El principio de incertidumbre o relación de indeterminación de Heisenberg

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El principio de incertidumbre o relación de indeterminación de Heisenberg

Werner Heisenberg fue uno de los padres de la Mecánica Cuántica, que además de ser un eminente físico enunció el Principio de Incertidumbre o relación de indeterminación.

La pregunta es: Si lo que vamos a tratar es física cuántica, ¿qué relación puede tener con mi ocupación? o ¿con el mundo que me rodea? No es poca.

Heisenberg recibió el premio nobel en 1932 con solo 31 años. Moriría en su Alemania natal con 74. Su vida contiene un misterio que podría haber cambiado el destino del mundo porque aceptó trabajar con el gobierno nazi en la construcción de un supuesto reactor nuclear. Imaginamos lo que Hitler pudo haber hecho con varias bombas atómicas, pero siempre hay que tener en cuenta todos los factores posibles, no solo para tomar una decisión, sino también para hacernos una idea. Mientras más información y mayor paciencia tengamos, más posibilidades de acierto.

En primer lugar, la bomba nunca se fabricó en Alemania. Quizás porque no lo consiguieron, o porque se dieron cuenta del peligro que supondría. Si escuchamos a los científicos del proyecto Manhattan, que al otro lado del océano obtuvieron finalmente el éxito, se debió a los errores de cálculo en la cantidad de uranio y la masa crítica. Si por el contrario, nos decantamos por los protagonistas, estos afirman no haber conseguido su fin a propósito, aludiendo razones morales. Bien. Podríamos decir que, obviamente, alguien que está a punto de ser condenado es capaz de decir cualquier cosa para salvar el pellejo, claro. Pero hay un par de cuestiones que no encajan en todo esto ¿Porqué en 1941 Heisenberg visita a Niels Bohr en Dinamarca y le cuenta que está fabricando un bomba atómica cuando era sabido que Bohr mantenía contactos con el bando aliado? Dinamarca era un país ocupado por aquel entonces, pero gozó de cierta autonomía hasta 1942 cuando se recrudeció la resistencia. Bohr medió sin éxito para evitar la escalada nuclear, pero al final, convencido de lo cerca que estaba Heisenberg de conseguirlo, colaboró con el proyecto Manhattan.

En segundo lugar, al final de la guerra en Europa, Heisenberg se encontraba recluido en una granja en Inglaterra junto con otros nueve científicos alemanes. La inteligencia británica instaló micrófonos ocultos que registraron todas las conversaciones entre los cautivos. El ocho de agosto de 1945, dos días después de escuchar en la radio la noticia del lanzamiento de la bomba atómica sobre Hisroshima, Heisenberg leyó a sus compañeros un informe con los cálculos (asombrosamente aproximados) de la cantidad de Uranio-235 y la masa crítica para generar una reacción nuclear, además del diseño para hacerlo. Dos días se consideran insuficientes para realizar ese cálculo sin partir de un planteamiento correcto.

¿Héroe o villano?

Volviendo al principio de incertidumbre. Supongamos que queremos medir la temperatura del agua del mar ¿Fácil no? Sabemos que el agua, al menos en la zona de medida, tendrá una temperatura constante y que disponemos de un sistema de medidas establecido y un sencillo aparato para medirlo: un termómetro. Suspendemos el termómetro dentro el agua. Como estamos en el trópico, el agua se encontraba a unos agradables 25ºC. Eso era antes de introducir el termómetro, puesto que al tomarlo de su funda hemos notado que la superficie de cristal estaba fría, y claro, al meterlo en el agua la habré enfriado un poco. Por supuesto que ese valor es muy pequeño, infinitesimal; diríamos que despreciable, pero ¿y si en vez de la temperatura del océano queremos medir la de 1 mililitro de agua?

El principio de incertidumbre establece que, por el mero hecho de interaccionar con un objeto (visión incluida) estamos generando un cambio que repercutirá en el concepto o dato que de dicho objeto queremos tomar. Cuanto más pequeño, más rápido o menos pesado sea ese objeto, mayor incertidumbre se generará. También podemos eliminar incertidumbre inventando cada vez aparatos de medida más precisos y pequeños pero tendremos que seguir respetando ese margen de error.

En las mediciones de arquitectura e ingeniería, o la realizadas por los laboratorios de ensayos fisicoquímicos de materiales, no se tiene en cuenta el principio de incertidumbre como tal (no es así en la microfísica, donde vemos determinados fenómenos porque actuamos directamente sobre ellos, como cuando bombardeamos unas partículas con otras)

No obstante, sabemos que, si para realizar un ensayo debemos tomar una muestra con un método destructivo, estaremos, al menos, causando vibraciones en la extracción (cuando no, humedad por la refrigeración y aumento de la temperatura por el rozamiento) lo que modificará las características fisicoquímicas de la muestra y su entorno. No podemos valorar esa modificación, pero sí tenerla en cuenta.

Autor fotografía: Sturmanz en http://commons.wikimedia.org bajo licencia Creative Commons.
Referencias bibliográficas (19,20 y 21)

 

2018-02-28T16:00:49+00:00 Categorias: Ciencia en general, Ensayos|Etiquetas: , |
Arquitecto Técnico y Perito Forense. Especialidad en Patología, Rehabilitación y Construcción (Procesos y Materiales).

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