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Primeras evidencias de un nuevo modo de desintegración del bosón de Higgs


Investigadores observan su desintegración en fermiones, los “ladrillos” que forman la materia, en lugar de en bosones como se conocía hasta ahora

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¿Cómo estar en dos sitios al mismo tiempo?


Un ambicioso experimento en el que se intentará que una esfera de vidrio esté en dos sitios al mismo tiempo puede convertirse en el ensayo más impresionante de la teoría cuántica hasta la fecha. El experimento consiste en colocar una esfera de unos cuantos millones de átomos (un tamaño algo más grande que muchos virus) en una superposición de estados en distintos lugares.

Los físicos se han estado preguntando si los objetos grandes pueden seguir las leyes cuánticas desde que Erwin Schrödinger postulase su célebre experimento imaginario, en el que se sugiere que un gato puede existir en una superposición de estados vivo y muerto.

El experimento consiste en desintegrar una esfera de vidrio de 40 nanómetros de diámetro con un láser, mientras ésta se encuentra dentro de una pequeña cavidad. Esto debería obligar a la esfera a rebotar de un lado de la cavidad a otro. Debido a que la luz tiene una naturaleza cuántica, también lo será la posición de la esfera. Esto la obligará a mantener una superposición cuántica.

El experimento tendrá que ser llevado a cabo en absoluto vacío y a temperaturas extremadamente bajas, para que la esfera no sea perturbada por el ruido térmico o por las moléculas de aire.

El año pasado, Aaron O’Connell y sus colegas de la Universidad de California (Santa Barbara), demostraron que es posible la creación de superposiciones en una tira de metal de 60 micrómetros de largo. Sin embargo, la separación física asociada con los dos diferentes estados de la lámina fue sólo un femtometro (el ancho del núcleo de un átomo).

El nuevo experimento, por el contrario, pondría a la esfera de cristal en dos lugares completamente distintos a la vez, sin que se solapen. Según Romero-Isart:

En nuestra propuesta el centro de masa se coloca en una superposición de localizaciones espaciales separadas por una distancia mayor que el tamaño del objeto.

En experimentos de interferometría atómica previos se ha logrado una buena separación de moléculas de fullereno y e incluso partículas con unos cientos de átomos se han colocado en estados de superposición distintos, pero en este nuevo proyecto se utilizará un objeto macroscópico de verdad.

Esto será particularmente valioso en el estudio de la mecánica cuántica, según los investigadores.

Fuente: New Scientist

El nuevo experimento, por el contrario, pondría a la esfera de cristal en dos lugares completamente distintos a la vez, sin que se solapen. Según Romero-Isart:

En nuestra propuesta el centro de masa se coloca en una superposición de localizaciones espaciales separadas por una distancia mayor que el tamaño del objeto.

En experimentos de interferometría atómica previos se ha logrado una buena separación de moléculas de fullereno y e incluso partículas con unos cientos de átomos se han colocado en estados de superposición distintos, pero en este nuevo proyecto se utilizará un objeto macroscópico de verdad.

Esto será particularmente valioso en el estudio de la mecánica cuántica, según los investigadores.

Fuente: New Scientist

Referencia: http://www.lamentiraestaahifuera.com/2011/07/20/cmo-estar-en-dos-sitios-al-mismo-tiempo/

Nuevo obstáculo para la unificación de la gravedad y la física cuántica


Nuevo obstáculo para la unificación de la gravedad y la física cuántica

Un estudio internacional contradice algunos modelos teóricos de física avanzada

Una investigación internacional ha medido, con la ayuda del satélite INTEGRAL de la Agencia Espacial Europea, la polarización de los rayos gamma procedentes de fuentes situadas a distancias cósmicas y descubierto que la velocidad de la luz no varía en función de su polarización. Esta constatación contradice lo que apuntaban hasta ahora algunos modelos teóricos de física avanzada, que intentaban aunar la teoría General de la Relatividad de Einstein y la mecánica cuántica.

Los modelos teóricos que intentan aunar la teoría General de la Relatividad de Einstein y la mecánica cuántica se han encontrado con un nuevo obstáculo. Un estudio internacional en el que han participado investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha detectado polarización en los rayos gamma procedentes de un objeto muy lejano, y ha concluido que la velocidad de la luz no varía en función de esa polarización. Estos resultados contradicen lo que apuntaban hasta ahora algunos modelos teóricos de física avanzada. El estudio ha sido publicado en la revista Physical Review D.

“La polarización es una propiedad de las ondas luminosas, que básicamente indica que existe un cierto orden en el modo en que viajan. La luz procedente del Sol o de una bombilla no está polarizada, ya que no existe un orden especial en la fuente de luz. En cambio, la misma luz se polariza al reflejarse en una superficie porque todas las ondas se reflejan en ella de la misma manera. Por eso unas gafas de sol con filtro polarizador, que son parcialmente opacas a la luz polarizada, pueden ayudarnos a ver mejor al eliminar reflejos y destellos”, aclara el investigador de CSIC Alberto Fernández Soto, del Instituto de Física de Cantabria, centro mixto del CSIC y la Universidad de Cantabria.
Según explica el CSIC en un comunicado, algunos modelos teóricos que intentan unificar la gravedad, dentro de la Teoría General de la Relatividad postulada por Einstein, y la mecánica cuántica, prevén algunas propiedades extrañas de la luz cuando esta viaja en el vacío. “Una de ellas es un efecto denominado birrefringencia, que hace que las ondas de luz viajen a distinta velocidad y se ‘desordenen’, es decir, se despolaricen poco a poco según se desplazan por el espacio. Si así fuera no podríamos ver luz polarizada procedente de estrellas o galaxias lejanas porque esta propiedad se habría ido disolviendo por el camino. Estos modelos teóricos establecen además que este efecto es más fuerte cuanto mayor es la energía de los fotones y más largo es el trayecto que han de recorrer”, explica Fernández.

Efecto extremadamente reducido

Según los resultados de este estudio, que ha empleado en sus mediciones el satélite INTEGRAL de la Agencia Espacial Europea, la observación de luz polarizada procedente de un objeto a distancia cósmica permite deducir que, si existe, la posible birrefringencia produce un efecto “extremadamente reducido”.

Para llegar a sus conclusiones el equipo internacional de investigadores ha empleado datos tomados de la observación de una de las explosiones cósmicas más luminosas registradas hasta el momento, la de GRB 041219A, ocurrida en diciembre de 2004. “Fue tan luminosa que el satélite INTEGRAL fue capaz de medir la polarización de los rayos gamma procedentes de ella. Además hemos conseguido estimar la distancia a la galaxia en que se produjo esta explosión, y la unión de ambos datos, la señal polarizada en rayos gamma y la distancia a la fuente, nos ha permitido obtener el límite más restrictivo a los modelos teóricos hasta la fecha”, añade Fernández Soto.

Según explica la ESA en un comunicado, la Teoría de la Relatividad General enunciada por Albert Einstein describe las propiedades de la gravedad y asume que el espacio-tiempo es suave y continuo. Por otra parte, la Mecánica Cuántica sugiere que el espacio presenta una estructura granular en las escalas más pequeñas, como la arena en una playa. Uno de los principales retos de la física moderna es conciliar estos dos conceptos en una única teoría, conocida como gravedad cuántica.

Los resultados de las observaciones realizadas por el satélite Integral de la ESA imponen unos nuevos límites para el tamaño de estos gránulos cuánticos, demostrando que tienen que ser mucho más pequeños de lo que predecían las hipótesis actuales.

Referencia: http://www.tendencias21.net/Nuevo-obstaculo-para-la-unificacion-de-la-gravedad-y-la-fisica-cuantica_a6942.html?com

Paradigma cuántico y su relacion con nuestra “realidad”


En la mecánica cuántica las partículas son tratadas como ondas que se comportan según la ecuación de Schrödinger. De este modo, este comportamiento entra en contradicción con la mecánica clásica donde es bien sabido que las partículas no presentan fenómenos típicos de las ondas como la interferencia. Cómo es posible que las partículas cuánticas formen cuerpos más grandes que se comportan de manera clásica es un fenómeno que se conoce como decoherencia cuántica.

Decoherencia cuántica

Este importante concepto de la mecánica cuántica tiene estrecha relación con la equivalencia materia-energía, corpúsculo-onda, discontinuidad-continuidad, localidad-no-localidad (o campo), etc. La conversión bidireccional entre cada uno de estos dos aspectos del sustrato que constituye el universo explica el nacimiento de los cuerpos desde el big bang (dirección energía a corpúsculo) y la conversión de la materia en campo físico o energía (dirección corpúsculo a campo). El estado de “coherencia cuántica” designa aquella situación física en que las partículas pierden su individualidad entrando en estados campales de vibración unitaria indiferenciada en espacio-tiempos definidos. Es lo que se descubrió ya en los condensados Bose-Einstein.

Hoy en día hay incontables evidencias de estos estados en variados contextos físicos. Al parecer, la propiedad de entrar en coherencia cuántica es propia de todos los corpúsculos (se sabe que en condiciones experimentales extremas los electrones entran también en coherencia cuántica), aunque los fermiones presentan mayor dificultad para ello, dadas las propiedades físicas y la función de onda de las partículas fermiónicas. El proceso en que un sistema en coherencia cuántica la pierde y se reduce a partículas individuales es lo que se conoce como proceso de “de-coherencia cuántica“. Producir o mantener procesos de coherencia cuántica no es fácil, aun con partículas bosónicas, ya que la interacción con el mundo macroscópico clásico interfiere e induce la de-coherencia que lleva a que estas partículas queden también atrapadas en la rigidez ordenada del mundo clásico.

¿Qué es la decoherencia? Mecánica cuántica I-II

Qué es la decoherencia. Es la unión entre mecánica cuántica y mundo real.

El nuevo paradigma cuantico


Según el principio de la incertidumbre de Heisenberg no es posible conocer la posición exacta y el movimiento de una partícula en ningún momento dado. Con ello cambia nuestra visión del mundo, se ha enriquecido filosóficamente nuestra compresión de la naturaleza y el principio de complementariedad de Bohr implica que la naturaleza del átomo puede ser explicada como partícula o como onda dependiendo de los instrumentos elegidos para su observación, desaparece la paradoja onda-partícula.

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Todo está vivo e interrelacionado


Esta antigua visión de lo invisible no es ajena a las actuales consideraciones de la ciencia occidental. La física enseña hoy que hasta la materia es energía; y la energía atómica no es otra cosa que la liberación de la energía encerrada en la materia. Los sabios taoístas hace más de veinte siglos afirmaban que todas las cosas que nos rodean tienen el chi: los edificios, las casas, las personas, los animales, las plantas, las piedras, los objetos inanimados, la ropa, las piezas decorativas, los adornos, las herramientas, los utensilios de cocina, las joyas, los alimentos… y esta idea ha sido corroborada hoy por la física cuántica.

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