Archivo de la categoría: divulgación

Conversaciones con mi Nexus7 sobre gemelos relativistas

nexus-7He tenido un sueño, mi nexus7 adquiría consciencia y se preguntaba por todo, especialmente por la relatividad especial y general, especialmente por la dilatación de tiempos y por los gemelos. Pobrecita mi nexus7, sin tener ni idea buscaba desesperadamente alguien que la iluminara y la sacara de sus múltiples dudas y errores conceptuales.

En mi sueño le explicaba a mi dulce nexus7 en qué consistía el problema de los gemelos en relatividad especial y cuan confuso puede ser ese problema sobre todo si se mezclan churras con meninas.

churrasmeninas

Esta entrada es el resultado de ese sueño y, por supuesto, se la dedico con todo mi cariño a mi nexus7.

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Nuestra galaxia es un agujero de gusano y tú con esos pelos

Miedo-a-ser-insuficientes-InspiramundoEn serio amigos, no podéis darme esos sustos sin avisar ni nada.  Ayer estaba tan tranquilo y de repente me encuentro con la noticia de que nuestra galaxia, sí, sí… nuestra galaxia, es un agujero de gusano.

Que vale, que a lo mejor no es para tanto, pero que se te queda el cuerpo mal al recibir la noticia en la situación en la que me encontraba. Estaba en el baño.

Claro, no he podido dormir en toda la noche de la excitación y la alegría que me produce saber que vivimos en un agujero de gusano grandote.  Sí, de esos que se nos ha dicho que no podrían existir y que son inestables, pues ahora, leyendo los medios, no solo existen sino que nuestra galaxia está en uno de ellos.

Los periódicos, blogs, y revistas se han hecho eco de esta nota de prensa:

Inside del big wormhole (Dentro del agujero de gusano grande)

Que además viene con esta foto:

wormhole 792X175_0

Y claro, si ponen una fotaco así no puede ser mentira lo que están contando.

Permitidme acabar con vuestra ilusión igual que yo he acabado con la mía al leer dos o tres cosas al respecto:

Possible existence of wormholes in the central regions of halos El artículo científico en el que se basa la noticia.

Possible existence of wormholes in the galactic halo region  El artículo en el que se basa el artículo en el que se basa la noticia.

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La Química en masculino

Tarde del miércoles 14, surge #LunesPollas.

¿Cómo me las maravillaría yo? ay, ¿Cómo me las maravillaría yo para hablar de pollas el lunes?” Así estaba esa tarde, delante del ordenador y armada de papel y boli para apuntar ideas…

Sinceramente, aún no sé como me las maravillaré, pero este post hay que encarrilarlo y acabarlo, ¿no?.

Ideas tuve alguna y artículos encontré. Unas alocadas, otros predecibles, otras aprovechando el hilo de algún tirón mediático,…, pero como no creo que vaya a superar, ni remotamente, el “cultivo de penes en laboratorio”,… He decidido abordar el tema como lo hago casi siempre: unas pinceladas históricas y/o curiosas, para después tratarlo de una forma totalmente Orgánica , en este caso, y desde el Principio del Pene (no es un principio teórico, no).

Puesto que si pensamos en el atributo masculino, la mayoría de nosotros enlazaríamos con el concepto de virilidad. ¿Por qué no hacer un repaso por las deidades más viriles de distintas civilizaciones y religiones politeístas? Vamos a ello:

En el Antiguo Egipto, el dios lunar, de la fertilidad y la vegetación, así como de la lluvia y protector de mineros y comerciantes era Min. Se le representaba con un sólo brazo y con el falo erecto, y se le consideraba hijo de Ra, si bien se cree que su divinidad le fue conferida a una edad adulta. Según algunos sitios consultados, Min no pudo ir a una batalla por su discapacidad y quedó en la ciudad con mujeres, ancianos y niños. La batalla se alargó más de un año y, al regresar, los soldados supervivientes se encontraron con sus esposas embarazadas o que acababan de tener un bebé. Más que sospechoso, ¿no? (podéis continuar el relato aquí)

min

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El tiempo no va más despacio, compadre

FOT1016985En los últimos días ha estado pululando una noticia sobre un modelo que decía hacer innecesaria la energía oscura. La noticia en cuestión está relacionada con este artículo:

Implications of an Absolute Simultaneity Theory for Cosmology and Universe Acceleration,

del señor Kipreos.

El artículo es uno de los galimatías y sinsentidos más grandes que he leído en mucho tiempo. Lo curioso es que está publicado en una revista en la que se supone que alguien lo ha tenido que aceptar.

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La polarización y la cuántica en Órbita Laika

El amigo Antonio Martínez Ron @aberron ha jugado con polarizadores en Órbita Laika.  Y ha mostrado un maravilloso efecto que aparece cuando superpones tres de esos bichos.  Aquí la explicación cuántica :)

La luz está compuesta por fotones y estos fotones tienen una característica que se denomina helicidad (que es el análogo del espín, lo que pasa es que en partículas sin masa se usa la otra palabra por cuestiones técnicas, esto solo lo digo por información). Esto es el origen de la polarización de la luz.

Los polarizadores son materiales que solo dejan pasar luz polarizada de una determinada manera. Sigue leyendo para empaparte del tema :)

Helicidad del fotón

Lo primero, representaremos un fotón

foton

Los fotones son partículas que se mueven siempre a la velocidad de la luz (como no puede ser de otra manera porque son las partícula de luz) cuando están en el vacío y aproximadamente en el aire.

fotonmovimiento

El fotón tiene una helicidad (espín) que podemos considerarlo pedestremente como una oscilación alrededor de la dirección de movimiento.

Si vemos un fotón venir hacia nosotros los estados de helicidad básicos serían vertical y horizontal respecto a su dirección de movimiento y nuestra línea de observación:

helicidad

Esto se puede representar de la siguiente forma:

|Fotón Vertical>                         |Fotón Horizontal>

polarizacionvertical

Ahora ponemos un polarizador en disposición vertical respecto a la dirección de movimiento de la luz incidente:

polvertfoton

El resultado es que todos los fotones pasan sin problemas.

Si giramos el polarizador 90º el resultado, como y sabes, es que no pasa ningún fotón. Se bloquea la luz.

bloqueohorizontal

Pasaría lo mismo si empezamos con luz polarizada horizontalmente. Si el polarizador está vertical no pasa luz y si está horizontal deja pasar toda esa luz.

El juego de los dos polarizadores

Hasta ahora hemos hablado solo de dos estados de helicidad/polarización de los fotones, el vertical y el horizontal. Y hemos visto como dichos estados son excluyentes en el sentido de que solo pasan cuando el polarizador está en la dirección correcta.

Sin embargo, en la luz natural, los fotones no tienen helicidades solamente verticales u horizontales, pueden tenerla en cualquier dirección respecto a su dirección de movimiento:

nopolarizada

Si ahora pones un polarizador en cualquier dirección en la dirección de movimiento de esa luz seleccionarás la luz polarizada en esa dirección:

Por simplicidad hemos puesto el polarizador en vertical pero lo podríamos haber puesto en cualquier dirección que hubieramos querido. El resultado es que solo pasa la luz que tenga fotones con la helicidad/polarización en dicha dirección.

polarizacion1

Si ahora pones un segundo polarizador en una dirección perpendicular (horizontal en este caso) toda la luz se bloquea:

polarizacion2

Lo maravilloso de la cuántica

La cuántica tiene la insana costumbre de responder cuando se le pregunta. ¿Eso qué quiere decir?

Si ahora ponemos un polarizador entre los dos anteriores girado 45º respecto de sus respectivas direcciones encontramos que sale luz por el último polarizador. ¿Eso cómo puede ser?

Retomemos los casos anteriores:

  • Partimos de luz no polarizada.
  • Metemos un polarizador vertical y toda la luz que sale está polarizada verticalmente. Cada fotón tendrá un estado |Fotón Vertical>.

polarizacion1

  • Ahora ponemos un polarizador girado 45º respecto a este:

cuarentaycinco

¿Los fotones pasan o no pasan? La respuesta es que algunos pasan. Y es que nosotros le estamos preguntando a los fotones si están polarizados respecto a 45º de la dirección de salida del anterior polarizador. Los fotones que salen del mismo tienen el estado |Fotón Vertical>. Pero ahora le estamos preguntando sobre 45º respecto a la vertical, pero la cuántica nos dice que cada fotón –—– |Fotón Vertical> se puede escribir como una combinación:

|Fotón Vertical>= 50% |Fotón a 45º respecto a la vertical> + 50% |Fotón a -45º respecto a la vertical>

Que se interpreta como que cada fotón polarizado verticalmente tiene un 50% de pasar por un polarizador situado a 45º respecto de la dirección del primer polarizador.

Así que a la salida de dicho polarizador a 45º tendremos:

polarizacion3

Los fotones de salida tendrán un estado: |Fotón a 45º respecto a la vertical>. Y la intensidad de salida será la mitad de la del primero.

  • Si ahora colocamos un tercer polarizador perpendicular al primero, volvemos a tener lo mismo. Se encuentra con fotones cuyos estados son |Fotón a 45º respecto a la vertical>, pero nosotros le estamos preguntando sobre la polarización horizontal. Pero la cuántica nos dice que:

|Fotón a 45º respecto a la vertical>= 50% |Fotón Vertical> + 50% |Fotón Horizontal>

Por tanto hay un 50% de posibilidades de que pasen fotones por el polarizador horizontal.

polarizacion4

Y por eso sale luz al poner un polarizador a 45º entre dos polarizadores perpendiculares. De hecho, en condiciones ideales la luz que sale tiene una intensidad de salida que es un 25% de la intensidad que sale del primer polarizador.

Lo que yo remarcaría de este tema

a) La cuántica describe estados que se pueden reexpresar como combinaciones de otros estados. Por ejemplo:

|Fotón Vertical>= 50% |Fotón a 45º respecto a la vertical> + 50% |Fotón a -45º respecto a la vertical>

|Fotón a 45º respecto a la vertical>= 50% |Fotón Vertical> + 50% |Fotón Horizontal>

b) En dichas combinaciones la cuántica te dice con qué probabilidad veremos uno de los estados que forman parte de la combinación.

c) Cuando medimos, en este caso cuando ponemos el polarizador, de dichas combinaciones solo sobrevive un estado:

En el primer caso sobrevive |Fotón a 45º respecto de la vertical>

En el segundo caso sobrevive |Fotón Horizontal>

El estado combinado HA COLAPSADO a uno de sus constituyentes, y esto está relacionado con el gato de Schrödinger por si quieres comentarlo.

c) Posibilidades perpendiculares son excluyentes entre sí. Si tengo luz polarizada en la vertical no pasará por un polarizador horizontal y viceversa.

d) Esto que hemos hecho con direcciones verticales y horizontales se puede hacer en cualquier par de direcciones perpendiculares, y para el polarizador que metes entre esos dos que esté a 45º respecto a ellos. Vertical y horizontal no son determinantes, lo importante es que sean perpendiculares entre sí y que el otro, el que metes por medio, esté a 45º respecto a las direcciones de los dos anteriores.

Este experimento pone de manifiesto la propia estructura de la mecánica cuántica aunque hay que tener en cuenta varias cosas:

1.- Todo esto se puede explicar sin mecánica cuántica. Aunque la razón última sea totalmente cuántica se puede llegar a las mismas conclusiones en física clásica. Pero eso no quiere decir que la explicación sea incorrecta sino que aquí la cuántica no es del todo evidente. Pero sabemos que es así porque hemos acumulado resultados experimentales durante más de 100 años que se basan en esta explicación del comportamiento cuántico de la luz.  Y ahora tenemos experimentos de polarización con un fotón solo y eso no se puede explicar con la física clásica.

2.- Lo que hemos explicado de la polarización/helicidad de los fotones no es totalmente cierto, en realidad los polarizadores más usuales, con los que se han hecho estas pruebas en el programa, casi con toda seguridad son polarizadores circulares y no lineales que son con los que hemos usado en el ejemplo y los estados de helicidad serían circulares, algo así como si el fotón gira a izquierdas o a derechas respecto a su dirección de movimiento. Pero eso no es un problema porque siempre podemos traducir polarizaciones circulares a lineales (las que hemos usado) y viceversa.

Gracias a Órbita Laika por existir y ojalá nos acompañe mucho tiempo en nuestras pantallas.

Nos seguimos leyendo…