This thought experiment will help you understand quantum mechanics - Matteo Fadel

Traductor: Alessandra Mantellini Revisor: Sebastian Betti

After a long day working on the local particle accelerator,

Después de un largo día de trabajo en el acelerador de partículas,

you and your friends head to the arcade to unwind.

tus amigos y tú van a la sala de juegos para relajarse.

The lights go out for a second, and when they come back,

Las luces se apagan por un segundo, y cuando vuelven,

there before you gleams a foosball table nobody remembers seeing before.

allí, delante de ti, hay un fútbol de mesa que nadie recuerda haber visto antes.

Always game, you insert your coins.

Como en cada juego, insertas tus monedas,

And with a fanfare, Quantum Foosball begins.

y un partido de fútbol de mesa cuántico comienza con una explosión.

Here are the rules: as with normal foosball,

Estas son las reglas: como en el fútbol de mesa normal,

the object is to score points

el objetivo es sumar puntos

by spinning levers with tiny players to sink the ball in your opponent’s goal.

girando las barras de los jugadores,

metiendo el balón en la portería contraria.

Only instead of a standard ball, you’ll be playing with a giant electron.

Solo que en vez de jugar con un balón, jugarás con un electrón gigante.

It behaves like a normal electron in all respects, it’s just much larger.

Se comporta como un electrón normal en todos los sentidos, pero es más grande.

Though the rules are simple, gameplay is anything but.

Aunque las reglas son simples, el juego es de todo menos eso.

En vez de regirse por las leyes comunes de la física newtoniana,

Instead of the familiar laws of Newtonian physics,

the movement of the ball is governed by quantum mechanics.

el movimiento de la pelota se rige por la mecánica cuántica.

To minimize the influence from photons and air molecules,

Para minimizar la influencia de fotones y moléculas de aire,

you’ll be playing in a vacuum. In the dark.

estarás jugando en el vacío. En la oscuridad.

But that’s ok, because you can watch for the flashes of light

Pero está bien porque puedes estar atento a los destellos de luz

given off by collisions between figures and the ball.

emitidos por las colisiones entre los jugadores y el balón.

The goals themselves will flash when the electron

Las porterías parpadearán cuando el electrón

hits their particle detectors.

golpee sus detectores de partículas.

Now you just have to figure out how to get the electron to go where you want.

Ahora solo tienes que averiguar

cómo hacer que el electrón vaya a donde quieras.

As soon as it enters play, the electron will never rest.

Tan pronto como entre en juego, el electrón nunca descansará.

This is a direct consequence of the Heisenberg Uncertainty Principle,

Esta es una consecuencia directa

del principio de incertidumbre de Heisenberg,

which says that the better you know where a quantum particle is,

que dice que cuanto más sepas dónde está una partícula cuántica,

the less you know about its velocity, and vice versa.

menos sabrás cuál es su velocidad, y viceversa.

Since you know it’s on the field, its velocity is largely uncertain.

Como sabes que está en el campo, su velocidad es, en gran parte, incierta.

The electron will behave more like a wave than a particle,

El electrón se comportará más como una onda que como una partícula.

with its position described by probability distributions that you’ll have to imagine.

Su posición dependerá de probabilidades de distribución

que tendrás que adivinar.

These distributions are spread throughout the entire field,

Estas distribuciones se extienden por todo el campo,

making it possible to observe a goal at any time and in either side.

haciendo posible observar un gol de cualquier lado en todo momento.

The way to win is to control and concentrate the distribution

Para ganar, es necesario controlar y dirigir la distribución

over the opposite goal,

hacia la portería contraria,

giving yourself the highest likelihood of scoring points.

lo que te da mayores probabilidades de sumar puntos.

Your skill as a player will be determined by your ability to predict

Tu habilidad como jugador se determinará por tu habilidad para predecir

where the electron is most likely to be,

dónde es más probable que esté el electrón,

then manipulate the probability distribution by spinning the rods

y por calcular la probabilidad de distribución haciendo girar las barras

with just the right amount of strength.

con la fuerza necesaria.

Quantum particles only receive energy in precise amounts, called quanta.

Las partículas cuánticas reciben energía en cantidades precisas, llamadas cuantos.

So spin too hard or too soft,

Si giras las barras demasiado fuerte o muy suave,

and the electron will stay on its previous course.

el electrón permanecerá en su sitio.

The game board has been carefully constructed to contain the electron,

El tablero está diseñado cuidadosamente para contener al electrón.

but even so, sometimes it’ll quantum tunnel through the walls

Aun así, podría cavar un túnel cuántico a través de las paredes

without any apparent reason.

sin razón alguna.

At that point it could be anywhere in the universe,

En ese momento, podría estar en cualquier lugar del universo,

so to save you the trouble of tracking it down,

así que para ahorrarte la molestia de rastrearlo,

the game will spit out a new ball.

el juego escupirá un balón nuevo.

The fact that quantum particles behave like waves

El hecho de que las partículas cuánticas se comporten como ondas

becomes particularly evident in the presence of obstacles.

se vuelve particularmente evidente en presencia de obstáculos.

As the particle travels through the rows of miniature figures,

A medida que la partícula viaja a través de las filas de jugadores,

complicated interference patterns will develop in the probability distribution,

se desarrollarán patrones de interferencia complejos

en la distribución de probabilidad,

making it even more difficult to accurately predict its position.

haciendo que sea aún más difícil predecir su posición con exactitud.

And here’s where your advanced physics degree can finally come in handy:

Y aquí es donde tu título en física avanzada puede serte útil:

you can use the laws of quantum mechanics to your advantage.

puedes usar las leyes de la mecánica cuántica a tu favor.

The only moments when the electron will behave as a particle,

El único momento en que el electrón se comportará como una partícula,

rather than a wave, are when it hits something.

en vez de como una onda, es cuando golpee algo.

With frequent enough kicks,

Al golpear frecuentemente,

the particle would have no time to evolve like a wave and, therefore,

la partícula no tendrá tiempo de evolucionar como una onda y, por tanto,

not spread out in space.

no se expandirá por el espacio.

So if you can pass it very quickly between two of your miniatures,

Si puedes pasar el balón muy rápidamente entre dos de tus jugadores en miniatura,

you can keep it localized.

podrás mantenerlo localizado.

Masters of the game call this the Quantum Zeno Maneuver.

Los maestros del juego lo llaman el efecto cuántico de Zenón.

Now, if you really want to dominate your opponents,

Para dominar realmente el juego contra tus oponentes,

there’s one more thing you can try, but it’s pretty tricky.

hay algo más que puedes probar, pero es bastante complicado.

One of the distinctive features of the quantum world

Una de las características distintivas del mundo cuántico

is the possibility of state superpositions,

es la posibilidad de tener estados superpuestos,

where particles’ positions or velocities

donde las posiciones o las velocidades de las partículas

can be simultaneously in two or more different states.

puede estar en dos o más estados diferentes simultáneamente.

If you can put the electron into a superposition

Si superponemos el electrón

pateándolo y dejando de patearlo simultáneamente,

of being simultaneously kicked and not kicked,

it’ll be almost impossible for your opponents to figure out

será casi imposible que tus oponentes averigüen

where and how to strike.

dónde y cómo atacar.

Se dice que Erwin Schrödinger,

It’s said that Erwin Schrödinger,

el mayor campeón de fútbol de mesa cuántico de todos los tiempos,

the greatest Quantum Foosball champion of all time,

is the only player to have mastered this technique.

es el único jugador que ha dominado esta técnica.

But maybe you can be the second:

Pero tal vez puedas ser el segundo:

Just figure out a way to simultaneously turn and not turn your rods.

Solo encuentra la manera de girar y no girar tus barras a la vez.