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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 neutronesFeynmanTierraFrancis VillatoroStergerlachdécada de 1970experimento de FeynmanRödinger-Newtondiagramas de FeynmanRödinger
Experimento Feynman estudio neutrones
Con
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Francis Villatoro explica cómo, tras el experimento de Feynman, en los años 70 se propuso un esquema experimental para estudiar la caída libre de un neutrón.
…¿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
Francis Villatoro explica cómo, tras el experimento de Feynman, en los años 70 se propuso un esquema experimental para estudiar la caída libre de un neutrón.
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 describe experimentos futuros que buscan replicar el experimento propuesto por Feynman, utilizando nanodiamantes con un defecto de nitrógeno que actúa como spin.
Habla: Francis VillatoroSignificado #10 · Palabras #6ecuación de rödinger describe sistemas cuánticosprecisión altísima en demostraciones recientesneutrón afectado por la tierra clásicafalta interacción gravitacional entre objetos cuánticosspin en nanodiamantes defecto nitrógenoexperimento feynman replicación futurafabricación delicada nanodiamantesmasa acoplada bolitas nanodiamantes…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 en su interior un defecto de nitrógeno, que actúa como un spin. Entonces, esta bolita de nanodiamantes es completamente neutra para los campos electromagnéticos, 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…
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 #3 · Palabras #5experimento 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 #8diagramas feynman cruces circulosinteracción vacío partículas diagramas feynmanpropagadores fotones cálculos feynman…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 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 VillatoroSignificado #14experimentos 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…