La Teoría de Cuerdas se une a la Gravedad Cuántica de Bucles

Artículo publicado por Sabine Hossenfelder el 12 de enero de 2016 en Quanta Magazine

Las dos principales candidatas a una “teoría del todo”, que durante mucho tiempo se pensó que eran incompatibles, podrían ser las dos caras de la misma moneda.

Ocho décadas han pasado desde que los físicos se dieron cuenta de que las teorías de la mecánica cuántica y la gravedad no encajaban entre sí, y el misterio de cómo combinarlas sigue sin resolverse. En las últimas décadas, los investigadores han trabajado en el problema en dos vertientes distintas — la teoría de cuerdas, y la gravedad cuántica de bucles — que se consideran incompatibles por aquellos que las estudian. Pero ahora, algunos científicos defienden que unir fuerzas es la forma de avanzar.

Strings For Everything

Una Teoría del Todo Crédito: Rein Nomm

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El origen cuántico del espacio-tiempo

Artículo publicado por Ron Cowen el 16 de noviembre de 2015 en Nature News

Muchos físicos piensan que el entrelazamiento es la esencia de la rareza de la mecánica cuántica — y algunos ahora sospechan que también puede ser la esencia de la geometría del espacio-tiempo.

A principios de 2009, determinado a sacar el máximo partido de su primer año sabático de docencia, Mark Van Raamsdonk decidió abordar uno de los misterios más profundos de la física: la relación entre la mecánica cuántica y la gravedad. Tras un año de trabajo y consultas con sus colegas, envió un artículo sobre la materia a la revista Journal of High Energy Physics.

En abril de 2010, la revista rechazó el artículo — con un informe de uno de los revisores insinuando que Van Raamsdonk, físico en la Universidad de Columbia Británica en Vancouver, era un chiflado.

Agujero negro en la película Interstellar

Agujero negro en la película Interstellar (2014) Crédito: Warner Bros. Entertainment/Paramount Pictures

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Se observan, tal vez, extrañas fluctuaciones cuánticas del espacio vacío

Artículo publicado por Adrian Cho el 1 de octubre de 2015 en Science Magazine

El espacio vacío es de todo menos vacío, de acuerdo con la mecánica cuántica: en lugar de la nada, bulle con partículas cuánticas que aparecen y desaparecen continuamente. Ahora, un equipo de físicos afirma haber medido directamente dichas fluctuaciones, sin perturbarlas o amplificarlas. Sin embargo, otros dicen que no está claro qué mide exactamente el nuevo experimento — que podría encajar con un fenómeno que se origina en el famoso principio de incertidumbre de la mecánica cuántica.

“Existen muchos experimentos que han observado los efectos indirectos de las fluctuaciones del vacío”, señala Diego Dalvit, teórico en el Laboratorio Nacional de Los Álamos en Nuevo México, que no estuvo implicado en el trabajo actual. “si éste [nuevo experimento] es correcto, sería la primera observación directa de [las fluctuaciones] de campo”.

Experimento sobre fluctuaciones del vacío

Experimento sobre fluctuaciones del vacío Crédito: Adaptado de C. RIEK ET AL., SCIENCE (2015)

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Se encuentra el famoso número Pi en el átomo de hidrógeno

Artículo publicado por Adrian Cho el 13 de noviembre de 2015 en Science Magazine

Hace 360 años, el matemático británico John Wallis derivó una inusual fórmula para calcular el número π, el famoso número que nunca acaba. Ahora, curiosamente, un par de físicos han encontrado que surge la misma fórmula a partir de un cálculo rutinario en la física del átomo de hidrógeno — el átomo más simple que existe. Pero antes de que busques una conexión cósmica, o de que vayas a comprar cristales, relájate: probablemente no hay ningún significado profundo en la aparición de π en los cálculos cuánticos.

Definido como la proporción de la circunferencia de un círculo a su diámetro, π es uno de los números más extraños que existen. Su representación decimal, 3,14159265358979…, nunca acaba, y nunca se repite. Y π puede hallarse usando disparatadas fórmulas. Por ejemplo, en 1655, Wallis calculó que π podía escribirse como el producto de un infinito número de proporciones multiplicadas entre sí: π/2=(2/1*2/3)*(4/3*4/5)*(6/5*6/7)*(8/7*8/9)* …

Energía de los orbitales en el átomo de hidrógeno

Energía de los orbitales en el átomo de hidrógeno Crédito: GEEK3/WIKIMEDIA/CREATIVE COMMONS

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Los físicos ponen la flecha del tiempo bajo un microscopio cuántico

Artículo publicado por Jon Cartwright el 12 de noviembre de 2015 en physicsworld.com

Se ha medido el desorden, o entropía, en un sistema cuántico microscópico por parte de un grupo internacional de físicos. El equipo espera que su hazaña arroje luz sobre la “flecha del tiempo”: la observación de que el tiempo siempre avanza hacia el futuro. Su experimento implica cambiar continuamente el espín de unos átomos de carbono usando un campo magnético oscilante, y vincula el surgimiento de la flecha del tiempo con las fluctuaciones cuánticas entre un estado de espín atómico y otro.

Tiempo

Tiempo

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¿Podría ponerse a una ‘bacteria de Schrödinger’ en superposición cuántica?

Artículo publicado por Edwin Cartlidge el 21 de septiembre de 2015 en physicsworld.com

Se ha desvelado una propuesta realizada por físicos de Estados Unidos y China para poner una bacteria viva en una superposición de estados cuánticos. De tener éxito, el experimento sería la primera demostración, aunque a nivel microscópico, del famoso experimento mental de Schrödinger que implicaba un gato en una caja que estaba simultáneamente vivo y muerto hasta que los observadores realizaban una medida observando el interior de la caja. Además de mejorar nuestra comprensión de las bases de la mecánica cuántica, los investigadores dicen que el experimento propuesto podría también proporcionar una nueva técnica para monitorizar defectos en moléculas biológicas.

Schrodinger's traffic light - Crop & Color

Superposición de estados

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Físicos desvelan la primera interconexión cuántica

Artículo publicado el 18 de agosto de 2015 en Technology Review

Un equipo internacional de físicos ha encontrado una forma de conectar dispositivos cuánticos de forma que transporten el entrelazamiento entre ellos.

Una de las tecnologías modernas más ubicuas y menos valoradas es la humilde interconexión. Básicamente, es un cable, o un grupo de cables, que unen una parte de un sistema electrónico a otro. En los chips de silicio comunes, la interconexión puede necesitar la mayor parte del área del chip; y la velocidad y eficiencia con la que puede viajar la información a lo largo de estas interconexiones es un principal factor de limitación en el rendimiento computacional.

Interconexión cuántica

Interconexión cuántica

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Más pruebas para apoyar la ‘acción fantasmal a distancia’

Artículo publicado por Adrian Cho el 28 de agosto de 2015 en Science News

Es uno de los conceptos más extraños en el ya de por sí extraño campo de la física cuántica: medir la condición, o estado, de una partícula cuántica como un electrón puede cambiar instantáneamente el estado de otro electrón, incluso si se encuentra a años luz de distancia. Esta idea molestaba a Albert Einstein y otros, dado que sugería que algo puede viajar más rápidamente que la luz, y que la realidad, de algún modo, está determinada por las medidas que realizamos. Pero ahora, un equipo de experimentadores dice que ha cerrado el caso para este concepto, sellando una de las fisuras de anteriores demostraciones.

Entrelazamiento cuántico

Entrelazamiento cuántico

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Ver el movimiento cuántico

Artículo publicado por Jessica Stoller-Conrad el 28 de agosto de 2015 en Caltech News

Imagina el péndulo de un reloj de pie. Si olvidas darle cuerda, finalmente encontrarás el péndulo en reposo, inmóvil. Sin embargo, esta simple observación sólo es válida al nivel de la física clásica, las leyes y principios que parecen explicar la física de los objetos relativamente grandes a escala humana. Sin embargo, la mecánica cuántica, las leyes físicas subyacentes que gobiernan el comportamiento fundamental de la materia y la luz a escala atómica, afirman que nada puede estar completamente en reposo.

Por primera vez, un equipo de investigadores de Caltech y otros colaboradores han encontrado una forma de observar, y controlar, este movimiento cuántico de un objeto que es lo bastante grande como para apreciarse. Sus resultados se publican en línea en el ejemplar del 27 de agosto de la revista Science.

Ondas gravitatorias

Ondas gravitatorias

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Cómo la gravedad mató al gato de Schrödinger

Artículo original publicado por Elizabeth Gibney el 17 de junio de 2015 en Nature News

Los teóricos defienden que un espacio-tiempo curvado evita las superposiciones cuánticas de objetos a gran escala.

Si el gato del famoso experimento mental de Erwin Schrödinger se comportase de acuerdo con la teoría cuántica, podría existir en varios estados a la vez: tanto vivo, como muerto. La explicación habitual que dan los físicos a por qué no vemos estas superposiciones cuánticas — en gatos o en cualquier otro aspecto del mundo cotidiano — es la interferencia con el entorno. Tan pronto como un objeto cuántico interactúa con una partícula aislada o pasa a través de un campo, cae en un estado, colapsando en nuestra visión clásica y cotidiana.

schrodinger cat

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