Quàntica, l’experiment continua

Proposem un joc en què diversos autors s’aproximen de manera creativa a aquesta disciplina.

Identificació de bacteris amb punts quàntics

Identificació de bacteris amb punts quàntics | NCI/NIST | Domini públic

L’exposició «Quàntica» aporta les claus per entendre els principis de la física quàntica i ho fa a través del treball creatiu conjunt de científics i artistes. Des del magazín digital del CCCB Lab, hem proposat a quatre col·laboradors, amb l’assessoria d’un científic, el mateix experiment: una aproximació creativa a una disciplina que ha trencat tants prejudicis i esquemes mentals.

  1. Veure coses que no es veuen, un text d’Arnau Riera i fotografies de Miquel Taverna. Amb la col·laboració del Laboratori Atomic Quantum Optics (Mitchell Group), Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)
  2. Reunió quàntica n. 12, una il·lustració de María Medem
  3. Música irrellevant, un interactiu sonor d’Odil Bright
  4. La lliçó més important, un poema de Martí Sales

 

Veure coses que no es veuen

Un text d’Arnau Riera i fotografies de Miquel Taverna. Amb la col·laboració del Laboratori Atomic Quantum Optics (Mitchell Group), Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)

Fa prop de 2.500 anys uns quants filòsofs grecs van començar a plantejar-se si un tros de matèria podia ser contínuament trencat. Una pedra, per exemple, es pot trencar en uns quants bocins. A la vegada, un d’aquests bocins pot ser trencat una altra vegada. I així una vegada rere l’altra…

Hi havia dues opcions, o bé la matèria podia ser contínuament dividida en trossos cada vegada més petits, o, per contra, hi havia un moment en què els trossos ja no podien tornar a ser dividits. Demòcrit va ser partidari d’aquesta segona opció i a aquests trossets indivisibles els va anomenar àtoms.

Fins fa cosa d’un segle i mig la humanitat no sabia quina d’aquestes dues concepcions de la matèria, contínua vs. discreta, era la correcta. Era una qüestió de gust o intuïció. Si hi havia àtoms, aquests eren tan petits que esdevenien invisibles a ull nu i invisibles fins i tot amb qualsevol tipus de microscopi òptic.

Magnetòmetre òptic. Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) | Miquel Taverna

Tot d’una, però, un seguit de curiosos van començar a experimentar amb gasos. El joc amb diferents volums, pressions, gasos… va donar lloc a unes lleis empíriques dels gasos. D’una manera sorprenent, aquestes lleis empíriques dels gasos resultaven ser les mateixes que les que tindrien una quantitat ingent de partícules (àtoms) obeint les lleis de Newton. La teoria cineticomolecular acabava de néixer.

Així és com ens vam convèncer que hi havia àtoms sense haver-ne vist mai cap.

Els àtoms no són ni molt menys l’única cosa en la qual creiem sense tenir-ne cap percepció sensorial. La llista és llarga: camps magnètics i elèctrics, ones de ràdio, microones, protons, neutrons i electrons, bosons de Higgs, ones gravitacionals, infrarojos, moments magnètics, polaritzacions, quasi-partícules, matèria i energia fosques, forats negres…

La història de la ciència és la història d’inventar coses que no veiem per poder explicar allò que sí que podem veure. Fem servir les lleis de la física per construir aparells que ens permetin mesurar amb més precisió, fet que ens permet realitzar nous experiments i descobrir nous fenòmens, que ens obliguen a inventar noves entitats teòriques. Aquest diàleg permanent entre la teoria, els experiments i la tecnologia accelera el progrés.

Espectroscopi d’absorció saturada. Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) | Miquel Taverna

Ara bé, ens condueix cap a un escenari que pot ser incòmode. Podria ser que estiguéssim construint un univers de coneixement autoreferenciat? Podria haver-hi civilitzacions que poguessin explicar la natura amb altres entitats abstractes i lleis?

Sigui quina sigui la resposta a aquestes preguntes, s’ha de reconèixer que l’edifici de la ciència és fins ara harmònic i consistent. El seu èxit és aclaparador i la manera com ha augmentat el poder de la humanitat, incontestable.

El magnetòmetre òptic de la fotografia, per exemple, permet mesurar camps magnètics extremadament febles, fins a mil milions de vegades més petits que el generat per un imant de nevera. Aconseguir aquest prodigi de la metrologia (la ciència de la mesura) no és en absolut fàcil. Dins d’un cub de 5 mm de costat hi ha un gas de rubidi. Aquest gas s’il·lumina amb la llum d’un làser que manté els àtoms (del gas) orientats en la direcció del làser. Ara bé, la presència d’un camp magnètic desvia els àtoms d’aquesta orientació. Mitjançant un altre làser es pot mesurar l’angle de desviació dels àtoms i, d’aquesta manera, inferir la intensitat del camp magnètic. Són segles de coneixement científics encapsulats en un petit aparell de mesura.

Light Polarization squeezer. Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) | Miquel Taverna

Calibrar aquests aparells no és tampoc una tasca menor. S’han d’utilitzar tècniques sofisticades com l’espectroscòpia d’absorció saturada. Aquesta tècnica permet mesurar l’espectre d’absorció d’un gas d’àtoms alcalins amb una resolució altíssima, arribant a eliminar l’amplada de les línies d’absorció causades per la velocitat que tenen els mateixos àtoms dins del gas. Una altra vegada, la mesura es realitza fent passar un feix làser a través del gas i registrant la intensitat de la llum sortint. Un tractament adient d’aquestes dades ens donarà la informació buscada.

Veure-hi vol dir mesurar. I mesurar vol dir avui fer servir aparells extremadament sofisticats que incorporen un munt de fenòmens físics dels quals ningú entén del tot les seves parts. Això passa al CERN, on un sol detector ha estat construït per milers de persones, i passa amb els aparells de mesura dels laboratoris actuals: espectròmetres d’absorció saturada, magnetòmetres òptics, espremedors de la polarització de la llum… Per avançar en el camí de la ciència cal doncs sofisticar cada vegada més les ulleres amb les que mirem el món. Tant, que a vegades un pot arribar dubtar del que està realment veient.

 

Reunió quàntica n. 12

Una il·lustració de María Medem

La il·lustració sorgeix després de llegir el catàleg de l’exposició i entendre que la quàntica es regeix per regles que s’escapen de la lògica habitual amb què raonem i amb la qual aparentment tot funciona. Em va semblar força suggeridor i vaig voler inventar unes suposades reunions quàntiques on les persones convidades s’ajuntessin i en aquest espai tot estigués regit per les lleis quàntiques. El que més em va cridar l’atenció foren les dificultats implícites en els processos de mesura i el fet que la observació afecti allò observat.

 

Música irrellevant

Un interactiu sonor d’Odil Bright

«El procés irrellevant

En general, es pot evitar la desviació en la selecció d’elements d’una imatge fortuïta, emprant un mètode que sigui independent […]. Si és possible, el mètode ha de presentar un patró de selecció irregular i no previsible.»

G-Brecht (1966). Chance Imagery

«Música irrellevant» és una peça interactiva que, a través d’una analogia entre les partícules quàntiques i les notes musicals, pretén qüestionar la nostra concepció de la creació musical.

Quan iniciem l’aplicació, les partícules musicals existeixen lliurement, entrellaçades mitjançant una mateixa nota fonamental triada de manera aleatòria. No obstant això, quan hi intervenim, les obliguem a concretar-se dins d’un sistema organitzat.

Aquest sistema o estat musical està representat mitjançant un dels set modes moderns (jònic, dòric, frigi, lidi, mixolidi, eòlic i locri). La posició en què es troben les partícules en el moment de la intervenció determina l’ordre en què sonaran els elements de la manera musical, és a dir, una escala i un acord construïts a partir d’una nota fonamental.

«Música irrellevant» obliga a reflexionar sobre la noció de composició: en un procés en el qual bona part de les decisions es deleguen a l’atzar, l’expressió subjectiva de l’autor esdevé irrellevant.

Activa el so per una experiència completa de l'interactiu.
Activa el so per una experiència completa de l'interactiu.

Interactiu desenvolupat amb Tone.js i p5.jsGitHub de Música Irrelevant.

Moltes gràcies a Andy Poole per la seva assistència tècnica en l’arquitectura i el disseny de software.

 

La lliçó més important

Un poema de Martí Sales

Disseny i animació d’Edgar Riu

El llenguatge diu

Les coses passen

La ciència furga

Què fa el poema?

Ser l’únic refugi infal·lible contra la supremacia del visible

Les coses furguen

La ciència passa

El poema diu

Què fa el llenguatge?

El nostre món

El llenguatge furga

La ciència diu

El poema passa

Què fan les coses?

Si pares atenció, posar-te a lloc

El llenguatge passa

el poema furga

les coses diuen

Què fa la ciència?

Destronar la religió com a dogma i negociar la seva estructura axiomàtica amb la passió humil dels investigadors. I bombes.

si

la llum

és la condició

necessària

per veure-hi

si

la llum

és una forma

d’energia

i

modifica

excita

el que veiem

els seus electrons

quan el ’27

Heisenberg

postula

que

el científic altera la partícula

subatòmica

que investiga

quan el ‘27

Heisenberg

postula

el principi d’incertesa

els fonaments de la física

s’ensorren

quan el ’31

Gödel

demostra

el teorema d’incompletesa

els fonaments de la matemàtica

s’ensorren

tots dos

dinamiten

la fe cega

del positivisme

per conquerir

i dominar el món

hem après

la lliçó?

el setembre del ‘41

Bohr i Heisenberg

es troben a Copenhaguen

un danès i un alemany

dos premis Nobels

en un país ocupat pels nazis

la guerra mundial

i la responsabilitat dels físics

en la bomba atòmica

la trobada és curta

ningú sap del cert

què es van dir

l’agost del ’45

Hiroshima i Nagasaki

desapareixen del mapa

quan esquarterem la llum

què hi ha en joc

la curiositat

o el domini

quan volem fer visible l’invisible

què hi ha en joc

l’ànsia de coneixement

o el poder

potser de la invisibilitat

hauríem d’aprendre el perquè

i honorar-la

perquè la lliçó

més important

de la física

quàntica

no és cap de les seves aplicacions enlluernadores o destructores

la lliçó

més important

de la física

quàntica

és la cura

d’humilitat

Aquest article té reservats tots els drets d’autoria

Vegeu comentaris0

Deixa un comentari

Quàntica, l’experiment continua