El Gato está vivo || Experimento de la doble rendija

Introducción.

Esta idea nace con la intención de hacer una revisión del experimento de la doble rendija, realizado inicialmente por Thomas Young en 1801, y reproducido con posterioridad en innumerables ocasiones, un experimento que ha sido fundamental para el desarrollo de la Teoría Cuántica.

Este artículo está realizado sobre la base teórica de la Teoría Espacial de Campos, una idea que desarrollé y que se encuentra de forma pública en el siguiente enlace: Teoría Espacial de Campos. En ella que se expresan interpretaciones alternativas basadas en el espín particular y su campo para dar explicación a diversos fenómenos de la física clásica y actual qué, desde mi punto de vista, aún conservan cierta aura mágica dentro del universo de la ciencia. Por ejemplo: se describe como se origina el campo magnético en una corriente eléctrica a partir del posicionamiento espacial alineado de los electrones y la superposición de todos sus campos, desmontando el concepto de velocidades relativistas que se utiliza en la actualidad para ofrecer dicha justificación. También se pueden encontrar otros aspectos que resultan muy importantes para este análisis, como es la influencia del espín particular y su campo en el origen, el carácter y el sentido de la fuerza.

Este artículo nace a partir de una experiencia que tuve hará poco más de un año, cuando cierta persona popular mostró un cierto interés sobre esta idea, y tras un periodo de silencio, ahora me consta que emprendió por cuenta propia una investigación privada acompañada de una gran inversión, una Teoría qué, desde un principio, la he hecho publica, cooperativa, abierta,...pensando más en los beneficios que puede aportar el tener un mejor conocimiento sobre los campos y el control de los mismos, una idea que puede ser increíblemente importante para la carrera espacial, la vida en el espacio, aplicaciones medicas que actualmente se llevan a cabo en la ISS podrán ser reproducidas en la Tierra mediante el control del campo "g" a partir de los campos "e" y "m", ... y que de ser así, seria una irresponsabilidad no prestarle la suficiente atención porque a sabiendas de que podría afectar directamente al futuro de la humanidad.

Para empezar y que sea más fácil, he pedido al GhatGPT (en cursiva) que me haga un breve resumen del experimento de la doble rendija para que me proporcione un texto sobre el cual trabajar, recorrer paso a paso su evolución y aportar a algunas de las interpretaciones actuales una nueva perspectiva para que resulten menos fantásticas y más acordes con el pensamiento científico de tocar con los pies en el suelo.

El relato que me devolvió el ChatGPT es el siguiente:

Experimento paso a paso:

El Montaje del Experimento

Imagina que tienes un dispositivo que emite luz o electrones, que se dirige hacia una pantalla con dos rendijas estrechas, colocadas muy cerca una de la otra. Detrás de estas rendijas y a una cierta distancia, hay una pantalla de detección que puede registrar dónde impacta la luz o el electrón.

1. Paso 1: La Fuente de Luz

Cuando enciendes el láser, este emite un haz de luz coherente, que significa que las ondas de luz tienen una fase constante y son muy similares entre sí.

Hasta aquí, el experimento está muy claro, un láser emite una onda de luz que contiene fotones y por consiguiente, se comportará como tal. ¿Pero ocurrirá lo mismo cuando utilizamos un cañón de electrones?, Cabe esperar que si, pues la aceleración y vibración del electrón origina igualmente una onda electromagnética, y al igual que ocurre con el haz de luz, el electrón quedará anidado en la amplitud de la onda y se propagaran conjuntamente por el espacio. Para entender el concepto de anidamiento yo siempre lo comparo con nosotros mismos, que viajamos a una velocidad vertiginosa por el espacio sin tener constancia de ello por la sencilla razón de que nuestro campo "g" se halla anidado dentro del campo "G" del sistema.

En las siguientes imágenes se pueden ver las diferencias entre la interferencia derivada entre la difracción y la linealidad del láser que se da cuando pasa por una sola rendija y la interferencia que se produce por la citada difracción cuando pasa por las dos rendijas.

Imagen de interferencia en una sola rendija

Imagen de interferencia en doble rendija..

2. Paso 2: Las Rendijas

Al llegar a las rendijas, la luz se divide en dos caminos: una parte pasa por la rendija izquierda y otra por la rendija derecha. Aquí es donde comienza la magia.

Por ahora, lo que está pasando es lo que cabe esperar.

3. Paso 3: Interferencia

A medida que las ondas de luz emergen de las rendijas, se superponen. ¿Por qué sucede esto? La explicación está en la naturaleza ondulatoria de la luz. Cuando las ondas de luz pasan a través de las dos rendijas, se superponen y se combinan cuando están en una misma fase. En algunos lugares, las crestas de las ondas se suman, creando zonas brillantes, mientras que en otros lugares, una cresta se encuentra con un valle, cancelándose mutuamente y creando zonas oscuras. Creo que te puede ayudar si piensas en las ondas como olas en el agua, cuando dos olas se encuentran, pueden reforzarse (interferencia constructiva) o cancelarse (interferencia destructiva). Esto crea un patrón de franjas brillantes y oscuras en la pantalla detrás de las rendijas que se denomina patrón de interferencia.

### Observaciones Iniciales

 

Cuando se realiza el experimento con luz continua, el patrón de interferencia se forma rápidamente, mostrando que la luz se comporta como una onda. Este resultado fue sorprendente para la época, ya que desafiaba la visión clásica de la luz como partículas (fotones) que se movían en línea recta.

### La Sorpresa de las Partículas 

Ahora, aquí es donde el experimento se vuelve aún más intrigante. Si en lugar de luz, disparas electrones (que son partículas) uno a uno hacia las rendijas, el resultado es el mismo. Al principio, podrías pensar que cada electrón pasaría por una rendija o la otra, creando dos sombras en la pantalla. Sin embargo, a medida que se acumulan los impactos de los electrones, también se forma un patrón de interferencia.

Ya he mencionado con anterioridad que al acelerar electrones, también provocamos una onda, incluso en el caso de que se trate tan solo de un electrón, por lo que existirá una onda electromagnética que servirá de medio al electrón en su propagación por el espacio, una onda que podremos dividir a su paso por la doble rendija creando posteriormente las interferencias constructiva y destructivas que condicionarán el traslado de nuestro electrón hasta impactar en la pantalla. Verán que estoy eligiendo las palabras para evitar confusiones que perturben la idea, como "traslado", que no es lo mismo que "trayecto", aunque los dos acaben en un mismo lugar.

Mientras que las ondas siempre se propagan por el espacio, las partículas pueden desplazarse de dos maneras diferentes, trasladándose anidadas dentro de la onda a modo de propagación, del mismo modo en que nos trasladamos nosotros por el universo a velocidades vertiginosas si percepción alguna al estar anidados dentro del campo "g" de la Tierra, Sistema,... o viajar de un punto a otro describiendo una trayectoria aparentemente lineal, y digo aparentemente porqué dependerá por un lado de la resistencia al cambio que ofrezca su masa en espín, y por otro, de las interacciones de su campo particular también en espín con el campo medio por el que transita.

Y ahora sigamos y verán en seguida la importancia de tal diferencia...

El hecho de que la onda como medio realice interferencias constructivas y/o destructivas tras haber sido dividida en dos mediante su paso por la doble rendija, las diferentes variaciones que se producirán en la amplitud de la onda en su propagación como resultado de tales interferencias harán que, el electrón que permanece anidado y en equilibrio dentro de la misma, vaya cambiando su posición dentro de la onda como resultado del cambio de la amplitud magnética del medio, eligiendo su traslado al azar y de forma fortuita debido a las interferencias que se producen en el medio. Se trata de un hecho muy similar al recorrido que realizan las bolas en la máquina de Francis Galton.  De hecho, el resultado final es exactamente el mismo, por lo que podríamos llegar a explicarlo de la misma manera:

"Es a partir de los límites físicos que imponemos en origen con la bifurcación de la doble rendija y las interferencias que de ello se derivan, que se produce una distribución binomial en el recorrido de los electrones que se aproximará a la distribución normal, una resultado que queda claramente patente en el patrón de interferencias".

Así que no considero nada descabellado considerar que el electrón siga de igual manera probabilista el recorrido binomial que se deriva de la interferencia entre ondas, un argumento que me ayuda a desmitificar un poco el siguiente paso sin dejar, sobre todo, de reconocer el acierto que se dio en considerarlo como una onda de probabilidad, permitiéndome quitar valor a la idea de la superposición cuántica al tratarse de un simple juego del azar.

*Siempre he pensado que es un hecho muy curioso es el patrón de interferencias sea una imagen refleja y amplificada de la amplitud de la onda, tal y como nos la imaginamos cuando intentamos representarla con una imagen.

1. Paso 4: Comportamiento Cuántico

Esto sugiere que cada electrón se comporta como una onda de probabilidad en vez de como una partícula concreta y que pasa por ambas rendijas simultáneamente, interfiriendo consigo mismo. Es como si cada electrón "supiese" que hay dos caminos y tomara ambos al mismo tiempo.

Esta interpretación dio origen a la idea de la Dualidad onda-partícula. Según esta idea, las partículas sub-atómicas pueden comportarse tanto como ondas como partículas, dependiendo de cómo se observen. Un electrón por ejemplo, puede exhibir propiedades de onda, o propiedades de partícula, dependiendo de como se mida.

Ya hemos visto que el electrón interacciona con el campo magnético de la onda cuando está anidado en ella, acomodado en su amplitud como quien reposa en equilibrio, así que es normal que pensemos que se comporta como una onda cuando se propaga conjuntamente dentro de ella.

### La Observación Cambia Todo: El efecto actor-observador.

La parte más desconcertante del experimento ocurre cuando intentas observar por cuál rendija pasa cada electrón. Si colocas un detector en una de las rendijas para ver qué camino toma el electrón, el patrón de interferencia desaparece. En su lugar, obtienes dos sombras, como si los electrones estuvieran actuando como partículas clásicas. Esto plantea preguntas profundas sobre el papel del observador en la mecánica cuántica.

Si saben como funciona un detector, convendrán conmigo que es imprescindible crear un campo eléctrico y medir sus oscilaciones mediante instrumentos si pretendemos detectar el paso de un electrón a través de la rendija, cosa que solo podemos realizar a partir de la interacción con su campo. Lamentablemente, esta intromisión que realizamos en el experimento, hará que este se vea totalmente corrompido, y lo es de la siguiente manera: al igual que el experimento de Faraday de 1845, nosotros estamos sometiendo el electrón a la atracción de un campo magnético que permanece perpendicular a la trayectoria, que aunque no interaccione con la onda, si lo hace con el campo del electrón, dicho de otra forma, estamos cambiando el posicionamiento espacial del electrón que permanecía anidado dentro la onda mediante la aplicación del campo magnético invasivo. El resultado es un alineamiento del electrón con la trayectoria, tal y como se observa en el "gif", un leve cambio en su velocidad que lo desfasará y lo hará  desconectar de la onda inicial, perdiendo de este modo su anidamiento. A partir de este punto, el espín y la resistencia al cambio harán su trabajo, el electrón viajará describiendo una trayectoria prácticamente lineal a falta de interferencias hasta la meta, similar al trayecto que describe dentro de un tubo de rayos catódicos, o de los antiguos televisores, comportándose como partícula con masa que es. Pienso para reforzar la idea en el ejemplo de la Aurora Boreal, donde ocurre exactamente lo mismo, el campo magnético de la Tierra condiciona la trayectoria del electrón desconectándose de la onda original del sol con la que viaja.

Antes de continuar me gustaría que reflexionen como debería ser la resistencia al cambio de nuestro electrón. Del mismo modo que un electrón posee espín, su campo también gira y de tal desplazamiento se originan las fuerzas que reconocemos en él. El simple hecho de que exista un eje hace que todas las fuerzas que se originen serán acordes con el mismo, por lo que el campo desde el punto de vista de las fuerzas resultantes será polarizado. Con una intensidad fuerte en el ecuador que disminuye a medida que nos acercamos a los polos.

Así podemos concluir que es el efecto Faraday el que hace que el electrón se desvincule de la onda e inicie su trayecto aislado como partícula. 

### Implicaciones Filosóficas

El experimento de la doble rendija no solo es un fenómeno físico; también tiene profundas implicaciones filosóficas. Nos lleva a cuestionar la naturaleza de la realidad y cómo la observación afecta a lo que medimos. ¿La realidad existe independientemente de nuestra observación, o es la observación la que determina el resultado?

Sin comentarios....

### Conclusión del ChatGPT

En resumen, el experimento de la doble rendija es un hito en la física que revela la dualidad onda-partícula de la luz.

Hasta la fecha...

Nota: Con este artículo no es mi intención decir que la física cuántica es errónea, pues considero que se trata de un verdadero acierto, un avance de la física de las probabilidades, solo pretendo cambiar algunos aspectos de la interpretación del experimento porque considero que dichos cambios pueden resultar más que interesantes, por eso les animo a repetirlo e intentar verlo desde mi punto de vista, o en su caso, desde una perspectiva mejor.

Creditos:

Experimento sobre campos polarizados.

Aunque la polarización del campo no tiene ninguna repercusión aparente en el experimento de la doble rendija, el hecho de aplicar filtros polarizados me ha hecho percibir algunas cuestiones que he creído importante compartir después del artículo por la curiosidad que despierta en el observador ciertos fenómenos que a veces por Internet se muestran como un poco mágicos.

Pero antes de continuar y siguiendo con el experimento de la doble rendija anterior, me he dedicado a polarizar la onda mediante el uso de filtros polarizados para ver que es lo que pasa. Para reducir el margen de error, he buscado la polaridad de los filtros para que sean en vertical y horizontal, y la del láser, ya que después de dividirse el haz en dos a su paso por la doble rendija, los haces resultantes se comportan como si estuvieran polarizados. Luego, en primer lugar, he comprobado el patrón de interferencias del haz sin filtro alguno, seguidamente haciéndolo pasar solo por un filtro polar, el derecho, después por el otro, y finalmente cada haz de la rendija por cada uno de los filtros. Al final, he contrastado para observar como la polarización afecta al patrón de interferencias en cada uno de los casos, y aunque esto no es nada nuevo sí tenemos presente como se utiliza en la actualidad la polarización y el cambio de fase para la visualización de películas en 3D, si que ha sido grato observar como cuando rompemos la interferencias, el patrón también se desdibuja, aunque no con la totalidad que hubiese esperando si el experimento no hubiese sido tan precario.

La curiosidad que quiero compartirles se me despertó a partir del experimento aparentemente mágico que consiste en intercalar un nuevo filtro polarizado entro dos filtros que impiden la propagación por hallarse totalmente cruzados.

*No piensen ahora que soy un insensible a la magia, solo que me encanta saber el porqué de las cosas. 

En el experimento se puede apreciar que, además del cambio de amplitud de onda cuando las lentes no están del todo perpendiculares, lo que nos estaba haciendo la segunda lente era definir un nuevo plano polarizado independiente de su predecesora, algo muy lógico, cierto, pero no pensaba que la des-conexión con el plano anterior seria total, tenia la impresión que las lentes anteriores vetarían el ángulo que con anterioridad había quedado coartado. Pies no, yo estaba totalmente equivocado.

Hemos de tener presente que en un filtro polarizado, el norte y el sur son exactamente lo mismo, es decir que hablando de planos, solo existe la vertical y la horizontal, aunque voy ha seguir manteniendo la idea de norte y sur por el conocimiento heredado.

En el siguiente "GIF" se muestra como la rotación del segundo filtro condiciona el paso de la luz en 90 grados al estar esta polarizada por el primero, cambiando eso si, el plano de la misma en la rotación, plano que es esencial para la influencia del tercero.

Y en la siguiente recopilación se resaltan los cuatro momentos donde no existe un flujo final, ya sea porque el diferencial del ángulo entre el primer filtro y el segundo es de 90 grados o porque el ángulo dado entre el segundo y el tercer filtro también se halla en un diferencial de 90 grados.

y en la siguiente, los cuatro momentos intermedios donde el flujo de salida es posible porque el ángulo entre el primero y el segundo y entre el segundo y el tercero son en distintos momentos inferiores a los 90 grados.

Lo podemos apreciar de una manera más clara cuando alineamos muchos mas filtros polarizados, podemos pensar que el ángulo de interacción se restringiría de 90 a 60 o a 45 grados en función al número de filtros, o que se heredaría de manera que si cruzamos filtros más adelante respecto a otros filtros anteriores, el has se restringiría por haber estado vetado dicho ángulo con anterioridad, pero no, cada filtro esta definiendo un nuevo plano para la luz polarizada saliente que es totalmente independiente a todos los filtros anteriores, salvo el primero que polarizó inicialmente la luz.

En el siguiente vídeo se puede observar como el ángulo inicial no se hereda en una alineación múltiple de filtros, es decir que, aunque hallan múltiples filtros que se hallen cruzados entre si coincidiendo de manera repetitiva en el recorrido, el hecho de haber filtros intermedios que van definiendo un nuevo plano polar de manera independientemente a sus predecesores hace que el láser consiga atravesar todos los filtros y continuar con su trayecto, aunque eso si, con la perdida de amplitud que supone la exposición a tantos filtros.

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