Física: La cruzada cuántica

Artículo publicado por Philip Ball el 11 de septiembre de 2013 en Nature News

Los físicos han pasado un siglo desconcertados con las paradojas de la teoría cuántica. Ahora, algunos están intentando reinventarla.

Si decimos la verdad, pocos físicos han llegado alguna vez a sentirse cómodos con la teoría cuántica. Tras haber vivido con ella durante más de un siglo, han logrado forjar una buena relación laboral; los físicos usan ahora rutinariamente las matemáticas del comportamiento cuántico para hacer cálculos asombrosamente precisos sobre la estructura molecular, las colisiones de partículas de alta energía, comportamiento de semiconductores, emisiones de espectro y mucho más.

Cuántica

Cuántica

Seguir Leyendo…

This page is wiki editable click here to edit this page.

Se realiza un experimento para resolver “un verdadero misterio” de la mecánica cuántica

Artículo publicado el 1 de noviembre de 2012 en la Universidad de Bristol

¿De qué está hecha la luz, de ondas o de partículas? Esta pregunta básica ha fascinado a los físicos desde los primeros días a de la ciencia. La mecánica cuántica predice que los fotones, partículas de luz, son tanto ondas como partículas, simultáneamente. Según se informa en Science, físicos de la Universidad de Bristol han ofrecido una nueva demostración de esta dualidad onda-partícula de los fotones, conocida como “un verdadero misterio de la mecánica cuántica” por el ganador del premio Nobel Richard Feynman.

La historia de la ciencia está marcada por un intenso debate entra las teorías ondulatoria y corpuscular de la luz. Isaac Newton fue el principal defensor de la teoría corpuscular, mientras que James Clerk Maxwell y su tremendamente exitosa teoría del electromagnetismo, daban apoyo a la teoría ondulatoria. Sin embargo, las cosas cambiaron drásticamente en 1905, cuando Einstein demostró que era posible explicar el efecto fotoeléctrico (que había seguido siendo un misterio hasta ese momento) usando la idea de que la luz está hecha de partículas: los fotones. Este descubrimiento tuvo un gran impacto en la física, dado que contribuyó enormemente al desarrollo de la mecánica cuántica, la teoría científica más precisa jamás desarrollada.

Quantum Physics for Dummies © by Shiny Things

Seguir Leyendo…

This page is wiki editable click here to edit this page.

Gotas que rebotan simulan el efecto Zeeman

Artículo publicado por Tim Wogan el 9 de julio de 2012 en physicsworld.com

Físicos de Francia han usado pares de gotas que rebotan en la superficie de un fluido para simular el efecto Zeeman – un fenómeno que desempeñó un papel importante en el desarrollo inicial de la mecánica cuántica. La capacidad de simular efectos puramente cuánticos usando un sistema clásico podría proporcionar una visión a cómo deberían interpretarse las matemáticas de la mecánica cuántica.

¿Qué significa la ecuación de Schrödinger? La cuestión se ha debatido por parte de los físicos desde que este pilar básico de la mecánica cuántica hizo su aparición hace casi 90 años. Aunque su poder predictivo se ha verificado muchas veces en laboratorios de todo el mundo, cómo deberían interpretarse exactamente las soluciones a la ecuación (las funciones de onda) es algo que aún no está claro.

Imagen de dos caminantes

Imagen de dos caminantes

Seguir Leyendo…

This page is wiki editable click here to edit this page.

Supercombate de Física: Relatividad vs Mecánica Cuántica… en el espacio

Artículo publicado el 25 de junio de 2012 en The Physics ArXiv Blog

La única forma de estudiar el conflicto entre la relatividad y la mecánica cuántica es ponerlas a prueba en las enormes distancias del espacio. Y los físicos ya están haciendo planes sobre esto.

Uno de los mayores misterios de la ciencia moderna es que las leyes que gobiernan el universo en las escalas más grandes son completamente diferentes de las que lo gobiernan en las escalas más pequeñas.

Esto es extraño, ya que toda nuestra intuición sobre que el universo nos dice que debería ser consistente internamente en lugar de estar en conflicto con él mismo. Por esto es por lo que los físicos están totalmente unidos a la idea de que la relatividad y la mecánica cuántica deben ser manifestaciones de una idea mejor y más grande que abarque ambas.

Einstein © Crédito: shaunanyi

Seguir Leyendo…

This page is wiki editable click here to edit this page.

Cuestionando las reglas del juego

Artículo publicado por Časlav Brukner el 11 de julio de 2011 en APS

¿Puede la teoría cuántica derivarse a partir de principios más fundamentales?

Sabemos cómo usar las “reglas” de la física cuántica para construir láseres, microchips y plantas de energía nuclear, pero cuando los estudiantes cuestionan las propias reglas, la mejor respuesta que damos a menudo es, “El mundo parece funcionar así”. Pero, ¿por qué hay salidas individuales en una medida cuántica aleatoria? ¿Cuál es el origen de la Ecuación de Schrödinger? En un artículo1 que aparece en Physical Review A, Giulio Chiribella del Instituto Perimeter en Waterloo, Canadá, y Giacomo Mauro D’Ariano y Paolo Perinotti de la Universidad de Pavía en Italia, ofrecen un marco de trabajo en el cual responder estas penetrantes cuestiones. Demuestran que haciendo seis suposiciones básicas sobre cómo se procesa la información, pueden derivar la teoría cuántica. (Hablando con propiedad, su derivación sólo se aplica a sistemas que pueden construirse a partir de un número finito de estados cuánticos, tales como el espín). En este sentido, el trabajo de Chiribella et al. sigue el espíritu de la creencia de John Wheeler de que se obtiene “del bit”, en otras palabras, que nuestra visión del universo se construye a partir de bits de información, y que las reglas de cómo puede obtenerse dicha información determinan el “sentido” de lo que llamamos partículas y campos.

Figura 1 © Crédito Alan Stonebraker

Seguir Leyendo…

This page is wiki editable click here to edit this page.

Primera observación de 8 fotones entrelazados bate el récord de entrelazamiento

Artículo publicado el 2 de junio de 2011 en The Physics ArXiv Blog

Un “Gato de Schrödinger” de 8 fotones está entre las primeros nuevos objetos cuánticos que son posibles gracias a este avance, comentan los físicos.

El entrelazamiento es el extraño fenómeno cuántico en el cual los objetos quedan tan estrechamente vinculados que comparten la misma existencia. En el lenguaje de la física, se describen mediante la misma función de onda.

Entrelazamiento de 8 fotones

Seguir Leyendo…

This page is wiki editable click here to edit this page.

Una función de onda medida directamente

Artículo publicado por Devin Powell el 8 de junio de 2011 en Science News

Un equipo canadiense logra una hazaña cuántica que hace lo intangible un poco más tangible.

La borrosa forma cuántica que describe la velocidad o posición de una única partícula, su función de onda, ha sido medida directamente en el laboratorio, ando a este concepto matemático una pequeña dosis de realidad.

Como una burbuja en la brisa, la función de onda normalmente desaparece cuando se busca obtener su información. Pero científicos de Canadá han logrado una forma más sutil de tocarla, según informan en el ejemplar del 9 de junio de Nature.

Concepción artística de la función de onda

Seguir Leyendo…

This page is wiki editable click here to edit this page.

La mecánica cuántica se hace, extrañamente, menos extraña

Artículo publicado por Adrian Cho el 2 de junio de 2011 en Science Now

La incertidumbre no es lo que solía ser. Durante décadas, un experimento ha servido como ejemplo canónico a los físicos sobre el principio de incertidumbre: La ley de la naturaleza que dice que no puedes saber a la vez dónde está una partícula subatómica y cómo de rápido se mueve, y por tanto, no puedes seguir su trayectoria. Pero ahora, los físicos han ajustado este experimento clásico para demostrar que puedes seguir el camino medio tomado por muchas partículas, incluso aunque aún es imposible haber sobre el camino de alguna de ellas.

Doble rendija

Seguir Leyendo…

This page is wiki editable click here to edit this page.

Según los físicos, multiverso = muchos mundos

Artículo publicado el 23 de mayo de 2011 en The Physics ArXiv Blog.

Dos de las ideas más extravagantes de la física moderna son distintas caras de la misma moneda, dicen los teóricos de cuerdas.

La interpretación de muchos mundos de la mecánica cuántica es la idea de que todas las posibles historias alternativas del universo existen en realidad. En cada punto del tiempo, el universo se divide en una multitud de existencias en la cual cada posible salida de un proceso cuántico sucede en realidad.

Multiverso por In My Imagination

Seguir Leyendo…

This page is wiki editable click here to edit this page.

Viaje en el tiempo sin arrepentimientos

CTC: El día de la marmotaEl viaje en el tiempo no está descartado por la relatividad general, pero podría crear problemas para las leyes del sentido común. En el ejemplar del 28 de enero de la revista Physical Review Letters, un equipo propone una nueva forma de decidir la posibilidad o imposibilidad de que estados cuánticos viajen adelante y atrás en el tiempo. El nuevo criterio descarta automáticamente versiones cuánticas de la “paradoja del abuelo”, en la cual una persona viaja atrás en el tiempo y mata a su antepasado, asegurando, por tanto, su propia muerte. El equipo también realizó un experimento que ilustra el mecanismo de anulación de paradojas.

Seguir Leyendo…

This page is wiki editable click here to edit this page.

Teoría cuántica sobrevive a su última adversidad

Experimento de triple rendijaUn experimento simple que envía fotones a través de tres rendijas proporciona la mejor prueba hasta el momento de un importante axioma de la teoría cuántica conocido como Regla de Born, dicen físicos de Austria y Canadá. La confirmación también proporciona una importante guía para aquellos que buscan el santo grial de la física – una teoría cuántica que incluya la gravedad.

Seguir Leyendo…

This page is wiki editable click here to edit this page.

Probando la mejor teoría de la naturaleza hasta el momento

Experimento de estadística del espínLa mejor teoría para explicar el mundo subatómico nació en 1928 cuando el teórico Paul Dirac combinó la mecánica cuántica con la relatividad especial para explicar el comportamiento del electrón. El resultado fue la mecánica cuántica relativista, que se transformó en un ingrediente primario en la teoría cuántica de campos. Con unas pocas suposiciones y unos ajustes ad-hoc, la teoría cuántica de campos ha probado ser suficientemente poderosa para formar la base del modelo estándar de las partículas y las fuerzas.

Seguir Leyendo…

This page is wiki editable click here to edit this page.

Nueva teoría cuántica separa las masas gravitatoria e inercial

Masa cuánticaEl principio de equivalencia es una de las piedras angulares de la relatividad general. Ahora los físicos han usado la mecánica cuántica para mostrar cómo falla.

El principio de equivalencia es una de las ideas más fascinantes de la ciencia moderna. Este principio establece que la masa gravitatoria y la masa inercial son idénticas. Einstein lo formuló así: la fuerza gravitatoria que experimentamos en la tierra es idéntica a la fuerza que experimentaríamos si estuviéramos en una nave espacial con una aceleración de 1g. Newton podría haber dicho que la masa m en F=ma es la misma que las m’s en F=Gm1m2/r2.

Seguir Leyendo…

This page is wiki editable click here to edit this page.

Los físicos se enfrentan a la frustración

Sistema frustrado simpleLos sistemas “frustrados”, aquellos que en el campo de la física no consiguen un estado de mínima energía en todas sus interacciones, son de gran interés para solucionar problemas de redes neuronales, plegamiento de proteínas, estructuras sociales y magnetismo, pero hasta ahora resultaban difíciles de modelar. Ahora, un equipo de investigadores acaba de crear un modelo de mecánica cuántica para estos sistemas que se puede escalar a otros mayores.

Seguir Leyendo…

This page is wiki editable click here to edit this page.