Fórmula de la física cuántica
Aunque muchos experimentos cuánticos examinan objetos muy pequeños, como electrones y fotones, los fenómenos cuánticos nos rodean y actúan a todas las escalas. Sin embargo, es posible que no podamos detectarlos fácilmente en objetos más grandes. Esto puede dar la impresión errónea de que los fenómenos cuánticos son extraños o de otro mundo. De hecho, la ciencia cuántica colma las lagunas de nuestro conocimiento de la física para ofrecernos una imagen más completa de nuestra vida cotidiana.Los descubrimientos cuánticos se han incorporado a nuestra comprensión fundacional de los materiales, la química, la biología y la astronomía. Estos descubrimientos son un valioso recurso para la innovación, dando lugar a dispositivos como los láseres y los transistores, y permitiendo un progreso real en tecnologías antes consideradas puramente especulativas, como los ordenadores cuánticos. Los físicos están explorando el potencial de la ciencia cuántica para transformar nuestra visión de la gravedad y su conexión con el espacio y el tiempo. La ciencia cuántica puede incluso revelar cómo todo en el universo (o en múltiples universos) está conectado con todo lo demás a través de dimensiones superiores que nuestros sentidos no pueden comprender.
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Ir a escalas de distancia cada vez más pequeñas revela visiones más fundamentales de la naturaleza, lo que significa … [+] si podemos entender y describir las escalas más pequeñas, podemos construir nuestro camino hacia la comprensión de las más grandes.
De todas las ideas revolucionarias que la ciencia ha albergado, quizá la más extraña y contraintuitiva sea la noción de la mecánica cuántica. Anteriormente, los científicos habían asumido que el Universo era determinista, en el sentido de que las leyes de la física permitían predecir con perfecta exactitud cómo evolucionaría cualquier sistema en el futuro. Suponíamos que nuestro enfoque reduccionista del Universo -en el que buscábamos los componentes más pequeños de la realidad y trabajábamos para comprender sus propiedades- nos llevaría al conocimiento definitivo de las cosas. Si podíamos saber de qué estaban hechas las cosas y podíamos determinar las reglas que las regían, nada, al menos en principio, estaría más allá de nuestra capacidad de predicción.
Esta suposición se demostró rápidamente que no es cierta cuando se trata del Universo cuántico. Cuando se reduce lo real a sus componentes más pequeños, se descubre que se pueden dividir todas las formas de materia y energía en partes indivisibles: los cuantos. Sin embargo, estos cuantos ya no se comportan de forma determinista, sino sólo probabilística. Sin embargo, incluso con esta adición, sigue existiendo otro problema: los efectos que estos cuantos causan entre sí. Nuestras nociones clásicas de campos y fuerzas no logran captar los efectos reales del Universo mecánico cuántico, lo que demuestra la necesidad de cuantificarlos también de algún modo. La mecánica cuántica no es suficiente para explicar el Universo; para ello se necesita la teoría cuántica de campos. Esta es la razón.
Qué es la física cuántica
Aunque muchos experimentos cuánticos examinan objetos muy pequeños, como electrones y fotones, los fenómenos cuánticos nos rodean y actúan a todas las escalas. Sin embargo, es posible que no podamos detectarlos fácilmente en objetos más grandes. Esto puede dar la impresión errónea de que los fenómenos cuánticos son extraños o de otro mundo. De hecho, la ciencia cuántica colma las lagunas de nuestro conocimiento de la física para ofrecernos una imagen más completa de nuestra vida cotidiana.Los descubrimientos cuánticos se han incorporado a nuestra comprensión fundacional de los materiales, la química, la biología y la astronomía. Estos descubrimientos son un valioso recurso para la innovación, dando lugar a dispositivos como los láseres y los transistores, y permitiendo un progreso real en tecnologías antes consideradas puramente especulativas, como los ordenadores cuánticos. Los físicos están explorando el potencial de la ciencia cuántica para transformar nuestra visión de la gravedad y su conexión con el espacio y el tiempo. La ciencia cuántica puede incluso revelar cómo todo en el universo (o en múltiples universos) está conectado con todo lo demás a través de dimensiones superiores que nuestros sentidos no pueden comprender.
Términos interesantes de la física cuántica
Punto de vistaPasos hacia la gravedad cuántica en un cosmos realista18 de julio de 2022-Física 15, 107Los teóricos han modelado un espacio-tiempo en expansión -parecido a nuestro Universo- inspirándose en un marco de teoría de cuerdas en el que el espacio-tiempo es emergente.
Figura 1: El espacio tridimensional de Sitter es un universo en expansión, que puede imaginarse como un lago cuya anchura se expande desde un fondo estrecho hasta una parte superior ancha. El fondo del lago corresponde a épocas anteriores en las que el universo es más pequeño, y la parte superior del lago corresponde a épocas posteriores en las que el universo es más grande. La superficie del lago puede identificarse con la teoría de campo conformacional de Wess-Zumino-Witten (WZW), que describe las fluctuaciones gravitatorias que se representan como ondas. Los cálculos de Hikida y sus colegas establecen que una teoría de campo conformacional WZW produce respuestas correctas para las entropías cosmológicas.El espacio tridimensional de Sitter es un universo en expansión, que puede imaginarse como un lago cuya anchura se expande desde un fondo estrecho hasta una parte superior ancha. El fondo del lago corresponde a épocas anteriores en las que el universo es más pequeño, y la parte superior del l… Mostrar más
