Las dimensiones fractales deberían modificar el Efecto Casimir

Artículo publicado el 28 de junio de 2011 en The Physics ArXiv Blog

Los efectos de las dimensiones fractales podrían algún día observarse si las medidas del efecto Casimir se hacen lo bastante sensibles, de acuerdo con un físico teórico.

En la década de 1920, Theodor Kaluza y Oskar Klein desarrollaron la idea de unificar la teoría del electromagnetismo de Maxwell y la teoría de la relatividad de Einstein.

Fractal © por greyloch


Ésta fue una hazaña impresionante, pero tenía un pequeño obstáculo: En el modelo de Kaluza-Klein, el universo tenía 5 dimensiones.

Kaluza y Klein, sin embargo, ni se inmutaron. Sugirieron que la quinta dimensión espacial sólo existía en la escala de Planck, a distancias del orden de 10-35 metros.

De hecho, las imaginaron como enrolladas sobre sí mismas. Por lo que si fuese posible atravesar el espacio a esta escala, cualquier viajero en la quinta dimensión terminaría constantemente en el punto donde empezó.

Desde entonces, numerosos físicos han usado una aproximación similar para explicar por qué no vemos las dimensiones extra que predicen sus teorías.

Una idea más reciente es que la dimensión extra puede aparecer y desaparecer, como otros objetos cuánticos a esta escala. Y si sucede esto, la dimensión extra sólo existiría parcialmente. Los físicos describen estas dimensiones como fractales – a mitad de camino entre un entero y el siguiente.

Siendo tan pequeñas, poco se puede hacer para confirmar o refutar la idea de dimensiones fractales. Al menos eso es lo que los físicos pensaban hasta hace poco.

Hoy, sin embargo, Hongbo Cheng de la Universidad del Este de China de Ciencia y Tecnología en Shanghái dice que puede ser posible observar la diferencia.

Ha calculado cómo las dimensiones fractales extra influirían en el Efecto Casimir. Ésta es la misteriosa fuerza que empuja a dos placas conductoras paralelas a unirse cuando están a una minúscula separación.

El efecto está provocado por la ingente cantidad de partículas que aparecen y desaparecen a la escala de Planck. Estas partículas tienen una longitud de onda asociada. Si el hueco entre las placas es menor que la longitud de onda, entonces la partícula no encaja en el hueco y es excluida. Cuando sucede esto, el exceso de partículas fuera de las placas tiende a empujarlas entre sí.

Cheng dice que si la distancia entre las placas es aproximadamente la misma que la escala de cualquier dimensión extra, entonces esto debe tener un efecto también sobre la fuerza de Casimir. De hecho, dice que esta fuerza sería mayor si la dimensión extra es integral en lugar de fractal, pero la naturaleza exacta de la diferencia es sensible al grado fractal.

La cuestión, por supuesto es su la diferencia puede medirse de manera inequívoca. Si se puede, podríamos tener una prueba bastante interesante sobre la naturaleza del espacio-tiempo.

Pero no te entusiasmes demasiado. Las medidas del Efecto Casimir son famosas por su dificultad. La fuerza de Casimir es tan minúscula, que no se midió hasta 1997.

E incluso ahora, los físicos a menudo no está de acuerdo sobre la dirección que tomaría esta fuerza en una configuración experimental dada, mucho menos su magnitud. Incluso Cheng no hace apuestas sobre cuantificar el tamaño de esta nueva fuerza.

Un experimento interesante, pero claramente, uno que se encontrará con dificultades cuando, si es que alguna vez, sea factible.


Artículo de referencia: arxiv.org/abs/1106.4610: The Casimir Effect For Parallel Plates In The Spacetime With A Fractal Extra Compactified Dimension
Fecha Original: 28 de junio de 2011
Enlace Original

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Comments (11)

  1. Información Bitacoras.com…

    Valora en Bitacoras.com: Artículo publicado el 28 de junio de 2011 en The Physics ArXiv Blog Los efectos de las dimensiones fractales podrían algún día observarse si las medidas del efecto Casimir se hacen lo bastante sensibles, de acuerdo con un fís…..

  2. Los fractales es un claro ejemplo de la extraña relación entre matemáticas, física y realidad. Estos objetos parecen tener una dimensión no entera de forma que con un fractal de dimensión intermedia entre 1 y 2 (1,4 por ejemplo) podemos cubrir completamente un plano (2 dimensiones). Esto explicaría por que la naturaleza utiliza los fractales: es una forma de optimizar el espacio disponible. Sin embargo, también se han observado conexiones entre fractales y otros fenómenos físicos como el inicio del comportamiento caótico que son más difíciles de explicar. Lo extraño es que en principio las reglas que generan los fractales (la iteración de un algoritmo sencillo en el plano complejo) no tienen nada que ver con la naturaleza. Una vez más se manifiesta el poder de las matemáticas y otra evidencia de que la naturaleza “usa” las matemáticas.

    • David

      Lo de las matemáticas y la naturaleza, a mi parecer es una relación como la que hay entre un objeto y la palabra para designarlo, se trata únicamente de un proceso mental que ayuda con su reconocimiento. De igual forma los modelos matemáticos sólo expresan algún fenómeno y nos ayudan a comprenderlo y predecirlo con mucha exactitud y otras con no tanta exactitud.
      Saludos desde Costa Rica

    • hector04

      “Con números se puede demostrar cualquier cosa.”
      con esa frase se dice que el matemático abusa de la realidad y el fisico la viola.
      pero me gusta mas esta:
      “La Física es a las Matemáticas lo que el sexo es a la masturbación”.

    • reneco

      Las matemáticas es solo un lenguaje descriptivo que usamos para cuantificar observaciones que vemos en la naturaleza que de otra manera no lo podríamos hacer, aparte que es un lenguaje maravilloso que amplía nuestro entendimiento y que está en continua evolución

  3. tom wood

    Esto merece el premio novel, es el resultado mas importante en los ultimos tiempos, pero no rezuena porque la ciencia oficialista a sido herida, todos se han quedado calladitos, hasta este titulo puede dejar pasar algo tan tracendental, varato y original. Empujan la gravedad cuantica mas alla de la longutud de Planck, seria mas logico…y se caen muchos actos de fe.

  4. Se podrían utilizar placas nanometricas en el futuro, para hacer experimentos del efecto casimir????

  5. Andrés

    Este pobre chino se mata a pajas mentales indemostrables hoy en día cual teórico de cuerdas/branas/M.
    Pero … ha conseguido que se hable de él. Felicidades!

  6. Fandila

    A mi entender, el efecto Casimir, no es más que la dimensión cuantica, o micro, de la gravedad, entendida como un resultado de la presión oscura, en unas experimentaciones especiales.
    La gravedad debida a la presión oscura ocurre a cualquier nivel, y se explica de forma equivalente a lo que se llama efecto Casimir: la aparición entre dos cuerpos cualesquiera de cierta depresión oscura que hace que se aproximen entre sí. Dicha depresión es consecuencia del solapamiento de la llamada materia energia oscura, o como quiera llamársele, que rodea a cualquier masa según el cuantificado de ésta (el halo o campo oscuro particular de cada una). La depresión por solapamiento de los dichos campos materiales, puede parecer algo insólito y de difícil concepción, pero es muy simple si nos introducimos un poco en la fragmentación material, por cierto muy relacionada con los llamados fractales.

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