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Cecilia GarraffoJuan Carlos GilGastón GiribetFrancis VillatoroBorja Tosarpotencial externo clásico gravitacionalelectromagnetismo ejemplo mecánico cuánticofenómeno más amplio campo gravitacionalgravitación cuántica linealización electrodinámicafase función de onda campo gravitacionalcálculo fase función de onda tierrafase 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 cuánticaTierraFrancis Villatoroteoría cuántica de CamposGastón GiribetNaturediagramas de FeynmanRödinger-NewtonGoogle DeepmindLIGOHalloweenLOCCRödinger
Efecto en fase canal clásico Gravitación
Ep530: Estalagmitas; Deepmind; Entrelazamiento y Gravedad; Gravitones; Halloween
30 de octubre de 20259 momentos
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Francis Villatoro explica cómo se podría calcular la fase de una función de onda y compararla con los efectos gravitacionales terrestres para determinar la interacción entre partículas.
…está mediando y claro, a través de la interacción con la materia de varios órdenes; hay procesos cuánticos entre las cosas que están inmersas en este potencial exterior, que interactúan cuánticamente y tienen todas las propiedades de la naturaleza cuántica. Pero acá no hay nada que sea prerrogativa del campo gravitacional, no solamente de su régimen cuántico. Por supuesto esto no tiene nada que ver con gravedad cuántica, pero ni siquiera tiene que ver con gravedad; es un ejemplo que funciona, en este caso en gravedad, pero funcionaría con cualquier potencial externo clásico. Ellos mismos lo dicen: esto se podría hacer con electromagnetismo, bueno, entonces, en ese sentido es un problema de mecánica cuántica, que nada tiene que ver con gravedad; no hay nada en este trabajo que tenga que ver con gravedad, ni siquiera clásica; es solamente un working example de un fenómeno mucho más amplio. Exactamente, ellos se basan en la hipótesis de que lo que están haciendo con la electrodinámica cuántica debería tener un análogo en la linealización de la gravitación futura a la gravitación cuántica y ese análogo debería ser prácticamente idéntico para que sus conclusiones fueran razonables, pero en cualquier caso ya os digo, los revisores lo han aceptado y el resultado final y la razón fundamental por la que yo creo que se ha publicado en Nature es porque proponen una manera de diferenciar entre ese efecto; esos son efectos en la fase de la función 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…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro anuncia que el programa abordará temas diversos, incluyendo la formación de estalagmitas y estalactitas, avances en aprendizaje computacional de Google Deepmind, entrelazamiento cuántico mediado por gravitación y cómo celebrar Halloween en un planetario.
Habla: Francis VillatoroPalabras #11estalagmitas estalactitas universidad zaragozaaprendizaje computacional multiespectral deepmindentrelazamiento cuántico gravitación canal clásicoabsorción gravitones fotones ligoshalloween planetario observación astronómica…aprovechan muchísimas facultades de física para organizar actividades divulgativas. Por ejemplo, la Gincana a la Caza de la Materia Oscura, que mañana viernes 31 de octubre, a partir de las 5.30 pm peninsulares congregará a niñas, a niños y a mayores en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Zaragoza. Además, habrá una observación astronómica con telescopios a partir de las 8.30 pm; eso sí, si el cielo lo permite. Hoy hablaremos de cómo se forma la forma de las estalagmitas y las estalactitas. De los últimos avances en el aprendizaje computacional multiespectral de la compañía Google Deepmind, del entrelazamiento cuántico entre masas mediado por gravitación tanto en un canal clásico como en un canal cuántico, de la posible absorción de gravitones por fotones en interferómetros de ondas gravitacionales como LIGO y de cómo disfrutar de Halloween en un planetario. Y solo si da tiempo, de los últimos artículos de Google Quantum AI en la revista Nature. Les recuerdo que tenemos una página web señalerruido.com con ñ todo junto, donde pueden encontrar todos los episodios anteriores, todas las referencias a los artículos que comentamos en cada programa y recuerde que nosotras nos leemos los papers para que…
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 #7interferómetro 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 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 plantea una pregunta sobre si la gravitación clásica aplicada a sistemas cuánticos podría permitir el entrelazamiento, destacando que esta cuestión no tenía respuesta hasta ahora debido a la falta de enfoque en el canal clásico.
Habla: Francis VillatoroSignificado #6 · Palabras #3localidad de los operadores naturecanal clásico experimentos localidadinvestigadores nature canal clásicogravitación clásica sistemas cuánticosentrelazamiento gravitación clásicacanal clásico experimentos cuánticosfrancis villatoro entrelazamiento…La mayor parte de las críticas a este tipo de experimentos han venido por ahí, por la parte de las sutilezas de lo que significa local no local; si estos experimentos realmente pueden eliminar ese resquicio, el look hole que es la localidad, pero en esos Resultados hay dos elementos LOCC, localidad de los operadores y canal clásico Claro, ¿y si estudiamos qué pasa con lo del canal clásico? Porque eso no había sido estudiado y esto es lo que aportan estos dos investigadores en Nature. Estos investigadores ponen el foco no en lo que todo el mundo está Mirando, que es la LO, sino en la CC, en el canal clásico. Es decir, ¿podría la gravitación clásica de sistemas cuánticos, o sea, aplicada en un contexto en el que todos tus sistemas son cuánticos, 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…
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 VillatoroPalabras #4cálculos efectivos electrodinámica cuánticagravitación clásica masas pequeñas diamantediagramas de feynman gravitación cuánticabosones masivos campos escalaresentrelazamiento a cuarto ordencampo gravitacional clásico efectivopartículas masivas simulan gravitación…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 que realmente resulta curioso es que, claro, a primer orden no, a primer orden no puedo generar el entrelazamiento, pero a cuarto orden sí puedo hacerlo. ¿Y por qué? Porque acordémonos que en la electrodinámica cuántica, cuando tengo dos electrones y propago entre ellos un fotón, también puedo propagar un fotón que se desintegra en un par electrón-positrón virtual que se aniquila en un nuevo fotón virtual y con esta. Es…
Francis Villatoro explica cómo la teoría cuántica de campos permite el entrelazamiento cuántico, con la gravedad actuando como un canal clásico que facilita la transferencia de partículas virtuales.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #9entrelazamiento cuántico teoría camposgravedad canal clásico transferencia partículas virtualesbosones materia teoría cuántica camposnueva fuente de entrelazamiento gravedadentrelazamiento gravitación clásicagravedad cuántica verdaderaondas electromagnéticas gastón giribet…propagador clásico que afecta a la otra y un intercambio entre ambas de estas partículas, estos propagadores virtuales que son estrictamente cuánticos, que son como parejas, electrón-pocitrón entre ambas, con lo que tengo un intercambio de cuatro Bueno, pues Resulta que al hacer eso aparece la posibilidad de entrelazamiento cuántico; es decir, es la propia materia descrita por la teoría cuántica de Campos la que permite que haya entrelazamiento, pero la parte gravitacional está debajo, actuando de manera clásica, de manera efectiva, y es una especie como de sustrato; es lo que llaman ellos un canal clásico. La gravedad actúa como canal clásico que habilita que haya una transferencia cuántica de partículas virtuales del tipo de materia que yo estoy considerando, los dos bosones. Entonces esto me ofrece la posibilidad de generar una nueva fuente de entrelazamiento. Habría dos posibles entrelazamientos. el entrasamiento debido a este efecto asociado a la gravitación clásica y el entrasamiento verdadero asociado a la gravitación cuántica verdadera. Entonces, el entrasamiento cuando yo lo vea en un experimento, ¿cuál es cuál? Gastón, ¿querías comentar algo? Sí, que yo no encuentro que esto sea novedoso en ningún sentido, de hecho al final del trabajo ellos mismos dicen que lo mismo podría pasar con ondas electromagnéticas Significa que esto, en el fondo, lo que está pasando es que hay un canal clásico que es un potencial, una fuerza externa clásica que está mediando y claro, a través de la interacción con la materia de varios órdenes; hay procesos cuánticos entre las cosas que…
Francis Villatoro explica cómo se podría calcular la fase de una función de onda y compararla con los efectos gravitacionales terrestres para determinar la interacción entre partículas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1potencial externo clásico gravitacionalelectromagnetismo ejemplo mecánico cuánticofenómeno más amplio campo gravitacionalgravitación cuántica linealización electrodinámicafase función de onda campo gravitacionalcálculo fase función de onda tierrafase 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…está mediando y claro, a través de la interacción con la materia de varios órdenes; hay procesos cuánticos entre las cosas que están inmersas en este potencial exterior, que interactúan cuánticamente y tienen todas las propiedades de la naturaleza cuántica. Pero acá no hay nada que sea prerrogativa del campo gravitacional, no solamente de su régimen cuántico. Por supuesto esto no tiene nada que ver con gravedad cuántica, pero ni siquiera tiene que ver con gravedad; es un ejemplo que funciona, en este caso en gravedad, pero funcionaría con cualquier potencial externo clásico. Ellos mismos lo dicen: esto se podría hacer con electromagnetismo, bueno, entonces, en ese sentido es un problema de mecánica cuántica, que nada tiene que ver con gravedad; no hay nada en este trabajo que tenga que ver con gravedad, ni siquiera clásica; es solamente un working example de un fenómeno mucho más amplio. Exactamente, ellos se basan en la hipótesis de que lo que están haciendo con la electrodinámica cuántica debería tener un análogo en la linealización de la gravitación futura a la gravitación cuántica y ese análogo debería ser prácticamente idéntico para que sus conclusiones fueran razonables, pero en cualquier caso ya os digo, los revisores lo han aceptado y el resultado final y la razón fundamental por la que yo creo que se ha publicado en Nature es porque proponen una manera de diferenciar entre ese efecto; esos son efectos en la fase de la función 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…
Francis Villatoro explica que, según un artículo, si se confía en él, los fenómenos observados con experimentos que duran un segundo no serían cuánticos, sino clásicos, lo que diluye el objetivo de estos experimentos.
Habla: Francis VillatoroPalabras #12experimentos un segundo no cuánticosfenómenos clásicos diluyen experimentostiempos coherencia mucho más largosmasas pequeñas en experimentos…en dos posiciones y tengo que mantener esos estados coherentes durante un tiempo suficiente. Entonces, se hablaba en muchos de los experimentos del orden de un segundo y lo que estamos observando ahora es que para las masas con las que se hablaba del Orden de un segundo, según este artículo, si confiamos en él no estarían viendo fenómenos estrictamente cuánticos, de canal cuántico, sino solamente de canal clásico, con lo que el gran objetivo de estos experimentos se diluye en esos efectos clásicos. Entonces habrá que buscar experimentos o que requieran tiempos de coherencia muchísimo más largos, o experimentos en los que las masas sean mucho más pequeñas. Y claro, eso también implica una serie de dificultades y habrá que estudiar a ver cómo se logra eso. Pero por supuesto habrá que esperar a ratificaciones independientes; este es un campo en el que hay mucho dinero invertido y hay mucha gente trabajando y con seguridad va a haber mucha gente que va a criticar este artículo y va a decir: señores, ¿cómo? Seguro…
Gastón Giribet continúa discutiendo sobre la posibilidad de estudiar fenómenos de gravedad cuántica y cómo la gravedad, incluso en su forma clásica, podría influir en aspectos cuánticos de la materia.
Habla: Gastón GiribetSignificado #18gravedad cuántica experimentos existentesgravedad clásica afecta aspectos cuánticos materiapaper francis detalle gravedad cuántica…ahí, pero me llamó mucho la atención. Quizás si se da alguna configuración de resonancia muy particular podría llegar a ocurrir, no a medirse, a ocurrir algún fenómeno de absorción de un gravitón, qué sé yo; no sé, pero bueno, lo que quiero decir es que así. Como salió el paper del que habló Francis con mucho detalle, en esta semana aparecieron varios papers en los cuales se coqueteaba con la idea o bien de estudiar fenómenos de gravedad cuántica con experimentos que ya tenemos, o bien intentos por explicar cómo la gravedad aún en su régimen clásico puede afectar aspectos cuánticos de la materia cuando se tienen en cuenta estos efectos gravitacionales. Eso Muy bien, pues ha sido muy breve, muy breve en tu exposición. ¿Queréis comentar algo? Si no, que Borja nos comente un poco. Bueno, que resulta que viene Halloween y el Día de Todos los Santos y esas cosas. Y los planetarios pues tienen que hacer algo para…