Divulgación Cuantización de espacio y tiempo

[Amaper]

¿Están cuantizados el espacio, el tiempo y la frecuencia? ¿Cómo se sabe?

[Jaime Rudas]

Re: Cuantización de espacio y tiempo

Supogo que te refieres a si son discretos o continuos. Si es así, creo que, de acuerdo con las dos teorías que mejor describen la realidad física (relatividad general y teoría cuántica), el espacio y el tiempo son continuos. Lo anterior no implica que, en el futuro, no podamos encontrar un teoría que los considere discretos y que describa mejor la realidad.

[Amaper]

Re: Cuantización de espacio y tiempo

Si el espacio y el tiempo son realidades continuas también lo es la frecuencia, de modo que no hay una frecuencia minima mayor de cero.
Se deduce, por tanto, por la fórmula de Plank que tampoco hay una energía mínima de emisión o absorción mayor de cero.

¿Eso es asi?

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A la espera de respuestas sobre la existencia real o no de energías minimas mayores de cero, quieros pediros otra aclaración dentro del mundo cuántico.

Leo en el libro Nueva guía de la ciencia de Asimov lo siguiente:

"La radiación (luminosa) podía trasladarse por el vacío en virtud de sus hábitos corpusculares, y desde aquel instante se pudo enterrar la teoría del éter, teoría con la que acabara ya el experimento Michelson-Morley".

¿Esto es así? ¿A veces no es así y la luz se traslada por el vacio en forma de onda? ¿Porqué unas veces la luz se traslada en forma de onda y otras veces en forma de partícula?

Gracias por vuestra ayuda.

[arivasm]

Re: Cuantización de espacio y tiempo

Sin entrar en las implicaciones que podrían tener la longitud y el tiempo de Planck, no hay mínimos ni para la frecuencia ni para la energía de un fotón (quizá el tiempo de Planck imponga lo contrario, un máximo, pero francamente no lo sé).

Respecto de la frase de Asimov lo que me viene a la mente es que era un brillante escritor de ciencia ficción, pero que algunas veces no lo hizo tan bien a la hora de divulgar. Con todos mis respetos hacia su figura, esa frase revela insuficiencias en el conocimiento de Asimov sobre la Mecánica cuántica o como mínimo falta de la suficiente claridad de ideas como para comunicarla. La teoría clásica de la luz es puramente ondulatoria y explicaba, correctamente, la propagación de la luz en el vacío sin necesidad de "comportamientos corpusculares", pues sería una consecuencia de las leyes del electromagnetismo. La teoría cuántica no nace para explicar la propagación de la luz en el vacío, y menos aún de esa manera, sino por la necesidad de interpretar otros fenómenos, como la radiación de cuerpo negro o el efecto fotoeléctrico.

Otra incorrección de la frase se refiere a que la teoría del éter es enterrada por la teoría cuántica. Son las propias leyes del electromagnetismo, y su validez en todos los sistemas de referencia inerciales, las que entierran la teoría del éter.

Por último la idea de que la luz a veces es onda y a veces es partícula es tan incorrecta como decir que el agua es a veces un medio continuo y a veces un conjunto de moléculas, por hacer un símil.

La luz es una perturbación del campo electromagnético, descrita por una onda, y que intercambia su energía de manera local y por paquetes o cuantos (llamados fotones). Cuando la energía de la luz es suficientemente alta (lo que equivale a decir que el número de fotones es muy grande) podemos visualizarla como una onda clásica (de un modo parecido a como un número enorme de moléculas de agua puede ser descrita por un medio continuo). Si la energía de la perturbación es baja o se diseña una experiencia de manera que se pueda apreciar el carácter local y discreto de los intercambios de energía el comportamiento se asemeja, hasta cierto punto, con el de las partículas clásicas. Los experimentos alrededor del primer caso son los que tradicionalmente se han llamado óptica ondulatoria, mientras que los segundos se corresponderían con eso que, lamentablemente (y ya va siendo hora de que se abandone esta terminología anticuada), a veces se llaman "experimentos corpusculares". Pero nada impide hacer experiencias en las que no se pueda hacer una distinción tan nítida: un ejemplo sería la doble rendija (o semejante) con una intensidad muuuy débil, de manera que el número de fotones en el interferómetro sea suficientemente pequeño como para no poder obviar su existencia.

[Amaper]

Re: Cuantización de espacio y tiempo

Muchas gracias por tu aclaración.

A quienes no somos cientificos cuánticos nos cuesta nucho abandonar la nitida y al parecer equivocada explicacion de que la lua se comporta a veces como particula o foton y a veces como onda de campo electrico y magnetico, que sigue fielmente lo descubierto por Huygens y Maxwell.

Para mas confusión yo me encuentro con que en mi tejado tengo una antena receptora de la seńal de TV, rigurosamente calculada en la LONGITUD DE SUS BRAZOS para captar ONDAS y no particulas.

Por contra la literatura CIENTIFICA y muy actual nombra continuamente el FOTON como particula de intercanbio de la fuerza electromagnética, y sigue siendo explicativa de los fenómenos de interaccion de la luz con la materia, como los clásicos efecto fotoeléctrico y efecto Compton, en los que PARA NADA interviene HUYGENS, tal y como SI QUE LO HACE radicalmente eń la antena de UHF de mi tejado.

Cuando un aficionado como yo me encuentro de golpe con explicaciones de un experto como tu, poniendo patas para arriba la muy frecuente y al parecer equivocada explicacion simplista ondulatorio-corpuscular, imaginate el CACAO MENTAL de un aficionado como yo.

Te ruego disculpas si no te he entendido bien.

[skan]

Físicos teóricos de la Universidad de Pensilvania han calculado el límite superior para la posible cuantización del tiempo: 10^-33s.
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.241301