CIENCIA
Turbulencia cuántica, otra puerta hacia la nueva Física
Día 22/04/2014 - 14.22h
Visto por el mismo Leonardo da Vinci, este raro
fenómeno puede explicar desde la eficiencia de un
motor a reacción hasta los campos magnéticos
de las galaxias
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El reciente descubrimiento del bosón de Higgs ha logrado confirmar las teorías existentes sobre el origen de la masa y, gracias a eso, también una potencial explicación a otros misterios de la Física.
Sin embargo, y más allá del Higgs, los científicos estudian continuamente otras fuerzas y fenómenos, mucho menos comprendidos pero que también pueden arrojar luz sobre cuestiones aún no resueltas. Entre ellas se encuentra la turbulencia cuántica, escribe Katepalli Sreenivasan, profesor de la Universidad de Nueva York, en un número especial de la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS).
El análisis de Sreenivasan, escrito junto a Carlo Barenghi, de la Universidad de Newcastle y Ladislav Skrbek, de la Universidad Charles de Praga, examina la trascendencia y los potenciales de este raro fenómeno.
La turbulencia cuántica es el movimiento caótico que experimentan los fluidos a nivel subatómico y a temperaturas cercanas al cero.
Las observadores de las turbulencias se remontan muy atrás en el tiempo, hasta llegar al mismísimo Leonardo da Vinci, que fue de los primeros en estudiar ese complejo estado de movimiento de los fluidos. El genio del Renacimiento observó que el agua que cae en un estanque crea remolinos de movimiento, y dedujo a partir de ahí que el los movimientos del agua son capaces de dar forma a un paisaje.
Un reto continuo
Hoy en día, los científicos estudian "estanques" mucho más grandes, el universo e incluso más allá, pero sus investigaciones siguen centrándose en los mismos principios básicos de este fenómeno.
Su importancia es más que evidente en nuestras vidas. Por ejemplo, la eficiencia de los motores de reacción depende de la turbulencia, pero también otros fenómenos mucho más lejanos, como la generación de los campos magnéticos de las galaxias.
Sin embargo, y a pesar de lo cotidiano, la mayoría de estos trabajos siguen sin poder ofrecer una explicación completa del fenómeno. Según escriben los autores, "la turbulencia sigue suponiendo para los físicos, los matemáticos y los ingenieros un reto continuo".
El artículo de PNAS se centra en una forma especial de turbulencia, la turbulencia cuántica, que aparece en los fluidos cuánticos. Estos líquidos se diferencian de los fluidos normales en algunos aspectos fundamentales, además de su extraordinaria "vitalidad" a temperaturas cercanas a cero. Por un lado, en efecto, pueden fluir libremente porque carecen de viscosidad, cuya resistencia dificulta el flujo de un líquido. Por otro, su rotación se limita a las líneas de vórtice, en marcado contraste con los remolinos de los fluidos ordinarios, que varían en tamaño, forma y resistencia.
En su artículo, los investigadores describen las propiedades básicas de la turbulencia cuántica y consideran sus diferencias con la turbulencia clásica. "Nuestro objetivo -escriben- es vincular a los artículos de este número especial y proporcionar una perspectiva del futuro desarrollo de una materia que contiene aspectos de la mecánica de fluidos, la física atómica, la materia condensada y la física de bajas temperaturas. Los próximos estudios experimentales de la turbulencia cuántica explorarán las desconocidas condiciones físicas que la naturaleza impone a temperaturas muchos órdenes de magnitud más bajas, revelando fenómenos aún no conocidos por la física".
Imagen ilustrativa de la dualidad onda-partícula, en el que se aprecia cómo un mismo fenómeno puede ser percibido de dos modos distintos.
el dispensador anota al margen:
Fig. 1: La función de onda del electrón de un átomo de hidrógeno posee niveles de energía definidos y discretos denotados por un número cuántico n=1, 2, 3,... y valores definidos de momento angular caracterizados por la notación: s, p, d,... Las áreas brillantes en la figura corresponden a densidades elevadas de probabilidad de encontrar el electrón en dicha posición.
enseñando que dichos cielos,
no se miden con astrolabios...
cuidado con lo que pronuncias,
ellos leen los pensamientos,
antes que muevas tus labios.
ABRIL 24, 2014.-
La mecánica cuántica1 2 (también conocida como la física cuántica o la teoría cuántica) es una rama de la física que se ocupa de los fenómenos físicos a escalas microscópicas, donde la acción es del orden de la constante de Planck. Su aplicación ha hecho posible el descubrimiento y desarrollo de muchas tecnologías, como por ejemplo los transistores, componentes ampliamente utilizados en casi todos los aparatos que tengan alguna parte funcional electrónica.
La mecánica cuántica describe, en su visión más ortodoxa, cómo en cualquier sistema físico –y por tanto, en todo el universo– existe una diversa multiplicidad de estados, los cuales habiendo sido descritos mediante ecuaciones matemáticas por los físicos, son denominados estados cuánticos. De esta forma la mecánica cuántica puede explicar la existencia del átomo y revelar los misterios de la estructura atómica, tal como hoy son entendidos; fenómenos que no puede explicar debidamente la física clásica o más propiamente la mecánica clásica.
De forma específica, se considera también mecánica cuántica, a la parte de ella misma que no incorpora la relatividad en su formalismo, tan sólo como añadido mediante la teoría de perturbaciones.3 La parte de la mecánica cuántica que sí incorpora elementos relativistas de manera formal y con diversos problemas, es la mecánica cuántica relativista o ya, de forma más exacta y potente, la teoría cuántica de campos (que incluye a su vez a la electrodinámica cuántica, cromodinámica cuántica y teoría electrodébil dentro del modelo estándar)4 y más generalmente, la teoría cuántica de campos en espacio-tiempo curvo. La única interacción que no se ha podido cuantificar ha sido la interacción gravitatoria.
La mecánica cuántica es el fundamento de los estudios del átomo, su núcleo y las partículas elementales (siendo necesario el enfoque relativista). También en teoría de la información, criptografía y química.
el dispensador dice:
no hay caos en el universo,
no hay caos en este universo,
ni en ninguno de los paralelos,
tampoco en los simétricos,
ni siquiera en los espejos,
todo responde a un orden,
que se condice con los sueños,
espacios de otros viajeros,
que se han liberado del tiempo,
que no respiran reconociendo vientos,
que vuelan sin necesidad de cuerpos...
no hay arriba,
como no hay abajo,
nada está por encima,
ni tampoco en ningún costado,
no existiendo las derechas,
no hay opuestos en dicho espacio,
las izquierdas no son siniestras,
ni las diestras para condenarlos...
eso sólo es cuestión de miserias,
comunes a los seres humanos...
dependiendo de las perspectivas,
de las ignorancias...
y de lo que se crea disimulado...
no vayas para cualquier lado,
que todo lo que se ve recto,
en realidad está doblado,
en cualquiera de las geometrías,
que rigen aquellos universos,
desparramados en sus espacios...
aprende de las turbulencias,
de las miniaturas,
de las alquimias elementales,
de los duendes echando dados...
aprende del orden en el caos,
aprende el valor del caos ordenado,
que alguna vez fue pronunciado,
desde un verbo que se vio espejado,
entre el genio de lo creado,
y la sabiduría de un solo sabio,enseñando que dichos cielos,
no se miden con astrolabios...
cuidado con lo que pronuncias,
ellos leen los pensamientos,
antes que muevas tus labios.
ABRIL 24, 2014.-
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