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- ¿Qué fue lo que te convocó de la física?

- Mis viejos fueron siempre estimuladores. Más que convocarme la física, fue no hacerme perder la curiosidad, no impedir que esa curiosidad persista, los chicos son todos curiosos, y mis viejos estimularon la curiosidad.

La física es “La” Ciencia. La ciencia es la manera de clasificar y entender, de encontrar la descripción unificada de las irregularidades de la naturaleza. También me interesaba la biología, en realidad me interesaba todo y cuando te interesa todo, lo mejor que podés hacer es estudiar Física. Y es la curiosidad la que me acercó también a la música desde chico. Parte del interés por la música es la curiosidad que provoca.

- ¿Qué es lo que más te sorprende o asombra de la física?

- La física es un desafío a la intuición. Tendemos a pensar que un cuerpo más pesado cae más rápido, que el sol sale, que la Tierra es plana, y esas son intuiciones del sentido común. Después la física te demuestra que el sentido común no funciona. La cuántica es un nuevo paso sobre ese avance contra el sentido común, poco equivalente a lo que sucede en el mundo macroscópico, poco equivalente a nuestro imaginario concreto, cotidiano. No hay manera de representar gráficamente o de visualizar (que es una estrategia histórica que hemos tenido) el mundo cuántico. Eso es algo enigmático. Es un límite de nuestro leguaje y de nuestra comprensión. La cuántica es la expresión de cierto límite a aquello que podemos llegar a entender.

- ¿Cuál sería, según tu criterio, el concepto central de la Física Cuántica?

- El concepto central de la cuántica es el hecho de que el mundo es intrínsecamente azaroso, que una sola causa puede dar lugar a muchos efectos, mientras que en la física clásica una causa da un efecto: dada la causa, el efecto está predeterminado. En la física newtoniana, especificás el estado de un sistema ahora, y sabés cómo se va a comportar en el futuro. En la cuántica hay una violación de la causalidad.

- ¿Esto tiene que ver con el principio de incertidumbre?[1]

- Tiene que ver. Pero el principio de incertidumbre podría llegar a interpretarse como que dada la interacción que uno tiene con el sistema, lo afecta. En el proceso de evolución del Universo de modo microscópico solamente se puede predecir con cierta probabilidad cómo van a ocurrir las cosas, aún por principio. En La física de Newton, el azar aparece como la limitación práctica. Si uno, por principio, conociera todas las variables en un momento dado, podría saber cómo se mueve todo en la estructura. Pero en la práctica no se puede porque hay muchas variables en juego que se promedian y es imposible dar cuenta de un montón de cosas que se nos presentan en el mundo macroscópico que es azaroso, de hecho la vida cotidiana está llena de azar. Pero ese azar es un azar en la práctica y no un azar de principio. Mientras que en la cuántica es un azar de principio. En lo macroscópico no tenemos acceso a la cantidad de variables que se entreveran y se mezclan y que dan lugar a que el dado, cuando vos lo tirás, tiene un sexto de probabilidad de salir tres. En lo micro no funciona así. No tengo manera, por principio, para predecir. Mientras que, en la física newtoniana, por principio, tengo una manera de predecir: si yo supiese el ángulo con el que sale, la velocidad con que va a chocar, cómo es la mesa donde va caer,  podría saber cómo cae.

- Vos decís que, desde la física newtoniana, si uno pudiera tomar en cuenta todas las variables, se podría predecir, pero en cambio en la cuántica no. Me pregunto, entonces, si podemos pensar en la existencia de una variable desconocida dentro de la cuántica.

- Eso es lo que antes creían. Eso es lo que Einstein creía y propuso un famoso experimento para demostrar que tiene que haber una variable oculta. Y en los ‘60 un tal Bell probó un teorema[2] que dice que si hay variable oculta el universo va a actuar así, y si no hay variables ocultas, o sea si el universo es intrínsecamente azaroso, se va a comportar de otra manera. O sea que propuso un experimento para resolver un problema filosófico que es descubrir la variable oculta. Para mí es uno de los teoremas más maravillosos del siglo XX, porque pasa de ser un problema especulativo, a ser un problema físico que se mide y, desde ahí, las variables ocultas están prácticamente descartadas.

Esto es lo que no me deja de asombrar de la física cuántica: el hecho de que el mundo parece que se comporta así y hay una tensión muy grande que algunos ignoran, otros consideran que no es muy importante y otros se pasan la vida tratando de entender. Hay una visión que dice que la mecánica cuántica es incompleta. Esta sería la línea de Einstein y todo lo que Einstein dijo al respecto se ha refutado. Pero todavía hay lugar para que haya una teoría más abarcadora, o tenemos que comprar la idea de que hay muchos universos. Porque si es intrínsecamente azarosa, la solución de Borges, lo que anticipa Borges, es que el universo se replica, que hay tantas copias como alternativas hay, antes de la observación o de la medición o detección con algún aparato de mundo macroscópico.

- ¿Esto tiene que ver con el experimento de las rendijas?[3]

- El experimento de las rendijas es el que pone en evidencia esta naturaleza extraña, el resultado del experimento es que no se puede entender lo que las partículas de luz hacen después de pasar por un sistema de rendijas. Mandás fotones de uno en uno y van pegando en una pantalla. En medio de ese trayecto hay una pared con dos rendijas, al final del día cuando tenés todos los puntitos por donde pegaron las balas microscópicas, obtenés un patrón de puntos, que no es compatible con decir que las partículas pasaron o por una rendija o por la otra. Cada fotón pasa por las dos rendijas al mismo tiempo. Hay quienes dicen que las partículas no existen, que sólo hay campos y que cuando tocan la pantalla se convierten en partículas. Es decir, no existirían las partículas antes de tocar la pantalla, existe un campo y cuando tocan se corporizan, esa es una visión.

¿Podrías comentar algo del experimento de elección retardada y sus consecuencias sobre el concepto de Tiempo?[4]

- Es un experimento del mismo grado de extravagancias. Va pasando el tiempo y hay algo en el pasado, hay como una rémora del pasado que queda, persiste. Midiendo ahora parece que se cambia el pasado, es “como si” cambiaras el pasado. No es estrictamente cambiar el pasado. Se cambia el registro del pasado. Se reescribe. El problema del enigma cuántico es que hay una cosa simultáneamente en varios lugares y cuando la medís, elige un lugar. Entonces al elegir, ya queda trabado en una de las posibilidades. De alguna manera hay cosas que van ocurriendo y en el pasado quedó alguna coherencia, una cosa que todavía no fue medida y al decidir medirla en el futuro, trabas lo que pasó en el pasado. Se cambia el estado en el que estaba en el pasado.

- En el prólogo de tu último libro Borges y la física cuántica citas a Heisenberg cuando menciona la “limitación de nuestro lenguaje” para entender las cuestiones que plantea la mecánica cuántica. Heisenberg formuló el principio de incertidumbre en 1925. Transcurridos ya más de 80 años, ¿te parece que sufrimos de las mismas limitaciones? ¿Esas limitaciones del lenguaje se acentuaron a partir de los nuevos descubrimientos?

- Sigue persistiendo. En cuántica hablamos de ondas o de partículas, pero en realidad es una entidad distinta. Vemos ondas o vemos partículas y esto está en el medio y no sabemos cómo nombrarlo. Cuando uno hila fino, el pasado y el futuro no son tan rígidos, en el futuro quedan cosas confusas del pasado, no está totalmente definido el pasado. Los registros del pasado son archivos y estos archivos están perfectamente determinados, pero puede haber archivos que todavía estén indeterminados, y que cuando hagas una medición ahora, vos determinás al archivo del pasado. Es decir, hay una realidad en el pasado que podría modificarse con la medición actual. Hay que revalorizar estas cuestiones de lo que es el pasado y el futuro, así como hay cosas que en el espacio están indeterminadas, el tiempo no es una cosa tan distinta del espacio.

- ¿Hoy cómo define un físico el concepto de tiempo?

- Es aquello que mide un reloj. La asimetría futuro-pasado es algo complicado en la física. Justamente en “El jardín de los senderos que se bifurcan” de Borges o en el concepto de “los múltiples universos” se insinúa una ramificación. En cada decisión se ramifican muchos universos. Pero hay ramificaciones que aún no han ocurrido y que cuando vos tocás algo en el presente, se ramifica algo en el pasado. En cada observación o medición cuántica el mundo se ramifica.

Está la flecha del tiempo, pero es sorprendente que la distinción de pasado y futuro es una distinción en promedio. Si ves microscópicamente, en el mundo clásico al menos, el pasado y el futuro son indistinguibles. Cuando vos empezás a mirar en escala más grande, te perdés un montón de variables, entonces aparece la distinción de pasado y futuro. ¿Por qué? El mundo empezó con un estado así llamado “ordenado”, de entropía baja, y las cosas se fueron desordenando, y así hay una dirección entre el “orden” y el “desorden” (entre comillas).

- ¿Por qué entre comillas?

- Porque la noción de orden y desorden es una noción subjetiva. ¿Qué es algo ordenado? ¿Por qué estas servilletas dobladas en el servilletero se llaman ordenadas y puestas diferentes se llaman desordenadas? Porque hay una sola forma de tenerlas así una al lado de la otra y, en cambio, hay muchísimas formas de estar desparramadas. Pero si yo fuera Funes o un autista, que le da nombre a cada una de las configuraciones, cada una de esas configuraciones es distinta. Entonces cada una de ellas está ordenada como ésta del servilletero. Lo que pasa es que hay una sola forma de estar apiladitas y hay muchísimas formas de estar desapiladitas. Entonces si vos elegís una transición entre una y otra, es decir si tenés todas apiladitas y las configuraciones están cambiando causalmente, lo más probable es que la transición sea de apiladas a desparramadas y no al revés. Podemos pensar también en un huevo crudo: hay muy pocas maneras de tener un huevo con la yema adentro y muchísimas más formas de tener un huevo frito. Pero, en principio, no se viola ninguna  ley si el huevo frito se convirtiera en un huevo dentro de la cáscara. Pero ¿por qué? Porque el estado más “ordenado” es el que estamos acostumbrados a ver, pero para un Funes que ve todo y da un nombre a todo, no le sorprendería que el huevo frito vaya para atrás, porque es un proceso tan lícito como que el huevo entero se abra. El atrás y el adelante en el tiempo son efectos que dependen de la limitación de variables que tenemos. Para Funes no existe el tiempo, de hecho él dice “atemporal”, para un autista, de memoria infinita, el pasado y el futuro son indistinguibles.

- ¿Se podrían pensar los conceptos que estudia la física fuera de la física?

- No hay nada fuera de la física. Estas cosas se aplican por ahora solamente en el nivel microscópico porque a nivel macroscópico todavía no se han encontrado manifestaciones de eso. No está claro en qué punto se pasa de lo micro a lo macro. Hay experimentos que buscan cuán grandes pueden ser los sistemas para que tengan todavía la coherencia cuántica.

En el mundo macroscópico no se manifiestan estos fenómenos cuánticos. Pero hay un montón de fenómenos que aparecen. En la fotosíntesis, por ejemplo, o el caso de unos pájaros que aparentemente se orientan en el campo magnético con un detector cuántico que tienen en el pico. Se orientan en el campo magnético terrestre con un mecanismo que es intrínsecamente cuántico. Esta es parte de la investigación en este momento, una de las cosas calientes que se están investigando: efectos cuánticos en biología. En el ser humano todavía no está claro hasta qué punto cuestiones como la conciencia o mecanismos cerebrales tienen algún efecto de esa coherencia cuántica, coherencia sería cuando hay fenómenos que no pueden entenderse sino es invocando esta cualidad de la partícula.

- ¿Podrías definir conceptos como la nada y el vacío?

- El vacío es un problema de la física: no existe un vacío en la física. El vacío cuenta con cosas que están bullendo microscópicamente, es un vacío en promedio. Es como si tuvieses una cuenta bancaria que está en cero en promedio, pero tenés deudas, tenés plata, después tenés menos, tenés algo y después tenés poco, y esas son partículas que aparecen y desaparecen, se llaman partículas virtuales, tienen una existencia efímera, aparecen y desaparecen, están constantemente ahí. El vacío tiene energía en la física cuántica. No existe la nada en la descripción cuántica de la ausencia de materia. En la ausencia de materia sigue habiendo cosas.

De hecho podemos mencionar al Bolsón de Higgs (la partícula de Dios), ese tipo de cosas que se buscan, una entidad que está por ahí dando masa a las partículas.

- Si pienso en partículas, imagino que entre partículas hay nada

- Si pero no. Hay un algo que tiene estructura. El espacio vacío para Einstein tiene curvatura, si hay un objeto pesado, un sol pesado en el espacio, que en principio no es nada, tiene curvatura. Tiene una estructura el espacio que se lo da la materia. Eso desde el punto de vista de la relatividad: la curvatura del espacio. Y después, la física cuántica necesita de un espacio en el que haya una ebullición constante de partículas, que en promedio no están pero que en su estructura fina están haciendo ruidos. Es una cosa ruidosa que en promedio es ausencia de energía o ausencia de partículas, pero que necesita de esa ebullición para que las partículas, cargadas de electricidad, se atraigan con una fuerza (…) intercambian partículas que se mueven a la velocidad de la luz. O sea que están ahí absorbiéndose, emitiendo. Es otra calidad de vacío. El vacío no es la ausencia absoluta de estructura. El vacío no es un vacío inerte. Hay experimentos que miden la fuerza de ese vacío, ponen dos placas metálicas enfrentadas y no hay nada en el medio y se atraen. Hay una fuerza que distorsiona el vacío. El efecto Casimir se llama eso.

- ¿Podríamos considerar que desde la física tanto cuántica como relativista podrían  dispararse nuevos conceptos filosóficos?

- Hay filosofía de la física y filosofía de la cuántica. Los filósofos de la cuántica están tratando de entender, es algo que se intersecta, es una disciplina de la física, la fundamentación de la física, qué significa interpretar, qué significa interpretar una teoría, qué es una interpretación, la causalidad. En Argentina hay una persona que se dedica a estos temas que se llama Olimpia Lombardi, es una filósofa de la fundamentación de la Física, famosa acá en Buenos Aires. Es ingeniera y después se dedicó a la filosofía y a la física. Hay varias corrientes interpretativas de la física cuántica. Son sutilezas filosóficas. Lo que yo tengo claro es que en la aplicación de eso a pensamientos como el psicoanálisis o a cuestiones del mundo macroscópico, el mundo de las neurociencias, estamos todavía lejos de poder decir algo.

Alberto Rojo (nacido en Tucumán, Argentina) es un músico, escritor y licenciado y doctor en física por el Instituto Balseiro. Actualmente es Profesor del Departamento de Física de la Universidad de Oakland en Rochester, Estado de Míchigan, EEUU. Entre 1992 y 1994 fue investigador postdoctoral en la Universidad de Chicago. Entre 1994 y 2002 fue profesor adjunto en la Universidad de Míchigan.

Ha sido becario del CONICET, profesor visitante en la Universidad de Buenos Aires y del Oak Ridge National Laboratory. Tiene cerca de noventa trabajos publicados en temas de física en revistas de circulación internacional y ha dictado conferencias invitadas en diversas reuniones internacionales. Publicó en coautoría con Anthony James Leggett (premio Nobel de Física de 2003). Es un apasionado y prolífico divulgador de la ciencia.

Entre sus obras literarias están Borges y la Física Cuántica, Un Científico en la Biblioteca Infinita; El azar en la Vida Cotidiana, Borges y la Mecánica Cuántica; Physics and Poetry, capítulo en libro ThePaths of creation, Creativity in Science and Art; La Física en la Vida Cotidiana.

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