Cada vez más extendido lo cuántico en la existencia.

“A un paso del límite entre lo cuántico y lo clásico”
Compilado por Manlio E. Wydler (°)

El gato de Schrödinger ha vuelto a aparecer en un laboratorio de óptica. En este caso, los científicos de la Universidad de Calgary (Canadá) y del Centro Ruso Cuántico (Rusia) han puesto a prueba un método capaz de aumentar la escala en la que ocurre la superposición de estados cuánticos, el fenómeno que trata de expresar la paradoja del gato de Schrödinger. Su objetivo es lograr este efecto a distancias microscópicas para saber dónde están los límites entre la física clásica y la cuántica. Sus avances han sido publicados recientemente en Nature Photonics.

El gato de Schrödinger es un experimento mental en el que un gato, escondido en una caja, está regido por el principio de superposición, una regla de la física cuántica que establece que el felino puede tener al mismo tiempo dos estados. De acuerdo con esto, este gato está vivo y muerto a la vez al menos hasta que alguien abra la caja donde se esconde, momento en que se definirá el estado del gato. El objetivo de este experimento, que es imposible porque los gatos en realidad no son sistemas cuánticos, pretendía llamar la atención sobre las diferencias que hay entre el mundo macroscópico, donde funciona la física convencional, y el de las partículas, donde imperan las leyes de la física cuántica. Si las partículas pueden estar en dos estados a la vez, ¿por qué los gatos no?

Muchas investigaciones en el campo de la física cuántica pretenden aumentar el tamaño de los sistemas sujetos a las leyes cuánticas para tratar de entender por qué. «Una de las preguntas clave de la física es llegar al límite entre el mundo clásico y el cuántico; ¿pueden los fenómenos cuánticos, en ciertas condiciones, ser observados en objetos macroscópicos?», se ha preguntado en un comunicado Alexander Lvovsky, primer autor del estudio e investigador en el Centro Ruso Cuántico.

«La teoría no contesta a esta pregunta. Y quizás no hay tal límite. Por eso, necesitamos una herramienta para probarlo», ha añadido.
Una de las formas de hacerlo, es reproducir un gato de Schrödinger en un laboratorio de óptica. Esto se puede hacer logrando que parejas de fotones estén en superposición de estados. Pero hasta ahora, esto solo se ha logrado reproducir a distancias muy pequeñas. Tan pequeñas que dificultan poder aprovechar estas propiedades en los campos de la comunicación cuántica, la criptografía y el teletransporte cuántico.

El equipo dirigido por Lvovsky ha logrado aumentar las distancias a las que se obtiene este interesante fenómeno y además hacerlo con mayor éxito. Aprovechando las interferencias y el entrelazamiento entre fotones (otro fenómeno cuántico por el cual el estado de dos partículas se coordina), lograron transformar sistemas en superposición en otros, creando «gatos de Schrödinger» de mayor amplitud a partir de «gatos» de menor amplitud. Lo interesante es que los mayores se pueden volver a transformar para generar «gatos» de mayor amplitud.

«Podemos producir “gatos” con más energía, sucesivamente. Así, es posible empujar los límites del mundo cuántico paso a paso, y quizás llegar a entender si hay un límite», ha dicho Demid Sychev, coautor del estudio.

El gato de Schrödinger es el nombre de una conocida paradoja escrita por Erwnin Schrödinger que ilustra el principio de superposición cuántica. Un felino imaginario está dentro de una caja donde hay una botella de veneno letal, que se podrá romper y liberar su carga cuando sea accionada por un interruptor acoplado a un átomo radiactivo. Dado que este átomo es un sistema cuántico sujeto a la superposición de estados, está al mismo tiempo en dos situaciones; por eso hay un 50 por ciento de probabilidades de que este átomo se desintegre y accione el interruptor, y un 50 por ciento de opciones de que no lo haga.

De acuerdo con el principio de superposición el átomo estará en dos estados, desintegrado y no desintegrado, al mismo tiempo, al menos hasta que alguien lo observe y lo mida, y así defina su estado. Esto significa que el observador determina la realidad observada. Todo un escándalo para la Física Clásica que trata de describir y explicar los fenómenos naturales tal cual son.

De vuelta al gato, la paradoja está en que un sistema físico no cúantico, como puede ser un felino o una ballena, idealmente podría tener un comportamiento cuántico porque en el experimento está estrechamente ligado a un sistema cuántico (entrelazado), tal como explica Jim Al-Khalili, en «Cuántica: Guía de perplejos». Por eso, en esta situación ideal, ocurre que el gato está también en ambos estados hasta que se hace una medición: vivo y muerto a la vez. Pero, como pasaba antes, cuando un observador abra la caja donde está encerrado, se definirá el estado del gato: vivo o muerto.

Schrödinger pretendía llamar la atención sobre la absurdez de este hecho. ¿Por qué una medición define el estado de una partícula? Él creía más bien que sencillamente ignoramos lo que ha pasado. Y por ello, ligó un gato imaginario a un sistema cuántico. ¿Cómo va a estar un gato vivo y muerto a la vez? Hoy se considera que lo que parece absurdo en el mundo real, puede ocurrir en el mundo cuántico. En los próximos años, cada vez más investigaciones trabajarán en el entrelazamiento de fotones (en sistemas que recordarán a gatos de Schrödinger) para investigar la tecnología de la comunicación y la computación cuántica.

La meditación de lo cuántico, nos dice que la ubicación en varios lugares a la vez se relaciona con las posibilidades de existir de cada superposición en varios universos paralelos cosa que disminuye según la complejidad del condensado. (Nota del Redactor).

(°) Ing., Pres. Hon. de FAPLEV. Vecino Solidario 2001-

Saltos Científicos

“Detectar dimensiones extras”
Compilado por Manlio E. Wydler (°)
Proponen el uso de ondas gravitacionales generadas en la colisión de agujeros negros para detectar, si existen, dimensiones extras del espacio.

Es importante recordar de vez en cuando cómo funciona la ciencia o la Física en particular. O, más bien, cómo debería de funcionar, pues no siempre se hacen bien las cosas.
Una manera muy sencilla es presentar primero un problema. Para solucionar este problema se presenta una idea o hipótesis que supuestamente lo soluciona. Luego se comprueba con algún experimento u observación (a veces el Universo hace los experimentos por nosotros) si esa hipótesis es realmente válida. Si al final se tiene éxito entonces se llega a una teoría científica.
Hay un fenómeno que todo el mundo puede experimentar, pero que nadie puede explicar. Es la debilidad del campo gravitatorio. Quizás pueda parecernos que la gravedad es importante, sobre todo si tenemos una caída desde la bicicleta o rodamos por unas escaleras. La realidad es que la gravedad es muy débil.
Basta con frotar un trozo de plástico para que este se quede cargado eléctricamente. Entonces, si arrimamos este plástico cargado a unos trocitos de papel veremos cómo son atraídos y se quedan pegados. Una fuerza electrostática tan simple habrá conseguido vencer al campo gravitatorio de todo un planeta. Es un auténtico misterio. La fuerza electromagnética es mucho más fuerte que la gravedad y la constante que lo determina es muchos órdenes de magnitud mayor que la pequeña constante de gravedad universal o G. Pero lo mismo se puede decir la fuerza nuclear fuerte que mantiene los núcleos de los átomos o de la fuerza nuclear débil (que sigue siendo más fuerte que la gravedad), aunque estas dos fuerza nucleares sean de corto alcance.
Según la Teoría Cuántica de Campos, la fuerza electromagnética o las fuerzas nucleares no son más el resultado del intercambio de partículas (bosones o partículas de spin entero) entre otras partículas. Se ha tenido mucho éxito con esta descripción. Así que se ha asumido que la gravedad tiene que comportarse del mismo modo y ser el resultado del intercambio de gravitones. Quizás este prejuicio sea un error, pero se lleva persistiendo en él durante décadas.
Sin embargo, incluso si asume que la gravedad es el resultado de la acción de los gravitones, es muy difícil explicar su debilidad. Por eso hace ya bastantes años se propuso que los gravitones podría escapar de nuestra brana tridimensional e ir a otras dimensiones espaciales, cosa que no podrían hacer otros bosones de intercambio. Sólo los gravitones podrían escapar del universo hacia otras dimensiones exteriores. Este reparto multidimensional de los gravitones haría que la fuerza ejercida por ellos sobre esta brana sería más débil y por eso la gravedad sería tan débil. Lo curioso es que, bajo esta premisa, también nos podrían visitar gravitones de otras branas o universos.
De la idea rápidamente se apropiaron los cuerdistas, pues ellos, desde hace décadas, juegan con espacios multidimensionales en los que todas las dimensiones espaciales salvo tres están compactificadas. Estos no han tenido mucho éxito en casi 40 años a la hora de describir la realidad, aunque una idea tan compleja sea capaz de describir cualquier cosa.
Pero si los gravitones escapan a otras dimensiones, aunque sea sin cuerdas, entonces quizás haya desviaciones a la ley de gravedad de Newton a escalas menores de 1 milímetro. Desafortunadamente, los experimentos realizados han dado resultados negativos al respecto. Si hay dimensiones ocultas u otras branas su efecto se tiene que dejar sentir a escalas de lo muy pequeño. Pero esperar que esto se vea en un colisionador del tipo LHC es una esperanza vana, pues este tipo de máquinas nunca podrán alcanzar la energía necesaria para explorar la textura del espacio a escalas de lo muy pequeño.
Saber si hay o no estas dimensiones o si el espacio tiene o no textura (del tipo que sea) puede ayudarnos en la búsqueda de una teoría cuántica de la gravedad. Así que no es ninguna tontería estudiar el asunto, por muy exótico que todo esto parezca.
Así que lo ideal, ya que no podemos hacer experimentos en el laboratorio al respecto, será estudiar los experimentos que la Naturaleza hace por nosotros. Tienen que ser fenómenos muy energéticos, así que nada mejor que la colisión de agujeros negros. Las ondas gravitacionales generadas por este tipo de eventos pueden darnos pistas sobre este asunto, ya que, si hay estas dimensiones extras, las ondas gravitacionales (OG) pueden viajar por ellas. La idea es prometedora pues ahora que ya podemos detectar este tipo de ondas y eventos.
Gustavo Lucena Gómez y David Andriot (Instituto Max Planck de Postdam) han trabajado sobre el asunto y hallado las características que habría que buscar en la señal recibida en este caso gracias a dos efectos que han encontrado. Uno se vería a altas frecuencias en las OG y otro en la manera en la que estas ondas deforman el espacio según avanzan.
Según las OG se escapan hacia las dimensiones extras se generaría una señal extra a altas frecuencias sobre un fondo de una distribución normal en la señal recibida de estas ondas. Lo malo es que, de momento, no se cuenta con detectores que midan estas ondas a altas frecuencias, así que no sirve de mucho. Lo bueno de este tipo de señal es que sería atribuido en exclusiva a las dimensiones extras.
El segundo fenómeno sí sería detectable en la actualidad, pues modificaría la idea que tenemos de cómo se deben comportar las OG, que sería diferente si hay dimensiones extras.
Según viajan, las OG van estirando y contrayendo el espacio a su paso en diversos “modos de vibración” . Así, una pelota de fútbol tomará la forma de una rugby al paso de estas ondas y lo hará de una determinada manera predicha por la Relatividad General, que es consecuencia del estirado y compresión del espacio en el que está. Pero, si hay dimensiones extras, además el espacio se expandirá al paso de estas OG y la pelota crecerá y disminuirá en tamaño. Lo malo es que este tipo de modo puede explicarse sin necesidad de dimensiones extras, así que no sirve para confirmar la hipótesis.
Los autores dicen que cuando se cuente con más detectores de estas ondas se podrán ver o descartar estos nuevos modos de vibración del espacio.
Obviamente este y otro tipo de estudios están señalado la necesidad de construir más detectores de OG y que además operen a distintas frecuencias. A ver si la cooperación internacional nos proporciona pronto estos instrumentos.
Si al final no se confirman las dimensiones extras, entonces tendremos que replantearnos muchas cosas, incluso el concepto de unificación. Quizás, el que la gravedad sea tan débil se deba a que su origen es muy distinto al de las otras fuerzas (¿estamos llamando ‘fuerzas’ a fenómenos muy distintos?) y entonces tengamos que abandonar algunos prejuicios.
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Yo recuerdo lo difícil que resultó hacer artefactos que siendo más pesados que el aire, sin embargo pudieran volar……Los hermano Wright lo lograr con ensayos y error, no con ideas y fórmulas, copiaron el planeo de las aves y les agregaron un motor para que las fuerzas aerodinámicas siguieran haciendo su trabajo….Más, cuando doblaban, o cambiaban de altitud o tomaban vuelo cambiaron los planos aerodinámicos para influir en las fuerzas actuantes….
Las Fuerzas Armadas americanas hicieron otro tanto con los ensayos sobre naves extraterrestres siniestradas…buscaron las formas en que la antigravedad funcionaba en esas máquinas y así lograr velocidades y maniobras asombrosas y conocer los fundamentos del vuelo interplanetario de cortísima duración….Cuando se tiene a mano artefactos hábiles y gente capaz de realizar ingeniería Inversa, se saltean muy rápido el tiempo dedicado a investigaciones y a formar teorías más o menos potables.
Hemos podido aprovechar el esfuerzo y hallazgos de civilizaciones más antiguas y adelantadas, y esto no es malo….ahorramos mucho tiempo….es ser más eficientes!
El gran salto tecnológico de estos últimos sesenta y ocho años se realizaron de esta manera y cuando muchos de estos secretos se develen comprenderemos cómo funciona la gravedad y las dimensiones extras de interacciones entre Universos Paralelos. (Nota del Redactor).
(°) Ingeniero, Presidente H- de FAPLEV. Vecino Solidario 2001.

Solo una inflación, sin singularidad

“La burbuja de la inflación cósmica”
Compilado por Manlio E. Wydler (°)
Los primitivos elementos con que aún contamos han dado unas últimas medidas astronómicas, que unidas a problemas de carácter teórico, ponen en duda el arraigado modelo inflacionario del universo primitivo y plantean la necesidad de nuevas ideas.

Las últimas medidas del fondo cósmico de microondas, la luz más antigua del universo, plantean serias dudas sobre la teoría inflacionaria del cosmos, la idea de que el espacio se expandió exponencialmente tras la gran explosión.
Los modelos tradicionales de inflación predicen variaciones de temperatura en el fondo de microondas distintas de las observadas. También vaticinan la existencia de ondas gravitacionales primordiales, las cuales no se han detectado.
Otro problema de la hipótesis inflacionaria es que sus detalles pueden ajustarse para predecir casi cualquier resultado, lo que impide falsarla. Los cosmólogos deberían considerar nuevas opciones sobre el inicio del universo

El paradigma inflacionario goza de mejor salud que nunca. Las críticas vertidas contra él resultan falaces y sus alternativas, poco creíbles. Nos dice García-Bellido, Juan, en nota.
El 21 de marzo de 2013, la Agencia Espacial Europea anunció en una conferencia de prensa los nuevos resultados del satélite Planck. Este había cartografiado el fondo cósmico de microondas (la luz emitida poco después de la gran explosión, hace más de 13.000 millones de años) con un nivel de detalle sin precedentes. El nuevo mapa, explicaron los científicos a los periodistas, confirmaba una teoría que viene ganándose el fervor de los cosmólogos desde hace 35 años.
Según ella, nuestro universo comenzó con una gran explosión y, acto seguido, experimentó un breve período de expansión hiperacelerada, o «inflación». Ese estiramiento primigenio del espacio suavizó el cosmos hasta tal punto que, miles de millones de años más tarde, este continúa siendo prácticamente uniforme en todo lugar y a lo largo de cualquier dirección, con una geometría plana (es decir, no curvada, como ocurre en la superficie de una esfera) excepto por minúsculas variaciones en la concentración de materia. Dichas irregularidades dan cuenta de la intrincada jerarquía que definen las estrellas, las galaxias y los cúmulos de galaxias que pueblan el universo.
El mensaje principal de aquella conferencia de prensa fue que los datos de Planck se ajustaban a la perfección a las predicciones de los modelos inflacionarios más simples, reforzando la impresión de que la teoría se hallaba firmemente establecida. El libro de la cosmología parecía concluido.
A raíz del anuncio, los tres autores de este artículo estuvimos analizando sus implicaciones en el Centro Smithsoniano de Astrofísica de Harvard. Ijjas era entonces una estudiante de doctorado llegada de Alemania para visitar el instituto. Steinhardt, quien hace tres décadas fue uno de los principales arquitectos de la teoría inflacionaria, pero cuyo trabajo posterior ha señalado serios problemas en sus fundamentos teóricos, se hallaba disfrutando de un año sabático en Harvard. Loeb, en su calidad de director del departamento de astronomía, ejercía de anfitrión. Los tres subrayamos la exquisita precisión de las observaciones de Planck, pero no conveníamos en la interpretación. Si acaso, los datos contradecían los modelos inflacionarios más simples y exacerbaban los problemas ya conocidos de los fundamentos de la teoría. Ello no aportaba sino nuevas razones para considerar ideas alternativas sobre el origen y la evolución del universo.
Durante los años siguientes, datos más precisos, obtenidos tanto por el satélite Planck como por otros instrumentos, no han hecho más que proporcionar nuevos indicios en la misma dirección. Aun así, la comunidad de cosmólogos sigue sin replantearse seriamente y con honestidad la teoría inflacionaria, y no presta demasiada atención a las voces que la cuestionan. En su lugar, numerosos investigadores parecen aceptar literalmente la aserción de que la teoría inflacionaria proporciona la única explicación sencilla de las propiedades observadas del universo. Pero, tal y como explicaremos a continuación, los datos de Planck, sumados a varios problemas teóricos, han sacudido los cimientos de esa afirmación.
Como habíamos dicho hace casi dos lustros el Big Bang es una emanación de materia energía luego de un desfasaje desde un universo paralelo en retracción máxima….cuando la velocidad de la misma supera la velocidad de la luz. La Retracción como la Expansión, que dan las propiedades de los universos alternos paralelos, se inician muy lentamente al desfasarse para ir aumentando la velocidad hasta alcanzar la velocidad de la luz y volver a desfasarse y así eternamente formando una cadena sin fin, que en su infinito conjunto forma el Multiverso. (Nota del Redactor).
(°) Ingeniero, Presidente H. de FAPLEV, Vecino Solidario 2001.

Propiedades de los límites caóticos entre Universos.

“Propiedades de la zona de desfasajes entre Universos”
Compilado por Manlio E. Wydler (°)
Hay estrellas que vienen del otro Universo

Compilado por Manlio E. Wydler (*)
La Cosmología Estándar sigue en entredicho, porque hay viejas estrellas que se dataron en más edad que la ocurrencia del Big-Bang, más de 17 mil millones de años, o sea que han sobrevivido el pasaje del Big -Crunch-Big Bang….deberá modificar la noción de ese evento….no sería una explosión, sino un pasaje tranquilizado y no explosivo de una sopa de anti- preones con la información perenne de ubicaciones de condensaciones y con algunas estrellas muy…, ciertos volúmenes de hidrógeno y algo mucho menor de Helio y Litio….antes del pasaje anti-Hidrógeno , anti-Helio y anti-Litio.
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Nuestro Universo es expansivo, pletórico de materia, energía, temperatura por encima del Cero ° Kelvin, flecha del tiempo hacia el futuro, con aumento del desorden….etc., en tanto que el Universo espejo paralelo, es Retrayente, posee antimateria, anti-energía, temperatura por debajo del Cero ° grado Kelvin, flecha del tiempo hacia el pasado, con aumento del orden…etc.

Entre ellos hay separaciones, zonas caóticas donde se efectúan cambios de fase. De un lado la zona Big-Crunch-Big Bang, del otro distalmente a este lugar….fin de la expansión y principio de la retracción. En esta zona la expansión supera la velocidad de la luz al que llamé límite Wydler II. El otro límite Wydler II, es donde la retracción alcanza la velocidad de la luz (Big-Crunch).
No lo debemos confundir con el límite del Universo visible, que por definición es menor al Universo real máximo…..Límite Wydler I.
Popularmente, se le llama Teoría del Caos a la rama de las ciencias exactas, principalmente física y matemáticas, que trata sobre comportamientos impredecibles en sistemas dinámicos (sistemas complejos que cambian o evolucionan con el estado del tiempo). La Teoría del Caos plantea que el mundo no sigue un patrón fijo y previsible, sino que se comporta de manera caótica y que sus procesos y comportamiento dependen, en gran manera, de circunstancias inciertas.

Esto plantea que una pequeña variación en el sistema o en un punto del mismo puede provocar que en un lapso de tiempo a futuro éste presente un comportamiento completamente diferente e impredecible. No es propiamente una teoría, sino un gran campo de investigación abierto que abarca numerosas líneas de pensamiento.
De acuerdo a su definición, los sistemas dinámicos se clasifican básicamente en 3 tipos:

Estables, Inestables y Caóticos.

Los sistemas estables tienden a un punto a lo largo del tiempo o siguen una misma órbita, sus ecuaciones características, condiciones iniciales, sus límites, elementos y relaciones nos permiten conocer su evolución a través del tiempo, es decir, sabemos hacia donde lo dirige su atractor.

Los sistemas inestables, en cambio, no se guían por atractores, se escapan de éstos y no tienden hacia un punto.
De un artículo titulado Las resonancias de Poncairé podemos desprender la siguiente conclusión:
“En otras palabras, en un sistema dinámico estable, dos condiciones iniciales próximas dan lugar a trayectorias próximas; y, en cambio, en un sistema dinámico inestable, dos condiciones iniciales igualmente próximas dan lugar a trayectorias que divergen en el tiempo según una ley exponencial”.
Los sistemas caóticos, por su parte, manifiestan ambos comportamientos. Ilya Prigogine nos proporciona la siguiente descripción sobre su comportamiento:
“las trayectorias correspondientes a condiciones iniciales tan vecinas como se quiera, divergen de manera exponencial con el tiempo”²
En los sistemas caóticos de pueden conocer sus ecuaciones y sus condiciones iniciales fijas, sin embargo la mas mínima variación provoca una evolución radical en su comportamiento.

Uno de los más citados ejemplos de sistema caótico es el clima atmosférico del cual podemos predecir su comportamiento y elaborar pronósticos en base a ecuaciones, estudios de su comportamiento pasado y el conocimiento de sus condiciones iniciales, sin embargo no podemos conocer con exactitud los parámetros que fijan sus condiciones iniciales y esto provoca que “aunque se conozca el modelo, éste diverja de la realidad pasado un cierto tiempo”.³ Así mismo, nuestro pronóstico puede verse afectado por variaciones dentro del sistema atmosférico como la actividad humana, actividad volcánica o incluso fuera de éste como la actividad solar.

Un sistema debe presentar las siguientes propiedades para ser considerado caótico:
• Sensibilidad a las condiciones iniciales
• Debe ser transitivo
• Sus órbitas periódicas deben formar un conjunto denso en una región compacta del espacio físico.
• En estos límites entre Universos paralelos, se acercarán a las características de fases de Universos más Expansivas o Universos más Retrayentes. A su vez aparecerán en cada universo como partículas que aparecen y desaparecen, las llamadas virtuales o energía del Vacío.

(|) Ingeniero, Presidente de FAPLEV. Vecino Solidario 2001.
Estrellas que vienen del otro Universo