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Luisa AchaerandioIgnacio CrespoFrancis VillatoroJuan Carlos GilJosé EdelsteinHéctor SocasGastón Giribetstuckelberger y la mecánica cuánticaperro de stuckelberger en cernseminarios del cern con stickelbergerperro de stuckelberger evalúa charlastrabajo de stuckelberger previo a bellidentificación del entrelazamiento cuánticomecánica cuántica en dos sistemasecuación de schrödinger en realesstuckelberger y notación complejamatriz 2x2 de números realesconclusiones erróneas con realesStuckelbergerecuación de SchrödingerJosé EdelsteinJohn Stewart BellCERNMecánica cuánticaSchrödingerStuckelbergFrancis VillatoroNatureFísica Review Lettersmétodos matemáticos 1Héctor SocasBrassKetzteoría cuántica de CamposCochi
Stuckelberger y notación compleja
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José Edelstein explica cómo el físico Stuckelberger argumentaba que es posible deshacer la notación compleja de la ecuación de Schrödinger utilizando matrices de números reales.
…siempre puede deshacer todo y duplicando las dimensiones, sí es cierto. Pero es cierto que a medida que uno va avanzando en el tipo de operaciones que uno va realizando, cada vez es más complicado hacerlo así. Entonces yo no creo que, digo, hay un trabajo, yo Creo que todo este tema de si se puede escribir o no la mecánica cuántica en números reales se basa en un trabajo de un famoso físico, bueno, bastante conocido, Stuckelberger, que era un hombre que estaba en el CERN, iba con su perro a los seminarios y es famoso porque él decía que el perro ladraba si veía algo raro en lo que estaba contando el speaker. entonces era mala señal para los que iban a dar charlas en el CERN que el perro de Stuckelberger ladrara. Y Stuckelberger básicamente argumenta en un trabajo publicado, creo que en 1960, o sea, previo a Bell, por ejemplo, eso es importante, previo al trabajo de John Stewart Bell y a la identificación del entrelazamiento y a la identificación de todo lo que la mecánica cuántica encierra cuando uno hace no observaciones en un único sistema, sino en dos sistemas. Que estuvieran en contacto previo, que eso es un salto conceptual importante de la mecánica cuántica. Pero bueno, Stuckelberger básicamente argumenta que uno puede deshacer toda la notación compleja de la ecuación de Schrödinger: o sea, en lugar de poner el i delante de la ecuación lo que haces es poner una matriz 2x2 de números reales que elevada al cuadrado menos 1 y entonces duplica las dimensiones del espacio. A ver, y si tú haces eso y consistentemente cada vez que tienes que decidir cómo lo haces miras el cálculo de la mecánica cuántica y lo adaptas para que te dé lo mismo, lo vas a poder hacer, pero eso mucha gracia no tiene porque creo yo en mi opinión: porque en realidad si tú dices vamos a fiarnos de los números reales, empiezas a llegar a conclusiones erróneas muy rápidamente. Pongo un ejemplo muy simple, que es un qubit, la unidad mínima de información que guarda un sistema complejo, algo que tiene dos valores, como el 0-1 binario, pero que todos han escuchado hablar que en la mecánica cuántica uno puede tener una superposición…
Significado #1 · Palabras #1
Héctor Socas explica cómo los números complejos son una extensión más general de los números reales, permitiendo resolver ecuaciones algebraicas que no tienen solución en el dominio real.
Habla: Héctor SocasPalabras #15números complejos extensión números realesecuaciones algebraicas con números complejosdominio de números complejos…tú estás pensando en el dominio de los reales, hay ecuaciones algebraicas muy sencillas que no tienen una solución real; típicamente pues x cuadrado más 1 igual a cero, x cuadrado igual a menos 1. No existe ningún número real que satisfaga esa ecuación, ¿no? Entonces, se introducen los números complejos como una no una extensión, como algo más general que los números reales, que sí que, dentro del dominio de los números complejos, cualquier ecuación algebraica en la que se usen números complejos para los coeficientes y se considera el dominio de los números complejos, tiene. una solución que está dentro de los números complejos. Entonces nos quedamos más satisfechos porque el resultado se queda ahí dentro. ¿Y qué son los números complejos? Pues decía yo, la ecuación está x cuadrado igual a menos 1, sabemos que el menos 1 no tiene…
Héctor Socas explica que la ecuación de Schrödinger ya integra números reales y complejos, y que la función de onda resultante también es compleja.
Habla: Héctor SocasPalabras #17ecuación de schrödinger números complejosfunción de onda ecuación de schrödingercoeficientes complejos mecánica cuánticaprobabilidades reales módulo al cuadrado…se hicieron de la mecánica cuántica desde el principio si pensamos en la ecuación de Schrodinger vemos que en una parte está el hamiltoniano y en otra parte está la derivada del vector de estado pero hay una i multiplicando a i, esa i es la unidad imaginaria. La ecuación de Schrodinger ya tiene una mezcla de números reales y complejos. La función de onda de la ecuación de Schrodinger es una función compleja. Las formulaciones de la mecánica cuántica, tanto la de la matricial como la de Brass y Ketz funcionan con coeficientes complejos O sea, está como, todas las formulaciones que se hicieron de la mecánica cuántica originalmente se hacían con números complejos Aunque luego al final, todos los resultados que se obtienen cuando tú calculas una probabilidad de medida son probabilidades, son reales porque al final es el módulo al cuadrado de los coeficientes y eso es un número real. Entonces al final tú te quedas con números reales pero todo el cálculo subyacente es con complejos. Entonces, está un poco la duda, existió de ahí siempre sobre si el uso de números complejos es algo fundamental en la mecánica cuántica o es simplemente algo que nos facilita el cálculo; porque uno puede, como yo decía antes, un número complejo lo puede…
José Edelstein comenta sobre la importancia de la multiplicación de números complejos en relación con su representación geométrica.
Habla: José EdelsteinSignificado #11 · Palabras #16multiplicación números complejos puntoplano número complejo vector…cuerpo, por lo tanto automáticamente quedas sobre la mesa; tienes un nuevo cuerpo de los números complejos y con él puedes empezar a hacer funciones en variable compleja, derivadas, integrales, etcétera, etcétera. Si bien es cierto lo que tú dijiste, que uno puede prescindir de los números complejos, déjame hacer un comentario que creo que es importante. La multiplicación de los números complejos, cuando uno lo piensa el número complejo como un punto del plano o como el extremo de la flechita de un vector, eso vale para la suma, no hay que agregar ningún comentario, los números complejos se suman como si fueran vectores. en el plano, pero no para la multiplicación, porque de Hecho, la única multiplicación de vectores que da un vector es la multiplicación vectorial, así se llama, y algunos de los oyentes que han hecho alguna carrera científica saben que el producto de dos vectores da un tercer vector perpendicular a los dos…
José Edelstein explica cómo la regla de 'i cuadrado igual a menos 1' permite realizar un producto vectorial peculiar al multiplicar números complejos.
Habla: José EdelsteinSignificado #12números complejos con regla i cuadradoproducto vectorial de números complejosregla de i cuadrado menos 1multiplicación distributiva números complejosnúmeros complejos curso josé edelsteinrepresentación vectorial números complejosproducto de vectores plano complejo…el producto de dos vectores da un tercer vector perpendicular a los dos anteriores y por lo tanto en el plano no puedo definir un producto vectorial. Entonces, el producto de los números complejos es un producto que lo único que hace es Se puede definir otro. producto vectorial diferente Bueno, exactamente, pero ese producto vectorial diferente en realidad es el producto que sale sencillamente de decir i cuadrado igual a menos 1 Con solo esa regla, y ahora tú agarras un número que es a más b por i, o sea 3 más 5i multiplicado por 2 menos 4i distributiva y solo i cuadrado igual a menos uno, te realiza ese producto rarísimo vectorial. Yo cuando doy el curso, y voy cerrando esta parte introductoria, presento los números complejos sin hablar de i, hablando justamente de vectores en el plano y mostrando el producto. Les muestro que el producto que se define es rarísimo, tiene un signo menos, una parte que es un poco Antiintuitivo, es conmutativo, tiene propiedades muy buenas de producto, pero es raro. Y les digo: toda la magia, los números complejos, básicamente está en ese producto. De hecho, cuando empezamos a avanzar en la asignatura, les voy mostrando que todo lo que…
José Edelstein explica cómo adapta sus apuntes para introducir a los estudiantes el concepto de variable compleja, sustituyendo 'X' por 'Z'. Describe que las operaciones sin productos son análogas a las de variables reales.
Habla: José EdelsteinSignificado #8variable compleja z en métodos matemáticosoperaciones sin productos reales complejosderivada como producto implicito edelstein…en ese producto. De hecho, cuando empezamos a avanzar en la asignatura, les voy mostrando que todo lo que vamos haciendo, que no involucra productos, es igual que en variable real, directamente igual. De hecho lo despacho diciendo: ahora vamos a definir, no sé, límite y continuidad, pues nada, dura dos minutos esa parte, pues les digo, agarren los apuntes de métodos 1, métodos matemáticos 1, y donde dice X pongan Z, que es el nombre que les los tenemos ahora la variable compleja y ya está, es todo igual. Pero cuando hay productos, todo cambia. Y hay productos, tanto en la derivada, los que sepan la definición de derivada, hay un producto, un cociente que es lo mismo que un producto implicado, y en la Integral, que hay un producto mucho más manifiesto todavía. Por lo tanto, la derivada de números complejos y la integral de números complejos tienen propiedades muy diferentes y mucho más fuertes. Los números complejos tienen una estructura como cuerpo mucho…
José Edelstein explica cómo el físico Stuckelberger argumentaba que es posible deshacer la notación compleja de la ecuación de Schrödinger utilizando matrices de números reales.
Habla: José EdelsteinSignificado #1 · Palabras #1stuckelberger y la mecánica cuánticaperro de stuckelberger en cernseminarios del cern con stickelbergerperro de stuckelberger evalúa charlastrabajo de stuckelberger previo a bellidentificación del entrelazamiento cuánticomecánica cuántica en dos sistemasecuación de schrödinger en realesstuckelberger y notación complejamatriz 2x2 de números realesconclusiones erróneas con reales…siempre puede deshacer todo y duplicando las dimensiones, sí es cierto. Pero es cierto que a medida que uno va avanzando en el tipo de operaciones que uno va realizando, cada vez es más complicado hacerlo así. Entonces yo no creo que, digo, hay un trabajo, yo Creo que todo este tema de si se puede escribir o no la mecánica cuántica en números reales se basa en un trabajo de un famoso físico, bueno, bastante conocido, Stuckelberger, que era un hombre que estaba en el CERN, iba con su perro a los seminarios y es famoso porque él decía que el perro ladraba si veía algo raro en lo que estaba contando el speaker. entonces era mala señal para los que iban a dar charlas en el CERN que el perro de Stuckelberger ladrara. Y Stuckelberger básicamente argumenta en un trabajo publicado, creo que en 1960, o sea, previo a Bell, por ejemplo, eso es importante, previo al trabajo de John Stewart Bell y a la identificación del entrelazamiento y a la identificación de todo lo que la mecánica cuántica encierra cuando uno hace no observaciones en un único sistema, sino en dos sistemas. Que estuvieran en contacto previo, que eso es un salto conceptual importante de la mecánica cuántica. Pero bueno, Stuckelberger básicamente argumenta que uno puede deshacer toda la notación compleja de la ecuación de Schrödinger: o sea, en lugar de poner el i delante de la ecuación lo que haces es poner una matriz 2x2 de números reales que elevada al cuadrado menos 1 y entonces duplica las dimensiones del espacio. A ver, y si tú haces eso y consistentemente cada vez que tienes que decidir cómo lo haces miras el cálculo de la mecánica cuántica y lo adaptas para que te dé lo mismo, lo vas a poder hacer, pero eso mucha gracia no tiene porque creo yo en mi opinión: porque en realidad si tú dices vamos a fiarnos de los números reales, empiezas a llegar a conclusiones erróneas muy rápidamente. Pongo un ejemplo muy simple, que es un qubit, la unidad mínima de información que guarda un sistema complejo, algo que tiene dos valores, como el 0-1 binario, pero que todos han escuchado hablar que en la mecánica cuántica uno puede tener una superposición…
José Edelstein argumenta sobre la utilidad de un trabajo de Stuckelberger relacionado con la ecuación de Schrödinger y cómo este implica reescribir conceptos en un lenguaje más abstracto.
Habla: José EdelsteinSignificado #4 · Palabras #3ecuación de schrödinger y variables complejasqubit con cuatro grados de libertadreescribir conceptos en lenguaje abstracto gastoniano…tiene cuatro grados de libertad, dos qubits independientes, bueno tienen ocho, porque son cuatro más cuatro ocho, que en el fondo es multiplicar por dos los dos que tiene cada qubit, dos por dos cuatro, pero como es un número complejo lo duplico y me da ocho. Si uno arranca de entrada con variable real y diciendo que el qubit tiene 4 grados de libertad, cuando pongo 2 qubits lo que te lleva naturalmente es decir 4x4 es 16, que no es el número real de los grados de libertad. Claro, si uno ya sabe que no te tiene que dar 16 sino que te tiene que dar 8, empiezas a meter aclaraciones para tratar de reconciliarte con la situación compleja. Entonces yo creo que en cierto sentido lo que Stuckelberger hizo no me parece que tenga demasiado interés en el sentido de que es reescribir algo en un lenguaje mucho más, voy a usar un término gastoniano, abstruso; en el cual en el fondo cada vez que quieres hacer cualquier deducción tienes que en un costadito hacerlo en variable compleja para saber exactamente qué tienes que hacer, si no empiezas a llegar a conclusiones erróneas. Lo que este Paper ha dicho todo esto. Lo que este paper hace. Perdona, ¿estás argumentando que reescribir la cuántica en números reales la hace más compleja? Pero un psh. Bueno, ahí faltó el... Tiene que ponerle un audio ahí del golpe de batería. Que recuerde que es un…
José Edelstein considera que un trabajo de Stuckelberger podría no refutar ciertos aspectos de la mecánica cuántica, sino más bien cuestionar su viabilidad.
Habla: José EdelsteinSignificado #2 · Palabras #2trabajo de stuckelberger y mecánica cuánticaaxiomas de la mecánica cuánticarefutar trabajo de stuckelberger…que reescribir la cuántica en números reales la hace más compleja? Pero un psh. Bueno, ahí faltó el... Tiene que ponerle un audio ahí del golpe de batería. Que recuerde que es un chiste. Sí, a ver, pero lo que hace este trabajo es una cosa mucho más. Interesante y es, uno podría no querer hacer lo que hizo Stuckelberger, que creo yo que, bueno, no me leí en detalle el paper Stuckelberger, pero entiendo que este trabajo no refute ese trabajo, sino que lo que uno puede intentar refutar es, si es posible, con los axiomas de la mecánica cuántica. Espacio de Hilbert, estados, o matriz densidad. Bueno, todo lo que es los axiomas de la mecánica cuántica, si yo ahí paso de números complejos a números reales en los axiomas y me permito, como los reales al menos tienen el doble de dimensiones que los…
José Edelstein reflexiona sobre la imposibilidad de evitar el uso de números complejos en la teoría cuántica de campos, incluso si se intenta, lo que implicaría recurrir a matrices con propiedades inusuales.
Habla: José EdelsteinSignificado #17números complejos en teoría cuánticamatriz al cuadrado menos unouniverso escrito en números complejos…ser relativista para que tenga su teoría coherente consigo misma, te ves obligado al final ir a la teoría cuántica de Campos. En cierto sentido es la teoría fundamental detrás de todo esto; pues vete a hacer tu teoría cuántica de Campos sin números complejos. O sea, nuevamente, seguramente agarrando un libro de teoría cuántica de Campos y con toda la paciencia del mundo, paso a paso, retorciendo todo para no meterla ahí, pero a costa de meter una matriz que al cuadrado da menos uno. O sea, los números complejos son... ¿Dios escribió el universo en números complejos? Se tienen que ir, José y Luisa. Me voy a hablar de este tema. Me voy a hablar de números complejos. Ahora voy a ir; van a estar todos los estudiantes diciéndome: ¿Para qué nos enseñas esto que es prescindible? Hay un paper 2024 que lo dice. Diles que te…
Francis Villatoro explica por qué la forma natural de combinar espacios de Hilbert al construir sistemas compuestos no funciona, haciendo referencia a artículos mencionados por José Edelstein y el trabajo de Stuckelberg en 1960.
Habla: Francis VillatoroSignificado #7 · Palabras #7espacios de hilbert y sistemas compuestostrabajo de stuckelberg en 1960artículos posteriores sobre hilbertconstrucción forzada de sistemas…las pego y ya está, o sea, no tengo que hacer nada. ¿No? Eso es lo que demostraba este artículo en Nature y que se demostró después experimentalmente en los artículos de Física Review Letters que ha mencionado José; es lo que se demostraba que no funciona. O sea, lo natural a la hora de construir un sistema compuesto que es pegar los espacios de Hilbert de manera tensorial no funciona. Lo que artículos posteriores y, en última instancia, lo que tenía en mente Stuckelberg, en 1960, como ha mencionado José, es: yo puedo forzarlo; puedo forzar que cuando yo construyo un sistema pegando sus sistemas, es decir, cuando en lugar de tener un electrón tengo dos o tengo tres, pues ¿cómo combino los espacios de Hilbert del electrón, de ¿Cada uno de los electrones? Pues, en mecánica cuántica con números reales yo tengo que forzarlo; tengo que sustituir lo natural, que es ese producto tensorial, por un producto editorial modificado. Uno de los artículos últimos es el de gran etiquetado. Yo…
Héctor Socas aclara un término técnico ('inner product') y explica su origen en el inglés, corrigiendo una interpretación previa sobre su significado.
Habla: Héctor SocasPalabras #8inner product notación heredada inglésproducto escalar interpretación previanúmeros complejos josé plantea…microscópica del espacio-tiempo en otras estructuras algebraicas que no sean los números reales? O sea, esta idea que vos tenés, esta intuición, ha sido pensada por Witten y otros en los años 90. Acabo de mirar, por cierto, lo de producto interno y Externo y efectivamente es como dicen ustedes, no hace referencia a interno y externo a que el resultado esté dentro de la misma estructura, grupo o lo que sea, sino que de hecho dice que es una notación heredada del inglés: llamar inner product, que es la propia operación la que está definida dentro del grupo. Así que si efectivamente interno sería el producto escalar. Así que una cosa que me vale para corregir esta conversación, claro, la otra cara de la moneda, José también lo planteaba: si aceptamos entonces como normal que los números complejos. están entre nosotros y que la realidad, la estructura de la realidad de alguna forma subyacente está hecha de números complejos si están entre nosotros, ¿por qué no los vemos? Como decía Le Luthier, ¿por qué se escuenden? ¿Por qué no se mostran? Porque al…
Francis Villatoro explica las ventajas de trabajar con funciones complejas sobre las reales, destacando su mayor sencillez, elegancia y potencia.
Habla: Francis VillatoroSignificado #15funciones complejas sobre realesintegración de funciones plano complejoresiduos en lugares función complejaanálisis real sin integración funcionesanálisis complejo naturalezanúmeros complejos fenómenos naturalesfunción compleja cochi…con cantidades finitas de números, una cantidad finita, muy pequeñita de números, y con eso lo calculo todo y no en ningún momento he hecho falta números, ¿no? Entonces, con ese tipo de cosas hay que hay que jugar pero lo que es cierto es que en variable. Compleja, lo que es manejar funciones, es muchísimo más sencillo, muchísimo más elegante y muchísimo más potente. Y tengo expresiones para evaluar funciones; pues una función en el plano complejo cuando la integro, pues basta yo que sé el tema de los residuos en ciertos lugares, tomar el valor que tiene la función. Lo que pasa en el resto es trivial porque es obvio, es, es súper sencillo ¿no? O sea, eso no lo tengo en análisis real, en. análisis real tendría que mirar todo el espacio y ir viendo todos los detalles, o sea que desde el punto de vista matemático lo que me ofrece los números complejos es el análisis complejo, es la posibilidad de que todo sea fluido y sencillo y por alguna razón la naturaleza pues no es demasiado perniciosa y se describe mejor con lo sencillo que son los números complejos Puedo hacer un comentario Tengo una tontería, que ese análisis de Cochi, de las funciones complejas, siempre me ha parecido una cochinada Está relacionado con Cochi, en realidad, con Cochi No, quería decir, no puedo escapar de mi naturaleza kantiana y tengo que reconocer que hay algo en lo estético que tiene que ser universal, si no todo ello claramente Pero al menos algo, ¿no? Y entonces hay…
Héctor Socas explica cómo evitar singularidades en funciones complejas, comparándolo con la resolución de integrales para superar infinitos que impiden su cálculo.
Habla: Héctor SocasSignificado #9singularidades en funciones complejasintegrales de función complejaresolver integrales evitando infinitoshéctór socas explica funciones…plano complejo donde hay polos y evitas el polo, pero no creo que se refiera a singularidades de agujeros negros. No, no son singularidades en funciones que tengan algún polo simple en algún lado; no tenemos los residuos. Sí, creo que se debe referir a eso. pero es una manera de evitar singularidades que al final son infinitos que te aparecen y que te impiden por ejemplo hacer una integral de una determinada función compleja y es una forma de resolverla simplemente y bueno yo creo que con esto lo vamos a dejar porque sí, ya tenemos ya tres horas de programa, pues nada, que genial, muchas gracias Ignacio, Gastón, Francis, también a José y a Luisa y a Juan Carlos, ha sido un placer y gracias a todos los oyentes y por dejarnos sus preguntas, nos vemos la semana que viene si ustedes no tienen nada mejor que hacer, hasta…