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Cecilia GarraffoJuan Carlos GilGastón GiribetFrancis VillatoroBorja Tosargravedad entrelazada cuánticamentemasas microgramos entorno presión temperaturaestados posición gravitación entrelazadasuperposición campos gravitatorios francis villatoroFrancis VillatoroPlanckley de Newton de la gravitaciónecuación de RödingerPhysical Review LettersFeynmanTierraGastón Giribetteoría cuántica de CamposNaturediagramas de Feynman
Superposición campos gravitatorios Francis Villatoro
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Francis Villatoro describe un experimento mental para determinar si la gravedad puede entrelazarse cuánticamente, involucrando masas muy pequeñas del orden de microgramos.
…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 #1
Francis Villatoro describe un experimento mental para determinar si la gravedad puede entrelazarse cuánticamente, involucrando masas muy pequeñas del orden de microgramos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1gravedad entrelazada cuánticamentemasas microgramos entorno presión temperaturaestados posición gravitación entrelazadasuperposición campos gravitatorios francis villatoro…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, tras el experimento de Feynman, en los años 70 se propuso un esquema experimental para estudiar la caída libre de un neutrón.
Habla: Francis VillatoroPalabras #3experimento feynman estudio neutronescaída libre neutrón campo gravitatorio tierracampo gravitatorio afecta fase función onda…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…
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 #18 · Palabras #2ley 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 #7gravitación clásica sistemas cuánticosentrelazamiento gravitación clásicacanal clásico experimentos cuánticosfrancis villatoro entrelazamiento…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 una propuesta de investigadores que simula la gravitación clásica entre dos masas pequeñas utilizando campos gravitacionales clásicos efectivos y bosones masivos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #8cálculos 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 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 #3entrelazamiento 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 #17fase función de onda terrestreinteracción partículas gravitación cuánticaefecto en fase canal clásico gravitacióndesplazamiento fase 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…
Francis Villatoro explica cómo generar entrelazamiento gravitacional, indicando la necesidad de mantener partículas en estados coherentes durante un tiempo suficiente para observar los efectos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #5entrelazamiento gravitacional fasepartículas estado coherente diamanteestados coherentes tiempo suficienteexperimentos orden de un segundo…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, es decir, una partícula, o diamante o como sea, es macroscópica básicamente esa partícula, está en un estado de dos posiciones en paralelo; eso se puede hacer con lengüenta, se puede hacer de diferentes maneras para que tenga un estado cuántico en dos posiciones. La otra tiene que tener un estado coherente 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.…