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Cecilia GarraffoJuan Carlos GilGastón GiribetFrancis VillatoroBorja Tosarcálculos efectivos electrodinámica cuánticagravitación clásica masas pequeñas diamantediagramas de feynman gravitación cuánticadiagramas de FeynmanFrancis Villatorodiagrama de FeynmanJavier García PelaezGastón Giribetexperimento de Feynmanley de Newton de la gravitaciónecuación de RödingerPhysical Review LettersRödingerTierraRödinger-Newton
Diagramas de Feynman Gravitación cuántica
Ep530: Estalagmitas; Deepmind; Entrelazamiento y Gravedad; Gravitones; Halloween
30 de octubre de 20257 momentos
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Francis Villatoro plantea la posibilidad de utilizar cálculos efectivos similares a los empleados en electrodinámica cuántica para simular la gravitación clásica entre dos masas pequeñas.
…esa interacción en lugar de ser partículas, fotones, son partículas virtuales pero son fotones virtuales; en realidad es un campo electromagnético efectivo y esto es una manera de resolver ciertos problemas, por ejemplo en astrofísica. Entonces, ¿podemos Utilizar esa idea para simular la gravitación clásica entre dos pequeñas masas, sean de diamante o de lo que sea, que están en un estado de superposición? ¿Podría ese tipo de cálculo efectivo que se utiliza en electrodinámica cuántica ser un ejemplo de lo que podríamos hacer en el futuro cuando tengamos una gravitación cuántica? Y eso es lo que hacen, hacen un calculito en el que dicen: bueno, pues asumamos que el cálculo de los diagramas de Feynman es el mismo. Entonces, en lugar de considerar un campo electromagnético efectivo clásico, consideran un campo gravitacional clásico efectivo, pero actuando mediando entre dos partículas masivas, en este caso se consideran bosones, bosones masivos, campos escalares. Y lo…
Significado #1 · Palabras #1
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 VillatoroPalabras #19interferómetro neutrones fase función ondaecuación rödinger newton predicción cuánticaaltura caída interferómetro neutrones…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 cómo se puede incorporar un potencial newtoniano a la ecuación de Schrödinger para estudiar cómo cae un sistema cuántico en un campo gravitatorio.
Habla: Francis VillatoroSignificado #9ley newton gravitación ecuación rödingersistema cuántico campo gravitatoriophysical review letters publicaciónecuación de rödinger describe sistemas cuánticosprecisión altísima en demostraciones recientesneutrón afectado por la tierra clásicafalta interacción gravitacional entre objetos cuánticos…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 superficie de la Tierra. Yo puedo poner un pozo de potencial, incluso puedo poner La ley de Newton de la gravitación y añadirle 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 el experimento propuesto por Feynman, ya en marcha con financiación inicial, requerirá aproximadamente entre 10 y 15 años para alcanzar la resolución necesaria.
Habla: Francis VillatoroSignificado #18 · Palabras #3experimento feynman requiere 15 añosgravitación cuántica experimento feynmanfinanciación inicial experimento feynman…que se pueda lograr, para evitar cualquier tipo de efecto de ruido. Y se está tratando, ese experimento se está diseñando y ya está siendo financiado, y se está tratando de ver a ver cómo se monta el esquema para hacer unos primeros experimentos. Entonces. Ahora surge una cuestión importante. Para ese experimento ya lo tenemos en marcha; está empezando a tener financiación, por supuesto de los primeros prototipos. Esto costará 10, 15 años lograr alcanzar la resolución adecuada para hacer el experimento de Feynman, pero realmente este experimento nos probará de manera definitiva que la gravitación es cuántica y entonces ahora están empezando. A surgir las críticas y la primera crítica en esta línea fuerte es un artículo que se publica en la revista Nature. Se publica en la revista Nature porque es una crítica a una serie de equipos experimentales que están recibiendo mucha financiación para hacer…
Francis Villatoro explica cómo los diagramas de Feynman se representan visualmente como cruces en círculos, simbolizando una interacción clásica generada por el vacío sobre las partículas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #3 · Palabras #6electrodinámica cuántica de juguetediagramas de feynman sin fotonescampo electromagnético efectivo en electrodinámicainteracción electrón positrón campo clásicodiagramas feynman cruces circulosinteracción vacío partículas diagramas feynmanpropagadores fotones cálculos feynman…permitir el entrelazamiento? Y entonces es una pregunta que no tenía respuesta, ¿vale? No tenía una respuesta hasta ahora, porque no estaba claro, porque nadie había enfocado las críticas a este tipo de trabajo experimental en la línea de la parte clásica. Entonces lo que nos plantean ellos es una idea, que es una idea clásica de electrodinámica cuántica de juguete: que es considerar en electrodinámica cuántica el cálculo de desarrollos perturbativos tipo diagramas de Feynman, pero en lugar de utilizar el fotón, utilizar un campo electromagnético efectivo. Yo puedo hacerlo, yo puedo hacer cálculos, digo, la interacción entre dos electrones o entre un electrón y un positrón, pero no calculada como que está mediado el campo electromagnético por fotones, sino asumir que el campo electromagnético es clásico. esos los diagramas de Feynman se suelen representar como una especie de cruz en un circulito y se representa como una interacción de vacío, es decir, el vacío genera un efecto, un efecto clásico sobre las partículas que intervienen y eso pues es una cosa estándar y este tipo de cálculos se hacen muchas veces como un primer paso antes de meter propagadores de fotones. La interacción entre los dos fermiones, entre los dos electrones, lo que propaga esa interacción en lugar de ser partículas, fotones, son partículas virtuales pero son fotones virtuales; en realidad es un campo electromagnético efectivo y esto es una manera…
Francis Villatoro plantea la posibilidad de utilizar cálculos efectivos similares a los empleados en electrodinámica cuántica para simular la gravitación clásica entre dos masas pequeñas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1cálculos efectivos electrodinámica cuánticagravitación clásica masas pequeñas diamantediagramas de feynman gravitación cuántica…esa interacción en lugar de ser partículas, fotones, son partículas virtuales pero son fotones virtuales; en realidad es un campo electromagnético efectivo y esto es una manera de resolver ciertos problemas, por ejemplo en astrofísica. Entonces, ¿podemos Utilizar esa idea para simular la gravitación clásica entre dos pequeñas masas, sean de diamante o de lo que sea, que están en un estado de superposición? ¿Podría ese tipo de cálculo efectivo que se utiliza en electrodinámica cuántica ser un ejemplo de lo que podríamos hacer en el futuro cuando tengamos una gravitación cuántica? Y eso es lo que hacen, hacen un calculito en el que dicen: bueno, pues asumamos que el cálculo de los diagramas de Feynman es el mismo. Entonces, en lugar de considerar un campo electromagnético efectivo clásico, consideran un campo gravitacional clásico efectivo, pero actuando mediando entre dos partículas masivas, en este caso se consideran bosones, bosones masivos, campos escalares. Y lo…
Francis Villatoro explica cómo determinar si la gravitación es cuántica basándose en la comparación entre una componente clásica y una cuántica de la fase observada en un experimento.
Habla: Francis VillatoroPalabras #17fase función de onda terrestreinteracción partículas gravitación cuánticaefecto en fase canal clásico gravitacióndesplazamiento fase gravitación cuánticagravitación cuántica fase observadacomponente clásica gravitación cuánticaexperimento descomposición de la faseresultados experimentos gravitación cuántica…de onda asociada a los objetos con los que estoy experimentando entonces la fase de esa función de onda depende del campo gravitacional entre ambos objetos y el que tengan externo debido a la Tierra yo puedo calcular muy bien con alta precisión el debido. A la Tierra porque ya hay experimentos que lo han medido y sé cuál es. Entonces yo podría calcular la fase y compararla con la debida a la Tierra y la debida a la otra partícula y así obtener cuál es la fase debida a la interacción entre ambas partículas. Bueno, pues lo que plantean aquí es que el entrelazamiento que se obtenga, el efecto en fase, tendrá que ser separado en dos componentes: el efecto en fase debido al canal clásico de la gravitación y el efecto en fase debido a la hipotética gravitación cuántica. Entonces cuando el cociente de esos ambas efectos sea adecuado, básicamente que domine el efecto debido a la gravitación cuántica, sea más grande el desplazamiento en fase debido a la gravitación cuántica que el Esperado por este fenómeno clásico efectivo, pues entonces diré que sí estoy observando algo que me apoya a decir que la gravitación es cuántica. Pero si yo, cuando haga esa descomposición de la fase que yo observe en mi experimento, entre componente clásica y componente cuántica, resulta que es más grande la componente clásica, que es lo que será de esperar en los primeros resultados de todos estos experimentos, no podré decir en ningún caso que estoy observando gravitación cuántica. Según estos autores, esto es un resultado esperable, como dice Gastón, esperable en este contexto de medida. Entonces, para este tipo De experimentos esto nos pone una enorme digamos barrera de dificultad que hace un año pues no estaba. Hace un año las que diseñaban este tipo de experimentos y pedían dinero para hacerlo no tenían que justificar. Mi experimento será capaz de ver esta…
Gastón Giribet responde a una pregunta planteada por Javier García Pelaez sobre la posibilidad teórica de un gravitón separándose en dos fotones dentro del marco de la teoría cuántica de campos.
Habla: Gastón GiribetSignificado #2 · Palabras #14gravitón separándose en dos fotonesteoría cuántica de campos vértice gravitóndiagrama de feynman gravitones y fotonescuadrimomento no concebiría on shell…estos temas. El gravitón de spin 2 en dos fotones de spin 1, pregunta Javier García Pelaez: ¿Eso tiene un mecanismo cuántico? O sea, esas cosas que es entender el gravitón como una partícula de spin 2, ¿entenderla como si fueran dos partículas de spin 1? Ah. bueno, ahí, no, o sea, acá hay dos acepciones para esa pregunta Una es, si es posible en teoría cuántica de campos el vértice de un gravitón separándose en dos fotones Eso sí, es cierto, es un vértice interno que bien puede ocurrir, o sea, viene un fotón y no es un vértice que esté on shell, porque se puede probar fácilmente que no concebaría el cuadrimomento, pero sí como parte interna, composición interna de un diagrama de Feynman que tuviese en cuenta gravitones y fotones, así también como dos gravitones y dos fotones que son shell, o tres gravitones y dos fotones, o cuatro, el punto de los gravitones es que pueden venir todos los que quieran juntos Un segundito, Gastón. Lo que está diciendo Gastón es que lo que gravita, lo que interacciona con el gravitón es la energía; entonces, como el fotón tiene energía puede interaccionar con el gravitón, o sea, es falso que se requiere la masa. El fotón no tiene…