Cuantix: la ciencia en cómic

La física cuántica y la teoría de la relatividad tienen muy mala fama. Sus propuestas son un complejo galimatías solo comprensible para unos cuantos elegidos: físicos teóricos, profesores universitarios y otras tantas mentes privilegiadas. Este cómic, dirigido a todos los públicos, viene en nuestra ayuda. La vida cotidiana de una familia normal, y de un conjunto de amigos muy simpáticos, nos servirán para comprender asuntos tan interesantes como que el tiempo se desacelera cuando nos movemos a mayor velocidad, que estamos hechos casi por completo de vacío y que el tiempo, la materia y la energía no existen tal como los percibimos. A través de ilustraciones divertidas, de ejemplos ingeniosos y de mucho humor, «Cuántix» nos abre las puertas a una dimensión desconocida y nos presenta a los investigadores cuyas ideas han revolucionado nuestra visión de la realidad: ¡Einstein, Heisenberg, Schrödinger, Bohr… y muchos otros!

Lo más importante de un descubrimiento científico es su divulgación, por eso el periodista Laurent Schafer ha creado un tebeo donde se divulgan las interacciones entre los componentes esenciales del universo.

A través de sus ingeniosas viñetas descubrimos lo fácil que resulta aprender todo aquello que se presenta como asunto de una dimensión desconocida. La Teoría de la relatividad, la Teoría de cuerdas o La paradoja de los gemelos se convierten en temas sumamente divertidos. Por decir no quede que Schafer consigue familiarizarnos con Heinsenberg, Hawking y hasta con el gato de Schrödinger.

Bajo su aspecto de tebeo subyace un trabajo de alcance científico que debería ser incluido como libro de texto en los colegios. En definitiva, una de esas publicaciones que consiguen que aprendamos física divirtiéndonos.

La propiedad de Kadison-Singer.

Marco Stevens. The Kadison-Singer Property. Springer, 2016. (BRIEFSMAPHY, volume 14). DOI https://doi.org/10.1007/978-3-319-47702-2

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Este libro ofrece una clasificación completa de todas las álgebras con la propiedad de Kadison-Singer, cuando se restringe a espacios de Hilbert separables.

La propiedad de Kadison-Singer trata de la siguiente cuestión: dado un espacio de Hilbert H y una subálgebra abeliana unital C* de B(H), ¿se extiende cada estado puro en A de forma única a un estado puro en B(H)? Esta pregunta tiene profundas conexiones con aspectos fundamentales de la física cuántica, como se explica en el prólogo de Klaas Landsman. El libro comienza con una introducción accesible al concepto de estados y continúa con una prueba detallada de la clasificación de las álgebras abelianas máximas de von Neumann, una construcción muy explícita de la compactificación de Stone-Cech y un relato de la reciente prueba del problema de Kadison-Singer. Al final, unos apéndices accesibles proporcionan el material de fondo necesario.

Este relato elemental de la conjetura de Kadison-Singer es muy adecuado para los estudiantes de posgrado interesados en las álgebras de operadores y estados, los investigadores que no son especialistas del campo, y/o los interesados en la física cuántica fundamental.

Teletransportación cuántica.

En los últimos días se ha vivido un importante avance en este campo de investigación al lograr la teletransportación cuántica de qubits.

Durante el último año hemos podido ver cómo se han invertido grandes cantidades de dinero y tiempo en la investigación de entornos y computación cuántica. Las noticias han sido importantes y hemos visto hasta una ‘patada cuántica’ que logró mover un objeto, pero parece que ha llegado un nuevo hito en está área.

Para conseguir este nuevo hito han trabajado de forma conjunta la NASA, Caltech, Fermilab, AT&T, la Universidad de Harvard y la Universidad de Calgary. En cuanto a la distancia, no es poco: 22 kilómetros.

En detalle, los paquetes de qubit viajaron casi instantáneamente y casi sin pérdidas (90%) en una red de fibra óptica de 44 km de distancia. Siendo la red óptica utilizada comparable a nuestras fibras ópticas de muy alta velocidad, los investigadores creen que este experimento es un primer paso hacia la Internet cuántica (¿una película blu-ray descargada en… 0 segundos?). La tecnología de teletransportación cuántica consiste de hecho en realizar una transferencia de estados cuánticos de un lugar a otro de la red de fibra, sabiendo que dos partículas Qubits están unidas entre sí de tal manera que comparten su información de manera simultánea.

Esta fascinante experiencia es un paso más que nos acerca a un mundo bañado por la computación cuántica, un mundo que sin duda revolucionará muchos sectores de alta tecnología (IA, robótica, redes, comunicación, etc.).

Un verdor terrible: La aventura de la ciencia convertida en literatura.

Un verdor terrible

Labatut, Benjamín. Un verdor terrible. Editorial Anagrama, 2020. ISBN:
978-84-339-9897-2. PRIMERAS PAGINAS

Un libro inclasificable y poderosamente seductor. Este libro es una historia de los caminos que llevan a descubrir la física cuántica

Un verdor terrible es una obra de ficción basada en hechos reales. Eso nos dice su autor, Benjamín Labatut (Róterdam, 1980). En realidad, este libro es una historia de los caminos que llevan a descubrir la física cuántica. Lo real son los actores de esta historia, matemáticos y físicos. Lo ficticio son sus historias personales, los avatares que los llevaron a estar en los sitios en los que estuvieron. 

Las narraciones incluidas en este libro singular y fascinante tienen un hilo conductor que las entrelaza: la ciencia, con sus búsquedas, tentativas, experimentos e hipótesis, y los cambios que –para bien y para mal– introduce en el mundo y en nuestra visión de él.

Por estas páginas desfilan descubrimientos reales que forman una larga cadena perturbadora: el primer pigmento sintético moderno, el azul de Prusia, creado en el siglo XVIII gracias a un alquimista que buscaba el Elixir de la Vida mediante crueles experimentos con animales vivos, se convierte en el origen del cianuro de hidrógeno, gas mortal que el químico judío alemán Fritz Haber, padre de la guerra química, empleó para elaborar el pesticida Zyklon, sin saber que los nazis acabarían utilizándolo en los campos de exterminio para asesinar a miembros de su propia familia.

La última ecuación de Alexandre Grothendieck | Sociedad | EL PAÍS

También asistimos a las exploraciones matemáticas de Alexander Grothendieck, que le llevaron al delirio místico, el aislamiento social y la locura; a la carta enviada a Einstein por un amigo moribundo desde las trincheras de la Primera Guerra Mundial, con la solución de las ecuaciones de la relatividad y el primer augurio de los agujeros negros; y a la lucha entre los dos fundadores de la mecánica cuántica –Erwin Schrödinger y Werner Heisenberg– que generó el principio de incertidumbre y la famosa respuesta que Einstein le gritó a Niels Bohr: «¡Dios no juega a los dados con el universo!»

Un matemático o un físico, incluso un científico que se maneje con magnitudes infinitamente pequeñas o infinitamente grandes, tendría que hallar en estas páginas algo más que la historia de la física del siglo XX. Este libro nos narra cómo se llega a la conclusión de que no siempre todo lo que vemos sigue existiendo si nosotros no estamos para medirlo. Si sabemos cómo funciona una ecuación,

Crean materia cuántica en la Estación Espacial Internacional

Los físicos logran producir un condensado de Bose-Einstein en un laboratorio en órbita, en la Estación Espacial Internacional, lo que les permitirá explorar diversos misterios de la física fundamental.

Desde hace 25 años, los físicos utilizan un estado de la materia que surge en átomos ultrafríos para investigar el comportamiento cuántico a escala macroscópica. Y ahora pueden hacerlo en el espacio.

La hazaña (la creación de un condensado de Bose-Einstein) la han protagonizado físicos del Laboratorio de Átomos Fríos de la NASA (CAL, por sus siglas en inglés), que entró en funcionamiento a bordo de la Estación Espacial Internacional en junio de 2018. Los resultados constituyen una prueba de concepto que muestra que el laboratorio puede explotar satisfactoriamente la microgravedad del espacio para generar fenómenos que serían imposibles en la Tierra.

Los hallazgos se publicaron el 11 de junio en la revista Nature

«Observation of Bose–Einstein condensates in an Earth-orbiting research lab», David C. Aveline et al. en Nature, vol. 582, págs. 193-197, 11 de junio de 2020.


Creados por primera vez en 1995, los condensados de Bose-Einstein se originan al enfriar nubes de átomos hasta rozar el cero absoluto. A esta temperatura, prevalece la naturaleza cuántica ondulatoria de las partículas, que se funden en un único objeto cuántico macroscópico que los físicos pueden emplear para investigar comportamientos exóticos.

En la Tierra, la gravedad limita el estudio de estas nubes, puesto que se dispersan rápidamente a menos que los efectos gravitatorios se contrarresten con fuertes campos magnéticos. Sin embargo, en microgravedad, los condensados persisten durante más tiempo, lo que permite realizar investigaciones más precisas. Y dado que en el espacio pueden usarse trampas magnéticas débiles para atrapar los átomos, es posible reducir su temperatura aún más, en parte gracias a una técnica que enfría los condensados dejando que se expandan. «La mayoría de los físicos cuánticos dirían que los experimentos con átomos fríos son geniales, pero para mejorarlos hay que trasladarlos al espacio», asegura Kamal Oudrhiri, director de la misión del CAL en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de Pasadena, California.

Los investigadores emplearon los precisos láseres del CAL en condiciones de alto vacío para producir condensados que sobrevivieron más de un segundo a 200 billonésimas de grado sobre el cero absoluto, al nivel de algunos de los experimentos más exitosos llevados a cabo en la Tierra. En futuras pruebas, el equipo planea bajar hasta una temperatura récord de 20 billonésimas de grado y crear condensados que perduren 5 segundos, afirma Oudrhiri. Eso lo convertiría en el lugar más frío del universo conocido.


FUENTE: Investigación y Ciencia.