Ramon Lapiedra Civera - Els dèficits de la realitat i la creació del món

ELS DÈFICITS DE LA REALITAT I LA CREACIÓ DEL MÓN

Ramon Lapiedra

ELS DÈFICITS DE LA REALITAT I LA CREACIÓ DEL MÓN

UNIVERSITAT DE VALÈNCIA

Aquesta publicació no pot ser reproduïda, ni totalment ni parcialment, ni enregistrada en, o transmesa per, un sistema de recuperació d'informació, en cap forma ni per cap mitjà, sia fotomecànic, fotoquímic, electrònic, per fotocòpia o per qualsevol altre, sense el permís previ de l'editorial.

1a edició: 2004

2a edició, corregida i augmentada: juny 2020

© Del text: Ramon Lapiedra i Civera, 2020

© D’aquesta edició: Universitat de València, 2020

Producció editorial: Maite Simon

Disseny interior i maquetació: Inmaculada Mesa

Correcció: Elvira Iñigo

Disseny de la coberta: Celso Hernández de la Figuera i Maite Simon

ISBN: 978-84-9134-615-9

Edició digital

Per a Carme

If you really want to hear about it...

( Si de debò els interessa el que vaig a contar-los... )

J. D. SALINGER, The catcher in the rye

Índex

Pròleg a aquesta edició, per Armando Pérez Cañellas

Pròleg a la primera edició, per J. Bernabeu Alberola

Nota de l’autor a aquesta edició

Nota de l’autor a la primera edició

Introducció

1. Què sabem de bàsic sobre la realitat física o la mecànica quàntica

1.1 La funció d’ona

1.2 Les relacions d’incertesa

1.3 La coherència dels estats i l’experiment de la doble escletxa.

1.4 L’espín

1.5 La indiscernibilitat de les partícules idèntiques

2. El gat de Schrödinger i la interpretació del procés de mesura en mecànica quàntica

2.1 L’experiment mental del gat de Schrödinger

2.2 El col·lapse de la funció d’ona com a fet objectiu

2.2.1 Encara el gat de Schrödinger

2.2.2 Les possibles raons d’una confusió

2.2.3 Col·lapse d’un sistema aïllat

2.2.4 Col·lapse sense amplificació macroscòpica? La resposta dels experiments

2.2.5 L’experiment mental del gat de Schrödinger amb temps de vol diferents: consideració final

2.2.6 A tall de resum

2.2.7 La interpretació dels diversos mons

2.2.8 La interpretació estadística de la mecànica quàntica .

2.2.9 Els dos tipus de mesures en mecànica quàntica

2.3 Decoherència i món macroscòpic

2.4 Del descrèdit als dèficits ontològics de la realitat quàntica

3. La violació experimental de les desigualtats de Bell

3.1 Consideracions preliminars

3.2 L’experiment d’Einstein-Podolsky-Rosen

3.3 Discontinuïtats quàntiques i propagació d’informació

3.4 Les desigualtats de Bell

3.5 Les desigualtats de d’Espagnat i altres dificultats per al realisme

4. Consciència, realisme i mecànica quàntica

4.1 Matèria i consciència

4.2 Ordinadors i consciència

4.3 Determinisme psicològic i mecànica quàntica

4.4 La vida i la història

4.5 Sistemes vius i mecànica quàntica: respostes aleatòries i desigualtats de Bell

5. La creació primigènia

5.1 Consideracions preliminars

5.2 L’Univers actual

5.3 El model del Big Bang. De la primera deumil·lèsima de segon a la recombinació de l’hidrogen

5.3.1 Consideracions generals. L’aniquilació muó-antimuó .

5.3.2 El desacoblament dels neutrinos

5.3.3 L’aniquilació electró-positró

5.3.4 La síntesi de l’heli

5.3.5 La recombinació de l’hidrogen i el desacoblament matèria-radiació

5.4 Abast i dificultats de la versió ordinària del model del Big Bang

5.4.1 El problema de la planor

5.4.2 El problema de l’homogeneïtat global

5.4.3 El problema de les inhomogeneïtats locals observades .

5.5 L’Univers inflacionari i la solució de les tres dificultats

5.6 Les dades observacionals i la determinació del model

5.7 Energia de l’Univers, creació i escuma quàntica

Consideracions finals

Apèndix. Demostració de les desigualtats de d’Espagnat

Referències bibliogràfiques

Índex analític

Sobre l’autor

Pròleg a aquesta edició

La mecànica quàntica és, com s’explica en aquest llibre, un del pilars més sòlids de la física actual. Constitueix la base de nombroses disciplines, també exitoses, com ara la física de partícules, la teoria nuclear, la descripció de l’estat sòlid i altres. Aquesta teoria ha rebut un interés renovat en els últims anys, degut al grau excepcional de control que hem assolit sobre un gran nombre de sistemes quàntics. Juntament amb aquest vessant experimental, la nostra curiositat teòrica al voltant dels processos que tenen lloc en aquells experiments també s’ha reforçat. No és que mai s’haja relaxat la nostra perplexitat davant del món quàntic, sempre ple de sorpreses, però la capacitat d’interaccionar de forma immediata amb nous experiments reviscola el nostre interés i ens motiva fortament per a proposar uns altres dispositius on comprovar si realment hem entés el que esdevé en aquests muntatges experimentals.

Així, una nova disciplina teòrica, que tracta en especial d’entendre com s’emmagatzema i manipula la informació continguda en els sistemes quàntics, rep el nom d’ informació quàntica . Al cap i a la fi, la informació és inseparable dels sistemes físics: utilitzem sempre suports físics per a gravar-la i llegir-la, ja siga un full de paper o un disc dur. No és, doncs, gens sorprenent que, per tal d’adaptar-nos als sistemes quàntics, haguéssem de desenvolupar una nova teoria de la informació.

Com sempre, gràcies a la col·laboració entre teoria i experiments, podem dur a terme nous projectes. Des del punt de vista teòric, podem intentar, sota la perspectiva de la informació quàntica, noves idees al voltant de sistemes com els forats negres o sistemes complexos en estat sòlid. Des d’un punt de vista totalment pràctic, la majoria de països estan fortament interessats a dur a terme noves tecnologies quàntiques, com ara el desenvolupament dels ordinadors quàntics, la criptografia quàntica o nous aparells de mesura amb precisió sense precedents (metrologia quàntica). En alguns mitjans de comunicació es refereixen a aquest desenvolupament com a la segona revolució quàntica , sent la primera la que va donar lloc a la mecànica quàntica durant el segle passat.

Com veiem, la mecànica quàntica està d’actualitat. Però, tot i el desenvolupament teòric i experimental assolit, encara molts aspectes ens causen perplexitat i ens fan preguntar-nos fins a quin punt podem anar més enllà d’aquesta perplexitat. El fet que la teoria funcione tan bé mai ens pot aturar a l’hora de reflexionar sobre ella. Potser no trobarem una teoria alternativa, o tal vegada sí. En qualsevol cas, segur que aprendrem més sobre la pròpia teoria. Aquest és, al meu parer, el propòsit d’aquest llibre: una sèrie de reflexions sobre els aspectes més fonamentals de la mecànica quàntica, així com sobre les seues implicacions, no només a nivell subatòmic, sinó a escales més grans, fins i tot còsmiques.