La exposición «Cuántica» aporta las claves para entender los principios de la física cuántica y lo hace a través del trabajo creativo conjunto de científicos y artistas. Desde el magacín digital del CCCB Lab, hemos propuesto a cuatro colaboradores, con la asesoría de un científico, el mismo experimento: una aproximación creativa a una disciplina que ha roto tantos prejuicios y esquemas mentales.
- Ver cosas que no se ven, un texto de Arnau Riera y fotografías de Miquel Taverna. Con la colaboración del Laboratorio Atomic Quantum Optics (Mitchell Group), Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)
- Reunión cuántica n. 12, una ilustración de María Medem
- Música irrelevante, un interactivo sonoro de Odil Bright
- La lección más importante, un poema de Martí Sales
Ver cosas que no se ven
Un texto de Arnau Riera y fotografías de Miquel Taverna. Con la colaboración del Laboratorio Atomic Quantum Optics (Mitchell Group), Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)
Hace cerca de 2.500 años algunos filósofos griegos empezaron a plantearse si un trozo de materia podía ser continuamente roto. Una piedra, por ejemplo, se puede romper en varios pedazos. A la vez, uno de estos pedazos puede ser roto de nuevo. Y así una y otra vez…
Había dos opciones, o bien la materia podía ser continuamente dividida en trozos cada vez más pequeños, o, por el contrario, había un momento en que los trozos ya no podían volver a ser divididos. Demócrito fue partidario de esta segunda opción y a estos pedacitos indivisibles los llamó átomos.
Hasta hace un siglo y medio aproximadamente la humanidad no sabía cuál de estas dos concepciones de la materia, continua vs. discreta, era la correcta. Era una cuestión de gusto o intuición. Si había átomos, estos eran tan pequeños que se hacían invisibles a simple vista e invisibles incluso con cualquier tipo de microscopio óptico.
De pronto, sin embargo, una serie de curiosos comenzaron a experimentar con gases. El juego con diferentes volúmenes, presiones, gases… dio lugar a unas leyes empíricas de los gases. De una forma sorprendente, estas leyes empíricas de los gases resultaban ser las mismas que las que tendrían una cantidad ingente de partículas (átomos) obedeciendo a las leyes de Newton. La teoría cinético-molecular acababa de nacer.
Así es como nos convencimos de que había átomos sin haber visto ninguno.
Los átomos no son ni mucho menos lo único en lo que creemos sin tener ninguna percepción sensorial. La lista es larga: campos magnéticos y eléctricos, ondas de radio, microondas, protones, neutrones y electrones, bosones de Higgs, ondas gravitacionales, infrarrojos, momentos magnéticos, polarizaciones, cuasi-partículas, materia y energía oscuras, agujeros negros…
La historia de la ciencia es la historia de inventar cosas que no vemos para poder explicar lo que sí podemos ver. Utilizamos las leyes de la física para construir aparatos que nos permitan medir con mayor precisión, lo que nos permite realizar nuevos experimentos y descubrir nuevos fenómenos, que nos obligan a inventar nuevas entidades teóricas. Este diálogo permanente entre la teoría, los experimentos y la tecnología acelera el progreso.
Ahora bien, nos conduce hacia un escenario que puede ser incómodo. ¿Podría ser que estuviéramos construyendo un universo de conocimiento autorreferenciado? ¿Podría haber civilizaciones que pudieran explicar la naturaleza con otras entidades abstractas y leyes?
Sea cual sea la respuesta a estas preguntas, hay que reconocer que el edificio de la ciencia es hasta ahora armónico y consistente. Su éxito es abrumador y la forma en que ha aumentado el poder de la humanidad, incontestable.
El magnetómetro óptico de la fotografía, por ejemplo, permite medir campos magnéticos extremadamente débiles, hasta mil millones de veces más pequeños que el generado por un imán de nevera. Lograr este prodigio de la metrología (la ciencia de la medida) no es en absoluto fácil. Dentro de un cubo de 5 mm de lado hay un gas de rubidio. Este gas se ilumina con la luz de un láser que mantiene los átomos (del gas) orientados en la dirección del láser. Ahora bien, la presencia de un campo magnético desvía los átomos de esa orientación. Mediante otro láser se puede medir el ángulo de desviación de los átomos y, de este modo, inferir la intensidad del campo magnético. Son siglos de conocimiento científicos encapsulados en un pequeño aparato de medida.
Calibrar estos aparatos no es tampoco tarea fácil. Hay que utilizar técnicas sofisticadas como la espectroscopia de absorción saturada. Esta técnica permite medir el espectro de absorción de un gas de átomos alcalinos con una resolución altísima, llegando a eliminar la anchura de las líneas de absorción causadas por la velocidad que tienen los mismos átomos dentro del gas. Otra vez, la medida se realiza haciendo pasar un haz láser a través del gas y registrando la intensidad de la luz saliente. Un tratamiento adecuado de estos datos nos dará la información buscada.
Ver significa medir. Y medir significa hoy utilizar aparatos extremadamente sofisticados que incorporan un montón de fenómenos físicos cuyas partes nadie entiende del todo. Esto ocurre en el CERN, donde un solo detector ha sido construido por miles de personas, y ocurre con los aparatos de medida de los laboratorios actuales: espectrómetros de absorción saturada, magnetómetros ópticos, exprimidores de la polarización de la luz… Para avanzar por el camino de la ciencia hace falta sofisticar cada ves más las gafas con las que miramos el mundo. Tanto, que a veces uno puede llegar a dudar de lo que realmente está viendo.
Reunión cuántica n. 12
Una ilustración de María Medem
La ilustración surge tras leer el catálogo de la exposición y entender que la cuántica se rige por reglas que escapan a la lógica habitual con la que razonamos y con la que aparentemente todo funciona. Me pareció bastante sugerente y quise inventar unas supuestas reuniones cuánticas donde las personas invitadas se juntaran y en este espacio todo estuviera regido por las leyes cuánticas. Lo que más me llamó la atención de todo fueron las dificultades implícitas en los procesos de medición y el hecho de que la observación afecte a lo observado.
Música irrelevante
Un interactivo sonoro de Odil Bright
«El proceso irrelevante
En general, se puede evitar la desviación en la selección de elementos de una imagen fortuita, empleando un método que sea independiente […]. De ser posible, el método debe presentar un patrón de selección irregular y no previsible.»
G-Brecht (1966). Chance Imagery
«Música irrelevante» es una pieza interactiva que, a través de una analogía entre las partículas cuánticas y las notas musicales, pretende cuestionar nuestra concepción de la creación musical.
Cuando iniciamos la aplicación, las partículas musicales existen libremente, entrelazadas mediante una misma nota fundamental escogida de forma aleatoria. Sin embargo, cuando intervenimos en ellas, las obligamos a concretarse dentro de un sistema organizado.
Tal sistema o estado musical está representado mediante uno de los siete modos modernos (jónico, dórico, frigio, lidio, mixolidio, eólico y locrio). La posición en la que se hallan las partículas en el momento de la intervención determina el orden en el que sonarán los elementos del modo musical, esto es, una escala y un acorde construidos a partir de una nota fundamental.
Así, mediante la aplicación de principios de la mecánica cuántica a la creación musical, «Música irrellevant» obliga a reflexionar sobre la noción de composición: en un proceso en el que gran parte de las decisiones se delegan al azar, la expresión subjetiva del autor se vuelve irrelevante.
Interactivo desarrollado con Tone.js y p5.js. GitHub de Música Irrelevante.
Muchas gracias a Andy Poole por su asistencia técnica en la arquitectura y diseño de software.
La lección más importante
Un poema de Martí Sales
Diseño y animación de Edgar Riu
El lenguaje dice
Las cosas pasan
La ciencia hurga
¿Qué hace el poema?
Ser el único refugio infalible contra la supremacía de lo visible
Las cosas hurgan
La ciencia pasa
El poema dice
¿Qué hace el lenguaje?
Nuestro mundo
El lenguaje hurga
La ciencia dice
El poema pasa
¿Qué hacen las cosas?
Si prestas atención, ponerte en tu sitio
El lenguaje pasa
el poema hurga
las cosas dicen
¿Qué hace la ciencia?
Destronar la religión como dogma y negociar su estructura axiomática con la pasión humilde de los investigadores. Y bombas.
si
la luz
es la condición
necesaria
para ver
si
la luz
es una forma
de energía
y
modifica
excita
lo que vemos
sus electrones
cuando en ’27
Heisenberg
postula
que
el científico altera la partícula
subatómica
que investiga
cuando en ‘27
Heisenberg
postula
el principio de incertidumbre
los fundamentos de la física
se derrumban
cuando en ’31
Gödel
demuestra
los teoremas de incompletitud
los fundamentos de la matemática
se derrumban
los dos
dinamitan
la fe ciega
del positivismo
para conquistar
y dominar el mundo
¿hemos aprendido
la lección?
en setiembre del ‘41
Bohr y Heisenberg
se encuentran en Copenhague
un danés y un alemán
dos premios Nobel
en un país ocupado por los nazis
la guerra mundial
y la responsabilidad de los físicos
en la bomba atómica
el encuentro es corto
nadie sabe con certeza
qué se dijeron
en agosto del ‘45
Hiroshima y Nagasaki
desaparecen del mapa
cuando descuartizamos la luz
qué hay en juego
la curiosidad
o el dominio
cuando queremos hacer visible lo invisible
qué hay en juego
el ansia de conocimiento
o el poder
quizás de la invisibilidad
tendríamos que aprender el porqué
y honorarla
porque la lección
más importante
de la física
quántica
no es ninguna de sus aplicaciones deslumbrantes o destructoras
la lección
más importante
de la física
quántica
es la cura
de humildad
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