domingo, 20 de mayo de 2012

La teoría cuántica sin la constante de Planck

La constante de Planck fue introducida como escala fundamental en los inicios de la historia de la mecánica cuántica. Ahora disponemos de un enfoque moderno donde dicha constante está ausente: es inobservable excepto como constate por convención humana.

En el nuevo enfoque, la constante de Planck está atada a convenciones macroscópicas de origen newtoniano, las cuales son prescindibles. La mejora en la precisión de otras constantes fundamentales es sustancial cuando se elimina la constante de Planck. La masa del electrón se determina hasta 67 veces de forma más precisa, y la unidad de carga eléctrica, 139 veces. La mejora en el valor experimental de la constante de la estructura fina permite nuevos tipos de experimentos comparables a la búsqueda de la nueva física. El objetivo a largo plazo es la eliminación de la dependencia del artefacto conocido como kilogramo prototipo internacional, para ayudar al progreso de la física básica.

La constante de Planck entró en la física por un camino histórico particular. Se asumieron los conceptos newtonianos de energía y masa inercial, y a día de hoy, este camino histórico se ha usado para enseñar dichos conceptos. Mientras tanto, la física básica ha evolucionado, y la práctica de la investigación tiene todas las razones para dejar a un lado vestigios de la historia. En el anterior párrafo sugeríamos que el acuerdo para suprimir la constante de Planck de las unidades fundamentales no debería ser complicado. Algunos físicos acostumbrados a ignorarlo puede no encontrar la conclusión trivial, sin embargo dicha apreciación no es universal. Se ha demostrado que a menos que la física newtoniana tenga primacía y la nueva información no está disponible a partir de la teoría cuántica, la referencia a la constante de Planck es redundante.

Cuando los prejuicios históricos se dejan atrás, la constante de Planck desaparece, y aún hay lugar para estandarizarla. como se ha hecho con otras constantes, es importante para la ingeniería y el comercio. La estandarización de la constante de Planck y la velocidad de la luz en el vacío comparten el elemento común de la eliminación de barreras para mediciones precisas de otras constantes. A diferencia de C, que en principio podría estar en desacuerdo con la teoría, la constante de Planck en nuestra teoría cuántica actual es inobservable, y ni siquiera podemos sugerir un experimento para averiguarlo. El reto de comprobar los fundamentos de la física no debería cargar con las construcciones establecidas por las convenciones humanas. Sería ideal si la tradición de mantener la constante de Planck no siempre se propagase propagarse en las pruebas de la física fundamental. Entonces, la actual generación de precisas mediciones cuánticas podría encontrar discrepancias en los parámetros cuánticos fundamentales que requirirían de una física cuántica.

Via Physics for me, Arxiv (pdf)

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