Archivo de la categoría: FÍSICA

Consiguen escuchar los susurros cuánticos de los átomos

Impresión artística de una serie de resonadores nanomecánicos diseñados para generar y atrapar partículas de sonido o fonones. Los movimientos mecánicos de los fonones atrapados son detectados por un detector cúbit, que cambia su frecuencia dependiendo del número de fonones en un resonador. Los diferentes fonones son visibles como picos distintos en el espectro cúbit, que se muestra esquemáticamente detrás de los resonadores. Crédito de la imagen: Wentao Jiang.

Impresión artística de una serie de resonadores nanomecánicos diseñados para generar y atrapar partículas de sonido o fonones. Los movimientos mecánicos de los fonones atrapados son detectados por un detector cúbit, que cambia su frecuencia dependiendo del número de fonones en un resonador. Los diferentes fonones son visibles como picos distintos en el espectro cúbit, que se muestra esquemáticamente detrás de los resonadores. Crédito de la imagen: Wentao Jiang.
Físicos de la Universidad de Stanford (USA) han creado un dispositivo capaz de escuchar los susurros cuánticos de los átomos, abriendo paso a un nuevo tipo de ordenadores cuánticos.
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La observación determina la flecha del tiempo cuántico.

 La flecha del tiempo corre generalmente del presente al futuro en los sistemas cuánticos, han comprobado científicos de la Universidad de Washington.

En 2015, científicos de esta misma universidad habían demostrado que en la mecánica cuántica, el tiempo va tanto hacia adelante como hacia atrás, tal como explicamos en otro artículo.

La nueva investigación ha podido determinar ahora que, a pesar de esa dualidad en la dirección de la flecha del tiempo en los sistemas cuánticos, en la práctica la mayor parte de las veces los procesos cuánticos se desarrollan del presente al futuro.

Los científicos han comparado las trayectorias de los cúbits (cada cúbit es un sistema cuántico con dos estados propios) en circuitos superconductores y observado que siguen el segundo principio de la termodinámica. Los resultados se publican en la revista Physical Review Letters.

Según este principio, los procesos físicos son irreversibles, especialmente durante el intercambio de calor: un cubo de hielo dejado al sol, irreversiblemente se convierte en agua.

Irreversibilidad dudosa

Si bien este principio se cumple inexorablemente en el mundo macroscópico, el que vivimos cada día los seres humanos, en el espacio cuántico la irreversibilidad del tiempo es dudosa.

Es dudosa porque las partículas elementales pueden estar en varios sitios a la vez, viajar por el espacio sin seguir la flecha del tiempo e incluso reaccionar según lo que los científicos esperan de ellas.
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Investigadores consiguieron «domesticar», en condiciones que imitan el mundo real, el entrelazamiento cuántico de partículas que están separadas entre sí.

La acción fantasmagórica de Einstein, probada en laboratorio

 El efecto es importante para desarrollar futuras redes mundiales de comunicación totalmente seguras

Un equipo de científicos de la universidad australiana de Griffith ha conseguido, por primera vez, superar uno de los grandes desafíos de la Física al lograr aplicar un extraño efecto cuántico a nuestra realidad macroscópica.

Los investigadores, del centro de Dinámica Cuántica de la universidad, han conseguido, en efecto, demostrar con todo rigor si un par de fotones (partículas de luz), hacen efectivamente gala de lo que Einstein llamó «la escalofriante acción a distancia» de las partículas subatómicas. Y lo han hecho, incluso, en condiciones adversas y que imitan a las del mundo real, fuera del laboratorio.

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Los efectos cuánticos explicarían procesos vitales

Photo by Markus Spiske on Unsplash
En el mundo de lo muy pequeño, el comportamiento de la naturaleza desafía a la física clásica y al sentido común.

La mecánica cuántica da cuenta de fenómenos desconcertantes, como que los entes microscópicos –un electrón, por ejemplo– pueden encontrarse en varios estados a la vez (superposición de estados) o atravesar obstáculos infranqueables para un objeto macroscópico (efecto túnel).

En este libro, el investigador del CSIC Salvador Miret describe los efectos cuánticos que podrían explicar procesos vitales tan variopintos como la fotosíntesis, la respiración, la genética y la epigenética, la migración aviar o el olfato.

“Aunque los mecanismos cuánticos que subyacen a estos procesos vitales están aún sujetos a debate, parece que no hay ninguna duda de que la mecánica cuántica está detrás de todos ellos y de muchos más. Si logramos entender mejor estos mecanismos, podremos diseñar computadores cuánticos a imagen y semejanza de los organismos vivos, prevenir y curar enfermedades mediante nuevas terapias cada vez más sofisticadas y mejorar nuestra calidad de vida a nivel energético y tecnológico”, afirma el autor.
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Por primera vez toma una foto del entrelazamiento cuántico, la ‘acción fantasmagórica a distancia’ de Einstein

Uno de los fenómenos más enigmáticos pero fundamentales de la naturaleza ha sido captado en una imagen por primera vez. El entrelazamiento cuántico, o el estado en el que dos partículas comparten sus estados físicos no obstante su distancia, comportándose como si fueran una, es uno de los fenómenos más debatidos en la historia reciente de la ciencia.

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Científicos se toman muy en serio la inquietante posibilidad de que el Universo esté dentro de un devorador de materia

 

Un universo puede existir dentro de cada agujero negro
¿Vivimos dentro de un agujero negro?
Es una inquietante posibilidad que, sin embargo, algunos científicos se están tomando muy en serio. La idea de que todo nuestro Universo podría estar dentro de un agujero negro es una conclusión que se basa en una modificación de las ecuaciones de la relatividad general de Einstein, esas que explican, entre otras cosas, lo que sucede en el interior de uno de estos devoradores espaciales de materia.
A partir de un detallado análisis del movimiento de las partículas que entran en un agujero negro, Nikodem Poplawski, de la Universidad de Indiana, ha llegado a la conclusión de que, en realidad, existe todo un universo dentro de cada agujero negro. Su teoría acaba de publicarse en Physics Letters y ha sido recogida por New Scientist.

 

«Pudiera ser -dice Poplawski- que los grandes agujeros negros que hay en en centro de la Vía Láctea y de otras galaxias sean, en realidad, puentes hacia otros universos». Si la hipótesis se revela correcta, nada nos impide pensar que también el universo en que vivimos se encuentra, en realidad, dentro de un agujero negro.

Según las teorías de Einstein, en el interior de cada agujero negro existe una «singularidad», una región de espacio en la que la densidad de la materia tiende a infinito. La enorme fuerza de gravedad de ese condensado ultradenso de materia es tal, que ni siquiera la luz puede escapar de él. Por eso, para nosotros esos objetos son «negros», porque no emiten luz y no podemos verlos, ni obtener, en teoría, ninguna clase de información procedente de su interior.

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Se abren paso hacia la cuarta dimensión

Un estudio de dos grupos de científicos de EE.UU. y Europa arroja luz sobre la existencia de una nueva dimensión espacial que no es el tiempo.

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Durante mucho tiempo se pensó que el universo tenía tres dimensiones espaciales: arriba-abajo, izquierda-derecha, adelante-atrás. En 1905 Albert Einstein nos ayudó con su teoría de la relatividad a conocer además ‘la dimensión del tiempo’. Pero la nueva cuarta dimensión espacial ha permanecido oculta hasta ahora.

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Qué son las “partículas inmortales” que reviven a nivel cuántico (y cómo podrían revolucionar la computación)

Qué son las “partículas inmortales” que reviven a nivel cuántico (y cómo podrían revolucionar la computación)

El mundo cuántico se rebela contra la lógica a la que estamos acostumbrados… una vez más. En esta ocasión, científicos de Alemania lograron identificar partículas que renacen de entre sus restos, como un ave Fénix. ¿Cómo ocurre este fenómeno y por qué es importante para la ciencia y la tecnología?

BBC Mundo 

«Todo tiene su final, nada dura para siempre», dice un clásico de la salsa que canta el puertorriqueño Héctor Lavoe. «Tenemos que recordar que no existe eternidad…».

En el mundo que vemos a diario la muerte es una sentencia inevitable, pero, a nivel cuántico, un grupo de partículas se rebelan contra el destino y parecen lograr la vida eterna.

Al menos eso es lo que asegura un estudio reciente de científicos de la Universidad Técnica de Múnich (TUM), en Alemania.

A escala subatómica, las leyes que rigen a los seres y objetos que podemos ver a simple vista se comportan de manera distinta y hacen posible que ocurran fenómenos que normalmente nos parecerían inconcebibles.

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Experimento cuántico que socava la objetividad de lo que se tiene por real

La creación experimental de dos realidades irreconciliables y al mismo tiempo verdaderas echa por tierra la conjetura fundamental de la teoría del conocimiento.

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hw.ac.uk

Por primera vez, un equipo de científicos logró materializar el llamado ‘Amigo de Wigner’, experimento mental de la física cuántica que afirma la imposibilidad fundamental del conocimiento objetivo. Así se recoge en un artículo publicado en febrero en ArXiv, archivo de prepublicaciones de estudios científicos en línea.

El experimento inicial fue propuesto en 1961 por Eugene Wigner, físico húngaro-estadounidense, como extensión de la paradoja del gato de Schrödinger. Para ello introdujo en la trama clásica, que incluía un gato y un observador, a un segundo observador que permanece fuera del laboratorio.
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La materia sabe cómo evitar la muerte

Las interacciones cuánticas fuertes evitan que las cuasipartículas se descompongan. Imagen: K. Verresen / TUM

Las interacciones cuánticas fuertes evitan que las cuasipartículas se descompongan. Imagen: K. Verresen / TUM
Según las leyes de la física, todos los procesos naturales aumentan la entropía, el desorden molecular de un sistema. La consecuencia de este proceso es la desintegración de la estructura: un cristal roto no puede recuperar su anterior estado.

Sin embargo, investigadores de la Universidad Técnica de Munich (TUM) y del Instituto Max Planck para la Física de Sistemas Complejos, han descubierto ahora lo que puede ser la excepción de esta regla: las cuasipartículas no siguen siempre todas las leyes de la física ordinaria. Los resultados se han publicado en la revista Nature Physics.

Bancos de partículas

Tal como explicamos en otro artículo, las cuasipartículas son excitaciones cuánticas formadas por partículas más pequeñas que, juntas, actúan como si fueran una sola de comportamiento predecible.
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