jornada ordinaria de un personaje urbano imaginario.

Probablemente se despertara
´ con un

reloj digital,

calentara
´ el desayuno con un

horno de microondas, e ira´ al trabajo en un coche controlado en parte por una
serie de chips escuchando la radio. Ya en el trabajo se conecta a un ordenador.
En practicamente
´
cualquier gestion
´que deba realizar, bancaria o administrativa,

le atenderan
´
detras
´
de la pantalla de otro ordenador conectado seguramente a una

impresora y a una red de informaci´
on local o externa, y a lo largo del d´ıa hara´
alguna llamada telef´
onica. De vuelta al hogar pasa por un supermercado donde
los precios se registran mediante un lector l´
aser de los c´
odigos de barras,
y en casa vera
´ latelevisi´
on, que funciona mediante transistores, y cuya senal
˜
se
recibira
´ en breve por cable de fibra optica
´
gracias a laseres
´
de semiconductores,

o escuchara
´ musica
´
grabada en un

disco compacto.

El ordenador tambien
´
ha

entrado en nuestras casas como pasatiempo, como fuente de informacion
´
o ayuda
para estudiantes.

Muchos de estos objetos deben su invencion
´
(el laser,
´
eltransistor), o su estado

de desarrollo actual (la television,
´
la radio, las comunicaciones telefonicas),
´
a los
conocimientos basicos
´
sobre la materia y la radiacion
´
que proporciona la mecanica
´

cuantica.
´

En otros casos la mecanica
´
cuantica
´
explica su mecanismo basico
´
de

funcionamiento (el horno de microondas).
las grandes estrellas de esta historia.

Sin duda el transistor y ellaser
´
son

Su impacto social y economico
´
es enorme.

A partir de los anos
˜
noventa se fabrican al ano
˜
miles de millones de laseres
´
de

semiconductores, y las ventas de todo tipo de aparatos con circuitos electronicos
´

suponen billones de dolares
´
al ano.
˜

A pesar de todo esto la mecanica
´
cuantica
´
es

una ciencia desconocida para la gran mayor´
ıa. Podemos definirla como la Cienciade lo incre´
ıblemente pequeno,
˜
de cosas como electrones, protones y neutrones, que

son las part´
ıculas que forman los atomos
´
(la teor´
ıa cuantica
´
abarca tambien
´
a los
quarks, las part´
ıculas que constituyen los protones y neutrones, a los fotones, y a

sus interacciones con la materia). Los atomos
´
a su vez forman las moleculas
´
y casi

toda la materia ordinaria.

Un atomo
´
esrealmente muy pequeno,
˜
en un mil´
ımetro

cabr´
ıan diez millones de atomos
´
puestos en fila, y de hecho el atomo
´
es enorme si lo

comparamos con su nucleo,
´
que es 100.000 veces mas
´ pequeno
˜
que el atomo.
´

Las

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dimensiones de los objetos del mundo, cu´
antico son tan peque˜
nas
que su comportamiento es a menudo radicalmente distinto del que
estamos acostumbrados a ver en los objetos de...