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Cecilia GarraffoJuan Carlos GilGastón GiribetFrancis VillatoroBorja Tosarcongreso 1955 relatividad generaleinstein fallecimiento relatividad especialrichard feynman congreso relativistasexperimento mental gravitación cuánticaexperimento gravedad cuánticamasas de planck kilogramosfrancis villatoro experimento mentalgravedad entrelazada cuánticamentemasas microgramos entorno presión temperaturaestados posición gravitación entrelazadasuperposición campos gravitatorios francis villatoromasas de PlanckFrancis VillatoroChatGPTGastón Giribetley de Newton de la gravitaciónecuación de RödingerPhysical Review LettersPlanckRödingerTierraexperimento de FeynmanRichard FeynmanAlbert EinsteinNaturediagramas de Feynmansiglo XVIIIRödinger-Newton
Experimento mental Gravitación cuántica
Ep530: Estalagmitas; Deepmind; Entrelazamiento y Gravedad; Gravitones; Halloween
30 de octubre de 20259 momentos
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Francis Villatoro explica que para determinar si la gravedad es cuántica, no se puede obtener una respuesta sentados o utilizando modelos como ChatGPT, sino a través de un experimento.
…1930 ya empieza a haber una preocupación sobre si la gravedad es cuántica o no es cuántica y ya había modelos en la década de los 30 de cómo cuantizar la gravitación de Einstein. Y esa pregunta se ha quedado ahí congelada hasta el fallecimiento de Einstein. En 1955 iba a haber un primer congreso por los 100 años de la relatividad especial, que fue un congreso al que no pudo asistir Einstein porque falleció unos meses antes y que fue un congreso que en realidad no se dedicó a la relatividad especial, se dedicó a la relatividad general y fue el punto de partida de una serie de congresos que fueron ocurriendo, entre ellos el más famoso es el de 1957, en el que asistió Richard Feynman, que no era relativista y que fue allí a ver un poco de qué contaban los relativistas de estos temas y ofreció varias ideas muy interesantes como Oxider y una de las ideas que ofreció es un experimento mental de decir, ¿cómo podemos saber que la gravitación es cuántica? Pues tenemos que preguntarle a la naturaleza, sentados en un sillón o preguntándole a un chajete, nunca vamos a descubrir que la gravedad es cuántica o no lo es. Tenemos que preguntarle con un experimento; él te planteó un experimento mental en que yo tomo dos masas. Él consideró, venga, dos masas de Planck. Las masas de Planck son unos 10 a la menos 8, son kilogramos, ¿no? O gramos 0,1 microgramos sería, ¿no? Están en un entorno de bajísima presión, de bajísima temperatura, etc. Yo puedo conseguir que se entrelacen, es decir, cuánticamente; por ejemplo, si yo hago que una de estas masas esté en dos estados de posición y la otra masa en dos estados de posición, ¿la gravitación entre ellas estará entrelazada? ¿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…
Significado #1 · Palabras #15
Francis Villatoro explica que para determinar si la gravedad es cuántica, no se puede obtener una respuesta sentados o utilizando modelos como ChatGPT, sino a través de un experimento.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #15congreso 1955 relatividad generaleinstein fallecimiento relatividad especialrichard feynman congreso relativistasexperimento mental gravitación cuánticaexperimento gravedad cuánticamasas de planck kilogramosfrancis villatoro experimento mentalgravedad entrelazada cuánticamentemasas microgramos entorno presión temperaturaestados posición gravitación entrelazadasuperposición campos gravitatorios francis villatoro…1930 ya empieza a haber una preocupación sobre si la gravedad es cuántica o no es cuántica y ya había modelos en la década de los 30 de cómo cuantizar la gravitación de Einstein. Y esa pregunta se ha quedado ahí congelada hasta el fallecimiento de Einstein. En 1955 iba a haber un primer congreso por los 100 años de la relatividad especial, que fue un congreso al que no pudo asistir Einstein porque falleció unos meses antes y que fue un congreso que en realidad no se dedicó a la relatividad especial, se dedicó a la relatividad general y fue el punto de partida de una serie de congresos que fueron ocurriendo, entre ellos el más famoso es el de 1957, en el que asistió Richard Feynman, que no era relativista y que fue allí a ver un poco de qué contaban los relativistas de estos temas y ofreció varias ideas muy interesantes como Oxider y una de las ideas que ofreció es un experimento mental de decir, ¿cómo podemos saber que la gravitación es cuántica? Pues tenemos que preguntarle a la naturaleza, sentados en un sillón o preguntándole a un chajete, nunca vamos a descubrir que la gravedad es cuántica o no lo es. Tenemos que preguntarle con un experimento; él te planteó un experimento mental en que yo tomo dos masas. Él consideró, venga, dos masas de Planck. Las masas de Planck son unos 10 a la menos 8, son kilogramos, ¿no? O gramos 0,1 microgramos sería, ¿no? Están en un entorno de bajísima presión, de bajísima temperatura, etc. Yo puedo conseguir que se entrelacen, es decir, cuánticamente; por ejemplo, si yo hago que una de estas masas esté en dos estados de posición y la otra masa en dos estados de posición, ¿la gravitación entre ellas estará entrelazada? ¿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…
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 #18interferómetro 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 #3 · Palabras #14ley 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 #5 · Palabras #13experimento 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 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 #10 · Palabras #19cálculos 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 la diferencia entre el entrelazamiento generado por un efecto asociado a la gravitación clásica y el entrelazamiento genuino vinculado a la gravedad cuántica, y pregunta a Gastón Giribet si tiene alguna observación al respecto.
Habla: Francis VillatoroSignificado #13 · Palabras #7entrelazamiento gravitación clásicagravedad cuántica verdaderaondas electromagnéticas gastón giribet…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 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 VillatoroSignificado #2 · Palabras #2gravitación 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 cuánticagravitación cuántica dificultades experimentalesdistinguir efectos clásicos cuánticos experimentosjustificar capacidad experimento gravitación cuántica…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 diferencia y la mayor parte de los diseños cuando miras los parámetros que pusieron en cuanto a masas y tiempos de... Esto hay que provocar el entrelazamiento. El entrelazamiento gravitacional afecta la fase y es una cosa que va aumentando mientras las dos partículas están actuando gravitacionalmente entre ellas. Entonces, yo necesito que se mantengan en un estado coherente,…
Gastón Giribet expresa su opinión sobre los trabajos que buscan observar efectos de gravedad cuántica o mecánica cuántica bajo la influencia de la gravedad, destacando una cuestión de escala.
Habla: Gastón GiribetSignificado #15gravedad cuántica cuestión de escalamecánica cuántica influjos de gravedaddetectar gravedad objetos no planetarios…el artículo y sí, no tengo nada, Juan Carlos; no quiero comentar tampoco nada, y Borja tampoco quiere comentar nada o algo así. Yo me junto contigo a pedir pasta para la ciencia. La última frase de: "Oye, hace falta pasta para saber cómo acaba esta movida". A mí me genera, cuando veo estos trabajos, por una cuestión de escala; yo soy un poco ingenuo, pero por una cuestión de escala, todos estos trabajos que pretenden ver efectos de gravedad cuántica, o como en este caso, efectos de mecánica cuántica bajo los influjos de gravedad, porque son dos cosas distintas, que ya son muy difíciles de hacer. O sea, si bien nosotros podemos detectar la gravedad de objetos, podemos manipular la gravedad de objetos que no sean planetarios, a partir del fin del siglo XVIII, con el experimento de Cavendish, que fue hecho por Cavendish y por su amigo, su mejor amigo, que era John Mitchell lo que pasa es que John Mitchell murió justo hace año, pero Mitchell y Cavendish hicieron ese experimento y desde ahí uno dice podemos mostrar una cosa…
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 #11gravedad 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…