Se puede decir que la función de onda es la
descripción más exacta del mundo microscópico, pero también se debe recordar
que es la más difícil de aplicar en sistemas complejos de partículas, de lo que
da buena cuenta que las soluciones exactas no van más allá del átomo de
hidrógeno. Casi en su totalidad, las leyes de los enlaces químicos ya se habían
desarrollado gracias a los viejos modelos atómicos, lo que la mecánica cuántica
solo puede explicar si reduce la complejidad de los modelos y aplica
extrapolaciones que no se pueden llevar demasiado lejos.La principal fuente de conocimiento sobre los estados condensados parece ser experimental, y con muchas dificultades tecnológicas, lo que sugiere que las predicciones basadas en la teoría cuántica todavía son más dificultosas que por la vía experimental. Si un condensado se puede ver a simple vista y se deja fotografiar debería ser porque tiene una realidad física indiscutible, nada que ver con ondas de probabilidad a menos que las probabilidades también aparezcan en una fotografía. ¿Qué es lo que representa cada punto de la imagen de un condensado?
Es difícil saberlo, pero no puede ser una partícula completa si todo el condensado equivale a la superposición de todos los átomos que lo forman, pues cada uno tendría que ser una onda como el condensado completo. También se hace difícil imaginar que el espacio que ocupa el condensado sea una especie de orbital, donde se hace máxima la probabilidad de encontrar a cualquiera de los átomos. ¿Podrían estar a la vez en todas las posiciones de ese espacio, como un hervidero de átomos virtuales? Y si la observación es una causa que obliga a las partículas a manifestarse en una de sus posiciones probables, si es una causa de colapso, ¿por qué no se colapsa un condensado si se supone que es lo mismo que una función de onda?
Estamos acostumbrados a pensar que todo lo que vemos está hecho de partículas. Los sólidos, los líquidos y los gases están compuestos por minúsculos trocitos de materia, casi puntuales, y hasta el plasma sabemos que está hecho de los mismos trocitos, súper calentados.
Pero un condensado de Bose-Einstein ya no es lo mismo y sin embargo también podemos verlo. Tiene forma y volumen pero no está compuesto por trocitos puntuales, es un solo trocito gigante que se comporta como una onda. ¿Qué es lo que vemos en cada punto del espacio que ocupa un condensado, si todo el condensado es como uno solo de los trocitos elementales de la materia? ¿Cómo es posible que veamos, realmente, lo que debería ser una probabilidad de encontrar a los átomos en el espacio?
Similitudes entre
un condensado y el modelo.
En la figura adjunta podemos ver que la intersección de dos superficies
esféricas es un círculo contenido en un plano perpendicular a la dirección que
une los centros, y que añadiendo más capas darían lugar a nuevas intersecciones
paralelas. Esto es lo que se puede esperar del modelo, ondas estacionarias que se
cortan formando círculos y que vistos de canto parecerían segmentos paralelos,
similares a la imagen de interferencias entre dos condensados que aparece al
comienzo de este apartado.
Según el modelo, la densidad de las ondas estacionarias es
mayor cuanto más pequeño sea su radio de onda, pero también tiene que aumentar
la densidad cuanto mayor sea el número de capas en superposición. Podemos esperar
que un campo formado por la superposición de muchos otros terminara siendo
visible para un radio suficientemente pequeño, lo mismo que un condensado llega
a ser visible a simple vista porque hay muchos átomos en perfecta superposición.
Cuanto mayor sean los radios de las capas estacionarias que
hacen intersección con la capa visible, más distanciadas quedarán las líneas de
intersección a cada lado de la línea central de simetría, pero como la densidad
se reduce al aumentar el radio de onda las intersecciones perderán nitidez, y la
visión de la zona de interferencias estará limitada como también se observa en
la imagen de interferencias entre dos condensados.
Por encima de un determinado radio no veríamos capas
estacionarias debido a su baja densidad, pero tampoco veríamos capas más
internas porque quedarían ocultas por la capa visible. Según la figura
anterior, dos campos con proyecciones locales cercanas dejarían ver
interferencias, porque habría capas que no llegando a ser visibles tendrían
suficiente densidad para dejar huella en la capa visible del otro campo. Habría
interferencias pero no podríamos decir que no se superponen, puesto que la
superposición estaría ocurriendo en capas de radio más grande, que no veríamos
por su baja densidad.
Al contrario, dos campos con proyecciones locales muy
separadas parecerían dos esferas difusas, pero no veríamos interferencias, y no
porque no las hubiera sino porque las ondas de un campo que interfieren con la
capa visible del otro tendrían una densidad muy baja. De la misma forma, un
solo campo en el que no parecen existir interferencias, estaría dividido internamente
en múltiples proyecciones que se interfieren entre sí, aunque no pudiéramos
verlas por quedar ocultas por la capa visible. Moléculas, átomos y partículas estarían
en la escala de lo visible, pero con dimensiones tan pequeñas que tampoco
podemos verlos.
En consecuencia con los dos párrafos anteriores, vemos cuerpos
y detectamos partículas que parecen separados como si fueran masas muy densas y
localizadas, pero no existe nada verdaderamente separado en su extensión
ondulatoria.
Dos condensados cercanos también presentan interferencias y
se pegan como gotas de agua que hacen contacto en ausencia de gravedad,
formando un solo condensado sin aparentes interferencias. Parecen vaporosos
como los gases pero son pesados como la materia sólida y fluyen como los líquidos.
¿En qué se diferencian del modelo de campos que se ha descrito?
Lo que se ha conseguido con los condensados no parece un
nuevo estado de la materia, lo que se ha conseguido es hacer tan densa a la
materia como para verla tal como es en realidad. Con esto no se pretende decir
que los átomos se han apretado mas unos a otros, al contrario, se trata de
hacer más denso el campo de cada átomo individual, de compactar su función de
onda hasta que la superposición con las demás tenga densidad suficiente como
para verlo a simple vista. Eliminar el calor de un sistema de partículas es
eliminar las fricciones y rebotes entre las ondas de sus campos, favoreciendo
la superposición y eliminando interferencias internas, en definitiva, es
permitir la superposición de las ondas hasta radios más pequeños.
Se podría decir que un condensado no es un nuevo estado de
la materia que solo aparece en condiciones muy especiales, más correcto sería
decir que la materia es un condensado siempre, pero solo se deja ver tal y como
es en condiciones muy especiales.
Como materia que somos, tenemos el
potencial de ver a la materia tal y como es, pero nuestra percepción solo nos
permite ver y detectar lo más denso de la realidad, y es en el contexto de lo
que percibimos en el que nos hemos hecho conscientes de esa realidad. Debe de
ser tan poco lo que podemos ver de la materia, que la simple sospecha devuelve
la esperanza en una realidad extraordinaria, puesto que lo poco que vemos de la
materia es lo poco que vemos de nosotros mismos.
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