Viatge al món quàntic

Text: Toni Pou

Et demanaré una cosa.

I només una.

Imaginació.

La necessitaràs, creu-me.

De fet, et demanaré un dels exercicis més grans d’imaginació de la teva vida.
Perquè ara mateix no vull que t’imaginis un món muntanyós sobrevolat per dracs que escupen foc i unicorns que fan tombarelles a l’aire.

Tampoc vull que t’imaginis un món habitat per éssers de vidre que s’alimenten de diamants i es banyen en rius d’or líquid.

Ara no.

Ara vull que t’imaginis una cosa que sembla més senzilla però que en realitat no ho és.

Segur que pots!

Prova d’imaginar, per exemple, un món en què quan una futbolista xuta una falta la pilota surt disparada a dues velocitats diferents alhora.
És a dir, un món en què quan la pilota passa per sobre la tanca defensiva circula a 50 quilòmetres per hora i també a 70 quilòmetres per hora.

Tot al mateix temps.

T’ho pots imaginar?

Costa, oi?

Sembla absurd, ho sé.

Però encara et vull demanar més.
Ara prova d’imaginar un món en què quan una futbolista xuta una falta la pilota supera la tanca defensiva per dalt i també la supera pel costat.

Sí, totes dues coses al mateix temps.

És a dir, un món en què les pilotes poden seguir trajectòries diferents alhora o, també, ser a dos llocs diferents al mateix temps.

Aquest és un món molt difícil per a les porteres, oi?

Però, a més, costa molt d’imaginar, oi?

Doncs resulta que aquest tipus d’esforços imaginatius són els que van haver de fer els científics i científiques que fa cent anys van començar a estudiar les coses més petites que existeixen, com els àtoms o les partícules encara més diminutes com els electrons.

Quan van començar a fer experiments amb totes aquestes partícules van descobrir que es comportaven d’una manera diferent a com ho fan les pilotes, els cotxes o les bicicletes.

I van fer una teoria per explicar-ho. Es diu física (o mecànica) quàntica.

És una teoria molt estranya perquè el món que descriu és estrany. No és el nostre món de les pilotes i les bicicletes, és el món dels àtoms i els electrons. I no hi estem acostumats. Perquè no l’hem vist ni experimentat mai directament. Per això ens sorprèn. Per això ens sembla estrany i absurd.

Segons com s’interpreta la física quàntica, es pot dir que els àtoms, els electrons i la resta de partícules microscòpiques es comporten com si estiguessin a més d’un lloc alhora, seguissin diverses trajectòries al mateix temps i es moguessin amb més d’una velocitat.

Estrany?

Ja ho pots ben dir.
Ja et pots imaginar (això és fàcil, ara sí!) que la física quàntica va sorprendre tothom: tant els científics i científiques que estudiaven el món microscòpic com els filòsofs i filòsofes que pensaven sobre la matèria.

Què vol dir que una cosa es comporti com si estigués a dos llocs alhora?

Nou de cada deu filòsofes diran que és absurd, que no té cap sentit. I, per tant, que la física quàntica és una revolució perquè transforma les idees que teníem del món.

I nou de cada deu científiques hi estaran d’acord, però, a més, buscaran alguna manera d’aprofitar-ho.

Però aprofitar-ho per a què?

Doncs al principi no ho sabien ni elles mateixes.
Però a mesura que es va anar estudiant la física quàntica es va descobrir que era una eina de càlcul formidable: permetia saber com es comportarien les partícules microscòpiques en el futur.

I, gràcies a aquests càlculs i coneixements, es van construir dispositius com els transistors, que són els components bàsics que fan funcionar qualsevol circuit electrònic.

Segur que em sabries dir on hi ha circuits electrònics, oi?

En tens molts molt a prop, efectivament.

Per començar, a l’ordinador on llegeixes tot això.

Però també als telèfons mòbils i a les televisions.

La física quàntica també va permetre crear els làsers, un tipus de llum molt especial que s’utilitza per transmetre informació a través de la fibra òptica que connecta molts ordinadors a internet.

I aparells de ressonància magnètica nuclear per investigar què passa a l’interior del cos i diagnosticar la presència de tumors.
Per tant, la física quàntica ha donat lloc a moltíssimes aplicacions tecnològiques. I aquestes aplicacions han transformat el món.

El món d’avui és molt diferent del món quan no existien els ordinadors, els telèfons mòbils i internet.

Però resulta que, a més de tot això, els últims anys els científics i les científiques han après a utilitzar encara millor la física quàntica.

I han començat a fer ordinadors quàntics.
Aquests ordinadors funcionen d’una manera diferent que els ordinadors normals. Poden fer molts càlculs alhora i en pocs minuts poden resoldre problemes que a un ordinador clàssic li portarien milions d’anys.

Avui dia encara són molt senzills però quan siguin més potents tindran aplicacions que ara ni tan sols ens imaginem. Igual que quan es va descobrir la física quàntica no se sabia que acabaria donant lloc als telèfons mòbils o a internet.

Potser ens permetran crear nous medicaments, noves plaques solars més eficients, materials invisibles o bateries més netes.
No ho sabem.

I aquesta és la gràcia.

Tot i que la física quàntica ja ha transformat del tot la societat, encara està escrivint pàgines de la nostra història.

I sembla que les pàgines del futur seran apassionants.

 

Ves a la plana principal del l'especial de l'Any Internacional de la Ciència i Tecnologia Quàntica