14.5: Notas al pie

1. Esto bajo el supuesto de que todos los átomos de uranio fueron creados al mismo tiempo. En realidad, solo tenemos una idea general de los procesos que podrían haber creado los elementos pesados en la nebulosa de la que se condensó nuestro sistema solar. Alguna parte de ellos puede haber provenido de reacciones nucleares en explosiones de supernova en esa nebulosa en particular, pero algunas pueden haber venido de explosiones anteriores de supernova en toda nuestra galaxia, o de eventos exóticos como colisiones de estrellas enanas blancas.
2. Lo que presento en este capítulo es una explicación simplificada de cómo se pudo haber descubierto el fotón. La historia real es más compleja. Max Planck (1858-1947) inició la saga de fotones con una investigación teórica del espectro de luz emitido por un objeto caliente y resplandeciente. Introdujo la cuantificación de la energía de las ondas de luz, en múltiplos de\(hf\), puramente como un truco matemático que sucedió para producir los resultados correctos. Planck no creía que su procedimiento pudiera tener algún significado físico. En su artículo de 1905, Einstein tomó la cuantificación de Planck como descripción de la realidad, y la aplicó a diversos acertijos teóricos y experimentales, incluido el efecto fotoeléctrico. Millikan luego sometió las ideas de Einstein a una serie de rigurosas pruebas experimentales. Aunque sus resultados coincidieron perfectamente con las predicciones de Einstein, Millikan se mostró escéptico sobre los fotones, y sus papeles omiten visiblemente cualquier referencia a ellos. Sólo en su autobiografía Millikan reescribió la historia y afirmó que había dado pruebas experimentales de fotones.
3. Pero tenga en cuenta que en el camino, tuvimos que hacer dos suposiciones cruciales: que la onda era sinusoidal, y que era una onda plana. Estas suposiciones no nos impedirán describir ejemplos como la difracción de doble rendija, en la que la onda es aproximadamente sinusoidal dentro de alguna región suficientemente pequeña como un píxel del chip de imagen de una cámara. Sin embargo, estos temas resultan ser síntomas de problemas más profundos, más allá del alcance de este libro, que involucran la manera en que la relatividad y la mecánica cuántica deben combinarse. Como muestra de las ideas involucradas, considere lo que sucede cuando un fotón se refleja desde una superficie conductora, como en el ejemplo 23 en la p. 699, de manera que el campo eléctrico en la superficie sea cero, pero el campo magnético no lo es. La superposición es una onda estacionaria, no una onda plana, así que no\(|\mathbf{E}|=c|\mathbf{B}|\) necesita sostenerse, y no lo hace. La probabilidad de un detector de detectar un fotón cerca de la superficie podría ser cero si el detector detecta campos eléctricos, pero distinta de cero si detecta magnetismo. No tiene sentido decir que cualquiera de estos es la probabilidad de que el fotón “estuviera realmente ahí”.
4. Esta interpretación de la mecánica cuántica se llama la interpretación de Copenhague, porque originalmente fue desarrollada por una escuela de físicos centrada en Copenhague y dirigida por Niels Bohr.
5. Esta interpretación, conocida como la interpretación de muchos mundos, fue desarrollada por Hugh Everett en 1957.
6. Consulte la página 889 para obtener una nota sobre los dos sistemas diferentes de notaciones que se utilizan para los números cuánticos.
7. Después de f, la serie continúa en orden alfabético. En núcleos que están girando lo suficientemente rápido como para que casi se están rompiendo, los protones y neutrones individuales pueden agitarse hasta\(\ell\) valores tan altos como 7, que es j.
8. Ver Barnes et al., “The XYZs of Charmonium at BES”, arxiv.org/abs/hep-ph/0608103. Para evitar complicaciones, los niveles mostrados son solo los del grupo conocidos por razones históricas como el\(\Psi\) y\(J/\Psi\).