Divulgación Sopa Cuántica y Luz...

[nachofrades]

Tengo una duda camaradas:

Si a niveles cuánticos el espacio no es plano sino que es una orgía llamada "sopa cuántica" donde además de mil cosas el espacio y el tiempo están totalmente retorcidos, enrevesados, con bucles, montes y valles agudos y en definitiva con todo tipo de accidentes, ¿como se las arregla un fotón o un neutrino para viajar en línea recta en ese caos y mantener su velocidad?

Si la sopa cuántica es como la describen los físicos (según Heisenberg) de cuerdas cada fotón encontraría mil "problemas" en su avance y cada uno tardaría un tiempo diferente y tendría una trayectoria aleatoria, lo cual coincide un poco con Feynman...

[Kant]

Re: Sopa Cuántica y Luz...

Bueno, para empezar y sin querer ser vulgar voy a decirte que no tengo ni puñetera idea de la respuesta y seguro que me equivoco en algo pero me voy a aventurar un poco con la posible razón detrás del problema.

Tanto los neutrinos como los fotones viajan a velocidades lumínicas (el fotón por que es la luz básicamente y los neutrinos seguramente también vayan a esa velocidad aunque existió la famosa controversia de los neutrinos superlumínicos) por lo que sufren efectos de la relatividad especial. Un fotón, si pudiese ver, vería todo el espacio a su alrededor como un único punto ya que la contracción de Lorentz implica que para ese marco de referencia cualquier longitud es 0, muy distinto a la "sopa cuántica" que podemos observar en el laboratorio.

Una vez clarificado esto vamos a pasar en cómo puede ser que se las arreglen para mantener su velocidad y dirección. En cuanto a las fuerzas de la naturaleza que puedan influir en su camino: no pueden ser influidas por la gravedad (no tienen masa), ni por las fuerzas nucleares (no están en un núcleo), ni por el electromagnetismo (no tienen carga). Así que la única posibilidad de que no consigan llegar a su destino es (más en el caso de los fotones, desconozco que ocurre con los neutrinos) no ser absorbidos por ningún electrón provocando el efecto fotoeléctrico. Como en un segundo se lanza una barbaridad de fotones a cualquier medio es bastante comprensible que muchos de ellos ni siquiera se desvíen sobretodo en medios con gases como la atmósfera pues en ellos hay grandes cantidades de vacio.

También ten en cuenta que es más o menos cierto lo que dices pero nuestra vista es especialista en completar los huecos para parecer que la luz es homogénea.

[angel relativamente]

Re: Sopa Cuántica y Luz...

Bueno, independientemente de que yo tampoco soy un experto y puede que también la pifie, voy a hacerle una serie de puntualizaciones a Kant.

Tanto los neutrinos como los fotones viajan a velocidades lumínicas (el fotón por que es la luz básicamente y los neutrinos seguramente también vayan a esa velocidad aunque existió la famosa controversia de los neutrinos superlumínicos)

Los fotones viajan a la velocidad de la luz. Los neutrinos viajan a una velocidad ligeramente inferior a la de la luz en el vacío (lo de la controversia parece que ya se ha demostrado haber sido un error del CERN).

Un fotón, si pudiese ver, vería todo el espacio a su alrededor como un único punto ya que la contracción de Lorentz implica que para ese marco de referencia cualquier longitud es 0

Según tengo entendido, no podemos escoger un cuerpo que se mueve a c como sistema de referencia, luego no podemos predecir "qué vería" un fotón.

En cuanto a las fuerzas de la naturaleza que puedan influir en su camino: no pueden ser influidas por la gravedad (no tienen masa)

Los neutrinos SÍ tienen masa.
Respecto a los fotones, no tienen masa, pero sí son influidos por la gravedad (véase Relatividad General de Einstein).

Saludos,

[Kant]

Re: Sopa Cuántica y Luz...

Bueno, independientemente de que yo tampoco soy un experto y puede que también la pifie, voy a hacerle una serie de puntualizaciones a Kant.



Los fotones viajan a la velocidad de la luz. Los neutrinos viajan a una velocidad ligeramente inferior a la de la luz en el vacío (lo de la controversia parece que ya se ha demostrado haber sido un error del CERN).



Según tengo entendido, no podemos escoger un cuerpo que se mueve a c como sistema de referencia, luego no podemos predecir "qué vería" un fotón.



Los neutrinos SÍ tienen masa.
Respecto a los fotones, no tienen masa, pero sí son influidos por la gravedad (véase Relatividad General de Einstein).

Saludos,

He profundizado en Internet y tienes razón en cada una de las puntualizaciones, angel relativamente. Pero me gustaría decir que no se pierde el punto de lo que estaba explicando.

He metido la pata un poco al pensar los efectos relativistas a la velocidad de la luz, demasiado imposibles y extraños incluso para un físico, pero para velocidades ligeramente inferiores nos sirve el caso. La masa de los neutrinos para nuestro problema es nimia (10.000 veces menor que la de un electrón). Por último la influencia de la gravedad en los fotones es notable pero solo en grandes distancias.

Gracias por la ayuda. Un saludo.

[guibix]

Re: Sopa Cuántica y Luz...

Bueno, Soy otro que no tiene ni idea de la respuesta a la pregunta inicial.

Pero he estado pensando (peligro) y se me ocurrieron un par de cosas:

-Si la sopa espacio-temporal es estrictamente aleatoria, entonces la media de sus valores es 0, entonces a una escala suficientemente grande un fotón viajará (prácticamente) a c. Por lo que sé, en Relatividad General un fotón puede viajar "aparentemente" más rápido que c si la geometría del espacio tiempo es de determinada forma, entonces los caminos más largos se compensan con caminos más cortos y el fotón, de media viaja a c.

-La otra cosa que se me ocurre es que como pasa en los diagramas de Feyman, el camino más recto es el que más contribuye al resultado final de la superposición de todos los caminos posibles. Y en la sopa, puede que pase lo mismo, que todos los estados cuánticos están superpuestos y el resultado de la suma es la media, y en donde la luz viaja a c.

Que conste que esto me lo invento y hasta que no aparezca un máquinas del tema, ni caso . Más bien he dicho todo esto a modo de pregunta o duda ¿es cómo digo o hay otra explicación?

[nachofrades]

Re: Sopa Cuántica y Luz...

Yo creo en Feynman, no es que esté enamorado pero vamos a ver:

Si estamos de acuerdo con dos axiomas:

- La luz viaja en línea recta
- La luz viaja a c

Todos nos ponemos muy contentos porque cuando vemos un fotón le decimos "se lo que has hecho malandrín"

Pero me creo (y soy un simple Pintor) en condiciones de afirmar que los dos o uno de ellos es falso.

¿Por que? por este señor que tanto molestó a Einstein: El Señor Werner...

Y digo: Si la luz viaja en línea recta y a c, yo un homo-sapiens, puedo decir a ciencia cierta y con una precisión del diámetro de un protón, la POSICION y VELOCIDAD de ese fotón cazado... y eso molestaría en extremo a Werner... y no conviene molestarle...

¿Como se come esto?

[Kant]

Re: Sopa Cuántica y Luz...

Yo creo en Feynman, no es que esté enamorado pero vamos a ver:

Si estamos de acuerdo con dos axiomas:

- La luz viaja en línea recta
- La luz viaja a c

Todos nos ponemos muy contentos porque cuando vemos un fotón le decimos "se lo que has hecho malandrín"

Pero me creo (y soy un simple Pintor) en condiciones de afirmar que los dos o uno de ellos es falso.

¿Por que? por este señor que tanto molestó a Einstein: El Señor Werner...

Y digo: Si la luz viaja en línea recta y a c, yo un homo-sapiens, puedo decir a ciencia cierta y con una precisión del diámetro de un protón, la POSICION y VELOCIDAD de ese fotón cazado... y eso molestaría en extremo a Werner... y no conviene molestarle...

¿Como se come esto?

Yo creo que es bastante más complejo de lo que aseguras medir propiedades de un fotón. Sin embargo, me ha "chivado un pajarito" (lease alguna página web) que los fotones no cumplen ciertas características básicas como para poder ser incluidos en el principio de incertidumbre. Según Mr. Wikipedia como los fotones no tienen masa no es posible que sean localizados sin destruirlos por completo. Si que cumplen otra versión del principio de incertidumbre pero totalmente distinto a lo que nos concierne ahora.

Así que el señor Werner y el señor Einstein pueden descansar tranquilos por ahora.

[guibix]

Re: Sopa Cuántica y Luz...

los fotones no cumplen ciertas características básicas como para poder ser incluidos en el principio de incertidumbre. Según Mr. Wikipedia como los fotones no tienen masa no es posible que sean localizados sin destruirlos por completo. Si que cumplen otra versión del principio de incertidumbre pero totalmente distinto a lo que nos concierne ahora.

Más que "otra versión" del principio de indeterminación, lo que pasa es que el momento lineal de las partículas con masa depende de la masa y de la velocidad, pero en los fotones, el momento lineal depende de la longitud de onda. O sea que sigue cumpliendo con $\Delta x\Delta p_x\geqslant \frac{\hbar}{2}$, solo que en vez de $p=mv$ se usa $p=h\nu$ siendo $\nu$ la frecuencia del fotón. Pero sí es cierto que lo que detectas de un fotón es la energía transferida al ser destruido, cuando lo detectas ya no existe.

[nachofrades]

Re: Sopa Cuántica y Luz...

Y un neutrino? que si tiene masa?

Según esos dos axiomas se podría calcular su posición y velocidad exactas...

[guibix]

Re: Sopa Cuántica y Luz...

Y un neutrino? que si tiene masa?

Según esos dos axiomas se podría calcular su posición y velocidad exactas...

No, porqué si tiene masa, entonces $p=\gamma mv$(antes no he puesto el $\gamma$ que además limita la velocidad a $c$). Tiene igualmente un momento lineal sujeto a la indeterminación de la posición. si no tuviera masa, entonces $p=h\nu$ y se podría tratar de forma similar al fotón: con momento lineal variable, pero la velocidad constante y $c$.

[nachofrades]

Re: Sopa Cuántica y Luz...

Deduzco entonces que si respetan c como una constante NO viajan en "línea recta"...