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Cecilia GarraffoJuan Carlos GilGastón GiribetFrancis VillatoroBorja Tosarinteracción fermiones campo electromagnéticofotones virtuales astrofísicacampo electromagnético efectivo electronescálculos efectivos electrodinámica cuánticagravitación clásica masas pequeñas diamantediagramas de feynman gravitación cuánticabosones masivos campos escalaresentrelazamiento a cuarto ordencampo gravitacional clásico efectivopartículas masivas simulan gravitaciónfotones virtuales electrones electrodinámica cuánticaaniquilación electrón-positrón fotón virtualpropagadores efectivos interacciones electromagnéticasinteracción electrones múltiples partículas virtualespropagador clásico afecta a partícula escalarintercambio propagadores virtuales electron positrónpartículas escalares propagadores cuánticosentrelazamiento cuántico teoría camposgravedad canal clásico transferencia partículas virtualesbosones materia teoría cuántica camposnueva fuente de entrelazamiento gravedadentrelazamiento gravitación clásicagravedad cuántica verdaderaondas electromagnéticas gastón giribetteoría cuántica de CamposFrancis VillatoroNatureTierraPhysical Review LettersDresdenAlemaniaLIGOGastón GiribetLOCCdiagramas de Feynmanmasas de PlanckChatGPTPlanckinterferómetros de Michelsonley de Newton de la gravitaciónecuación de Rödinger
Gravedad canal clásico transferencia Partículas virtuales
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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.
…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 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 decir, en lugar de tener un único fotón, tengo un fotón parejita y un fotón. Tengo cuatro partículas virtuales y puedo tener más de uno. Eso, en este tipo de descripción efectiva, significa que hay una interacción, además de ese fotón efectivo, ese propagador efectivo clásico asociado al campo electromagnético, tengo que incluir un propagador efectivo que dé cuenta de estas interacciones que incluyen estas aniquilaciones positrón-electrón virtuales. Entonces tengo otro tipo de propagador. entonces yo puedo, por ejemplo, tener dos partículas escalares, tengo el propagador clásico que afecta a una de ellas, el 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…
Significado #1 · Palabras #1
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 #11experimento gravedad cuánticamasas de planck kilogramosfrancis villatoro experimento mentalgravedad entrelazada cuánticamentemasas microgramos entorno presión temperaturaestados posición gravitación entrelazadasuperposición campos gravitatorios francis villatoro…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 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 #17ley newton gravitación ecuación rödingersistema cuántico campo gravitatoriophysical review letters publicación…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…
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 #2 · Palabras #12localidad 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 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 #1 · Palabras #1interacción fermiones campo electromagnéticofotones virtuales astrofísicacampo electromagnético efectivo electronescálculos efectivos electrodinámica cuánticagravitación clásica masas pequeñas diamantediagramas de feynman gravitación cuánticabosones masivos campos escalaresentrelazamiento a cuarto ordencampo gravitacional clásico efectivopartículas masivas simulan gravitaciónfotones virtuales electrones electrodinámica cuánticaaniquilación electrón-positrón fotón virtualpropagadores efectivos interacciones electromagnéticasinteracción electrones múltiples partículas virtualespropagador clásico afecta a partícula escalarintercambio propagadores virtuales electron positrónpartículas escalares propagadores cuánticosentrelazamiento cuántico teoría camposgravedad canal clásico transferencia partículas virtualesbosones materia teoría cuántica camposnueva fuente de entrelazamiento gravedadentrelazamiento gravitación clásicagravedad cuántica verdaderaondas electromagnéticas gastón giribet…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 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 decir, en lugar de tener un único fotón, tengo un fotón parejita y un fotón. Tengo cuatro partículas virtuales y puedo tener más de uno. Eso, en este tipo de descripción efectiva, significa que hay una interacción, además de ese fotón efectivo, ese propagador efectivo clásico asociado al campo electromagnético, tengo que incluir un propagador efectivo que dé cuenta de estas interacciones que incluyen estas aniquilaciones positrón-electrón virtuales. Entonces tengo otro tipo de propagador. entonces yo puedo, por ejemplo, tener dos partículas escalares, tengo el propagador clásico que afecta a una de ellas, el 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…
Gastón Giribet explica que el fenómeno descrito no es exclusivo del campo gravitacional cuántico, sino que se trata de un ejemplo funcional aplicable a cualquier potencial externo clásico.
Habla: Gastón GiribetSignificado #14 · Palabras #17potencial externo clásico gravitacionalelectromagnetismo ejemplo mecánico cuánticofenómeno más amplio campo gravitacional…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…
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 #3fase 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…
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 #18experimentos 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 explica cómo la absorción de gravitones por luz implica la conversión de una partícula en otra, un fenómeno cuántico. A pesar de considerarlo poco creíble con la tecnología actual, menciona un estudio reciente publicado en Physical Review Letters que sugiere su observación mediante LIGO.
Habla: Gastón GiribetSignificado #4gravitones por luz conversión partículateoría cuántica campos tri-levelinvestigador dresden physical review lettersobservación gravitones ligó tecnología actualondas gravitacionales detectadas ligógravitón modo excitación campo gravitacionalfotón linterna abuso notación…que salió en Physical Review Letters hace nada, hace cuando, ese artículo de Ralf Schutthold, lo tengo acá escrito, que se llama Emisión Estimulada y Absorción de Gravitones por Luz; ahí sí estamos hablando del régimen cuántico porque es la absorción de gravitones por luz significa que un gravitón se transforma en fotones aunque sea a tri-level, los que sepan teoría cuántica de Campos sabrán a qué me refiero, es lo que nosotros llamaríamos clásico pero es la conversión de una partícula en otra, en ese sentido es cuántico, no hay loops acá, pero bueno eso es mucho más poco creíble que uno pueda lograr con la tecnología actual no obstante este trabajo en Physical Review Letters, una prestigiosa revista de física de este investigador de Dresden de Alemania dice que sería posible observarlas con la tecnología actual, con la tecnología actual se refiere a LIGO, a los Detectores, a los interferómetros de Michelson que se usan para detectar ondas gravitacionales. Por supuesto, las ondas gravitacionales que nos llegan a nosotros es una gran ola clásica de gravedad que llega a nosotros. ¿Qué tiene que ver eso con gravedad cuántica? Es una onda de gravitación, no es un gravitón; gravitón es el modo de excitación cuántico de una sola partícula del campo gravitacional, es otra cosa lo llamamos gravitón por una cuestión de abuso de notación, pero es como llamar fotón a una linterna. ¿Está bien? Sí, es un fenómeno colectivo por un montón de fotones, pero es el régimen clásico. Entonces, ¿qué tiene que ver esto con gravedad cuántica? Lo que él argumenta, no voy a decir arguye porque ya robó el verbo Cecilia y se puede decir el verbo arguir una vez por programa, igual que la palabra crivia. Entonces, lo que ellos argumentan es que,…
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 #10 · Palabras #19gravedad 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…