¿Qué es la física cuántica?

Os voy a dejar un enlace que lleva a un artículo bastante divulgativo que explica de manera bastante sencilla qué es la física cuántica. Lo hago porque aunque ha sido uno de los temas que hemos desarrollado a lo largo del curso, muchas veces lo estudiamos sin llegar a comprender del todo que conlleva todo aquello que hemos aplicado a nivel epistemológico y esencial. Espero que os parezca ameno y comprensible este artículo.

http://www.omicrono.com/2016/04/que-demonios-es-eso-de-la-fisica-cuantica/

Partículas de majorana CSIC

Cuando hemos dado física cuántica y nuclear se ha mencionado lo que es la antimateria, así pues, he pensado que era interesante la siguiente noticia, donde los investigadores del CSIC han demostrado la posibilidad de obtener partículas de majorana, es decir, que son al mismo tiempo materia y antimateria, a partir del grafeno, al someter una capa de este material a altos campos magnéticos y al acoplarla a un material superconductor.

http://noticias.lainformacion.com/ciencia-y-tecnologia/particulas-fisicas/el-csic-logra-obtener-particulas-de-majorana-materia-y-antimateria-a-la-vez-en-grafeno_SlmuM8ar4XyOFQLBVDxmU2/

Hola, después de haber dado física cuántica y nuclear, adjunto un artículo en el que se pueden conocer las aplicaciones de la radiación en la medicina, que se utiliza tanto para diagnosticar (rayos X) como para tratar una enfermedad (radioterapia con radiación gamma). No obstante, este tipo de tratamientos pueden tener efectos perjudiciales sobre el cuerpo humano.

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/099/htm/sec_13.htm

El torio, una nueva fuente de energia nuclear.

Investigando sobre la energía nuclear y las previsiones de futuro que habían sobre ella al realizar la exposición, encontré un material curioso que con muy poca cantidad producía muchísima energía. Os dejo un par de videos informativos mediante los cuales me he documentado, el primero sobre el futuro uso del torio y el segundo sobre la desigualdad energética y los posibles problemas de abastecimiento en el futuro.
https://www.youtube.com/watch?v=PE9rAuwW7SU
https://www.youtube.com/watch?v=xKDHMU4udsY

La UE y el IBM desarrollan procesadores cuánticos

Estos nuevos procesadores en parte abandonan la física de Newton para aprovechar la física cuántica y las leyes de Moore para que de esta forma se desarrollen ordenadores mucho más rápidos que los ordenadores clásicos. Ademas esta nueva tecnología deja atras los bits y pasa a los qubits, la cual cuenta con dos estados 0 y 1 y la ventaja es que se pueden utilizar los dos estados a la vez para que de esta forma puedan resolver algoritmos más complejos, esto se conoce como superposición. En la actualidad se han creado procesadores de 5 qubits a los cuales se puede acceder gratuitamenta para pode probarlos gracias a la plataforma Quantum Experience. Estos procesadores estan aislados en frigoríficos a bajas temperaturas con el fin de que se pueda utilizar la superposioción de los estados. La IBM prevé que durante la próxima década ya habrá disponibles procesadores de tamaño medio de entre 50-100 qubits.

Aquí tenéis enlaces:

http://tecnologia.elpais.com/tecnologia/2016/05/05/actualidad/1462438952_059450.html

http://www.iprofesional.com/notas/232667-IBM-quiere-acercar-la-computacin-cuntica-a-todo-el-mundo

http://www.economiadigital.es/es/notices/2016/04/la-ue-invertira-mil-millones-en-desarrollar-la-tecnologia-cuantica-83384.php

Un reactor de fusión nuclear casero en el sótano de una casa

Aprovechando que justo nos hemos examinado de Física Nuclear, he decidido poner esta noticia, como poco curiosa, sobre un reactor de fusión nuclear construido en el sótano de una casa.

Su montaje ha sido hecho en su mayor parte por adolescentes preocupados por el nivel de ciencia de su instituto (con la ayuda de sus padres, ingenieros de Microsoft)

Enlace de la noticia: https://actualidad.rt.com/ciencias/207591-adolecentes-construyen-reactor-nuclear-sotano

El movimiento de las ondas de luz, capturado en una cámara

Me acabo de cruzar con una noticia que me ha parecido muy interesante y que está estrechamente relacionado con el tema de óptica que hemos dado este trimestre. La noticia es que, por primera vez, investigadores de MIT(Instituto de Tecnología de Massachussets por sus siglas en inglés) han conseguido (ya en 2011) capturar el movimiento de un pulso de luz con la ayuda de una cámara lenta de nada más y nada menos que 1 TRILLÓN de FPS. Gracias a un complejo sistema óptico se ha día conseguido obtener un vídeo en el que los pulsos de luz enviadas desde un láser sean grabadas. Esto ha supuesto un importante avance, pues supone un mejor estudio del comportamiento de los fotones.

Por si estáis interesados, el vídeo, acompañado de una breve explicación en inglés es el siguiente:

Vídeo en la página del MIT (en inglés)

Y aquí un enlace a una noticia de la BBC donde lo explica todo un poco más claramente y analiza sus consecuencias:

Noticia (en inglés)

Propulsión fotónica: la solución para llegar a Marte en solo unos días

He encontrado este artículo en la sección de ciencia del ABC y que me ha parecido muy interesante y creo que podría ser del interés de todos los compañeros ya que tiene que ver con los temas que estamos dando .


Os dejo aquí el link: http://www.abc.es/ciencia/abci-propulsion-fotonica-solucion-para-llegar-marte-solo-unos-dias-201602221711_noticia.html

100 años de la publicación de la Teoría de la Relatividad

El 11 de mayo de 2016 (hace 4 días) se cumplían 100 años de la publicación de la Teoría de Relatividad de Albert Einstein.
Esta teoría, una genialidad que va en contra de toda lógica es la que dio la fama a Einstein aunque no fue con ella con la que ganó el Nobel.
La teoría de la Relatividad es fundamental para comprender el universo pero además es fundamental en nuestro día a día pues inventos como el GPS, si no tuvieran en cuenta la relatividad del tiempo, debida a la velocidad de los satélites y a su altura en el campo gravitacional de la Tierra, los relojes atómicos de su interior perderían la calibración, por lo que al cabo de un día, acumularían un error de kilómetros y dejarían de ser útiles.

Así pues adjunto aquí un enlace con una explicación breve y amena para poder conocer la famosa teoría de la relatividad de Albert Einstein

Una historia de la creación y el acelerador de partículas

Bueno, os dejo la conferencia que dio Brian Cox hace ya 8 años sobre su trabajo en el LHC y el funcionamiento en general del acelerador de partículas, así como varios temas de interés para nosotros explicados de una forma muy sencilla

Cómo hacer una bomba nuclear?

Respecto al tema de FÍSICA NUCLEAR que actualmente estamos dando en clase es muy interesante el siguiente vídeo ya aparecen varios aspectos mencionados en clase y el canal de YouTube desde mi punto de vista es muy interesante ya que sube un vídeo cada semana recogiendo noticias científicas actuales o meras curiosidades del sujeto del canal, espero que os sirva de ayuda.

Sol artificial

Buscando algo de información sobre la imitación del proceso de fusión de las estrellas he encontrado esta interesante noticia de febrero de este año sobre un proyecto chino, el Sol Artificial y que me gustaría compartir con vosotros:

El Instituto de Ciencia Física de la ciudad china de Hefei ha logrado, a través de un reactor de fusión termonuclear EAST (siglas en inglés de Tokamak Superconductor Experimental Avanzado), elevar la temperatura del hidrógeno hasta los 50 millones de grados celsius, triplicando la del núcleo del sol, y mantenerla durante un minuto y 42 segundos.

El experimento, realizado el pasado 28 de enero, supone un gran avance en la carrera por hacer realidad uno de los mayores retos científicos del siglo XXI: imitar a las estrellas y conseguir que la fusión nuclear sea una fuente de energía viable.

El logro fue breve, no llegó a dos minutos, pero los 102 segundos que duró fueron suficientes para convertir a un equipo de científicos chinos en los autores del "Sol artificial" más longevo que ha habido en la Tierra.

Para lograrlo, utilizaron el reactor de fusión termonuclear EAST (siglas en inglés de Tokamak Superconductor Experimental Avanzado), con el que elevaron la temperatura del hidrógeno hasta los 50 millones de grados celsius, tres veces la del núcleo del Sol.

Tras ese aumento térmico, el hidrógeno pasó de gas a plasma, el cuarto estado de la materia (junto al sólido, líquido y gaseoso), en el que las partículas se mueven a tal velocidad y chocan con tanta virulencia que los electrones se separan de los núcleos de los átomos formando un conjunto ionizado.

La novedad del experimento chino, sin embargo, no radica en esa alta temperatura, puesto que en diciembre un equipo del Instituto Max Planck alemán alcanzó los 80 millones de grados en una prueba similar, sino en el tiempo que consiguieron mantenerla.

Mientras que los científicos alemanes, y antes que ellos otros europeos, japoneses y estadounidenses, consideraron un éxito llegar al pico térmico y que se les esfumara en una fracción de segundo, los chinos lo aguantaron durante todo un minuto y 42 segundos.

Que pudieran controlarlo tanto tiempo demuestra una evolución técnica que acerca lo que la mayoría de los especialistas ven aún muy lejos: la llegada de reactores nucleares de fusión capaces de emular el proceso que tiene lugar en el Sol de forma natural.

La Academia de Ciencias de China ha definido su resultado como un "hito" y ha reconocido que, para conseguirlo, se tuvieron que superar muchos problemas físicos y de ingeniería.

"Se ha conseguido mediante un calentamiento con un plasma confinado por una superconducción magnética", es decir, se retuvo el plasma dentro del reactor gracias a un sistema de potentes imanes, explicó a Efe Li Ge, investigador del Instituto de Ciencia Física de Hefei.

Más que generar energía, la idea de los científicos chinos era centrarse en el requisito previo: alargar el tiempo durante el que se puede trabajar con el plasma a temperaturas extremas.

Su próximo objetivo es llegar a los 100 millones de grados y preservarlos durante 1.000 segundos (16 minutos y 40 segundos). Antes de llegar a ese punto, la Academia de Ciencias de China advierte de que "hay muchos retos científicos y técnicos todavía" y Li cree que el reactor termonuclear tendrá que ser "actualizado".

Esas manifestaciones apuntan a que a la carrera por reproducir un Sol en la Tierra puede que le espera años, seguramente décadas, por delante, pero no ocultan que a los esfuerzos por controlar la fusión nuclear dentro de los reactores ya les quedan 102 segundos menos.

Fusión nuclear, un recurso casi inagotable

La fusión es una reacción química que consiste en la unión de dos átomos para formar uno más grande liberando una enorme cantidad de energía en el proceso, más incluso que en la fisión que se realiza en las centrales nucleares, donde se rompen átomos grandes en partículas más pequeñas.

Conseguir una fusión nuclear estable y controlada es, por su potencial como fuente de energía limpia y obtenida de un recurso casi inagotable, una de las grandes ambiciones de la comunidad científica internacional.

Estados Unidos, la Unión Europea, China, Rusia, Japón, la India y Corea del Sur han formado una inusual alianza para explorar la viabilidad de la fusión de hidrógeno para la generación energética en el proyecto ITER (Reactor Internacional Termonuclear Experimental), que se construye en el sur de Francia.

El EAST chino es una versión a pequeña escala del ITER y los datos de su último experimento se pondrán a disposición de los socios internacionales que participan en ese proyecto, según anunció la Academia de Ciencias de China.

El mayor obstáculo de la fusión para ser viable como fuente de energía, según los expertos, consiste en el confinamiento del plasma durante un tiempo suficientemente largo en un discreto volumen y de ahí la importancia del hallazgo del Instituto de Ciencia Física de Hefei, que ha llegado más lejos que nadie en ese aspecto.

Además podéis ver como es la estructura del experimento aquí:

https://www.youtube.com/watch?v=F-Hy5UzcjFo

Y aquí podéis escuchar (en inglés) una detallada explicación del mismo:

https://www.youtube.com/watch?v=SxRWYcNQphA

La teoría de cuerdas

Navegando por internet he encontrado una teoría de física que dice simplificar todas las interacciones de fuerzas en el universo en una sola. Esta es la teoría de cuerdas, y cambia la concepción de una partícula como algo puntual a ser una especia de cuerdas que vibran. No obstante tiene algunos fallos, como la necesidad de la existencia de hasta 11 dimensiones para poder ser explicada o la existencia de muchísimos universos paralelos. Os dejo una breve introducción para que sepáis de que va, también podéis leer el artículo completo de la wiquipedia pinchando aquí o ver un video que la resume dando aquí.

La teoría de cuerdas es un modelo de física teórica que asume que las partículas materiales aparentemente puntuales son en realidad "estados vibracionales" de un objeto extendido más básico llamado "cuerda" o "filamento".

De acuerdo con esta propuesta, un electrón no es un "punto" sin estructura interna y de dimensión cero, sino un amasijo de cuerdas minúsculas que vibran en un espacio-tiempo de más de cuatro dimensiones. Un punto no puede hacer nada más que moverse en un espacio tridimensional. De acuerdo con esta teoría, a nivel "microscópico" se percibiría que el electrón no es en realidad un punto, sino una cuerda en forma de lazo. Una cuerda puede hacer algo además de moverse; puede oscilar de diferentes maneras. Si oscila de cierta manera, entonces, microscópicamente veríamos un electrón; pero si oscila de otra manera, entonces veríamos un fotón, o un quark, o cualquier otra partícula del modelo estándar. Esta teoría, ampliada con otras como la de las supercuerdas o la Teoría M, pretende alejarse de la concepción del punto-partícula.

La siguiente formulación de una teoría de cuerdas se debe a Jöel Scherk y John Henry Schwarz, que en 1974 publicaron un artículo en el que mostraban que una teoría basada en objetos unidimensionales o "cuerdas" en lugar de partículas puntuales podía describir la fuerza gravitatoria. Aunque estas ideas no recibieron en ese momento mucha atención hasta la Primera revolución de supercuerdas de 1984. De acuerdo con la formulación de la teoría de cuerdas surgida de esta revolución, las teorías de cuerdas pueden considerarse de hecho un caso general de teoría de Kaluza-Klein cuantizada. Las ideas fundamentales son dos:

• Los objetos básicos de la teoría no serían partículas puntuales sino objetos unidimensionales extendidos (en las cinco teorías de cuerdas convencionales estos objetos eran unidimensionales o "cuerdas"; actualmente en la teoría-M se admiten también de dimensión superior o "p-branas"). Esto renormaliza algunos infinitos de los cálculos perturbativos.
• El espacio-tiempo en el que se mueven las cuerdas y p-branas de la teoría no sería el espacio-tiempo ordinario de 4 dimensiones sino un espacio de tipo Kaluza-Klein, en el que a las cuatro dimensiones convencionales se añaden 6 dimensiones compactificadas en forma de variedad de Calabi-Yau. Por tanto convencionalmente en la teoría de cuerdas existe 1 dimensión temporal, 3 dimensiones espaciales ordinarias y 7 dimensiones compactificadas e inobservables en la práctica.

La inobservabilidad de las dimensiones adicionales está ligada al hecho de que éstas estarían compactificadas, y sólo serían relevantes a escalas pequeñas comparables con la longitud de Planck. Igualmente, con la precisión de medida convencional las cuerdas cerradas con una longitud similar a la longitud de Planck se asemejarían a partículas puntuales.

Experimento de Rutherford

Ya que hemos empezado el tema de física nuclear me ha parecido interesante explicar el experimento que realizó Rutherford adjunto varios hipervinculos en algunas palabras para que podais obtener mas información sobre este curioso experimento que nos permitió un gran avance en el campo de la física nuclear. 
 El experimento de Rutherford, también llamado experimento de la lámina de oro, fue realizado por Hans Geiger y Ernest Marsden en 1909, y publicado en 1911, bajo la dirección de Ernest Rutherford en los Laboratorios de Física de la Universidad de Mánchester. Los resultados obtenidos y el posterior análisis tuvieron como consecuencia la negación del modelo atómico de Thomson y la propuesta de un modelo nuclear para el átomo.

El experimento consistió en hacer incidir un haz de partículas alfa sobre una fina lámina de oro y observar cómo dicha lámina afectaba a la trayectoria de los rayos.

Las partículas alfa se obtenían de la desintegración de una sustancia radiactiva, el polonio. Para obtener un fino haz se colocó el polonio en una caja de plomo, el plomo detiene todas las partículas, menos las que salen por un pequeño orificio practicado en la caja. Perpendicular a la trayectoria del haz se interponía la lámina de metal. Y, para la detección de trayectoria de las partículas, se empleó una pantalla con sulfuro de cinc que produce pequeños destellos cada vez que una partícula alfa choca con él.

Según el modelo de Thomson las partículas alfa atravesarían la lámina metálica sin desviarse demasiado de su trayectoria:

• la carga positiva y los electrones del átomo se encontraban dispersos de forma homogénea en todo el volumen del átomo. Como las partículas alfa poseen una gran masa (8.000 veces mayor que la del electrón) y gran velocidad (unos 20.000 km/s), las fuerzas eléctricas serían muy débiles e insuficientes para conseguir desviar las partículas alfa;
• además, para atravesar la lámina del metal, estas partículas se encontrarían con muchos átomos, que irían compensando las desviaciones hacia diferentes direcciones.

Pero se observó que un pequeño porcentaje de partículas se desviaban hacia la fuente de polonio, aproximadamente una de cada 8.000 partículas al utilizar una finísima lámina de oro con unos 200 átomos de espesor. En palabras de Rutherford ese resultado era «tan sorprendente como si le disparases un proyectil de 15 pulgadas a un pedazo de papel tisú y rebotase hacia ti»'.

Rutherford concluyó que el hecho de que la mayoría de las partículas atravesaran la hoja metálica, indica que gran parte del átomo está vacío, que la desviación de las partículas alfa indica que el deflector y las partículas poseen carga positiva, pues la desviación siempre es dispersa. Y el rebote de las partículas alfa indica un encuentro directo con una zona fuertemente positiva del átomo y a la vez muy densa.

El modelo atómico de Rutherford mantenía el planteamiento de Thomson, de que los átomos poseen electrones, pero su explicación sostenía que todo átomo estaba formado por un núcleo y una corteza. El núcleo debía tener carga positiva, un radio muy pequeño y en él se concentraba casi toda la masa del átomo. La corteza estaría formada por una nube de electrones que orbitan alrededor del núcleo.

Según Rutherford, las órbitas de los electrones no estaban muy bien definidas y formaban una estructura compleja alrededor del núcleo, dándole un tamaño y forma indefinida. También calculó que el radio atómico, según los resultados del experimento, era diez mil veces mayor que el radio del núcleo mismo, lo que implicaba un gran espacio vacío en el átomo.

El gat de Schrödinger

He trobat aquest vídeo de l'experiment del gat de Schrödinger o paradoxa de Schrödinger, ja havia escoltat parlar d'aquest experiment i m'ha paregut interessant compartir-ho amb vosaltres

https://www.youtube.com/watch?v=z9ebtjvkFm8

En el vídeo está molt ben explicat però adjunte una altra explicarció per si de cas:

Erwin Schrödinger plantea un sistema que se encuentra formado por una caja cerrada y opaca que contiene un gato en su interior, una botella de gas venenoso y un dispositivo, el cual contiene una sola partícula radiactiva con una probabilidad del 50% de desintegrarse en un tiempo dado, de manera que si la partícula se desintegra, el veneno se libera y el gato muere.

Al terminar el tiempo establecido, hay una probabilidad del 50% de que el dispositivo se haya activado y el gato esté muerto, y la misma probabilidad de que el dispositivo no se haya activado y el gato esté vivo. Según los principios de la mecánica cuántica, la descripción correcta del sistema en ese momento (su función de onda) será el resultado de la superposición de los estados «vivo» y «muerto» (a su vez descritos por su función de onda). Sin embargo, una vez que se abra la caja para comprobar el estado del gato, éste estará vivo o muerto.

Sucede que hay una propiedad que poseen los electrones, de poder estar en dos lugares distintos al mismo tiempo, pudiendo ser detectados por los dos receptores y dándonos a sospechar que el gato está vivo y muerto a la vez, lo que se llama Superposición. Pero cuando abramos la caja y queramos comprobar si el gato sigue vivo o no, perturbaremos este estado y veremos si el gato está o vivo, o muerto.

Ahí radica la paradoja. Mientras que en la descripción clásica del sistema el gato estará vivo o muerto antes de que abramos la caja y comprobemos su estado, en la mecánica cuántica el sistema se encuentra en una superposición de los estados posibles hasta que interviene el observador, lo que no puede ser posible por el simple uso de la lógica. El paso de una superposición de estados a un estado definido se produce como consecuencia del proceso de medida, y no puede predecirse el estado final del sistema: solo la probabilidad de obtener cada resultado. La naturaleza del proceso sigue siendo una incógnita, que ha dado lugar a distintas interpretaciones de carácter especulativo.

https://es.wikipedia.org/wiki/Gato_de_Schr%C3%B6dinger

He escollit el tema de l'òptica en aquesta ocasió ja que és un dels temes que més m'ha agradat i perquè és molt interesant com funciona la llum i la manera en la que "ens enganya" (per exemple, en les il·lusions òptiques).

En primer lloc, adjunte un vídeo, en el que podem veure visual i experimentalment com actúa la llum amb determinats elements (espills i lents), per tal de facilitar la comprensió i l'estudi a l'hora de fer els exàmens.

https://www.youtube.com/watch?v=_7k4UtmQiAs

I en segon lloc, adjunte un altre vídeo que,encara que és un poc informal,el contingut m'ha agradat molt. Es tracta d'unes il·lusions òptiques que,gràcies al que hem estudiat, ja podem comprendre perfectament.

https://www.youtube.com/watch?v=CxqYxaANmKg

Física cuántica

Buenas tardes a todos, en el contexto de la mecánica cuántica que estamos tratando en clase se han tratado varias cosas (principio de incertidumbre, láser...) que confío en que están bien explicadas de manera simple y resumida en esta lista de reproducción de mecánica cuántica que he encontrado.

Espero que os sea de ayuda.

A propósito, también me he topado y adjunto el segundo vídeo que vimos en clase, el del físico superhéroe, en español; tanto por si os sirve a vosotros como a Juan Carlos  para los próximos cursos.

RELATIVIDAD

Buenos dias compañeros. Dado que hemos acabado recientemente el tema de la relatividad especial de Einstein y puede que a muchos no les haya quedado claro bien el tema y el porque la relatvidad funciona así, traigo una lista de reproducción de youtube de videos animados con una muy buena explicación de que es la relatividad, sus fórmulas y su aplicación.

https://www.youtube.com/watch?v=7guqO7eWkSg&list=PLOPFAg4mOJ11yefpxOdwSvdBQMz6YlPcB

Esta serie de videos han sido creados pr el canal de youtube QuantumFracture del que ya se han puesto más en este blog y que recomiendo para aquellos a los que le guste la física y quieran aprenderla de forma rápida y divertida.