¿La probabilidad surge de la mecánica cuántica?

Artículo publicado por Andy Fell el 5 de febrero de 2013 en la Universidad de California

Desde que el científico austriaco Ernest Schrodinger pusiera al desafortunado gato dentro de una caja, sus compañeros científicos han estado usando algo conocido como teoría cuántica para explicar y comprender la naturaleza de las ondas y las partículas.

Pero un nuevo artículo, publicado por el profesor Andreas Albrecht y el estudiante graduado Dan Phillips, ambos en la University de California, en Davis, señala que estas fluctuaciones cuánticas son responsables de la probabilidad de todas las acciones, con implicaciones de gran alcance para las teorías del universo.

Multiverso

Multiverso

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Un avance matemático fija las reglas para una teleportación más efectiva

Artículo publicado el 16 de enero de 2013 en la Universidad de Cambridge

Un nuevo protocolo propone soluciones para una teleportación más eficiente – el transporte de información cuántica a la velocidad de la luz.

Durante los últimos diez años, los físicos teóricos han demostrado que las intensas conexiones generadas entre las partículas como la establecida en la ley cuántica del “entrelazamiento”, pueden tener la clave de una posible teleportación de información.

Particle or Wave...

Onda o partícula Crédito: Jurvetson

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Topología: El ingrediente secreto de la última Teoría del Todo

Artículo publicado el 8 de octubre de 2012 en The Physics ArXiv Blog

Combina topología con simetría y añade una pizca de mecánica cuántica. ¿El resultado? Una potente y nueva Teoría del Todo.

La topología es el estudio de la forma, en particular de las propiedades que se conservan cuando se estira, comprime y retuerce una forma, pero no cuando se desgarra o raja.

En el pasado, la topología era poco más que una diversión para los matemáticos, que hacían garabatos buscando la diferencia entre las rosquillas y empanadillas.

Anillo borromeo © by shonk

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Se afirma haber demostrado una profunda conexión entre los números primos

Artículo publicado por Philip Ball el 10 de septiembre de 2012 en Nature News

De ser cierta, la solución a la conjetura abc sobre todos los números sería un logro ‘asombroso’.

El habitualmente tranquilo mundo de las matemáticas es un hervidero desde la afirmación sobre la resolución de uno de los problemas más importantes de la teoría de números.

El matemático Shinichi Mochizuki de la Universidad de Kioto en Japón ha publicado una demostración de 500 páginas sobre la conjetura abc, que propone una relación entre todos los números – un problema ‘diofántico’.

Matemáticas © by tim geers

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Científicos producen el material más ligero del mundo

Artículo publicado por Claudia Eulitz el 17 de julio de 2012 en la Universidad de Kiel

Este es el material más ligero del mundo: una red de tubos de carbono poroso que se entrelazan en tres dimensiones a nivel nano y micro. Pesa apenas 0,2 miligramos por centímetro cúbico, siendo por tanto 75 veces más ligero que el poliestireno extruido (Styrofoam), aunque es muy fuerte. Científicos de la Universidad de Kiel (KU) y la Universidad Tecnológica de Hamburgo (TUHH) han nombrado a su creación conjunta “Aerografito”. Los resultados científicos se publicaron como artículo de portada en la revista científica “Advanced Materials” el pasado 3 de julio. Ayer, 17 de julio, se presentó al público.

Aerografito

Aerografito Crédito: TUHH

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Revelando la fórmula matemática de la naturaleza para la supervivencia

Artículo publicado el 14 de mayo de 2012 en NSF

Un equipo de físicos matemáticos encuentra patrones geométricos que vinculan la estructura y función en las hojas.

El sistema vascular de una hoja proporciona su estructura y transporta los nutrientes. Cuando iluminas la estructura vascular con algo de tintura fluorescente y la observas usando fotografía time-lapse, empiezan a surgir los detalles que revelan la fórmula matemática de la naturaleza para la supervivencia.

Hojas © by @Frayle

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La teoría que podría explicar el surgimiento, organización y origen de la vida

Artículo publicado el 7 de mayo de 2012 en The Physics ArXiv Blog

Los bioquímicos han imaginado desde hace mucho que los conjuntos autocatalíticos pueden explicar el origen de la vida. Ahora, un nuevo enfoque matemático a estos conjuntos puede tener unas implicaciones incluso mayores.

Una de las cuestiones más desconcertantes sobre el origen de la vida es lo rico que era el paisaje químico que hizo posible que apareciese la vida.

vida © by olga.palma

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La teoría matemática de la comunicación de Shannon aplicada al secuenciado de ADN

Artículo publicado el 2 de abril de 2012 en The Physics Arxiv Blog

Nadie sabe qué tecnología de secuenciado es más rápida debido a que nunca ha habido una forma justa de comparar las tasas a las que se extrae información del ADN. Hasta ahora.

Uno de los grandes héroes desconocidos de la ciencia del siglo XX es Claude Shannon, ingeniero de los famosos Laboratorios Bell durante su auge en la mitad del siglo XX. La más perdurable contribución a la ciencia por parte de Shannon es su teoría de la información: la idea que apuntala toda la comunicación digital.

En un famoso artículo que data de finales de la década de 1940, Shannon fijó el problema fundamental de la comunicación: reproducir en un punto del espacio un mensaje que se había creado en otro punto. El mensaje se codificaba inicialmente de alguna manera, se transmitía, y luego se decodificaba.

ADN© by www.ruffrootcreative.com

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La mente probabilística

Artículo publicado por Laura Saunders el 8 de octubre de 2011 en Science News

El cerebro humano evolucionó para tratar con las dudas.

Los seres humanos vivimos en un mundo de incertidumbres. Una sombra en el camino puede ser la de un amigo o la de un atracador. Si pisas a fondo el acelerador puede que acabes bajo las ruedas del tren en el paso a nivel o puede que no. Las sobras de la semana pasada del pollo kung pao nos pueden dar otra noche de degustación deliciosa o un fuerte dolor de tripa.

Los míseros sentidos humanos no pueden captar siempre qué es real y lo que no. Aunque, por fortuna, el cerebro humano es muy bueno haciendo apuestas. Gracias al aprovechamiento intuitivo de las probabilidades, el cerebro puede manejar información imperfecta con aplomo.

“En vez de tratar de dar con la respuesta a una pregunta, el cerebro intenta encontrar la probabilidad de que esa respuesta sea correcta”, declara Alexandre Pouget de la Universidad de Rochester, en Nueva York y de la Universidad de Ginebra en Suiza. El rango de posibles resultados guía los actos corporales.

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¿Qué es el valor sigma?

Artículo publicado por David L. Chandler el 9 de febrero de 2012 en MIT News

¿Cómo saber cuándo es significativo un nuevo hallazgo? El valor sigma puede decírtelo – pero cuidado con los peces muertos.

Es una cuestión que surge con virtualmente cada gran nuevo hallazgo en ciencia o medicina: ¿Qué hace que un resultado sea lo bastante fiable como para tomarse en serio? La respuesta tiene que ver con su significado estadístico – pero también con los juicios sobre qué estándares tienen sentido en una situación dada.

La unidad de medida que se ofrece normalmente cuando se habla de significado estadístico es la desviación estándar, expresada con la letra griega minúscula sigma (σ). El término se refiere a la cantidad de variabilidad en un conjunto de datos dado: si los datos apuntan todos a una zona conjunta o están muy dispersos.

Distribución normal

Distribución normal

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La transformada rápida de Fourier, aún más rápida

Artículo publicado por Larry Hardesty el 18 de enero de 2012 en MIT

Para un gran rango de casos de utilidad práctica, los investigadores del MIT encuentran una forma de aumentar la velocidad de uno de los algoritmos más importantes en las ciencias de la información.

La transformada de Fourier es uno de los conceptos más fundamentales en las ciencias de la información. Es un método para representar una señal irregular – como fluctuaciones de voltaje en un cable que conecta un reproductor MP3 con un altavoz – en forma de combinación de frecuencias puras. Es universal en el procesado de señales, pero también puede usarse para comprimir ficheros de imagen y audio, resolver ecuaciones diferenciales y valorar las opciones sobre acciones, entre otras cosas.

La razón de que la transformada de Fourier sea tan predominante es un algoritmo conocido como Transformada Rápida de Fourier (Fast Fourier Transform- FFT), desarrollado a mediados de la década de 1960, que hizo viable calcular las transformadas de Fourier sobre la marcha. Desde que se propuso la FFT, no obstante, la gente se ha preguntado si podría encontrarse un algoritmo aún más rápido.

FFT © by hazure

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Matemáticos revelan el patrón de homicidios de un asesino en serie

Artículo publicado el 16 de enero de 2012 en The Physics ArXiv Blog

Un simple modelo matemático del cerebro explica el patrón de homicidios de un asesino en serie, dicen los investigadores.

El 20 de noviembre de 1990, Andrei Chikatilo fue arrestado en Rostov, un estado ruso en la frontera con Ucrania. Tras nueve días de custodia, Chikatilo confesó el asesinato de 36 chicas, chicos y mujeres a lo largo de un periodo de 12 años. Más tarde confesó 20 asesinatos más, convirtiéndolo en uno de los asesinos en serie más prolíficos de la historia moderna.

Hoy, Mikhail Simkin y Vwani Roychowdhury de la Universidad de California en Los Ángeles, publican un análisis matemático del patrón de comportamiento de Chikatilo. Dicen que el comportamiento queda bien caracterizado por una ley exponencial, y que es exactamente lo que se esperaría si el comportamiento de Chikatilo estuviese causado por un cierto patrón de disparo neuronal en el cerebro.

... © by www.synkadv.com

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Más allá de Escher: Revelado el arte de la teselación

Artículo publicado el 16 de junio de 2011 en The Physics ArXiv Blog

Una nueva aproximación a las teselaciones permite a cualquier artista crear imágenes similares a las de Escher.

Uno de los héroes del siglo XX del arte gráfico fue Maurits Cornelis Escher, que usó ideas de las matemáticas para producir imágenes extraordinarias.

Un recurso del que Escher fue un maestro fue la teselación, el cual explotó para crear fantásticas ordenaciones periódicas de imágenes.

darts and kites II

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Teoría gravitatoria reproduce la circuitería superconductora

Artículo publicado por Don Monroe el 3 de junio de 2011 en la web Physical Review Focus

Durante una década, los teóricos han estado explorando una sorprendente relación matemática entre las ecuaciones que describen dos situaciones aparentemente diferentes – una que implica el espacio-tiempo curvado, y la otra a sistemas de muchas partículas interactuantes. En la edición del 3 de junio de Physical Review Letters un equipo usa esta conexión para reproducir matemáticamente la operación de un dispositivo superconductor estándar conocido como unión Josephson a partir de las ecuaciones del espacio-tiempo curvado. Aunque los resultados aún no han revelado ninguna sorpresa sobre los superconductores, aumentan la confianza en conclusiones que los teóricos podrían obtener a partir de otros sistemas de materia condensada.

Espacio-tiempo

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Leyes de conservación en un mundo virtual

Hoy, en mi repaso habitual por las noticias publicadas en medios de habla inglesa, me encuentro con un artículo de título muy sugerente, “Primeras leyes de conservación derivadas para un universo virtual“. Lo he dejado preparado para trabajar en su traducción y publicarlo a lo largo del día, pero me encuentro con que MiGUi ya lo había hecho.

Su artículo, aparte de contener la traducción del artículo original, incluye algunos comentarios y aclaraciones realmente valiosos, así que, sin extenderme más, os dejo el enlace a su artículo para que podáis disfrutar del mismo.

Hay pocas cosas que puedan gustar más a un físico teórico que la simetría y las leyes de conservación. Gran parte de esa diversión y elegancia matemática suprema se la debemos al teorema de Noether, una física que demostró que para cada simetría existe asociada una ley de conservación. ¡Y no solo eso! Su demostración es constructiva, por lo que se puede deducir la ley de conservación aplicando el teorema de Noether a la simetría en particular. ¡Casi ná!

Continúa en Obtener leyes de conservación en universos discretos

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Matemático resuelve uno de los problemas más complejos de la geometría combinatoria

La investigación tiene aplicaciones en áreas tan diversas como el desarrollo de medicamentos, la planificación del movimiento de robots y los gráficos por ordenador.

Un matemático de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Indiana ha resuelto un problema de hace 65 años de la geometría combinatoria, que buscaba determinar en número mínimo de distancias distintas entre cualquier conjunto finito de puntos en un plano.

Matematicas

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Cómo se forman los patrones de la naturaleza

Alan Newell, profesor de matemáticas de la Universidad de Arizona (UA), estudia los patrones de la naturaleza, los cuales, según dice, tienen características que son universales.

Cuando la gente pregunta en los aviones a Alan Newell en qué trabaja, él responde que en “arreglos florales”. También podría decir “huellas digitales” u “ondas de arena” o “cómo crecen las plantas”.

Patrones en el girasol

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Carnaval de Matemáticas 2.1: Matemáticos proponen una tabla periódica de formas

Los matemáticos se han embarcado en un proyecto de tres años para crear su propia versión de la tabla periódica, la cual proporcionará un vasto directorio de todas las posibles formas del universo en tres, cuatro y cinco dimensiones.

Uniendo todas estas formas de la misma forma que la tabla periódica vincula los grupos de elementos químicos, la nueva tabla debería proporcionar un recursos que matemáticos, físicos y otros científicos puedan usar para cálculos e investigación en un amplio grupo de áreas, incluyendo visión por computador, teoría de números y física teórica.

Formas matemáticas

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El cosmos es al menos 250 veces más grande que el universo visible

El universo es mucho mayor de lo que parece, de acuerdo con un estudio de las últimas observaciones.

Cuando miramos al universo, la materia que vemos debe estar lo bastante cerca para que la luz nos haya alcanzado desde que se inició el universo. El cosmos tiene unos 14 000 millones de años de antigüedad, por lo que a primera vista es fácil pensar que no podemos ver cosas más allá de 14 000 mil millones de años luz de distancia.

Abell 1689

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Nueva teoría revela la naturaleza de los números

Durante siglos, algunos de los más grandes nombre de las matemáticas han tratado de dar sentido a las particiones de un número, la base para sumar y contar. Muchos matemáticos añadieron piezas importantes al puzzle, pero todos se quedaron cortos al tratar de ofrecer una teoría completa que explicase las particiones. En lugar de eso, su trabajo generó más preguntas sobre esta área fundamental de las matemáticas.

El viernes, el matemático de la Universidad de Emory, Ken Ono, desvelará nuevas teorías que responden a estas famosas y antiguas preguntas.

Ken Ono

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