Esta pregunta me ha tenido pensando por un tiempo. Si tengo dos paneles de vidrio grandes y se arroja una piedra o un objeto similar exactamente en el mismo lugar del vidrio, los dos paneles se romperían de la misma manera. ¿La rotura del vidrio sigue alguna regla o es siempre aleatoria y está sujeta a otras variables? ¿Podría predecir la rotura del vidrio hasta los fragmentos más pequeños o, de nuevo, es aleatorio?
La respuesta es una especie de sí y no.
SÍ: si tienes dos paneles de vidrio perfectamente idénticos y dos proyectiles perfectamente idénticos, y lanzas los dos proyectiles de una manera perfectamente idéntica, entonces los dos paneles se romperán de una manera perfectamente similar. Esto es realmente solo por construcción, hiciste lo mismo dos veces.
NO: Romper vidrio implica romper enlaces entre átomos/moléculas. Esto lleva a dos conclusiones importantes. Primero, dos paneles de vidrio "idénticos" para este experimento deben ser idénticos al menos en cuanto a la disposición de los átomos (incluida la ubicación de cualquier impureza), y posiblemente en cuanto a la configuración interna de cada átomo (como la fuerza del los enlaces pueden depender de la configuración electrónica, por ejemplo). En la práctica, esto significa que es imposible, dadas las limitaciones tecnológicas actuales, construir dos paneles de vidrio macroscópicos idénticos. En segundo lugar, predecir la rotura de un panel de vidrio dado requeriría tanto una descripción detallada de la estructura microscópica del panel (que no es práctico debido a la gran cantidad de almacenamiento de datos requerido, y debido a que la estructura varía lo suficientemente rápido en el tiempo que cualquier medida se volvería obsoleta rápidamente), y resolver las ecuaciones dinámicas relevantes. Me imagino que las ecuaciones serían razonablemente fáciles de escribir, estamos hablando de un montón de partículas conectadas por enlaces y fuerzas razonablemente bien definidas, después de todo. Pero resolverlos sería computacionalmente prohibitivo, dado el tamaño del sistema.
Aun así, se pueden predecir algunas características de la rotura, por ejemplo, en condiciones adecuadas, el vidrio comenzará a romperse en el lugar del impacto del proyectil y los fragmentos más pequeños se formarán cerca del lugar del impacto, los fragmentos más grandes se formarán más lejos, etc. las propiedades del proceso se pueden predecir, pero estamos atascados describiendo las propiedades finas como "aleatorias".
Creo que la ruptura en sí será bastante determinista. Dado que esperaría que la incertidumbre de la mecánica cuántica jugara solo un papel muy pequeño en esas escalas.
Sin embargo, sospecho que los resultados serán diferentes. Pero esto sería debido a la estructura del vidrio. Con esto me refiero a las imperfecciones dentro de él. Porque estos serán los puntos donde el vidrio fallará primero.
Creo que la ubicación de estas imperfecciones se puede llamar aleatoria y se forman durante la fabricación. Una fuente sería el enfriamiento desigual, que podría agregar tensiones internas. Otras fuentes que se me ocurren son las impurezas y las burbujas de aire. Todos estos deberían poder ser modelados, sin embargo, no conocer las condiciones iniciales y de contorno exactas debería dar mucho espacio para la incertidumbre.
Jinawee
Miguel