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Cecilia GarraffoJuan Carlos GilGastón GiribetFrancis VillatoroBorja Tosarexperimento mental feynman década 70modelo estándar cuantizar gravedadfotones neutrones interferómetrosfase función de onda fotón neutrónexperimento stergerlach campos magnéticos espinesefecto gravedad en la fase de un fotónexperimento feynman estudio neutronescaída libre neutrón campo gravitatorio tierracampo gravitatorio afecta fase función ondainterferómetro neutrones fase función ondaecuación rödinger newton predicción cuánticaaltura caída interferómetro neutronesRödinger-NewtonFrancis VillatoroFeynmanStergerlachTierranano Kelvindécada de 1970Leonardo da VinciNewtonJuan Carlos GilGastón GiribetRödinger
Altura caída interferómetro neutrones
Con
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Francis Villatoro explica cómo un interferómetro para neutrones permite observar el efecto de la altura de caída en la fase de la función de onda, coincidiendo con las predicciones cuánticas.
…¿Habrá una superposición de esos campos gravitatorios? Perdón, Francis, acá corrijo lo que dije: es 2 por 10 a la menos 5 gramos, bastante, bastante. 10 a la menos 5 gramos, vale. Bueno, pero ese orden, del orden de microgramos, serían 20 microgramos. Claro. No importa el tamaño que sea, vale; es un tamaño en el que tenemos objetos macroscópicos. Este experimento mental en 1957 no generó mucho interés en llevarlo a la práctica hasta los 70. Ya en la década de los 70, principios de los 70 hubo un enorme interés. Una vez ya teníamos el modelo estándar formado en pasar a cuantizar la gravedad; entonces se planteó, bueno, pues vamos a hacer experimentos en la línea de lo propuesto por Feynman y se han hecho varios experimentos muy interesantes. Los experimentos más interesantes utilizaban fotones y neutrones en interferómetros. Con los interferómetros yo pude hacer ciertas operaciones como a la medida de la fase de la función de onda de un fotón o de una pequeña partícula como puede ser un neutrón con muy alta resolución medidas de fase, no estamos hablando de la amplitud sino solamente de la fase porque puede hacer un experimento de tipo Stergerlach por ejemplo bajo campos magnéticos y ver ciertos efectos sobre espines sobre pequeños entidades cuánticas que respondan ante esos campos magnéticos con fotones, se logró ver el efecto de la gravedad en la fase de un fotón. Claro, eso no es el experimento de Feynman porque el Experimento de Feynman requería masas. Pero ya en los 70, en el 77 ya se propone el esquema experimental y en el 79 se logra estudiar la caída libre de un neutrón en el campo gravitatorio de la Tierra. Toda la Tierra genera un campo gravitatorio que afecta a la fase, solamente la fase, de la función de onda de un neutrón que cae y ese neutrón lo meto. En un interferómetro para neutrones, que ya estaba desarrollado a finales de los 70 y puedo ver cómo le afecta a esa fase la altura de caída y coincide perfectamente con la predicción cuántica. ¿Es eso gravitación cuántica? No es gravitación cuántica. Eso básicamente es lo que se llama soluciones de la ecuación de Rödinger-Newton. La ecuación de Rödinger es una ecuación que describe una función de onda de un sistema cuántico no relativista y yo puedo acoplarle un potencial, un potencial newtoniano, por ejemplo, el hecho de que la aceleración de la gravedad es constante cerca de la…
Significado #1 · Palabras #1
Gastón Giribet introduce una nueva escala relacionada con la energía de caída de una gota al suelo, explicando cómo esto afecta al análisis y compite con los cambios químicos en la formación de estructuras.
Habla: Gastón GiribetPalabras #13energía caída gota sueloaltura caída escala análisiscambio químico formación estructuras gastón giribet…estalactitas el balance entre ácido carbónico y dióxido de carbono. En las estalactitas, la etapa relevante es la precipitación de carbonato de calcio y que, pensando en las mismas coordenadas que antes, con el teorema Pi, buscar las cosas de escala, ahora. Hay una nueva escala, que es o bien la energía con la que la gota cae al piso, que sería la inversa de la otra escala que podemos pensar, que es la altura desde donde cayó y eso también te cambia todo el análisis, porque al tener una nueva cosa con escalas. Pero curiosamente tienes que meter en tu mente de físico, permíteme Gastón, el hecho de que ha habido un cambio químico y ambos van a competir ahí por formar las estructuras y aquí el cambio químico es muy Relevante y además de todo lo que hemos dicho, tenemos la gravedad, la hidrodinámica y bueno, pues se forma ahí un lío que desmorona completamente la posible naive simetría entre estalactitas y estalagmitas. Esto es un sistema acoplado, efectivamente, la…
Juan Carlos Gil y Gastón Giribet discuten sobre el comportamiento del flujo de agua al caer, mencionando observaciones realizadas por Leonardo da Vinci y Newton sobre las oscilaciones causadas por la atmósfera.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #12oscilaciones flujo atmósfera da vincicaída vertical tamaño atmósferaaltura grandes oscilaciones físicas…cae desde tan arriba que cuando llega la estalagmita, en vez de hacerlo de forma tranquila, pues se pega un golpazo, se aplasta, salpica y cubre una área mucho mayor que lo que era su sección transversal bajando; y por otra parte que las gotas reales no caen. Estrictamente en línea recta. Hay oscilaciones del flujo porque se van encontrando con atmósfera a su paso. Esto ya lo había observado Leonardo da Vinci y Newton, poca broma. Las cosas no caen perfectamente en vertical, sobre todo cuando son pequeñas. Podría nuevamente aportar mi mala intuición de físico. Yo diría lo contrario. ¿Qué cambia cuando la altura es muy, muy grande? La razón por la cual la caída es importante es porque en el medio, por ejemplo, la gota cae con diferente energía. No es lo mismo que caiga de un metro que cae de cuatro metros. Entonces hay una escala más en el problema y eso lo hace más complicado. Eso es lo que estábamos explicando. Ahora, ¿qué pasa…
Gastón Giribet reflexiona sobre las gotas de agua que caen desde grandes alturas, sugiriendo que su similitud en comportamiento, más que la energía, es lo que provoca un régimen de universalidad.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #20universalidad gotas de aguavelocidad límite gotasfluctuaciones observadas newtonmovimiento da vinci…tiene menor superficie. Velocidad terminal se llama. La diversidad terminal hace que cuando uno empieza a tomar ese régimen, uno empezará a encontrar ahí nuevamente un régimen de universalidad, capaz. Yo tendría, obviamente esto lo habrán pensado ellos y lo Habrán descartado, pero yo pensaría que es lo contrario. Se debe no a que hay cada vez más energía cuando cae más alto, sino a que cada vez se parecen más las gotas que caen muy alto entre ellas. Entonces ahí nuevamente la universalidad regresa, capaz de la mano de la velocidad límite. Sin embargo, como te digo, quizás sea porque el tiempo de caída no es muy muy grande, pero se producen fluctuaciones que, como decía, habían observado Leonardo da Vinci y Newton. Y me ha venido a la mente, según hablabas, posiblemente el símil no se ha apropiado, pero el movimiento. Browniano ¿Qué demonios hace que un grano de polen chiquitito decida no estar quieto y de repente moverse un pelín hacia la izquierda? Bueno, pues la mecánica estadística; todo está hecho de cositas pequeñas. Pueden pasar cosas que en promedio hacen que caiga…
Francis Villatoro explica cómo un interferómetro para neutrones permite observar el efecto de la altura de caída en la fase de la función de onda, coincidiendo con las predicciones cuánticas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1experimento mental feynman década 70modelo estándar cuantizar gravedadfotones neutrones interferómetrosfase función de onda fotón neutrónexperimento stergerlach campos magnéticos espinesefecto gravedad en la fase de un fotónexperimento feynman estudio neutronescaída libre neutrón campo gravitatorio tierracampo gravitatorio afecta fase función ondainterferómetro neutrones fase función ondaecuación rödinger newton predicción cuánticaaltura caída interferómetro neutrones…¿Habrá una superposición de esos campos gravitatorios? Perdón, Francis, acá corrijo lo que dije: es 2 por 10 a la menos 5 gramos, bastante, bastante. 10 a la menos 5 gramos, vale. Bueno, pero ese orden, del orden de microgramos, serían 20 microgramos. Claro. No importa el tamaño que sea, vale; es un tamaño en el que tenemos objetos macroscópicos. Este experimento mental en 1957 no generó mucho interés en llevarlo a la práctica hasta los 70. Ya en la década de los 70, principios de los 70 hubo un enorme interés. Una vez ya teníamos el modelo estándar formado en pasar a cuantizar la gravedad; entonces se planteó, bueno, pues vamos a hacer experimentos en la línea de lo propuesto por Feynman y se han hecho varios experimentos muy interesantes. Los experimentos más interesantes utilizaban fotones y neutrones en interferómetros. Con los interferómetros yo pude hacer ciertas operaciones como a la medida de la fase de la función de onda de un fotón o de una pequeña partícula como puede ser un neutrón con muy alta resolución medidas de fase, no estamos hablando de la amplitud sino solamente de la fase porque puede hacer un experimento de tipo Stergerlach por ejemplo bajo campos magnéticos y ver ciertos efectos sobre espines sobre pequeños entidades cuánticas que respondan ante esos campos magnéticos con fotones, se logró ver el efecto de la gravedad en la fase de un fotón. Claro, eso no es el experimento de Feynman porque el Experimento de Feynman requería masas. Pero ya en los 70, en el 77 ya se propone el esquema experimental y en el 79 se logra estudiar la caída libre de un neutrón en el campo gravitatorio de la Tierra. Toda la Tierra genera un campo gravitatorio que afecta a la fase, solamente la fase, de la función de onda de un neutrón que cae y ese neutrón lo meto. En un interferómetro para neutrones, que ya estaba desarrollado a finales de los 70 y puedo ver cómo le afecta a esa fase la altura de caída y coincide perfectamente con la predicción cuántica. ¿Es eso gravitación cuántica? No es gravitación cuántica. Eso básicamente es lo que se llama soluciones de la ecuación de Rödinger-Newton. La ecuación de Rödinger es una ecuación que describe una función de onda de un sistema cuántico no relativista y yo puedo acoplarle un potencial, un potencial newtoniano, por ejemplo, el hecho de que la aceleración de la gravedad es constante cerca de la…
Francis Villatoro explica que los experimentos realizados para estudiar la caída de sistemas cuánticos en campos gravitatorios confirman la precisión de la ecuación de Rödinger, pero no prueban ni refutan la existencia de una gravitación cuántica.
Habla: Francis VillatoroPalabras #16ecuación de rödinger describe sistemas cuánticosprecisión altísima en demostraciones recientesneutrón afectado por la tierra clásicafalta interacción gravitacional entre objetos cuánticos…a esa ecuación de Rödinger. Con lo que yo puedo estudiar ese tipo de fenómenos: cómo cae un sistema cuántico en un campo gravitatorio. Y el resultado prácticamente coincidía con la teoría, se publicó en Physical Review Letters, pero es que ese experimento se Ha repetido muchas veces y ya en los últimos dos años hay demostraciones con una precisión altísima. Es decir, realmente lo clava la teoría, pero esto no es gravitación cuántica y esto demuestra que la gravitación es cuántica, tampoco; tampoco demuestra que la gravitación es cuántica. Tú lo único que estás demostrando es que la ecuación de Rodinger describe muy bien ese sistema porque realmente no hay una mediación, no hay una interacción gravitacional entre dos objetos cuánticos sino que hay un objeto, la Tierra, que claramente es clásico, que está afectando a un objeto cuántico que es el neutrón. Entonces, se han planteado en los últimos cinco años varios experimentos para el futuro próximo, esperemos que no muy lejano, en los que van a tratar de hacer ese experimento propuesto en teoría por Feynman utilizando, por ejemplo, nanodiamantes que incluyen…
Francis Villatoro explica que se están fabricando nanodiamantes con un defecto de nitrógeno para realizar experimentos, cuyo peso se sitúa en el orden de 10 a la menos 14 gramos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #3 · Palabras #4nanodiamantes defecto nitrógenointerferómetro óptico neutronessuperposición cuántica bolitasnano kelvin temperatura muy baja…pero contiene un spin y entonces yo tengo acoplado la masa de la pequeña bolita; para estas bolitas de nanodiamantes fabricarlas es complicado y esto es una fabricación muy muy delicada. Se está trabajando del orden de 10 a la menos 14 gramos. no estamos hablando de 10 a la menos 8, pero bueno, o 10 a la menos 14 kilogramos y 10 a la menos 8 gramos, de kilogramos también. En cualquier caso son bolitas todavía mucho más pequeñas que la escala de Plan, pero aún así son bolitas con las que ya se está planteando ese tipo de experimento; entonces es hacer un interferómetro como los interferómetros ópticos de toda la vida, pero para los que se usaron para partículas, para neutrones, pero hacerlo con estas bolitas. Pueden ser diamantes de otros materiales; han propuesto otros materiales también y hacer ese interferómetro y poner en superposición cuántica ambas bolitas enfriadas a una temperatura muy baja. Se está hablando del orden de nano Kelvin. La mil millonésima de un Kelvin, y en un entorno de presión y temperatura, la presión prácticamente cero, o sea, la mejor presión que se pueda lograr, para evitar cualquier tipo de efecto de ruido. Y se está tratando, ese experimento se está diseñando y ya…