Entendiendo el Experimento de la Doble Rendija Das Doppelspaltexperiment verstehen Understanding the Double Slit Experiment Comprendre l'expérience de la double fente Het Double Slit Experiment begrijpen Zrozumienie eksperymentu podwójnej szczeliny Compreender a experiência da dupla fenda

Hey gente, ¿cómo estáis? Hey people, how are you?

La semana pasada estuvimos hablando sobre mecánica cuántica. Last week we were talking about quantum mechanics.

Os presenté la función de onda, esa entidad matemática que los físicos usamos para hacer I introduced you to the wave function, that mathematical entity that we physicists use to make

predicciones. predictions.

La cosa es que, a través de vuestros comentarios, me di cuenta de que… se me olvidó contar The thing is that, through your comments, I realized that... I forgot to count

lo más importante. the most important thing.

Sí, la función de onda está muy guay pero ¿cómo consigue explicar todos los resultados Yes, the wave function is very cool but how does it manage to explain all of the results.

del experimento de la doble rendija? of the double slit experiment?

¿Por qué sale este preciso patrón al abrir las dos cajas? Why does this precise pattern come out when opening the two boxes?

¿qué pasa con lo de medir? what about measuring?

Hoy vamos a ver experimento a experimento cómo utilizando la mecánica cuántica podemos Today we are going to see experiment by experiment how by using quantum mechanics we can

entender lo que ocurre aquí. understand what is going on here.

Esto quiere decir que vamos a abandonar la idea de que el átomo es una bolita que sigue This means that we are going to abandon the idea that the atom is a little ball that follows

un cierto camino y vamos a poner en acción el concepto de función de onda. a certain path and we are going to put the concept of a wave function into action.

Con la idea de trayectoria se conseguía entender muy bien los dos primeros experimentos, pero With the idea of trajectory, the first two experiments were very well understood, but

era un desastre con el tercero. was a disaster with the third.

Encontraréis muy iluminador como la función onda consigue apañar los tres a la vez… ||illuminating|||||achieves|to fix, to manage||||| You will find very illuminating how the wave function manages to manage all three at the same time ...

Aunque lo haga de una manera más complicada de ver. Even if it does so in a way that is more complicated to see.

Y, por supuesto, creo que no hace falta decirlo, pero este vídeo no va a tener mucho sentido And of course I think it goes without saying, but this video is not going to make much sense.

si no te has visto los dos que le preceden, ¿ok? |||||||||precede| if you haven't seen the two that precede it, okay?

Empecemos por el primer experimento en el que abríamos cada caja por arriba para saber ||||||||we would open|||||| Let's start with the first experiment in which we opened each box from the top to find out

si estaba el átomo. if there was the atom.

Paso número uno: me olvido de que el átomo es una bolita y pienso en su función de onda. Step number one: I forget that the atom is a little ball and think about its wave function.

Paso número dos: le pregunto a la ecuación de Schrodinger cual es la forma de la función Step two: I ask the Schrodinger equation what the form of the function is.

de onda.

Ella me dice que, mientras las cajas sean buenas cajas, la función de onda está confinada |||||||||||||||confined She tells me that, as long as the boxes are good boxes, the wave function is confined.

dentro de ellas, por lo que solo voy a detectar el átomo allí.

El hecho de que haya función de onda en ambas cajas es culpa de la máquina del azar. The fact that there is wave function in both boxes is the fault of the random machine.

En jerga cuántica, ella prepara el estado inicial. |jargon|||||| In quantum jargon, she prepares the initial state.

Al colocar aleatoriamente el átomo, está repartiendo la función de onda entre las ||randomly||||distributing|||||| By randomly placing the atom, you are partitioning the wave function among the

dos cajas. two boxes.

Paso número tres: transformamos la función de onda en probabilidades y, sorpresa, tenemos |||we transform||||||||| Step three: we transform the wave function into probabilities and, surprise, we have

un cincuenta por ciento en cada caja de encontrar allí el átomo, justo lo que exhiben los fifty percent in each box to find the atom there, just what the

resultados. results.

¿Todo correcto? Everything OK?

Pasemos al experimento número dos, en el que abrimos la abertura de una sola caja. Let's move on to experiment number two, in which we open the opening of a single box.

Bien, al abrir la abertura y soltar el átomo su función de onda reacciona a esta libertad. Well, by opening the aperture and releasing the atom its wave function reacts to this freedom.

La función de onda se propaga y oscila… como una onda. The wave function propagates and oscillates... as a wave.

Una onda esférica. A spherical wave.

Debido a esto, las zonas de la pantalla más cercanas a la caja van a tener flechas más Because of this, the areas of the screen closest to the box will have more arrows.

grandes, pues la intensidad de una onda esférica disminuye con la distancia. ||||||||decreases||| The intensity of a spherical wave decreases with distance.

En consecuencia, cuando pasemos a probabilidades, las más altas estarán justo enfrente de Consequently, when we move to probabilities, the highest ones will be right in front of

las cajas y se reduciran a lo largo de la pantalla, haciendo que el patrón sea el esperado. ||||will be reduced||||||||||||| The boxes and will shrink along the screen, making the pattern as expected.

Al ir abriendo a cada tirada una sola caja, la función de onda que suelto es la respectiva |||||||||||||||||respective When opening a single box at each spin, the wave function that I release is the respective

de cada caja. of each box.

Si abro la roja la máxima probabilidad estará a la izquierda, si abro la azul estará a If I open the red one the maximum probability will be on the left, if I open the blue one it will be on the right.

la derecha. the right.

Esta intermitencia forma el patrón que vemos experimentalmente. |||||||experimentally This intermittency forms the pattern we see experimentally.

Por último, el tercer experimento: al abrir ambas cajas simultáneamente y soltar a la Finally, the third experiment: opening both boxes simultaneously and releasing the

vez las dos funciones de onda, estas se van solapar. |||||||||overlap Once the two wave functions, they will overlap.

Aquí está la magia, porque, tal y como ocurre como una onda, habrá zonas de la pantalla Here is the magic, because, just as it happens as a wave, there will be areas of the screen

en la que la f oscilen a la vez y, al combinarse, su amplitud se magnifique, mientras que haya |||||oscillate||||||combine||||magnify||| in which the f oscillate at the same time and, when combined, their amplitude is magnified, while there is

lugares en las que una oscilación esté retrasada respecto a la otra lo que, al sumarse, resultará |||||||delayed||||||||add| locations where one oscillation lags behind the other, which, when added together, will result in

en una cancelación. ||cancellation in a cancellation.

Esto repercute en las probabilidades: las zonas con las flechas amplificadas tendrán |has an impact|||||||||amplified| This has an impact on the probabilities: the areas with the amplified arrows will have

probabilidades muy altas de tener colisiones, mientras que las zonas con flechas anuladas |||||collisions|||||||canceled very high probability of having collisions, while the areas with nulled arrows are very likely to have

tendrán poquísimas. |very few will have very few.

Es esta mezcla de combinaciones y cancelaciones las que forma el patrón del experimento tres. ||||||cancellations||||||||

Vamos con los chungo: colocamos detectores en las salidas de las cajas, ¿por qué surge |||sketchy|||||||||||it arises Let's get down to the nitty-gritty: we place detectors at the box exits, why does this happen?

el patrón del experimento dos? the pattern of experiment two?

Porque cuando la función de onda se libera y el detector interactúa con ella, un extraño Because when the wave function is released and the detector interacts with it, a strange

proceso ocurre. process occurs.

La función de onda cambia bruscamente: vale cero en todos los puntos del espacio excepto |||||abruptly||||||||| The wave function changes abruptly: it is zero at all points in space except for

en uno en el que hay un cien por cien de probabilidades de encontrar el átomo allí. in one where there is a hundred percent chance of finding the atom there.

Hemos detectado el átomo. We have detected the atom.

Ahora conocemos su posición. We now know their position.

Este repentino proceso se llama “El colapso de la función de onda”, aunque normalmente This sudden process is called "The collapse of the wave function", although it usually

lo llamamos medir. we call it measure.

Los detectores no son los únicos que realizan este proceso, la pantalla también lo hace. The detectors are not the only ones that perform this process, the display does it as well.

Cuando la función de onda llega hasta ella, la pantalla la colapsa y toma el valor resultante ||||||||||||||||resultant When the wave function reaches it, the display collapses it and takes the resultant value

como la posición del átomo. as the position of the atom.

El colapso sucede en consonancia con las probabilidades. The collapse happens in line with the odds.

Ya que colapsar la función de onda implica detectarla, sucederán más colapsos en los ||||||||detect it|||collapses|| Since collapsing the wave function involves detecting it, more collapses will happen in the

lugares donde la probabilidad sea más alta. places where the probability is higher.

Pero la función de onda no se queda quieta después de eso. But the wavefunction doesn't sit still after that.

Una vez la medición (y, por tanto, el colapso) ha acabado, ella sigue propagándose como |||||||||||||spreading| Once the measurement (and, therefore, the collapse) is over, it continues to propagate as

una onda esférica, en consonancia con su libertad, dándonos las nuevas probabilidades

de encontrar el átomo en un cierto lugar, de producir un segundo colapso en un sitio of finding the atom at a certain location, of producing a second collapse at a certain location, of producing a second collapse at a certain location, of producing a second collapse at a certain location

en particular. in particular.

Fijaos, el hecho de realizar la medida de manera temprana, antes de que la pantalla Note, the fact of taking the measurement early, before the screen

lo haga, es lo que cambia el patrón. is what changes the pattern.

¿Véis la función de onda que sale de la otra caja? Do you see|||||||||| See the wave function coming out of the other box?

Una vez haces la medida, esta función de onda muere. Once you make the measurement, this wave function dies.

Te has cargado la interferencia, por lo que la propagación de una sola onda esférica You've killed the interference, so that the propagation of a single spherical wave

te va a dar el patrón que vimos justo antes. will give you the pattern we saw just before.

Al poner los detectores y prevenir la interferencia estás reproduciendo lo que conseguíamos |||||||||reproducing||| By putting in the detectors and preventing interference you are reproducing what we were getting.

abriendo solo una de las cajas lo que, irremediablemente, nos va a dar el patrón del experimento dos. ||||||||irremediably||||||||| opening only one of the boxes which, inevitably, will give us the pattern of experiment two.

Como veis utilizando la función de onda, las cuatro situaciones tienen una explicación.

Pero estoy seguro que no ha sido satisfactorio para vosotros. But I am sure it has not been satisfactory for you.

Sí, esto funciona, pero preguntas muy serias surgen. Yes, this works, but very serious questions arise.

Las probabilidades que da la función de onda encajan con los resultados que vemos, pero

¿por qué encajan? why do they fit?

¿Es la función onda solo un buen modelo matemático y no deberíamos darle más vueltas Is the wave function just a good mathematical model and we shouldn't think about it any more

o está mostrando algo real? or is it showing something real?

¿Es la función de onda una especie de interacción que empuja al átomo dónde debe ir? Is the wave function some kind of interaction that pushes the atom where it should go?

(lo cual os digo ya que no es) o, tal vez, el guiño que hacía el experimento con los ||||||||||||wink|||||| (which I tell you since it is not) or, perhaps, the wink that made the experiment with the

dos átomos a la vez es cierto y la función de onda es un reflejo del átomo estando en ||||time|||||||||||||| two atoms at the same time is true and the wavefunction is a reflection of the atom being in

muchos sitios del espacio al mismo tiempo. many places in space at the same time.

O ¿es esto una estupidez y, hasta que yo haga una medida, la posición del átomo es Or is this stupid and, until I make a measurement, the atom's position is

algo que está ontológicamente indefinido? |||ontologically| something that is ontologically undefined?

Y, hablando de medir, ¿qué demonios ha pasado? And, speaking of measuring, what the hell happened?

¿por qué la función de onda reacciona así a usar al realizar una medida? why does the wavefunction react like this to use when making a measurement?

Al influir en el mundo a pequeña a escala con un objeto de las grandes escalas ¿estoy By influencing the small-scale world with a large-scale object, am I

corrompiendo su estado aislado? corrupting||| corrupting its isolated state?

¿o está ocurriendo algo más profundo? Or is something deeper going on?

Como véis no tengo respuestas para vosotros y no os voy a engañar: a dia de hoy no hay As you can see, I have no answers for you and I am not going to lie to you: today there are no

respuestas científicas a estas preguntas. scientific answers to these questions.

Si quieres tener algún tipo de intuición cuando trabajas en cuántica, dar algún sentido If you want to have some kind of intuition when you work in quantum, give some sense

a estas entidades matemáticas, tienes que aferrarte a una de las distintas interpretaciones ||||||to cling|||||| to these mathematical entities, you have to hold on to one of the different interpretations

filosóficas de la mecánica cuántica. of quantum mechanics.

Estas interpretaciones no son, digamos, pura opinión: se realizan experimentos en todo |||||||||experiments|| These interpretations are not, shall we say, pure opinion: experiments are carried out all over the world.

el mundo para descartar algunas de estas interpretaciones. the world to rule out some of these interpretations.

La verdad es que es un campo muy extenso y de muchos matices, por eso mismo el vídeo ||||||||||||nuances||||| The truth is that it is a very extensive field with many nuances, which is why the video

sobre interpretaciones no saldrá pronto. about interpretations will not come out soon.

Si quiero que algo distinga a QuantumFracture es que aquí no se cuenten medias verdades. ||||stand out||QuantumFracture|||||||| If I want something to distinguish QuantumFracture, it is that half-truths are not told here.

El rigor científico es lo primero. Scientific rigor comes first.

Pablo, mi asesor, y yo queremos estar a la altura del reto y ofreceros en el momento ||advisor|||||||||challenge||||| Pablo, my advisor, and I want to rise to the challenge and offer you at the moment

correcto un vídeo acojonante. |||terrifying correct an awful video.

Mientras, aún tenemos un montón de cosas de las que hablar: fenómenos cuánticos, ||||||||||||quantum Meanwhile, we still have a lot of things to talk about: quantum phenomena,

cómo la idea de función onda pasa al siguiente nivel... how the wave function idea goes to the next level...

Os explicaré todas ellas con el nivel de abstracción que merecen y si en alguna ocasión I will explain all of them with the level of abstraction that they deserve and if on any occasion

me apetece visualicéis mejor alguna escena, os dejaré claro que estoy utilizando una ||you visualize|||scene||||||| If I feel like visualizing some scenes better, I will make it clear that I am using a

interpretación. interpretation.

Así podréis distinguir con lo que es ciencia pura y dura de lo que no. This way you will be able to distinguish what is pure and hard science from what is not.

Espero que esté vídeo haya arrojado algo de luz al experimento de la Doble Rendija |||||thrown||||||||| I hope this video has shed some light on the Double Slit experiment.

y os espero las próximas semana con un poquito más de ciencia. and I look forward to seeing you next week with a little more science.

Y, como siempre, muchas gracias por verme. And, as always, thank you very much for seeing me.