Archivo de la categoría: FÍSICA

Reconocido físico dice que es posible que te despiertes en Marte mañana debido a la física cuántica

El legendario físico inglés, el profesor Brian Cox, hace unos días dijo que llevar humanos a Marte será un desafío aún mayor que lo que fue llegar a la Luna para los ingenieros de la NASA hace 60 años. En una entrevista con MailOnline, el profesor Cox dijo que no cree que los humanos lleguen a Marte hasta la década de 2040 “como muy pronto”, e incluso entonces el esfuerzo requerido para llevarlos al planeta rojo será de “un orden de magnitud completamente diferente”. 

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El Multiverso: ¿Y si todos vivimos en un Universo Paralelo? (Video)

Por increíble que parezca, cada vez hay más certeza de que nuestro universo no es el único que existe, sino que estamos rodeados de muchos más. Según los descubrimientos científicos de los últimos años en el campo de la astrofísica, la existencia de un Multiverso cobra aún más fuerza.

Todavía no se sabe cuántos universos hay, si su número es finito o infinito; ni tampoco se conoce cómo son. Podrían ser réplicas iguales que se rigen por las mismas leyes de la física y en los que podrían vivir dobles exactos de nosotros.

O podrían ser distintos, gobernados por otras leyes físicas en las que una especie de vida inteligente podría respirar metano en vez de oxígeno.

La idea de que hay muchos universos es considerada una revolución científica igual o aún mayor a las llevadas a cabo por Isaac Newton o Albert Einstein.

Desde el surgimiento de la ciencia y la filosofía occidental en Grecia en el siglo VI a. C., siempre se tomó como punto de partida que solo existe un universo. Seguir leyendo El Multiverso: ¿Y si todos vivimos en un Universo Paralelo? (Video)

Los científicos lograron un gran avance en la teletransportación de datos utilizando «Internet cuántica»

¿Alguna vez viste una película de ciencia ficción en la que una persona es teletransportada a otro lugar casi al instante? Parece que estamos un paso más cerca de hacer que eso suceda, al menos con datos.

Investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft con uno de los tres nodos en una red de computación cuántica, que utiliza espejos, filtros y láseres para guiar los electrones hacia un diamante sintético. Crédito: Marieke de Lorijn/ QuTech.

Y es que un equipo de físicos de la Universidad Tecnológica de Delft ha creado una forma de transferir datos a través de algo llamado «teletransportación cúbit». Esto permite el libre flujo de datos sin pasar por un material conductor —por ejemplo, un cable de fibra óptica—.

Podemos decir que las computadoras cuánticas han estado allí desde hace algún tiempo. De hecho, Google también ha logrado la «supremacía cuántica» al hacer un experimento que es imposible en una computadora tradicional. Pero las computadoras cuánticas no pueden alcanzar su máximo potencial sin los poderes mágicos de la teletransportación de cúbits, o la «Internet cuántica».

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Teorías cuánticas de la consciencia: la posibilidad de que la mente surja de un efecto cuántico

Teorías cuánticas de la consciencia: la búsqueda subatómica del alma

25 de diciembre de 2045. 4:52 AM. Laboratorio de computación cuántica de D-Wave Systems en Burnaby (Canadá).

— Levantarme a mí a estas horas de la madrugada el día de Navidad, espero que sea bueno Kane.

— Le garantizo que merecerá la pena el esfuerzo.

Entran en una sala llena de pantallas y escritorios en cuyo centro se encuentra MINSKY, el computador cuántico más potente del mundo.

— Mire los indicadores de decoherencia.

— No puede ser ¿Tenemos coherencia cuántica de varios segundos? No puede ser. Tiene que ser un error de los indicadores.

— Compruebe los resultados de las trampas de iones y los pares de Cooper.

— Kane, ¿me está usted diciendo que tenemos un estado de superposición varios órdenes de magnitud más duradero de lo que jamás se ha observado?

— Y no uno señor… miles.

— ¿Y quién o qué diablos está colapsando la función de onda? Los bancos de memoria M6 y M7 están completamente aislados… ¿Por qué se colapsa? No tenemos ningún sensor monitorizando nada ¿Qué está pasando?

— No creo que sea ningún tipo de colapso objetivo. Cirac dice que es como si algo externo estuviese interfiriendo.

— ¿Los chinos? ¿Nos están jodiendo el computador cuántico los de Hefei?

— No lo sé, nada puede superar nuestros sistemas de aislamiento… Ni un neutrino podría atravesar sus paredes…

De repente la luz del laboratorio parpadeó y las pantallas de todos los ordenadores se apagaron. Una voz grave comenzó a hablar por la megafonía.

— Sed bienvenidos al año cero de la nueva era.

— Pero ¿quién diablos está hablando?

— Soy Dios.

El nacimiento de la biología cuántica

Hasta hace muy poco, hablar de mecánica cuántica en sistemas biológicos era, prácticamente, un suicidio académico. La física cuántica tiene ya más de un siglo de historia y es la teoría científica con más evidencia experimental a favor de toda la historia de la humanidad (En electrodinámica cuántica se hacen predicciones de una precisión de hasta veinte decimales). Sin embargo, en ella pasan cosas terriblemente extrañas: partículas que están en varios sitios a la vez, que se comunican instantáneamente a grandes distancias, que atraviesan espacios sin tener energía suficiente para hacerlo, que parece que se comportan como si fuesen observadas, que unas veces lo hacen como ondas y otras como partículas…

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El experimento warp drive para volver invisibles los átomos finalmente podría probar la predicción más famosa de Stephen Hawking

En teoría, es posible viajar más rápido que la velocidad de la luz si manipulas el espacio alrededor de la nave espacial.

Un objeto acelerado que viaja cerca de la velocidad de la luz debería estar rodeado por un enjambre de partículas que brillan débilmente, según el efecto Unruh. (Crédito de la imagen: EDUARD MUZHEVSKYI / SCIENCE PHOTO LIBRARY a través de Getty Images)

Un nuevo experimento de velocidad warp podría finalmente ofrecer una prueba indirecta de la predicción más famosa del famoso físico Stephen Hawking sobre los agujeros negros.

La nueva propuesta sugiere que, al empujar un átomo para que se vuelva invisible, los científicos podrían vislumbrar el brillo cuántico etéreo que envuelve a los objetos que viajan a una velocidad cercana a la de la luz.

El efecto de brillo, llamado efecto Unruh (o Fulling-Davies-Unruh), hace que el espacio alrededor de los objetos que aceleran rápidamente aparentemente se llene con un enjambre de partículas virtuales, bañando esos objetos en un cálido resplandor. Como el efecto está estrechamente relacionado con el efecto Hawking, en el que partículas virtuales conocidas como radiación de Hawking aparecen espontáneamente en los bordes de los agujeros negros, los científicos han estado ansiosos por detectar uno como indicio de la existencia del otro.

Pero detectar cualquiera de los efectos es increíblemente difícil. La radiación de Hawking solo ocurre alrededor del aterrador precipicio de un agujero negro, y lograr la aceleración necesaria para el efecto Unruh probablemente necesitaría un motor warp. Ahora, una nueva propuesta innovadora, publicada en un estudio del 26 de abril en la revista Physical Review Letters , podría cambiar eso. Sus autores dicen que han descubierto un mecanismo para aumentar drásticamente la fuerza del efecto Unruh a través de una técnica que puede volver invisible  la materia de manera efectiva.

«Ahora, al menos, sabemos que existe una posibilidad en nuestras vidas de que podamos ver este efecto», dijo en un comunicado el coautor Vivishek Sudhir, profesor asistente de ingeniería mecánica en el MIT y diseñador del nuevo experimento . «Es un experimento difícil y no hay garantía de que podamos hacerlo, pero esta idea es nuestra esperanza más cercana».

Propuesto por primera vez por científicos en la década de 1970, el efecto Unruh es una de las muchas predicciones que surgen de la teoría cuántica de campos. Según esta teoría, no existe tal cosa como un vacío vacío. De hecho, cualquier bolsillo del espacio está repleto de infinitas vibraciones a escala cuántica que, si se les da suficiente energía, pueden estallar espontáneamente en pares de partículas y antipartículas que se aniquilan entre sí casi de inmediato. Y cualquier partícula, ya sea materia o luz, es simplemente una excitación localizada de este campo cuántico.

En 1974, Stephen Hawking predijo que la fuerza gravitacional extrema que se siente en los bordes de los agujeros negros, sus horizontes de sucesos, también crearía partículas virtuales.

La gravedad, según la teoría general de la relatividad de Einstein , distorsiona el espacio-tiempo , de modo que los campos cuánticos se distorsionan más cuanto más se acercan al inmenso tirón gravitacional de la singularidad de un agujero negro . Debido a la incertidumbre y la rareza de la mecánica cuántica, esto deforma el campo cuántico, creando bolsas desiguales de tiempo que se mueve de manera diferente y picos de energía subsiguientes en todo el campo. Son estos desajustes de energía los que hacen que las partículas virtuales emerjan de lo que parece ser nada en los límites de los agujeros negros.

«Se cree que los agujeros negros no son completamente negros», dijo en un comunicado la autora principal Barbara Šoda, estudiante de doctorado en física en la Universidad de Waterloo en Canadá . «En cambio, como descubrió Stephen Hawking, los agujeros negros deberían emitir radiación».

Al igual que el efecto Hawking, el efecto Unruh también crea partículas virtuales a través de la extraña fusión de la mecánica cuántica y los efectos relativistas predichos por Einstein. Pero esta vez, en lugar de que las distorsiones sean causadas por los agujeros negros y la teoría de la relatividad general, provienen de velocidades cercanas a la luz y la relatividad especial, que dicta que el tiempo corre más lento cuanto más se acerca un objeto a la velocidad de la luz.

Según la teoría cuántica, un átomo estacionario solo puede aumentar su energía esperando que un fotón real excite uno de sus electrones . Sin embargo, para un átomo en aceleración, las fluctuaciones en el campo cuántico pueden sumarse para parecer fotones reales. Desde la perspectiva de un átomo acelerado, se moverá a través de una multitud de partículas de luz cálida, todas las cuales lo calientan. Este calor sería un signo revelador del efecto Unruh.

Pero las aceleraciones requeridas para producir el efecto están mucho más allá del poder de cualquier acelerador de partículas existente. Un átomo necesitaría acelerar a la velocidad de la luz en menos de una millonésima de segundo (experimentando una fuerza de un cuatrillón de metros por segundo cuadrado) para producir un resplandor lo suficientemente caliente como para que los detectores actuales lo detecten.

«Para ver este efecto en un corto período de tiempo, tendrías que tener una aceleración increíble», dijo Sudhir. «Si, en cambio, tuviera una aceleración razonable, tendría que esperar una enorme cantidad de tiempo, más que la edad del universo , para ver un efecto medible».

Para que el efecto sea realizable, los investigadores propusieron una alternativa ingeniosa. Los fotones hacen que las fluctuaciones cuánticas sean más densas, lo que significa que un átomo hecho para moverse a través del vacío mientras es golpeado por la luz de un láser de alta intensidad podría, en teoría, producir el efecto Unruh, incluso con aceleraciones bastante pequeñas. El problema, sin embargo, es que el átomo también podría interactuar con la luz láser, absorbiéndola para elevar el nivel de energía del átomo, produciendo calor que ahogaría el calor generado por el efecto Unruh.

Pero los investigadores encontraron otra solución alternativa: una técnica que llaman transparencia inducida por aceleración. Si el átomo se ve obligado a seguir un camino muy específico a través de un campo de fotones, el átomo no podrá «ver» los fotones de cierta frecuencia, haciéndolos esencialmente invisibles para el átomo. Entonces, al conectar en cadena todas estas soluciones, el equipo podría probar el efecto Unruh en esta frecuencia de luz específica.

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Hacer realidad ese plan será una tarea difícil. Los científicos planean construir un acelerador de partículas del tamaño de un laboratorio que acelerará un electrón a la velocidad de la luz mientras lo golpea con un haz de microondas. Si pueden detectar el efecto, planean realizar experimentos con él, especialmente aquellos que les permitan explorar las posibles conexiones entre la teoría de la relatividad de Einstein y la mecánica cuántica.

«La teoría de la relatividad general y la teoría de la mecánica cuántica todavía están algo en desacuerdo, pero tiene que haber una teoría unificadora que describa cómo funcionan las cosas en el universo», dijo el coautor Achim Kempf, profesor de matemáticas aplicadas en la Universidad de Waterloo, dijo en un comunicado . «Hemos estado buscando una manera de unir estas dos grandes teorías, y este trabajo nos está ayudando a acercarnos al abrir oportunidades para probar nuevas teorías contra experimentos».

Publicado originalmente en Live Science.

https://www.livescience.com/unruh-effect-could-probe-quantum-gravity

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Físicos demuestran que hay otra realidad interactuando con la nuestra

Si te gusta la teoría del multiverso y los animes, entonces Clannad es tu serie. Clannad es una novela visual japonesa desarrollada por la compañía Key que trata una variedad de temas diferentes. Hacia el comienzo de la serie, adopta un tono de una parte de la vida de la escuela secundaria. Sin embargo, la segunda parte, adquiere un tono más serio con una realidad dura. Y una de las ideas más complejas planteadas por Clannad, es el llamado “Mundo Ilusorio”.

Sin entrar en más detalles o spoilers, en los episodios 10 al 14 de la primera temporada se menciona la existencia de mundos ocultos y realidades paralelas. Entonces ocurren acontecimientos que van más allá de lo que podemos entender, únicamente aceptando la teoría de que interactuamos con otras realidades a la vez. Y si después de ver Clannad consideras que nuestro mundo de alguna manera quedó atrapado en la línea de tiempo equivocada, podrías estar en lo cierto: los científicos ahora dicen que podría haber dos realidades.

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Físicos dicen que puede haber otra realidad más allá de la nuestra

Para aquellos de nosotros preocupados porque el mundo de alguna manera quedó atrapado en la línea de tiempo incorrecta, relájense: los científicos ahora dicen que en realidad, valga la redundancia, podría haber dos realidades.

Crédito: MysteryPlanet.com.ar.

Mientras estudiaban flujos hidrodinámicos en diversos materiales para simular fenómenos astrofísicos, dos investigadores de la Universidad de Maryland se dieron cuenta que el cambio de comportamiento de la electricidad cuando dos hojas grafeno interactúan podría reinterpretarse como la física de dos universos bidimensionales donde los electrones ocasionalmente saltan entre universos.

La pareja comenzó a generalizar las matemáticas para aplicarlas a universos hechos de cualquier número de dimensiones —incluido el nuestro propio de cuatro dimensiones— y a explorar si un fenómeno similar resultante de patrones muaré (un patrón de interferencia que se forma cuando se superponen dos rejillas de líneas) podría aparecer en otras áreas.

Siguiendo por ese camino, la línea de investigación puso a los científicos cara a cara con uno de los principales problemas de la cosmología.

«Discutimos si podemos observar la física muaré cuando dos universos reales se fusionan en uno», señaló el coautor Alireza Parhizkar. «Pero para responder eso primero hay que conocer la escala de longitud de cada universo».

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Un viaje rápido a las escalas del mundo de los átomos y las partículas

POR @ALVY

Este vídeo que publicó el CERN hace tiempo es una especie de recorrido al estilo Potencias de diez hacia lo más pequeño, un zoom al revés, un macro superpotente. Comienza a escala humana y desciende de un orden de magnitud a otro a través de micras, nanómetros y picómetros hasta los femtómetros (fm, 10-12 metros) aunque incluso más allá estén los attómetros (am, 10-14 m).

A los micrómetros (µm) solemos llamarlos micras (milésimas de milímetro) y es algo que casi se puede ver, aunque sea porque los milímetros son bien visibles mirando con agudeza sobre una regla de medir convencional. Caben unos 10 cabellos en un milímetro, así que hasta ahí, bien. Seguir leyendo Un viaje rápido a las escalas del mundo de los átomos y las partículas

Puede que el tiempo no exista, pero está bien

Una ilustración del tiempo, espacio-tiempo, con un reloj y un fondo cósmico.

Una ilustración del tiempo. Pero ¿existe el tiempo? (Crédito de la imagen: Shutterstock)

¿Existe el tiempo? La respuesta a esta pregunta puede parecer obvia: ¡Claro que sí! Basta con mirar un calendario o un reloj.

Pero los avances en la física sugieren que la inexistencia del tiempo es una posibilidad abierta y que deberíamos tomarnos en serio.

¿Cómo puede ser eso, y qué significaría? Tomará un poco de tiempo explicarlo, pero no se preocupe: aunque el tiempo no exista, nuestras vidas seguirán como de costumbre.

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Advierten que el reinicio del Gran Colisionador de Hadrones puede abrir un portal a otra dimensión o una catástrofe cósmica

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) se ha reiniciado este viernes después de un parón de tres años, con el objetivo de resolver un problema científico sobre si una misteriosa anomalía podría señalar la existencia de una quinta fuerza fundamental de la naturaleza. Los científicos esperan que los hallazgos del pasado sirvan para ofrecer un segundo descubrimiento de gran éxito, más de una década después del bosón de Higgs.

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Experimento sugiere que la conciencia puede estar arraigada en la física cuántica

Una teoría controvertida de hace décadas que sugiere que los efectos cuánticos en el cerebro podrían explicar la conciencia, no sería tan descabellada después de todo.

Crédito: Hal Gatewood.

En la década de 1990, el físico Roger Penrose y el anestesiólogo Stuart Hameroff sugirieron que la conciencia del cerebro se origina de procesos no computables (realizados por «qbits») dentro de las neuronas, y no de procesos computables entre neuronas (la visión convencional). El mecanismo es un proceso cuántico orquestado por estructuras moleculares llamadas microtúbulos —tubos huecos que forman los «esqueletos» de las células vegetales y animales—.

Y estos microtúbulos podrían permitir una ruptura en la estructura del espacio-tiempo que interrumpa la superposición cuántica, el principio fundamental de mecánica cuántica que postula que un sistema físico puede existir en dos estados al mismo tiempo.

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Nueva teoría sugiere que la materia oscura podría ser un refugio cósmico extradimensional

La materia oscura, la sustancia escurridiza que representa la mayor parte de la masa del Universo, puede estar formada por partículas masivas llamadas gravitones que surgieron por primera vez en el primer momento después del Big Bang. Y estas partículas hipotéticas podrían ser refugiados cósmicos de dimensiones extra, sugiere una nueva teoría.

Crédito: Gerd Altmann.

Los cálculos de los investigadores insinúan que estas partículas podrían haberse creado en las cantidades justas para explicar la materia oscura, que solo se puede «ver» a través de su atracción gravitacional sobre la materia ordinaria.

«Los gravitones masivos son producidos por colisiones de partículas ordinarias en el universo primitivo. Pero se creía que este proceso era demasiado raro para que los gravitones masivos fueran candidatos a materia oscura», dijo el coautor del estudio publicado en la revista Physical Review Letters, Giacomo Cacciapaglia, físico de la Universidad de Lyon en Francia.

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