física cuántica

física cuántica
físico

domingo, 10 de noviembre de 2013


FÍSICA CUÁNTICA MODERNA.



La física cuántica es una teoría que describe cómo funciona el mundo a escalas muy, muy pequeñas.

Es una teoría científica, es decir, su validez reposa sobre experimentos. Si los experimentos diesen resultados diferentes a los que predice la teoría, tiraríamos la física cuántica a la basura.

En la ciencia no hay Biblia que diga “lo que aquí se dice es verdad y lo será siempre”. El cementerio científico está repleto de hermosísimas teorías que, en su momento, parecían ciertas.

Nada nos hace tan felices a los científicos como demostrar que nuestros predecesores estaban equivocados.
http://centrosanarte.webs.com/apps/blog/show/2638173-la-fisica-cuantica-moderna-dice-Porque predice efectos que desafían a nuestra intuición. ¿Qué significa que una partícula pueda estar en un lugar y todos los lugares a la vez? ¿Qué es la interpretación de los “Universos paralelos”? El gato de Schröedinger, ¿está vivo o muerto?

Niels Bohr, uno de los padres de la teoría, decía que “aquel que no se extrañe cuando le expliquen la mecánica cuántica, es que no ha comprendido nada”.

La mecánica cuántica no es la única teoría que predice “cosas raras”. Que la Tierra es redonda, que la Luna no tiene luz propia, que los océanos y las nubes están formados por el mismo compuesto o que cierto bichillo es el responsable de la malaria, son cosas que hoy nos parecen evidentes.

Pero no lo son: los humanos las desconocimos durante la mayor parte de nuestra historia. Y eso que los antiguos eran bastante espabilados. En el siglo IV a.C., los astrónomos chinos ya predecían los eclipses lunares con precisión. ¿Serías vosotros capaces de hacerlo con toda la tecnología actual?

En un distante futuro, cuando vuestros nietos os miren avergonzados porque les confeséis que la física cuántica “os parece extraña”, ¡desafiadles con la historia de los astrónomos chinos!

LA IMPLICACIÓN DE LA FILOSOFÍA CUÁNTICA.



La física aristotélica
Los filósofos de la naturaleza de la antigua Grecia no pretendían dar una explicación detallada de los mecanismos que rigen el comportamiento de la Naturaleza, y mucho menos aspiraban a lograr predicciones cuantitativas de resultados experimentales. Por contrario, buscaban analogías de los fenómenos naturales en términos más familiares, para lo que usaban frecuentemente el cuerpo del hombre, las relaciones humanas, los conflictos sociales, etc. Así, el magnetismo se podía describir como similar a la atracción que determinadas personas son capaces de ejercer sobre otras en virtud de una simpatía innata y que no todos poseen. Los conceptos de atracción y repulsión eran centrales en la ciencia pre-aristotélica, al ser tomados como agentes fundamentales de cambios en la Naturaleza.

La distinción entre materia, sujeto paciente de los cambios, y fuerzas, agentes de los mismos, ya es un hecho en la antigua ciencia griega hacia el siglo V a. C..

Se establecían cuatro tipos de causas de cambios, de las cuales, la causa eficiente se tomaba como fuente primaria de todo cambio, y representaba lo más parecido a lo que hoy llamamos acción o fuerza en un movimiento.

La "Física" de Aristóteles está dedicada fundamentalmente al estudio de las causas eficientes y su relación con el movimiento. Se desarrolla sobre la base de cuatro principios:
Negación del vacío. La existencia de espacios vacíos supondría velocidad infinita, por ser ésta inversamente proporcional a la resistencia del medio. Y dentro del esquema aristotélico no resultaba admisible la existencia de un móvil con esa propiedad.
Existencia de una causa eficiente en todo cambio. La causa eficiente se localizaba en la tendencia generalizada al "propio lugar", que no es sino la inclinación que todo cuerpo posee a ocupar el lugar que le corresponde por su propia naturaleza. Esta propensión al "propio lugar" ha sido interpretada, a veces, como una energía potencial introducida de forma rudimentaria; en otras, se ha visto como la primera insinuación de un modelo de acción a distancia, que sería la ejercida por la Tierra sobre los demás cuerpos.
Principio de la acción por contacto. En todos los movimientos, excepto en los naturales, debe existir como causa eficiente un agente en contacto con el objeto móvil. Se tomaba como resultado experimental, aunque aparecían dificultades concretas a la hora de explicar los movimientos de proyectiles, el magnetismo y las mareas. En los tres casos, el agente parecía operar a través de la continuidad del medio.
Existencia de un primer agente inmóvil. Carece de interés para el problema de las interacciones.

La Física de Descartes

El filósofo francés Descartes, comienza con una intrepidez sin límites, al crear todo un sistema del mundo en el que la materia se identificaba con el espacio, y no había lugar para el vacío. Así por el ejemplo el movimiento planterio alrededor del Sol se suponía se debía a vórtices de partículas que giraban alrededor del Sol, aunque el sistema cartesiano no trataba de explicar los detalles.

La ley fundamental del sistema de Descartes es la conservación del movimiento. Dios infundió al Universo cierta cantidad de movimiento, que continua inalterado. Para Descartes "movimiento" es momento (mv), prescindiendo del carácter direccional de la velocidad. Puede haber transferencia de movimiento entre partículas que chocan, pero nunca puede ser creado ni destruido. Esto es un claro antecedente de la primera ley de Newton, aunque existían diferencias de detalle importantes.

La causalidad física se reduce a un principio puramente mecánico: todo cambio es movimiento y toda alteración del movimiento se debe al contacto entre los cuerpos. Para Descartes la cuestión clave de la física, que nunca se había planteado hasta entonces, estribaba en las leyes de los choques entre los cuerpos, que él mismo formuló.
La Física de Newton

La física newtoniana tomaba como punto de partida un universo constituido por corpúsculos extensos y por espacio vacío. Cada uno de estos corpúsculos tenía la posibilidad de interactuar por contacto y también a distancia, ejerciendo fuerzas gravitatorias proporcionales a su masa e instantáneamente sobre los demás. Con este esquema básico, Newton desarrolló sus conocidas teorías sobre el movimiento y sobre la gravitación publicadas en 1686.

En los Principia mathematica de I. Newton se describe cómo las fuerzas producen movimiento:
La proporcionalidad entre la intensidad de la fuerza y la aceleración (segunda ley).
La ley de inercia (primera ley) por la cual un cuerpo se mantiene en su estado de movimiento si no actúan fuerzas sobre el mismo.
El principio de acción y reacción (tercera ley), por el que la fuerza que ejerce un cuerpo sobre un segundo cuerpo es igual y de sentido contrario al que ejerce el segundo sobre el primero.

La visión newtoniana del universo se completaba con la ley de la gravitación universal que describe la naturaleza de las fuerzas gravitatorias asociadas con los corpúsculos materiales. en esa teoría dichas fuerzas son siempre fuerzas atractivas y centrales, es decir, actúan según la recta que determinan sus respectivos centros. Newton estableció la variación cuantitativa de esta fuerza: resultaba ser directamente proporcional al producto de sus masas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa los centros de masa de los cuerpos.

Newton verificó que aplicando esta ley, podía calcular el movimiento de los planetas con gran aproximación y también, deducir correctamente las leyes descubiertas por Kepler y Galileo. La teoría de Newton era sorprendentemente superior, en la predicción de nuevos resultados, a cualquier teoría precedente en la historia del pensamiento humano.

La ley del inverso del cuadrado de la distancia está en perfecta consonancia con la metafísica de Newton porque tiene interpretación geométrica y parece seguirse del carácter mismo del espacio. Imaginemos una fuente luminosa de intensidad constante, o una fuente de la que brota agua en todas las direcciones, o una fuente de calor en un sólido uniforme. Imagínense dos esferas, una mayor que otra, concéntricas con la fuente. La luz, el agua y el calor se difundirán como se sigue de la geometría de las esferas, con una intensidad decreciente según la ley del inverso del cuadrado de la distancia.

La teoría newtoniana de la acción a distancia no involucra al medio y supone la existencia de corpúsculos, espacio vacío, fuerzas centrales actuando a distancia e interacción instantánea. Aunque, dentro del esquema newtoniano la ley de gravitación resultaba absolutamente coherente, hay que resaltar que para el propio Newton era ya patente la dificultad de su adaptación a otro tipo de interacción. No predecía nada sobre otros muchos modos de acción de un cuerpo sobre otro. No explicaba explícitamente, por ejemplo, la cohesión, fuerza que mantiene unidos a los cuerpos, ni tampoco las fuerzas eléctricas, magnéticas, ni multitud de procesos físico-químicos. Se confiaba que este modelo sirviera de base para el estudio de otros fenómenos, como laelectricidad.



Las modificaciones de Leibniz.

Gottfried Leibniz (1646-1716) se replanteó el modelo de Descartes para los choques de partículas en varios aspectos fundamentales, por ejemplo, para explicar la impenetrabilidad de los cuerpos. Si los cuerpos son objetos meramente geométricos, ¿por qué no se atraviesan, como podemos imaginar que sucede con los objetos geométricos? La pregunta no tenía solución dentro del sistema de Descartes. Para contestarla era necesario considerar junto con la extensión, la fuerza como otra propiedad esencial de la materia. La fuerza debería ser repulsiva para resistir la penetración. Leibniz arguye además que hay que asignar fuerzas a todos los puntos de la materia, y no solo a partículas de tamaño finito.

Esta nueva concepción del espacio como un continuo de puntos materiales con fuerza asociada, encontró fuerte oposición por parte de los partidarios de la física newtoniana basada como ya se ha indicado en corpúsculos, vacío y acción a distancia.

En el siglo XVII, la filosofía del espacio y el tiempo se convirtió en una cuestión central de la metafísica y la epistemología. La discusión alcanzó un punto culminante en el importante debate entre G. Leibniz, el gran filósofo y matemático alemán, y Newton, el gran físico y matemático inglés. En su debate se perfilaron dos teorías contrarias acerca del lugar del espacio y el tiempo en el mundo, y muchas de las cuestiones fundamentales que en los años posteriores ocuparon a los filósofos interesados en el espacio y el tiempo recibieron su formulación más clara.

La idea sencilla de Leibniz es que el tiempo es justamente la colección de todas las relaciones temporales de esa índole entre los sucesos. Si no hubiera sucesos, no habría relaciones, de manera que el tiempo en el sentido indicado carece de una existencia independiente de los sucesos en él. Pero las relaciones entre los sucesos son una componente real en el mundo, así, sería erróneo decir que no hay en absoluto una tal cosa llamada el tiempo.

El oponente de Leibniz, el gran físico Newton, fue un antirrelacionista. Newton considera al espacio y al tiempo como más que meras relaciones espaciales y temporales entre los objetos y los sucesos materiales. Qué era exactamente este algo más, no podía decirlo con seguridad. Considera que es algo similar a la sustancia, pero en ocasiones prefiere pensar que es un atributo o propiedad, de hecho una propiedad de Dios. Aunque aporta algunos argumentos puramente filosóficos en contra del relacionismo leibniziano, Newton es famoso principalmente por sostener que los resultados de la observación y del experimento pueden refutar de manera concluyente la doctrina relacionista.
La síntesis de Kant.

Tanto Boscovich como Kant intentaron sintetizar las suposiciones básicas de Newton y Leibniz, para unir la contundente ciencia de Newton con la persuasiva metafísica de Leibniz. Ambos abandonaron la idea de que el mundo está lleno, que es un campo de materia o de fuerzas. Sin embargo, fue a través de su influencia como Faraday llegó a establecer su teoría de los campos de fuerzas.

El espacio está constituido por una parte vacía y fuerzas de diferente índole. Las fuerzas repulsivas ocupan regiones del espacio, donde actúan sobre puntos contiguos; en cambio, no actúan a distancia. Las fuerzas atractivas, por el contrario, se ejercen a distancia y no ocupan el espacio a través del cual actúan. Un cuerpo material es una región continua del espacio con fuerzas repulsivas en cada punto y bordeado por el vacío, con lo que el cuerpo tiende a expandirse. Pero los mismos puntos llevan asociados fuerzas atractivas que actúan a distancia. La estabilidad observada, y la misma densidad se explicaban como resultado del balance: repulsión por contacto, atracción a distancia y era propio de cada objeto.

viernes, 1 de noviembre de 2013

MAS ALLÁ DEL COSMOS - UN SALTO CUÁNTICO.

El presentador (Brian Greene) nos cuenta que hemos sido engañados, que nuestra percepción del tiempo y el espacio nos han llevado por mal camino, y que mucho de lo que creíamos saber sobre el universo - que el pasado ya sucedió y que el futuro todavía no, que el espacio es solo un vacío, que nuestro universo es el único que existe - podría estar totalmente equivocado.
A cada paso, vamos descubriendo que apenas debajo de la superficie de nuestra experiencia cotidiana yace un mundo casi irreconocible: un impactante mundo mucho más extraño y maravilloso de lo que se esperaba.













EN ESTE VÍDEO ENCONTRARAS BUENAS EXPERIENCIAS FÍSICAS .http://www.identi.li/index.php?topic=108308


PRINCIPALES PERSONAJES DE LA FÍSICA CUANTICA



Max Karl Ernst LudwingPplanck. 


Max Karl Ernst Ludwig Planck nació en Kiel, Alemania, el 23 de abril de 1858, hijo de Julius Wilhelm y Emma ( née Patzig) Planck. Su padre era profesor de Derecho Constitucional en la Universidad de Kiel, y más tarde en Göttingen.

Planck estudió en las universidades de Munich y Berlín, donde sus profesores incluyeron Kirchhoff y Helmholtz, y recibió su doctorado de filosofía en Munich en 1879. Él era Privatdozent en Munich 1880-1885, después profesor asociado de física teórica en Kiel hasta 1889, año en que sucedió a Kirchhoff como profesor en la Universidad de Berlín, donde permaneció hasta su jubilación en 1926. Posteriormente se convirtió en presidente de la Sociedad Kaiser Wilhelm para la Promoción de la Ciencia, cargo que ocupó hasta 1937. La Academia Prusiana de Ciencias le nombró miembro en 1894 y Secretario Permanente en 1912.

Primeros trabajos de Planck era sobre el tema de la termodinámica, un interés que adquirió de sus estudios bajo Kirchhoff, a quien admiraba mucho, y muy considerablemente de la lectura de publicaciones R. Clausius '. Ha publicado trabajos sobre la entropía, en termoeléctrica dad y en la teoría de las soluciones diluidas.




Werner Heisenberg







Wurzburgo, Alemania, 5 de diciembre de 1901 – Múnich, 1 de febrero de 1976) fue un físico alemán. Es conocido sobre todo por formular el principio de incertidumbre, una contribución fundamental al desarrollo de la teoría cuántica. Este principio afirma que es imposible medir simultáneamente de forma precisa la posición y el momento lineal de una partícula. Heisenberg fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1932. El principio de incertidumbre ejerció una profunda influencia en la física y en la filosofía del siglo XX

Richard Feynman.


Nueva York, Estados Unidos, 11 de mayo de 1918 - Los Ángeles, California, Estados Unidos, 15 de febrero de 1988) fue un físico estadounidense, considerado uno de los más importantes de su país en el siglo XX. Su trabajo en electrodinámica cuántica le valió el Premio Nobel de Física en 1965, compartido con Julian Schwinger y Sin-Ichiro Tomonaga. En ese trabajo desarrolló un método para estudiar las interacciones y propiedades de las partículas subatómicas utilizando los denominados diagramas de Feynman. En su juventud participó en el desarrollo de la bomba atómica en el proyecto Manhattan. Entre sus múltiples contribuciones a la física destacan también sus trabajos exploratorios sobre computación cuántica y los primeros desarrollos de nanotecnología.


VÍDEO INTERESANTE..








jueves, 31 de octubre de 2013


GRANDES INVESTIGACIONES FÍSICAS.


Investigadores de la Universidad de Rochester (EE UU) han llevado a cabo un estudio que demuestra la naturaleza reparadora del sueño y que podría explicar por qué necesitamos dormir, según publica la revista Science en su última edición.
"Dormimos para limpiar el cerebro; dormir parece ser el resultado de la liquidación activa de los subproductos de la actividad neuronal que se acumulan durante la vigilia", explica Maiken Nedergaard, autora principal del artículo, en declaraciones a la agencia SINC. En concreto, su trabajo apunta que durante el sueño el cerebro es muy activo en la eliminación de residuos, como la proteína beta-amiloide responsable de la enfermedad de Alzheimer y otros trastornos neurológicos.

El conocido como 'sistema glinfático', que fue descubierto el año pasado por los mismos investigadores, suple el papel del sistema responsable de la eliminación de residuos celulares en el resto del cuerpo ?el sistema linfático?, cuya función no se extiende a este órgano.

El proceso del cerebro para limpiar residuos no era conocido hasta ahora por los científicos ya que, al observarse solo en el cerebro vivo, no ha sido posible hasta la llegada de nuevas tecnologías de imagen como la microscopía de dos fotones. Gracias a esta técnica, los investigadores pudieron observar en ratones ?cuyos cerebros son muy similares a los seres humanos? una especie de sistema de tuberías en los vasos sanguíneos del cerebro que permite al líquido cefalorraquídeo ?lavar? los residuos e incorporarlos al sistema circulatorio para acabar, finalmente, en el hígado, que elimina de la sangre las sustancias nocivas para el organismo.

Los científicos de Rochester comprobaron que el sistema glinfático es casi diez veces más activo durante el sueño y que, al dormir, el cerebro elimina de forma significativa más beta-amiloide. Una de las pistas para entender que este sistema puede ser más activo durante el sueño fue el hecho de que la cantidad de energía consumida por el cerebro no disminuye drásticamente disminuirá mientras dormimos. Además, los investigadores encontraron que, mientras dormimos, las células del cerebro encogen y se reducen un 60%, lo que permite que los residuos se eliminen con mayor eficacia.

Los científicos apuntan que esta contracción crea más espacio entre las células y permite al líquido cefalorraquídeo limpiar más libremente los residuos a través del tejido cerebral. Por el contrario, cuando se está despierto las células del cerebro están más cerca, restringiendo el flujo del líquido cefalorraquídeo.

"Entender exactamente cómo y cuándo el cerebro activa el sistema glinfático y limpia los residuos es un primer paso en los esfuerzos para modular este sistema y hacer que funcione de manera más eficiente", subraya Nedergaard.
http://ressources.campusfrance.org/catalogues_recherche/recherche/es/rech_physique_es.pdf

  LA NATURALEZA  DE LOS AGUJEROS  DE GUSANOS.



En la teoría de las cuerdas un agujero de gusano es visualizado como la conexión entre dos D-branas, objetos de la teoría M, donde las bocas están asociadas a las bramas y conectadas en un tubo de flujo, se cree que los agujeros de gusano son una parte de la espuma quántica, o espaciotemporal.
Un extremo del agujero es acelerado a una velocidad cercana a la de la luz y entonces se regresa de vuelta al punto de acelerado, debido a la dilatación temporal, el extremo acelerado del túnel ha envejecido menos que el extremo estacionario. Por ejemplo, supongamos que dos relojes en ambas bocas muestran el año 2000 y, tras acelerar una de las bocas hasta velocidades cercanas a la de la luz, juntamos ambas bocas cuando en la boca acelerada el reloj marca el año 2010 y en la boca estacionaria marca el año 2005, de esta forma, un viajero que entrara por la boca acelerada en este momento saldría por la boca estacionaria cuando su reloj también marcara el año 2005, en la misma región del espacio pero cinco años en el pasado.

Tal configuración de agujeros de gusano permitiría a una partícula de la Línea de Universo del espacio-tiempo (la línea de universo de una partícula es la trayectoria que sigue dicha partícula en el espacio-tiempo de cuatro dimensiones , intuitivamente la trayectoria ordinaria de una partícula en el espacio tridimensional es la proyección de la trayectoria espacio-temporal sobre el espacio de tres dimensiones ) para formar un círculo espacio-temporal cerrado, conocido como curva cerrada de tipo tiempo. El curso a través de un agujero de gusano a través de una curva cerrada de tipo tiempo hace que un agujero de gusano tenga características de hueco temporal.

Luego encontramos las otras clasificaciones de agujeros de gusano:

*Los agujeros de gusano Euclideos, estudiados en física de partículas.
*Los agujeros de gusano de Lorentz, son principalmente estudiados en relatividad general y en gravedad semiclasica.
* Los agujeros de gusano atravesables son un tipo de agujero de gusano de Lorentz que permitiría a un humano viajar de un lado al otro del agujero.

De momento existen teóricamente diferentes tipos de agujeros de gusano que son principalmente soluciones matemáticas a la cuestión:

* El supuestamente formado por un agujero negro de Schwarzschild, este, ``agujero de gusano de Schwarzschild ´´ producido por un agujero negro de Schwarzschild se considera infranqueable.

* El agujero de gusano supuestamente formado por un agujero negro de Reissner-Nordstrem o Kerr-Newmann, resultaría franqueable pero en una sola dirección, pudiendo contener un ``agujero de gusano de Schwarzschild.

*El agujero de gusano de Lorentz posee masa negativa y se hipotetiza como franqueable en ambas direcciones (pasado/ futuro).
http://www.investigacionyciencia.es/investigacion-y-ciencia/numeros/1994/6/agujeros-de-gusano-cunticos-y-constantes-de-la-naturaleza-6152
LA IMPLICACIÓN FILOSÓFICA DE LA NUEVA CIENCIA.

La física cuántica se ha chttp://www.slideshare.net/filosofiaiztapalapa3/filosofia-y-cienciaonvertido en una herramienta tecnológica extraordinariamente importante, vital para fabricar bombas o ingenios electrónicos, por poner sólo dos ejemplos entre muchísimos otros. Sin embargo, las implicaciones filosóficas con respecto a la verdadera naturaleza de la realidad, que podrían tener múltiples consecuencias prácticas, aún no se han desarrollado lo suficiente.

¿Cuáles son algunas de estas consecuencias? La división cartesiana entre lo material y lo inmaterial, por ejemplo, podría resultar falsa. Quizá no haya dos entidades físicas fundamentales, sino sólo la energía. La materia sería simplemente cierta acumulación de energía capaz de crear la apariencia de masa.

En el fondo, la realidad podría estar compuesta por paquetes de energía cuántica, que intercambian información constantemente dentro de una trama invisible. Si esto fuera cierto, estaríamos conectados unos con otros y con el mundo desde el fundamento mismo de nuestro ser. Esto difuminaría las líneas que limitan nuestra individualidad. Es decir: si todo el mundo es energía, ¿dónde acabamos nosotros y comienza el resto del mundo?; dejaría de haber un “ahí afuera” nítido si nosotros y el resto del mundo estuviéramos intrínsecamente interconectados. Lo cual echaría por tierra las teorías de la física clásica, fundamentadas en el concepto de separación.

Las partículas subatómicas existen en un estado potencial abierto a todas las posibilidades hasta que nosotros las observamos o medimos, momento en que se convierten en algo real. Podemos decir que, si la realidad es el resultado de cierta interacción elaborada de la conciencia con su entorno, entonces la conciencia, como las partículas subatómicas, también podría estar basada en un sistema de probabilidades. Posiblemente, nuestros cerebros eligen a cada momento entre opciones cuánticas, tomando estados potenciales y actualizándolos. Esto sugeriría que el ser humano tiene mucha más capacidad de la que habitualmente se le atribuye, dado que, en cierto sentido, crearía su mundo a cada momento. En cualquier momento de nuestra vida existirían procesos que alterarían para bien o para mal nuestra relación con todos los seres vivos.

A diferencia de la visión del mundo propuesta por Newton o Darwin, la visión que se adivina tras los descubrimientos de la física cuántica parece potenciar la vida, fomentando nuestro crecimiento y desarrollo en todos los sentidos. Se trata de un modelo que no concibe el universo como una máquina, sino como algo que está, hasta cierto punto, bajo nuestro control; favoreciendo ideas encaminadas a bloquear influencias dañinas y vivir una vida más feliz.

Probablemente, si más gente en todo el mundo se preocupara por su desarrollo integral, la “coherencia” (término muy usado en física cuántica) se extendería, influyendo de manera positiva en una gran cantidad de personas. Hablando ya en términos de desarrollo humano, el mensaje central sería el siguiente: podemos crear una comunidad mejor, tenemos la capacidad colectiva de hacer que el mundo sea un lugar mejor. Podría hablarse, en este sentido, del “efecto cuántico” de un individuo sobre su entorno.

Desde luego, estas consideraciones van más allá del dominio de la ciencia para aventurarse en el campo de la especulación. La especulación, no obstante, tiene su propio valor dentro del pensamiento científico, ya que permite vislumbrar paradigmas que, en algunos casos, conducen a nuevas teorías y conocimientos acerca del mundo.