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¿Es la conciencia la que produce la realidad a nivel cuántico?

Ciencia

Por: pijamasurf - 05/10/2017

La pregunta que molesta a algunos científicos e intriga a otros: ¿Es la conciencia una propiedad fundamental de la naturaleza? ¿Interviene profundamente en el surgimiento de los estados cuánticos que componen la realidad?

Esta es la pregunta incómoda para los físicos, pero de alguna manera insoslayable. ¿Afecta la conciencia la realidad en su nivel fundamental? ¿Es el mundo un proceso que emerge de manera interdependiente con nuestra conciencia? Casi 100 años de lidiar con el llamado "problema del observador" en la física cuántica sugieren que la realidad no puede desligarse de nuestras observaciones de la misma y tomarse como algo objetivo, que existe por su propia cuenta. Esto no significa necesariamente que sea nuestra conciencia la que produce los extraños comportamientos que emergen al observar un fenómeno; sin embargo, sí obliga a que lo consideremos seriamente, algo que incómoda a los físicos puesto que pone en entredicho la realidad material y el paradigma materialista. Asimismo, este debate tiene el enorme problema de que la física y la neurociencia no han logrado entender y producir una definición de la conciencia --se le conoce como "el problema duro de la ciencia"-- y algunos físicos y filósofos materialistas incluso han llegado a creer que la conciencia es una ilusión --una ilusión generada por nuestro cerebro y sus procesos enteramente materiales.

El caso que cuestiona más seriamente la naturaleza de una realidad material independiente objetiva es el experimento de la doble rendija, en el que se presenta un colapso de una partícula cuántica. Este colapso en un estado definido ocurre de manera sorprendente en función solamente al acto de notar, y no por una perturbación física en la medición. La luz se encuentra en un estado de superposición, se comporta como una onda de probabilidades, y cuando es observada de cierta forma emerge como una partícula (de otra manera, mantiene su naturaleza de onda). Lo más extraño de todo es que la naturaleza parece saber si vamos a hacer una medición o no y se comporta en conformidad con esto (para una descripción completa de este experimento, se puede ver el siguiente video).

Esto ha llevado a algunos científicos a considerar el posible papel de nuestra conciencia en manifestar un cierto comportamiento a nivel subatómico. Eugene Wigner así lo creía: "Se deriva de aquí que la descripción cuántica de los objetos está influenciada por las impresiones que entran en mi conciencia". El físico John Archibald Wheeler consideró que en realidad no existía la división entre sujeto y objeto sino que vivimos en un universo participativo, en el cual el acto de observación incluso ha moldeado la evolución del universo, todos los posibles estados cuánticos para llegar a este momento, a esta realidad.

Adrian Kent, de la Universidad de Cambridge, sugiere que es posible que la conciencia altera de manera sutil las probabilidades cuánticas, esto es, que la mente afecta los resultados de las mediciones. Kent mantiene que la conciencia no determina exactamente "qué es real", pero que podría afectar la probabilidad de que cada una de las actualidades que permite la física cuántica sea la que, de hecho, observemos. Esto lo podría hacer de formas que no pueden predecirse por la teoría cuántica. En otras palabras la conciencia no estaría creando la realidad, pero sí estaría afectando qué realidad o actualidad observamos.

Roger Penrose, por otro lado, ha teorizado que la conciencia tiene un origen cuántico. La idea de Penrose de la "reducción objetiva orquestada" (Orch-Or en inglés) sugiere que el colapso de la interferencia cuántica y la superposición son procesos físicos reales. Penrose, junto con Hameroff, ha teorizado que existe una estructura material en el cerebro, los microtúbulos, que permiten una cognición cuántica. Estos codones de proteínas serían capaces de existir en estados de superposición. No hay, sin embargo, evidencia de esto.

El físico Matthew Fisher mantiene que el cerebro podría tener moléculas capaces de sostener estados de superposición cuántica más robustos, basándose en átomos de fósforo, los cuales existen en todas las células. Los núcleos de fósforo tienen un espín que los hace similares a magnetos con polos apuntando en diferentes posiciones. En un estado de entrelazamiento, el espín de uno de los núcleos depende del otro, lo cual es ya un estado de superposición que involucra más de una partícula cuántica. Esto podría resistir lo que se conoce como decoherencia y permitir la emergencia de una conciencia cuántica.

 

Con información de la BBC

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Anomalía detectada en el Gran Colisionador de Hadrones podría cambiar la teoría con que se explica el universo

Ciencia

Por: pijamasurf - 05/10/2017

Después de la confirmación de existencia del bosón de Higgs, científicos del CERN han intentado ir más allá del modelo que explica casi todos los fenómenos conocidos del universo físico –y al parecer, lo han conseguido–

Si algo ha sido estudiado exhaustivamente es el universo. Desde los tiempos en que el ser humano no contaba más que con sus ojos para observar las estrellas, hasta ahora en que nos servimos de grandes y avanzados telescopios y de otras tecnologías no menos impresionantes, la vastedad cósmica que nos rodea y en la cual también habitamos es un objeto permanente de fascinación, investigación y conocimiento.

A partir de la década de 1970, casi todo lo que se sabía hasta entonces y se supo después sobre el universo se integró en una sola teoría, el “modelo estándar de la física de partículas”, que describe y explica tres de las cuatro fuerzas fundamentales conocidas del universo, a saber: el electromagnetismo, la interacción nuclear fuerte y la interacción nuclear débil (dejando fuera la gravedad); asimismo, incluye una clasificación de las partículas elementales conocidas. Se trata, hasta cierto punto, de una teoría que aspira a explicar todo fenómeno físico que sucede en esta realidad, aunque, paradójicamente, deja fuera muchos enigmas del cosmos, como el comportamiento de las partículas de materia oscura o el funcionamiento de la gravedad (que hasta ahora sólo se ha explicado con la teoría general de la relatividad de Einstein).

Por estos días, sin embargo, el modelo estándar se ha tambaleado a raíz de una observación realizada en el Gran Colisionador de Hadrones, esa máquina portentosa que cada cierto tiempo se vuelve noticia y gracias a la cual hace un par de años se comprobó la existencia del bosón de Higgs, la llamada “partícula de Dios” necesaria para explicar cómo después del Big Bang la materia adquirió masa.

Entre los experimentos que se mantienen en el CERN (el centro donde se encuentra el Colisionador), uno en especial tiene como propósito recrear las condiciones del Big Bang para saber qué ocurrió después de éste para que la materia sobreviviera y, eventualmente, formara el universo. A esto se le conoce como LHCb, siglas en inglés para “Large Hardon Collider beauty experiment”, en marcha desde el 2016. Entre otros resultados, el LHCb ha descubierto cinco nuevas partículas y ha aportado evidencia para probar la asimetría entre la materia y la antimateria.

En su experimento más reciente, al hacer colisionar un tipo de partículas elementales llamadas mesones B (formadas por un quark y un antiquark), el LHCb puso en duda las predicciones del modelo estándar en cuanto al número y tipo de partículas que deberían producirse por este choque.

Según el modelo, dicha colisión debería producir electrones y muones en partes iguales (ambos, partículas de masa baja e interacción débil y electromagnética), pero en el experimento del LHCb se observó que la colisión de mesones B genera 30% menos muones que electrones –fenómeno que en la física de partículas se conoce como “decaimiento”.

Los científicos involucrados en la prueba mostraron estas observaciones sólo como una “indicación”, no tanto como un descubrimiento. Sin embargo, de corroborarse, sin duda esto podría ser el primer paso en uno de los principales objetivos del CERN: encontrar nuevos caminos para la física de partículas más allá del modelo estándar.

 

Algunos términos útiles

Gran Colisionador de Hadrones: una máquina con forma de anillo de 27km de circunferencia en Ginebra, dentro las instalaciones del CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire), en donde es posible acelerar partículas a una velocidad cercana a la de la luz, con el objetivo de hacerlas colisionar. Este choque produce otras partículas debido a la energía liberada, usualmente inestables y con un tiempo de existencia de milésimas de nanosegundo.

Partículas elementales (o fundamentales): las partículas que conforman la materia conocida y las cuales reciben este nombre porque no se conoce que estén compuestas por otras partículas (es decir, no tienen estructura interna). Se clasifican de acuerdo a su “espín” (castellanización de spin, giro) en dos categorías fundamentales: fermiones y bosones. Todos los fermiones conocidos tienen espines semienteros y los bosones espines enteros.

Entre los fermiones se encuentran los quarks y los leptones (y sus respectivas antipartículas: antiquarks y antileptones, que son idénticos en todas sus características excepto por la carga, que en su caso es negativa).

Los quarks son las partículas que conforman los hadrones y se caracterizan por tener una interacción nuclear fuerte.

Los leptones son partículas de interacción débil y electromagnética y se dividen en seis tipos: electrón, electrón neutrino, muon, muon neutrino, tauón y tauón neutrino (con sus correspondientes antipartículas).

Los bosones se dividen en fotón, bosón W, bosón Z, gluón, bosón de Higgs y gravitón (este último de existencia aún no comprobada). Los bosones elementales son los responsables de las cuatro fuerzas fundamentales conocidas del universo.

Fuerzas o interacciones fundamentales: las interacciones subatómicas básicas conocidas, resultado de la excitación cuántica entre partículas. Las fuerzas fundamentales son cuatro: la gravitacional, la electromagnética, la interacción nuclear fuerte y la interacción nuclear débil.

 

Fuentes

https://www.universetoday.com/135091/cern-declares-war-standard-model/

http://www.thehindu.com/sci-tech/science/how-a-new-discovery-shakes-up-the-standard-model-of-particle-physics/article18112302.ece

http://www.lavanguardia.com/ciencia/20170419/421840766866/cern-lhc-particula-nueva-fisica.html