Fluctuación cuántica para niños
En física cuántica, una fluctuación cuántica es un cambio muy, muy pequeño y temporal en la cantidad de energía en un punto del espacio. Imagina que el espacio no está completamente vacío, sino que tiene pequeñas "ondas" de energía que aparecen y desaparecen rápidamente. Esto ocurre debido a una regla fundamental de la física llamada principio de incertidumbre, descubierta por el científico Werner Heisenberg.
Este principio nos dice que no podemos conocer con total precisión dos cosas al mismo tiempo, como la energía de algo y el momento exacto en que tiene esa energía. En el caso de las fluctuaciones cuánticas, significa que la energía puede variar por un instante muy corto.
Contenido
¿Qué son las fluctuaciones cuánticas?
Las fluctuaciones cuánticas son como pequeños "préstamos" de energía que el universo toma y devuelve muy rápido. Debido al principio de incertidumbre, si este "préstamo" de energía dura un tiempo extremadamente corto, la cantidad de energía que puede aparecer es mayor.
Partículas virtuales: ¿Existen de verdad?
Cuando esta energía aparece por un instante, puede dar lugar a la creación de pares de partículas y antipartículas que se llaman partículas virtuales. Son como fantasmas de partículas: aparecen y desaparecen tan rápido que no podemos verlas directamente, pero sí podemos medir sus efectos. Por ejemplo, estas partículas virtuales pueden influir en la carga que parece tener un electrón, haciendo que sea un poco diferente de su carga original.
La energía siempre se conserva
Aunque parezca que la energía aparece de la nada, en realidad, la energía total del universo siempre se mantiene igual. Las fluctuaciones cuánticas son solo cambios temporales y muy localizados. Es como si el universo tuviera una cuenta bancaria donde el saldo total nunca cambia, pero se hacen pequeños movimientos de dinero muy rápidos entre diferentes "bolsillos" por un instante.
¿Cómo influyen las fluctuaciones cuánticas en el universo?
Las fluctuaciones cuánticas no son solo una curiosidad de la física; se cree que tuvieron un papel muy importante en la formación de nuestro universo.
El universo en sus inicios
Según el modelo de la inflación cósmica, que describe cómo el universo creció muy rápido justo después del Big Bang, las fluctuaciones cuánticas que existían en ese momento fueron "estiradas" y se hicieron mucho más grandes. Imagina que eran como pequeñas arrugas en una tela que de repente se estira enormemente, haciendo que esas arrugas se conviertan en grandes pliegues.
Estas fluctuaciones ampliadas se convirtieron en las "semillas" de todo lo que vemos hoy: las galaxias, las estrellas y los planetas. Sin estas pequeñas variaciones iniciales, el universo podría haber sido un lugar mucho más uniforme y sin estructuras.
Efectos que podemos medir
Aunque las partículas virtuales son difíciles de detectar, sus efectos son reales y se pueden medir. Uno de los ejemplos más famosos es el Efecto Casimir. Este efecto ocurre cuando dos placas metálicas muy cerca una de la otra, en el vacío, sienten una pequeña fuerza que las empuja. Esta fuerza se debe a que las fluctuaciones cuánticas de partículas virtuales son diferentes entre las placas y fuera de ellas.
Galería de imágenes
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Una simulación que muestra cómo el campo de los gluones (partículas que unen a otras) cambia de forma caótica.
Véase también
En inglés: Quantum fluctuation Facts for Kids
- Efecto Casimir
- Energía del vacío
- Energía del punto cero
- Partícula virtual
- Espuma cuántica
- Ruido cuántico
