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Discusiones Einstein- Bohr acerca de la interpretación de la física cuántica - Contenido educativo

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Subido el 20 de diciembre de 2025 por Ies villadevaldemoro valdemoro

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Proyecto de investigación de David Mikenberg Mateos, alumno de 2º de Bachillerato de Excelencia del IES Villa de Valdemoro en el curso 2025-26.

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Dios no juega a los dados es una frase dicha por Albert Einstein, considerado uno de los físicos más influyentes de la historia. 00:00:00
Esta no es una simple frase, sino que es la respuesta de Einstein al nacimiento de la mecánica cuántica, 00:00:05
una teoría tan fascinante como compleja. 00:00:09
Y lo más importante, desafiaba a la física clásica, 00:00:12
porque resultaba un reto para los físicos de la época el descubrir el funcionamiento de esta nueva teoría. 00:00:15
Buenas tardes, soy Javier Mickenberg y voy a presentarles las discusiones Einstein-Bohr 00:00:19
acerca de la interpretación de la mecánica cuántica. 00:00:23
Primero, pasaré a presentar el índice que sirve durante la exposición. 00:00:26
El trabajo está dividido en una parte teórica y una parte práctica, finalizando con una conclusión. 00:00:29
La parte teórica está dividida en cuatro bloques, 00:00:33
comenzando por el concepto histórico, las pulsiones de ambos científicos, 00:00:35
después, breves conceptos de la física cuántica, 00:00:38
y finalizando con los debates y tramos científicos, la cual es la parte más importante de mi proyecto. 00:00:41
A mediados del siglo XX nos encontramos en el periodo de entreguerras, 00:00:46
el cual finalizó con el inicio de la Segunda Guerra Mundial. 00:00:49
Dicha guerra tuvo un gran impacto en la física, debido a que obligó al exilio de contables científicos, 00:00:51
entre los que se encuentran nuestro topo de amistad. 00:00:56
Albert Einstein y Niels Bohr. Estos dos científicos se vieron envueltos en numerosos debates acerca de la interpretación de la nueva mecánica cuántica, debido a lo distinta que era esta frente a la física clásica. 00:00:58
Por un lado, Bohr tenía una visión positivista acerca de la teoría, y su forma de verla se vio reflejada en la interpretación de Copenhagen, que será explicada más adelante. 00:01:08
Por otro lado, Einstein rechazaba completamente la deriva probabilística de la teoría, ya que Einstein era completamente determinista y todo debía estar definido. 00:01:17
Einstein también adoptó una postura realista, es decir, que todo debía existir independientemente de ser observado. 00:01:25
Dicha por el propio Einstein la frase, sigue a la luna aunque no la observemos. 00:01:31
Hasta el momento he mencionado dos aspectos de la mecánica cuántica. 00:01:36
Si no observo, no existe y no se puede determinar con exactitud ciertos elementos. 00:01:38
Pero ¿cómo es esto posible? 00:01:43
Para entenderlo, primero hay ciertos conceptos que son fundamentales comprender. 00:01:45
Cabe recalcar que no voy a explicar todos los conceptos que tiene la teoría, sino los fundamentales para entender los debates entre los dos científicos. 00:01:48
Empezaré por el principio de incertidumbre de Heisenberg. 00:01:55
Para entenderlo, consideremos dos casos extremos de función de onda. 00:01:57
La de una partícula en alto estado de posición, la correspondiente es una delta de vida, 00:02:01
la cual tiene un pico en el punto x sub cero, que es en el que se encuentra la partícula. 00:02:05
Por otro lado, la función de onda de una partícula en alto estado de velocidad es una onda plana, 00:02:09
la cual se expande de manera homogénea por todo el espacio. 00:02:13
Las incertidumbres de la posición y la velocidad no se deben a errores en los aparatos de medida, 00:02:17
sino a que son incertidumbres intrínsecas. 00:02:20
Simplemente una partícula no puede tener bien definidas la posición y la velocidad a la vez 00:02:22
puesto que no existe una función de onda que sea una delta de dinar y una onda plana a la vez 00:02:27
Cabe recalcar que el principio de incertidumbre se aplica a varias variables no complementarias 00:02:31
como lo son la posición y el momento o la energía y el tiempo 00:02:37
Estas incertidumbres se relacionan mediante las siguientes fórmulas 00:02:40
siendo la delta la incertidumbre y la h rayada la constante de Planck modificada 00:02:43
Una vez aceptados los nuevos conceptos que introducía la teoría 00:02:47
era importante realizar una interpretación de ellos, la conocida como interpretación de Kopenhagen. 00:02:51
Esta actividad liderada por Bohr y fue apoyada por físicos como Heisenberg o Bohr 00:02:56
sostenían una posición positivista acerca de la mecánica cuántica 00:03:00
y confiaban plenamente en que ésta representaba la realidad de forma correcta. 00:03:04
La interpretación de Kopenhagen no establecía una separación clara entre el observador y el observado, 00:03:08
sino que lo consideraban una única entidad, es decir, 00:03:12
la mecánica cuántica crea una realidad que solo existe en el momento en que se hace una medición. 00:03:15
Un electrón que no se observa no existe. 00:03:20
Otro concepto fundamental de la interpretación copenable es el entrelazamiento cuántico 00:03:21
Esta es la propiedad según la cual dos partículas que han interactuado en un pasado quedan entrelazadas 00:03:26
Es decir, no se pueden considerar partículas individuales sino una nueva entidad o sistema 00:03:32
Y ello independientemente de la distancia a la que se encuentren 00:03:36
Lo que permite conocer propiedades de una partícula operando sobre la otra 00:03:39
Un último concepto fundamental es el de dualidad onda-partícula 00:03:43
A partir de la interpretación del efecto fotoeléctrico de Einstein, se confirmó la doble naturaleza de la luz. 00:03:47
Esta se puede comportar como una corriente de partículas, lo llevamos a dos botones y como una onda. 00:03:53
Una vez explicados los dos fundamentales de la física cuántica, pasará a explicar los debates entre los dos científicos, 00:03:59
los cuales fueron experimentos mentales propuestos por Einstein. 00:04:04
Estos experimentos tuvieron lugar en los congresos de Solvay, 00:04:07
las cuales son reuniones entre científicos que fomentan las discusiones informales entre ellos. 00:04:10
Nos centramos principalmente en el de 1927, que es el quinto, y en el de 1930, que es el sexto. 00:04:15
Para el primer experimento, nos remontamos a 1927, al quinto movimiento de Solvay, 00:04:21
en el cual Einstein produjo un experimento mental que pretendía descender a la localidad 00:04:26
y atacar la incertidumbre en posición momento, el conocido como experimento de doble rendija. 00:04:30
En este experimento, una pantalla con dos rendijas disfrazaría los electrones en dos zonas, 00:04:35
que se superpondrían en una placa situada detrás, formando la interferencia. 00:04:39
El argumento de Einstein consistía en dos aspectos. Primero, el hecho de no poder determinar las trayectorias de forma previa a la observación violaba un concepto indiscutido en física hasta el momento, que era el de localidad, puesto que encontrar la partícula en un punto A de la placa conllevaría un descenso instantáneo a cero de encontrarla en cualquier otro punto de ella. 00:04:44
Por otro lado, la otra cosa que proponía Einstein era poder conservar la transferencia del momento de la primera pantalla a la partícula 00:05:02
Por lo que a partir de una serie de fórmulas se podrían conocer simultáneamente la posición y el momento 00:05:11
Lo que desmentiría el principio y el número de Heisenberg 00:05:16
Bohr argumentó que cualquier intento de medir esas trayectorias alteraría inevitablemente el sistema 00:05:18
Lo cual distribuía la interferencia 00:05:25
por lo que concluyó con que el físico debe elegir entre poder trazar las trayectorias u observar la interferencia. 00:05:27
Bohr había defendido de forma exitosa a la interpretación de Kopenhagen y al príncipe de incertidumbre de Heysel. 00:05:33
Para el segundo experimento nos remontamos a 1930, al sexto congreso de Solvay. 00:05:40
Einstein propuso un nuevo experimento mental que pretendía atacar en este caso a la incertidumbre, energía y el mundo, 00:05:45
el conocido como el experimento de la caja de luz. 00:05:51
Este periódico consistía en una caja llena de luz, la cual tenía conectada un reloj. 00:05:54
Dicho reloj estaba sincronizado a otro situado en un laboratorio, 00:05:58
permitiéndonos abrir la caja en tiempo justo para que se escapara un solo fotón, 00:06:01
lo que a partir de una serie de fórmulas nos permitiría conocer simultáneamente la energía y el tiempo, 00:06:06
desmitiendo nuevamente el principio incertidumbre, en este caso, energía-tiempo. 00:06:10
Un aspecto curioso de este debate es que Einstein había olvidado su propia teoría de la relatividad, 00:06:15
la cual no permitiría que los dos relojes estuvieran sincronizados. 00:06:19
Bohr se dio cuenta de esto y lo aprovechó para discutir el argumento de Einstein, ya 00:06:22
que, a partir de una cadena de incertidumbres dadas por la relatividad, se invalidaba la 00:06:26
postura de Einstein, dándole la razón nuevamente a Bohr y a la interpretación de Kopenhagen. 00:06:30
Para el último de los experimentos, nos remontamos a 1935. En este caso, un nuevo experimento 00:06:36
mental propuesto por Einstein, Podolsky y Rausser, la paradoja EPR. Este experimento 00:06:41
tenía como objetivo atacar al entrelazamiento cuántico, ya que este violaba la localidad. 00:06:47
El experimento consistía en dos partículas que en el pasado habían interactuado, A y B, por lo que quedaban entrelazadas 00:06:50
Posteriormente, dos observadores detectaban cada uno una partícula 00:06:57
La única forma de que el entrelazamiento cuántico no hubiera dado una localidad 00:07:01
sería que las propiedades de ambas partículas estuvieran definidas antes de la observación 00:07:05
lo cual distribuiría la mecánica cuántica 00:07:09
El argumento inicial de Bohr fue criticado, ya que no daba respuesta al argumento propuesto por EPR 00:07:11
y no fue hasta 1951 que David Bohm propuso una variante de este experimento basada en el spin del electrón, 00:07:17
ya que si una de las partículas detectadas tenía el spin up, la otra debía tener indiscutiblemente down. 00:07:25
A continuación, en 1964, John Stuart Bell propuso las desigualdades de Bell, 00:07:32
que permitieron llevar este experimento a la realidad, el cual fue realizado en 1981 por Alain Asper. 00:07:37
Dicho experimento dio la razón a la interpretación de Copenhague y a Bohr, confirmando el entrelazamiento cuántico y la no localidad de la teoría cuántica. 00:07:43
Una vez explicados los debates en tramos científicos, pasaré a explicar la parte práctica de mi proyecto, 00:07:53
la cual fue una entrevista vía Zoom a Juan Pablo Fernández Ramos, 00:07:58
profesor de física de partículas y físico-experimental de partículas elementales en el CIMAD. 00:08:02
Juan Pablo me explicó la teoría cuántica de forma experimental, 00:08:07
la cual es actualmente muy distinta a la teórica y acierta con una precisión muy alta, 00:08:10
dándole la razón nuevamente a Bohr y a la interpretación de Cotonavé. 00:08:18
En conclusión, los debates en tramos científicos ayudaron mucho al desarrollo de la teoría cuántica, 00:08:22
la cual es actualmente muy distinta a la desarrollada durante la exposición. 00:08:28
Como se ha ido viendo, a día de hoy se considera ganador a Bohr, 00:08:32
es decir, hasta las grandes mentes como Einstein se equivocan. 00:08:35
Aunque a día de hoy se considera ganado de labor, actualmente la teoría cuántica ha cambiado mucho respecto a las bases, 00:08:38
pero siempre siguiendo las bases que se siguieron en estos debates. 00:08:43
Por mucho que el instinto no lo aceptara, Dios sí juega a los datos. 00:08:47
Muchas gracias por su atención y quedo a su disposición para cualquier pregunta o duda. 00:08:51
Idioma/s:
es
Materias:
Física
Niveles educativos:
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  • Bachillerato
    • Primer Curso
    • Segundo Curso
Autor/es:
IES VILLA DE VALDEMORO
Subido por:
Ies villadevaldemoro valdemoro
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada
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Fecha:
20 de diciembre de 2025 - 17:45
Visibilidad:
Público
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Centro:
IES VILLA DE VALDEMORO
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