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La ciencia puede ser divertida, y prueba de ello son los muchos experimentos que se pueden hacer desde casa con amigos y con los más pequeños para aprender un poco de física cuántica. A los niños les encanta experimentar y aquí te mostraremos cuatro experimentos de física cuántica que puedes hacer en casa. Empecemos.

¿Qué es la Física Cuántica?

La física cuántica es la rama de la física que estudia el campo de lo que no se ve. Eso es fenómenos no medibles desde el punto de vista de todas sus posibilidades. Su objeto de estudio es el comportamiento de dimensiones mínimas de la materia como el átomo y las partículas que lo componen, la imposibilidad de su ubicación y la indeterminidad de dichas partículas.

Los seres humanos somos parte y estamos inmersos en ese cuanto ya que estamos formados por átomos con inmensas posibilidades, aunque siendo una realidad que creamos en el universo. Esto es energía, el universo está compuesto por miles de energías, y todos estamos conectados por ellas.

Cuatro experimentos de física cuántica que puedes hacer en casa

1 – Moneda que desaparece

La física clásica pensaba que los fotones se comportaban de manera similar a dos bolas sobre una mesa; cuando se lanza uno desde arriba, la pelota rebota o se refleja en el caso de los fotones. Este experimento muestra que no siempre es así:

Materiales: los materiales que necesitará son una moneda, un vaso vacío y un poco de agua en otro recipiente.

Proceso – Lo que tienes que hacer es colocar la moneda debajo del vaso; en esta etapa, podrá ver la moneda debajo del cristal. Ahora, mirando por el costado del vaso, vierte un poco de agua poco a poco. A medida que viertes el agua en el vaso, llegará un punto en el que no podrás ver la moneda. ¿Cómo es posible si el vidrio y el agua son dos materiales transparentes?

Conclusión – El agua dentro del vaso actúa como un espejo y hace que el haz de luz llegue a nuestros ojos, aún viendo el vaso y el agua claramente, pero no hay reflejo interno, por lo que la moneda ya no se puede ver desde cierto ángulo.

2 – El CD y la Luz Láser

Desde el punto de vista de la física cuántica, todas las formas de energía presentan un movimiento ondulatorio; es decir, se transmiten por ondas. Esto se puede demostrar a través del siguiente experimento:

Materiales: para este experimento, necesitará un lápiz láser y un CD.

Proceso – Lo que tienes que hacer es tomar el láser y apuntarlo hacia el CD, tratando de maniobrar el CD para que refleje la luz del láser. Lo que vas a observar en la superficie donde rebota la luz serán muchos puntos de luz como si hubieras apuntado múltiples láseres al disco.

Conclusión – La energía se mueve a través de ondas, y se demuestra el efecto que produce el disco al reflejar varios puntos de luz con el láser ya que el CD descompone las ondas que van viajando.

3 – Luz blanca y un prisma

La dispersión de fotones solo la explica la física cuántica ya que es un proceso probabilístico que nos enseña la frecuencia de los colores y cómo se distribuyen. La dispersión de fotones solo la explica la física cuántica ya que es un proceso probabilístico que nos enseña la frecuencia de los colores y cómo se distribuyen

Materiales – Para este caso solo necesitarás una luz blanca y un prisma.

Proceso: colocas la lámpara en la base de un prisma. Lo siguiente que observarás es que se ve un tono azul en la base donde el prisma se encuentra con la lámpara; se dispersa hasta alcanzar un tono amarillo y finalmente rojo.

Conclusión – Cuando una colisión de múltiples fotones alcanza una superficie que es capaz de transmitir este tipo de partículas, estas se dispersan a lo largo de la superficie. La distribución de colores viene dada porque los azules son más fáciles de distribuir que los rojos, por lo que unos colores se ven antes que otros.

4 – Fosforescencia

Este fenómeno solo puede ser explicado por la física cuántica ya que muestra que las partículas y la energía están cuantizadas y permite y explica la transmisión de energía y los comportamientos de esta.

Materiales: este experimento es un poco más elaborado, pero vale la pena. Primero, necesita una linterna LED capaz de transmitir luz roja, verde y azul, una luz ultravioleta si tiene una y un material fosforescente como las estrellas que brillan en la oscuridad.

Proceso – Lo que tienes que hacer es poner el material fosforescente en un lugar estable. Primero, encenderás la luz roja de la linterna y la apuntarás al material fosforescente. Podrás ver que no brilla, ni hay ningún cambio. Lo segundo es apuntar la luz verde hacia el material, y notarás un ligero cambio. Finalmente, apuntará a la luz azul y lo que verá es un cambio significativo en el brillo que absorbe el material. Por último, si la tienes, puedes apuntar una lámpara de luz ultravioleta hacia el material, y verás como hay un cambio importante, mucho más que con la luz azul.

Conclusión: la energía absorbida excita los electrones en las capas más externas de los átomos que forman la estructura molecular, lo que hace que se muevan hacia orbitales de mayor energía. Pero esta situación no es estable; los átomos de la molécula tienden a volver a su estado original; es decir, esos electrones excitados se devuelven a los orbitales de menor energía. En este proceso, parte de la energía absorbida en la irradiación se libera en forma de luz visible o infrarroja; por lo tanto, puedes verlos brillar. En el caso de la luz roja, excita menos los electrones que la luz verde y menos que la luz azul, por lo que hay más cambios. La luz ultravioleta es la que más excita los átomos del material fosforescente, por lo que con este tipo de luz se puede apreciar un cambio de brillo más notable que en las anteriores.

¿Qué es un ejemplo simple de física cuántica?

La tostada de pan que disfruta mientras toma el té de la mañana puede llegar a su plato solo gracias a la Física Cuántica. El elemento calefactor de la tostadora se ilumina en rojo para tostar una rebanada de pan. Generalmente se hace referencia a las tostadoras como la razón por la cual surgió la física cuántica.

¿Cómo se construye un experimento de entrelazamiento cuántico?

¿Cómo se usa la física cuántica en la vida real?

Hoy en día, todo lo demás está influenciado por la física cuántica. Por ejemplo: Computadoras y Smartphone: Todo el proceso de trabajo de las computadoras se basa en la física cuántica. El fenómeno de la estructura de bandas, que soporta la electrónica moderna basada en semiconductores, es fundamentalmente un mecanismo cuántico.

¿Cómo me enseño física cuántica?

Video: quantum physics experiments at home