Principio de exclusión de Pauli

El principio de exclusión de Pauli es un principio cuántico enunciado por Wolfgang Ernst Pauli en 1925 que establece que no puede haber dos fermiones con todos sus números cuánticos idénticos (esto es, en el mismo estado cuántico de partícula individual). Hoy en día no tiene el estatus de principio, ya que es derivable de supuestos más generales (de hecho es una consecuencia del Teorema de la estadística del spin. El principio de exclusión de Pauli sólo se aplica a fermiones, esto es, partículas que forman estados cuánticos antisimétricos y que tienen espín semientero. Son fermiones, por ejemplo, los protones, los neutrones y los electrones, los tres tipos de partículas subatómicas que constituyen la materia ordinaria. El principio de exclusión de Pauli rige, así pues, muchas de las características distintivas de la materia. En cambio, partículas como el fotón y el (hipotético) gravitón no obedecen a este principio, ya que son bosones, esto es, forman estados cuánticos simétricos y tienen espín entero. Como consecuencia, una multitud de fotones puede estar en un mismo estado cuántico de partícula, como en los láseres.»Dos electrones en la corteza de un átomo no pueden tener al mismo tiempo los mismos números cuánticos».

En la astronomía se encuentran algunas de las demostraciones más espectaculares de este efecto, en la forma de enanas blancas y estrellas de neutrones. En ambos objetos, las estructuras atómicas usuales han sido destruidas por la acción de fuerzas gravitacionales muy intensas. Sus constituyentes sólo se sustentan por la «presión de degeneración» (que les prohíbe estar en un mismo estado cuántico). Este estado exótico de la materia se conoce como materia degenerada. En las enanas blancas, los átomos se mantienen apartados por la presión de degeneración de los electrones. En las estrellas de neutrones, que presentan fuerzas gravitacionales aún mayores, los electrones se han fusionado con los protones para producir neutrones, que tienen una presiónde degeneración mayor. Otro fenómeno físico del que es responsable el principio de Pauli es el ferromagnetismo, en el que el principio de exclusión implica una energía de intercambio que induce al alineamiento paralelo de electrones vecinos (que clásicamente se alinearían antiparalelamente).

Realidad virtual

Sistema de comunicación más avanzado entre hombre y máquina que permite mover en tiempo real e interactivamente un entorno virtual. El entorno virtual o mundo virtual es la creación de un espacio tridimensional de estructuras alámbricas fotorrealistas.

Sextante

El sextante es un instrumento de precisión que sirve para medir ángulos y se utiliza en la mar para medir las alturas de los astros sobre el horizonte visible o de la mar y para medir ángulos horizontales y verticales de puntos de la costa. Está constituido por un sector circular de metal (antiguamente era de marfil) de un arco de 60º, el cual puede medir ángulos hasta 120º. Lleva una alidada que gira alrededor del centro de la circunferencia que corresponde al sector y sobre el cual se lee la altura del astro sobre el horizonte en grados. La alidada tiene sobre el eje de giro un espejo que gira con ella, llamado espejo grande o espejo índice; el soporte del espejo lleva un tornillo para rectificar la perpendicularidad del mismo. El sector tiene firme a él un espejo, llamado espejo chico o espejo de horizonte, la mitad azogado y la mitad diáfano; el soporte lleva dos tornillos, uno para rectificar la perpendicularidad del mismo y el otro para el ajuste del paralelismo de dicho espejo con el espejo grande.

El brazo de la alidada lleva, además, un soporte para acoplar un anteojo, cuyo eje es paralelo al plano del limbo. El limbo del sector está graduado y esta graduación tiene un valor doble del que corresponde al arco del sector. El punto inicial o cero de la graduación del limbo corresponde al momento en que la posición de los dos espejos, grande y chico es paralela una a la otra. La alidada lleva también un cero en una graduación, que al coincidir con el cero del limbo, moviendo la alidada, es cuando los dos espejos son paralelos. En la parte baja de la alidada lleva un tambor para verificar la lectura de los minutos y fracciones de minuto, realizándose la de los grados directamente sobre el limbo. En los sextantes antiguos en la parte baja del limbo tienen un nonio o nonius para realizar la lectura de los minutos y segundos de arco. Dicho nonio lleva una lupa incorporada para poder leer la escala. El tambor de la alidada se mueve por medio de un husillo micrométrico que engrana en una cremallera situadadetrás del limbo, manteniéndose engranado a éste por medio de un muelle que fija la alidada al limbo. Para mover la alidada, cuando se desplaza un ángulo grande, se aprieta la palanca de resorte con lo cual, al aflojarse la presión del muelle, se desengrana el husillo de la cremallera. Para pequeños movimientos de la alidada se gira el tambor micrométrico.Para medir las alturas de Sol, delante del espejo grande hay unos vidrios de color que amortiguan la intensidad de los rayos solares a fin de que no dañen la vista, llamados modificadores. Delante del espejo chico hay un juego de modificadores que sirven para amortiguar el reflejo de los rayos del Sol sobre el horizonte.

El sector lleva un mango o empuñadura para tomar el sextante con la mano derecha para efectuar las observaciones. Dentro del mango hay una pila que sirve para alumbrar una bombilla situada en el tambor para leer las observaciones nocturnas.

Teorema de BELL

El Teorema de Bell prueba la conexión-correlación entre sistemas no relacionados causalmente. Bell aduce que mientras la separación en el tiempo o en el espacio son «reales» en ciertos contextos, dicha separación es «irreal» o carece de importancia en la mecánica cuántica. Imagínese una fuente que emite dos corrientes de fotones (o rayos de luz, para entenderlo mejor), fotones que son interceptados por dos instrumentos: A y B. Estos instrumentos pueden estar todo lo lejos que se quiera entre sí, incluso hallarse emplazados en puntos opuestos del universo. Por simple aplicación de leyes aceptadas de la mecánica cuántica, Bell demuestra que cualquier propiedad de las partículas que se mida en el instrumento A, provocará, simultáneamente, una medición matemáticamente complementaria en el instrumento B. Lo asombroso del caso viene cuando nos damos cuenta de que eso significa que cada fotón sabe la medición a la que está siendo sometido el otro fotón, y lo sabe instantáneamente. Bell prueba que este tipo de relación no-local debe darse tanto en separaciones espaciales como en separaciones temporales. Todo parece indicar que «cierta energía» es la causante de esta correlación simultánea de conocimiento, pero en física no se conoce una energía que pueda moverse tan rápidamente. Einstein, ya en 1935, se topó con este efecto misterioso derivado de la mecánica cuántica, y lo tildó de «fantasmal» (spooky), ya que ampararía fenómenos paranormales hasta entonces desdeñados por la ciencia, como la telepatía. Einstein concluyó que debía haber algo radicalmente erróneo en la mecánica cuántica para permitir llegar a semejantes conclusiones.

El Dr. John Clauser probó, sin embargo, el Teorema de Bell en Berkeley, California, de forma experimental. Repitió la prueba, con controles más rigurosos, y obtuvo el mismo resultado. El 6 de Enero de 1983, la revista New Scientist, de Londres, dio cuenta de dos experimentos realizados por el Dr. Alain Aspect, del Instituto de Óptica Teórica de Orsay, localidad cercana a París, que vindicaban el Teorema de Bell. El experimento de Aspect estableció una conexión cuántica en una distancia de unos 12 metros. Posteriores experimentos en criptografía han logrado detectar efectos de conexión cuántica del orden de kilómetros. Recientemente se ha confirmado el fenómeno mediante un nuevo experimento realizado por el Dr. Nicolas Gisin de la Universidad de Ginebra. El Dr. Gisin envió dos fotones en dirección opuesta a través de un canal de fibra óptica. Una vez que los fotones se encontraron a una distancia de 7 millas (unos 10 Km.), se toparon cada uno con una lámina de cristal ante la cual sólo se les permitía las opciones de cruzarla o rebotar. Ambos se vieron forzados a tomar una decisión entre las dos alternativas igualmente posibles. Puesto que no es factible la comunicación entre ellos, la física clásica predeciría que sus decisiones serían independientes. Pero ambos fotones tomaron la misma decisión. Y en el mismo instante de tiempo, impidiendo cualquier tipo de comunicación entre ellos, incluso a la velocidad de la luz. Las dos partículas estaban enlazadas cuánticamente y se comunicaban instantáneamente a pesar de la separación. El efecto fue repetido con fiabilidad con muchos pares de fotones.

Incluso un paladín de la ciencia «racional» como Martin Gardner admite el éxito de Bell: «Bell ha demostrado que no existe ninguna teoría local con variables ocultas que sea consistente con la mecánica cuántica. Sin embargo, esto deja abierta la posibilidad de que una teoría no local con variables ocultas resulte ser consistente con la mecánica cuántica. No hay evidencia, pero su posibilidad lógica permite a Sarfatti y otros propagarla».

Para Bell y otros físicos como Jack Sarfatti la paradoja EPR sugiere que la información cuántica puede transferirse instantáneamente desde una parte del universo a cualquier otra. Y no se violaría la Teoría de la Relatividad porque lo que se transfiere no es energía sino información. El Dr. Jack Sarfatti registró un prototipo de sistema de comunicación más rápido que la velocidad de la luz. Aducía que mientras que la energía no podía alcanzar la velocidad de la luz, la información, en base al Teorema de Bell, sí podía. Posteriormente, en 1982, el Dr. Herbert registró un segundo sistema de comunicación más rápido que la velocidad de la luz, sistema inspirado también en el teorema de Bell y tras largas discusiones sobre el particular mantenidas con el Dr. Sarfatti. La noción de que la información se transmita supralumínicamente no resulta, a priori, nada irracional. (Herny P. Slapp, Are Superluminal Connections Necessary? Lawrence Berkeley Laboratories, Nov. 1976).

Este «prescindir del chovinismo electromagnético», para utilizar una imagen del profesor Sarfatti (y que Jung denominó Sincronicidad), significaría para el ortodoxo Sr. Gardner, convertir el mundo en un inmenso e intrincado espectáculo de títeres, con un Gran Titiritero que lo decide todo. Sarfatti no es tan extremista como quiere darse a entender. En palabras del propio físico: «Dudo de la existencia de poderes de psicoquinesis y de la transferencia supraluminal de información. Sin embargo acepto la posibilidad de su existencia, ya que la mecánica cuántica parece tener sitio para ellas».