¿Puede nuestra mano atravesar una mesa?

Hace poco leí que "hay un 1 en 5.2 61 posibilidad de que las moléculas en tu mano y en la mesa se pierdan entre sí, haciendo que tu mano las atraviese". A mí, me parece completamente falso, considerando la repulsión de electrones y la alta densidad de los sólidos. Pero, considerando mi falta de conocimiento en mecánica cuántica , ¿es realmente posible que esto suceda al tratar todo como ondas?

Aunque no dudo de la fiabilidad de la fuente, ¿puedes citar la misma?
@ManasDogra Tal vez sea [esto].( reddit.com/r/Showerthoughts/comments/fh2366/… ) La redacción parece ser la misma, pero hay personas en los comentarios que argumentan que es incorrecto decir que es la probabilidad de que pasen dos átomos entre sí. O puede ser esto . Y a pesar de las comillas, no pude encontrar ningún trabajo de investigación.
Considero que el punto clave del autor es que no existe (!) una ley en la física que dos objetos masivos se atraviesen entre sí.
En primer lugar, cabe señalar que este tipo de escenarios ridículos no se limitan a la mecánica cuántica. Se podría decir, por ejemplo, que existe la probabilidad de que todos en la Tierra viajen al mismo tiempo. Hay una probabilidad distinta de cero de que la energía térmica del suelo pueda alinearse para dispararte espontáneamente al espacio. Todo esto es posible en la mecánica clásica, dadas ciertas suposiciones que no podemos probar . El verdadero problema aquí no es la mecánica cuántica sino la probabilidad. El frecuentismo comienza a desmoronarse...
..., y en su lugar tenemos que recurrir al bayesianismo hablando en términos de ignorancia de las cosas en lugar de frecuencia de las cosas. No sabemos si la mecánica cuántica es válida incluso para probabilidades estúpidamente pequeñas, por lo que muchas suposiciones pueden fallar en nuestras extrapolaciones.
5.2 elevado a 61? Esa es una forma divertida de decir 10^43 más o menos.
Es poco probable, pero posible, que los átomos de tu mano atraviesen la mesa, pero es aún más improbable en este caso que los átomos de tu mano sigan siendo "átomos de tu mano".
1 en 10 ^ 43 es una sobreestimación estúpida. Prueba con 10^(10^43).
Sospecho que estaba destinado a ser 5.2x10 ^ 61 (o 5.2e61), y el OP o la fuente que citaron se equivocaron.
Creo que la estimación original pasó por alto el hecho de que los átomos de algo incrustado en un fluido sólido o denso se localizan exponencialmente en la escala de nanómetros. Una estimación verdadera probablemente esté más allá de e^(-10^7),
Contrapregunta, ¿puedes ir a un casino y obtener un billón de billones de veces 26 en la ruleta? Teóricamente sí, pero en realidad nunca.
Sería interesante modelar esto como una barrera de fuerza constante que separa regiones de potencial cero. La fuerza en cuestión podría ser proporcional al módulo del joven, ancho de cinco y un impulso de partículas de entrada comparable a su golpe de karate promedio. Puede evitar las matemáticas y aumentar las probabilidades mucho más si usa un mazo en su lugar.
El concepto de "imposibilidad práctica" es relevante. Si un evento es tan improbable que es improbable que ocurra en cualquier parte del universo visible, durante la vida del universo, entonces, a todos los efectos prácticos, puede considerarse imposible.
@AdilMohammed: Estoy muy seguro de que es la página web que encontraste (que es la fuente más antigua que menciona Google) o de dónde la obtuvo el autor de la página web (que supuestamente era de un usuario de reddit llamado "bulletking119" (pero la fuente más antigua de este usuario El mensaje de reddit es de mayo de 2019, por lo que hay algo sospechoso aquí). De cualquier manera, la redacción es la misma, por lo que es lo mejor que tenemos a menos que el autor de la pregunta nos diga la fuente exacta.

Respuestas (4)

En mi opinión, esa fuente es muy poco fiable.

En primer lugar, falla totalmente en pintar una imagen adecuada. La razón es que, aunque la tunelización cuántica es posible, la probabilidad de que toda su mano permanezca en una sola pieza pero atraviese la mesa es ridículamente mucho menor que (digamos < 1/10 1000veces) la probabilidad de que un pequeño número (digamos 2) de moléculas de su mano atraviese la mesa pero las otras permanezcan en el lado esperado. Entonces, ¿por qué diablos deberíamos preocuparnos por la probabilidad de que "nuestra mano atraviese la mesa" si no está ni cerca del segundo resultado más probable, o del tercero más probable, o...? Su simple intuición clásica está perfectamente bien, incluso desde la perspectiva de la mecánica cuántica, porque la frase "su mano" no se refiere a un conjunto completamente preciso de partículas de todos modos, por lo que es realmente ridículo considerar el túnel cuántico de unas pocas partículas 'en' su mano.

En segundo lugar, las partículas no "se pierden" cuando ocurre el efecto túnel cuántico. Esa frase es muy engañosa porque sugiere que las partículas son como pequeños objetos sólidos y necesitan 'fallar' para 'pasar'. No, en absoluto. La función de onda de cualquier partícula siempre se extiende más allá de cualquier barrera potencial finita. Cada vez que realiza una medición, esencialmente solo está manipulando el entorno para hacer que las partículas que está midiendo tengan funciones de onda que tienen un solo pico agudo (correspondiente al resultado de su medición). Esta ubicación máxima puede estar fuera de la región esperada clásicamente, ¡pero no es porque la partícula haya atravesado la barrera ! ¡ Simplemente se localizó más allá de la barrera!

En tercer lugar (pero no lo comprobé), parece que el supuesto en 5 · 2 61 realmente proviene de asumir que las partículas involucradas son simplemente pequeñas bolas sin carga.... Si uno usa QM para calcular la probabilidad de que su mano permanezca en una sola pieza y atraviese la mesa (digamos 2 cm de madera), ciertamente va ser menos de uno en 10 1000 ...
Si quieres una analogía para el último párrafo, hacer túneles es más como teletransportarse: estás de un lado de la barrera y, de repente, estás del otro lado, pero en realidad nunca viajaste a través de ella. La función de onda colapsó de manera diferente.
@Barmar: Sí, aunque me gustaría abstenerme de usar esa palabra porque la partícula siempre estuvo en ambos lados hasta que se vio obligada a localizarla. Para empezar, nunca estuvo solo en un lado, lo cual es un concepto erróneo demasiado común .
Recuerdo usar Earth/Jupiter Gravity bien para configurar la barrera y algo con un transpondedor y pregunté sobre observarlo mientras está en tránsito y qué ley se rompió.
Para agregar a esto, existe una posibilidad infinitesimalmente pequeña de que cada molécula en su cuerpo haga un túnel hacia el centro del sol ... Pero eso no va a suceder antes de que el universo implosione o se rompa en pedazos.

El marco básico del mundo en el que vivimos es mecánico cuántico. En mecánica cuántica, las redes de moléculas de átomos se modelan con funciones de onda, es decir, soluciones de ecuaciones de onda específicas, que dan la probabilidad de que ocurra una interacción.

También en los sistemas mecánicos cuánticos existe la probabilidad, una vez que se conoce la función de onda, de hacer un túnel a través de una barrera . Su mano atravesando la mesa entraría en esa categoría.

tunelización

La mesa y la mano se componen de orden de 10 23 ( Número de Avogadro ) átomos y moléculas. Para que su mano haga un túnel a través de una función de onda coherente, debe describir la tabla y otra su mano, de modo que pueda haber una probabilidad de hacer un túnel. El número de moléculas muestra cuán improbable será esto, y supongo que se usó algo como esto para obtener los números citados.

Se debe agregar que, además de la posibilidad de que la mano haga un túnel, existen todas las demás posibilidades mínimas de que suceda algo horrible con la mano en lugar de simplemente hacer un túnel a través de la mesa...
@Quantumwhisp Bueno, sí, si la coherencia se detiene a la mitad, por ejemplo :). Afortunadamente todo esto está en los casos de probabilidad infinitesimal.
@Quantumwhisp Obviamente, la cantidad de estados en los que los átomos atraviesan y forman una mano en el otro lado es astronómicamente más pequeña que la cantidad total de estados en los que atraviesan.
La conclusión de esta respuesta puede hacer que suene como si el número citado por el OP se derivara de algún cálculo sólido que supongo que no considera que haya sido.
@JirkaHanika No hablo en ninguna parte de "sonido". La función de onda es la función de onda mecánica cuántica mediante la cual se calculan las probabilidades
Entiendo. Solo me preocupa que esté dando una respuesta "en principio" y luego sugiriendo que esos mismos principios se usaron o podrían haberse usado para obtener los números citados. Mientras que es más probable que alguien simplemente contara las moléculas y no se molestara con las funciones de onda. Las cifras citadas me parecen ridículas, incomprensibles e ingenuamente altas si se supone que palabras como "mano" o "mesa" conservan sus significados cotidianos.
@annav "sonido" es un adjetivo que significa "basado en la razón, el sentido o el juicio"

A mí me parece completamente falso. . . . . . y eso se debe a que eres incapaz de comprender la escala de 1 en 5.2 61 ≈ 5 × 10 43 .

Desde el Big Bang aproximadamente 4 × 10 17 han transcurrido unos segundos. Ahora que es un gran número, pero en ninguna parte tan grande como 5 × 10 43 pero la vida media sugerida de un protón 5 × 10 41 no está tan lejos.

En este contexto, la unidad micromort , una unidad de riesgo que representa una posibilidad entre un millón de muerte súbita, podría ayudar.

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¿Puedes realmente comprender las posibilidades de que tu mano atraviese una mesa y eso significa que si intentaste el experimento, podrías tener que esperar mucho más que la edad del Universo para que suceda?

La probabilidad dada todavía me parece demasiado alta. Incluso si una partícula individual tiene una probabilidad generosamente estimada de 1/2 para hacer un túnel a través de la mesa, una suposición ingenua de independencia proporcionaría una probabilidad alrededor de 2 − 10 23 , muy por debajo de la cifra indicada.
Qué visualización de datos terriblemente engañosa:/ ¿Acabaron de dimensionar esas barras de forma completamente arbitraria? (Compare la altura de la barra 37,932 con 463...)
@SteveBennett ¿No podría ser una escala logarítmica como si fuera el caso frecuente en tales gráficos? Si ese fuera el caso, la relación debería ser 1.7 : 1 .
@Magma: incluso su estimación ingenua a propósito podría resultar demasiado alta si resulta que esas partículas canalizadas de forma independiente ya no forman una mano. O incluso demasiado bajo: considere la descomposición alfa. Permanecer juntos podría verse favorecido energéticamente por ciertas partículas compuestas, como los núcleos de helio o las manos humanas, por lo que no se puede asumir la independencia, ni siquiera para un límite superior o inferior. Pero estoy de acuerdo en que el OP contiene un número que obviamente es demasiado alto, como para traicionar la comprensión completamente falsa de la fuente del túnel cuántico.
Matt Parker (de la fama de las matemáticas standup de youtube) presentó la maravillosa unidad "humanidad-siglo-segundo" (o algo por el estilo): si 10 mil millones de humanos prueban algo cada segundo durante cien años, eso suma entre 10 19 y 10 20 intentos, por lo que 10 − 20 sirve como un buen límite de probabilidad para "cosas que realmente le pueden haber pasado a alguien".

Creo que lo que se quiere decir, si es que lo hay, es que al menos en principio se puede calcular la probabilidad de que cada átomo en el sistema mano/mesa se mueva en el mismo momento exacto en la dirección y distancia correctas para permitir la mano para pasar a través de la mesa sin que sus funciones de onda tropiecen entre sí.

Considere ahora que la edad del universo es de aproximadamente 4,36 x 10^17 segundos y compárela con la probabilidad citada.

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