Log de la conferencia "Introducción a la física cuántica" por ender_79

Session Start: Wed May 19 21:30:17 2004
Session Ident: #fisica
*** entrando en #fisica [21:30]
*** Topic en #fisica: HOY MIERCOLES A LAS 21:30 CHARLA "INTRODUCCION A LA FISICA CUANTICA" NO SE RESOLVERAN DUDAS EN AL MENOS 2 HORAS,EN LA CHARLA QUERY A LOS MODERADORES http://canalfisica.ciudad.org | El tio de la editorial urss ya en bilbao (en lejona)
*** puesto por movsia el Wed May 19 a las 20:40:07 horas
*** Nicks en #fisica : movsia Ice__ Cziffra fantassma TupakAway minsky Ghiret Basic ZideK`oFF @Kittel Bucket19 FiSeR yuso como___ pi|zZzZzZ Barbol Domaniom god4saken ToNToNi Lz VuKoD_LAK h[e]rtz Histeric iago21 niccooff Seamrag dokam PacHeN MiCaLeT ZigBot[Ausente] sumendia Balder_Away Nimzo _antispam
*** modo: CHaN pone [+o movsia]
*** Modos: +nt Usuarios: 34 Ops: 2 Away: 4
*** IRCops: (1) - _antispam

> holas
*** ender_79 ( ircap751@BsMcwj.B48cha.virtual ) entra [21:30]
.
.
.
*** modo: movsia pone [+m ]
> ahora ya no podeis escribir
> con permiso me cambio de nick
*** movsia es ahora moderador_m
<@ender_79> ui que silencio XD
> bueno
> primero
> bienvenidos a todos
> hoy vamos a tener en #fisica
*** topic: moderador_k pone: CONFERENCIA: "INTRODUCCION A LA FISICA CUANTICA" BY ender_79 TRANSPARENCIAS http://personales.com/espana/madrid/canalfisica/ PARA CONSULTAS SOBRE LA CHARLA PRIVADO A LOS MODERADORES
*** modo: moderador_k pone [-m ]
> una charla titulada "introduccion a la fisica cuantica
> q pasa kit?
*** modo: moderador_m pone [+m ]
> lo lamentamos
> la web no iba
> arhoa deberia ir
> bueno
> esta como el resto de charlas q se daran en el canal
> procuraran ser divulgativas
> y para comenzar
> viene a darnos a contarnos esta introduccion a la fisica cuantica
> nuestro ender_79
* ender_79 sonrie
> el es licenciado en fisica por la universidad de barcelona
> se licencio en el 2002 en fisica teorica
> y actualmente
> realiza el segundo año de doctorado relativo a computacion cuantica
> todo un lujo q una persona con el nivel de ender pueda darnos una conferencia
> gracias a el y a todos los q has hecho posible esta conferencia
> nada, no quiero entreteros mas
> q ya he hecho q empezamos un poco tarde
> sin mas
> ]ender_79[ tienes la palabra :)
<@ender_79> bien bien
<@ender_79> bueno, antes que nada, gracias por venir
<@ender_79> en lugar de iros a echar unas cañas, preferis que os hablen de cuantica, lo que esta bien ^^
<@ender_79> solo hay que ver el aforo del canal...
<@ender_79> bueno, como comentava movs
<@ender_79> hoy os voy a hablar un poquillo de fisica cuantica
<@ender_79> la pretension era que fuera para no expertos, asi mas de divulgacion
<@ender_79> pero, inevitablemente, al final se me fue la mano y he mezclao de todo
<@ender_79> pero lo hare de forma que se pueda seguir
<@ender_79> o al menos esa es mi pretension
<@ender_79> como ya sabreis, hay una web donde hay colgadas unas pocas transparencias que me haran falta
<@ender_79> es la que esta en el topic (que espero que funcione) XP
<@ender_79> bien, dicho esto
<@ender_79> os comento que voy a centrar mi charla en tres puntos:
<@ender_79> primero, os hablare un poco del contexto historico de como nace la fisica cuantica
<@ender_79> ese sera el punto menos tecnico y el mas facil de seguir, porque sera mucho "blablabla"
* moderador_m informara de cualquier acontecido por mensajes de estos, lo primero recordar: para realizar preguntas abrid privado(query) a uno de los moderadores (nunca al ponente)
<@ender_79> gracias moderador_m por recordar eso
<@ender_79> para las preguntas, no os preocupeis, que al final de cada punto dejare que pregunteis
<@ender_79> bueno, el segundo punto sera mas tecnico, y se centrara en postulados fundamentales de la mecanica cuantica
<@ender_79> para los que sepais un minimo de algebra, os sera facil de seguir
<@ender_79> de todas formas intentare que sea bastante "planito" ^^
<@ender_79> en tercer y ultimo lugar, quiero explicaros un experimento
<@ender_79> para ejemplificar la diferencia entre la forma de pensar clasica y cuantica
<@ender_79> os hablare de la interferencia de un fotón consigo mismo en un "interferometro de Match-Zenner"
<@ender_79> bueno, este es el plan de mi charla
<@ender_79> asi que si no hay quejas, paso al primer punto: un poco de historia de como nace la nueva teoria
<@ender_79> hace aproximadamente 100 años, la fisica de Newton y el electromagnetismo de Maxwell eran teorias comunmente aceptadas como validas
<@ender_79> habian dado grandes exitos!
<@ender_79> Newton habia explicado el movimiento de los planetas (casi nada)
<@ender_79> y el electromagnetismo habia introducido el concepto de "campo" en la fisica
<@ender_79> no obstante
<@ender_79> existian por aquel entonces una serie de problemas "frontera", que no se sabia bien como explicar dentro de este marco "clasico"
<@ender_79> donde "clasico" quiere decir "Newton, Maxwell..."
<@ender_79> habia varios de estos problemas:
<@ender_79> la radiacion del cuerpo negro...
<@ender_79> el efecto Compton...
<@ender_79> los espectros atomicos...
<@ender_79> el efecto fotoelectrico...
<@ender_79> y muchos mas
<@ender_79> en esta charla quiero centrarme en tres aspectos para empezar a poneros en situacion:
<@ender_79> el problema del cuerpo negro
<@ender_79> los espectros atomicos
<@ender_79> y la dualidad onda-corpusculo
<@ender_79> asi que voy directo al "Problema del cuerpo negro"
<@ender_79> bien
<@ender_79> como algunos sabreis, pero otros no, TODOS los objetos que hay en el mundo en que vivimos, por el hecho de estar a una cierta temperatura T, EMITEN luz
<@ender_79> esto suena un poco "hare-Krishna", pero en el fondo tiene mucho sentido
<@ender_79> esta luz, o radiacion electromagnetica, no es la misma luz gracias a la que vemos los objetos
<@ender_79> esa es la luz reflejada
<@ender_79> esta es una luz que se emite desde el INTERIOR del objeto
<@ender_79> que por lo tanto esta relacionada con la estructra interna del objeto
<@ender_79> es decir
<@ender_79> con "que hay dentro", "de que esta formado", con los "atomos" o lo que sea
<@ender_79> con la estructura intima de la materia, en definitiva
<@ender_79> a esta luz, que emiten los cuerpos a una cierta T, se le llama "radiacion termica"
<@ender_79> y de su existencia se sabe ya desde hace muuuuuuchos años
<@ender_79> (los de Kodak sacaron una camara que la detectaba y sacaba fotos de gente en bolas, por cierto)
<@ender_79> sigo
<@ender_79> los cuerpos a temperatura ambiente emiten esa luz, pero fuera del espectro visible, y por eso no la vemos
<@ender_79> sin embargo, si la temperatura es muuuuy alta, si que la vemos
<@ender_79> por ejemplo:
<@ender_79> el color rojizo que tienen las brasas de la chimenea, o el color rojo de los tubos de la estufa
<@ender_79> esa es la radiacion termica
<@ender_79> fijaros que si se sigue calentando el objeto, el color pasa de rojo a azul
<@ender_79> por lo tanto,
<@ender_79> la frecuencia de la radiacion emitida aumenta con la temperatura (azul tiene mas frec. que el rojo)
<@ender_79> dejadme que os introduzca ahora al "cuerpo negro·
<@ender_79> un "cuerpo negro" se define como un cuerpo que absorbe toooooda la radiacion que le llega, y que no refleja nada
<@ender_79> (al contrario que un "cuerpo blanco", como las casas en Sevilla, que reflejan toda la luz)
<@ender_79> pues bien
<@ender_79> en 1900, los fisicos estaban empeñados en estudiar la "radiacion termica del cuerpo negro"
<@ender_79> y este fue el comienzo de tooooodo el "regao"
<@ender_79> digo
<@ender_79> "fregao" :P
<@ender_79> os pido que vayais a la transparencia 1 de la web
* ender_79 espera 5 segundos
* moderador_k recuerda http://personales.com/espana/madrid/canalfisica/
<@ender_79> los fisicos median una cantidad que se llama "densidad espectral de energia"
> http://canalfisica.ciudad.org/ender_01/trans01.htm <-- tranaparencia 1
<@ender_79> qe no es nada mas que la energia que emite el cuerpo negro a una determinada T, y a una frecuencia \nu (basicamente)
* moderador_m http://canalfisica.ciudad.org/ender_01/trans01.htm <-- tranaparencia 1
<@ender_79> es la funcion \rho( \nu,T) que sale por ahi
<@ender_79> bien
<@ender_79> segun los experimentos, esta funcion, al representarla en funcion de la frecuencia, sigue el grafico de la figura de la transp.
*** topic: moderador_m pone: CONFERENCIA: "INTRODUCCION A LA FISICA CUANTICA" BY ender_79 TRANSPARENCIAS http://canalfisica.ciudad.org/ender_01/trans01.htm PARA CONSULTAS SOBRE LA CHARLA PRIVADO A LOS MODERADORES
<@ender_79> a \nu = 0 y a \nu = infty, se va a cero
<@ender_79> y tiene un maximo claro
<@ender_79> esto llevaba de cabeza a los teoricos!!!
<@ender_79> basandose en fisica clásica y termodinámica, la gente sacó la "ley de Rayleigh-Jeans" , q teneis en la tranps.
<@ender_79> es una ley que aumenta como el cuadrado de la frec. y que diverge a frecuencias altas, por lo que no podia estar bien
<@ender_79> sin embargo, a frecuencias bajas parecia comportarse bien
<@ender_79> para la zona de frecuencias altas, la gente usaba la "Ley de Wien", que no es mas que un ajuste exponencial
<@ender_79> pero claro, a frecuencias bajas, nanai
<@ender_79> el problema gordo era que ninguna de las leyes basadas en la fisica que se conocia lograba reproducir el resultado experimental
<@ender_79> incluso si os fijais, la ley de Reyleigh-Jeans diria que... la energia emitida es infinita!!!
<@ender_79> eso, claro, no puede ser
<@ender_79> algo falla, pues, a altas energias en la fisica que sabemos
<@ender_79> (es la famosa "catastrofe ultravioleta", que dicen los libros)
<@ender_79> pues bien
<@ender_79> Planck hinco mucho los codos con este problema
<@ender_79> estaba obsesionado!
<@ender_79> pero no le salia nada
<@ender_79> al final, en su intento de explicar el resultado experimental, se vio forzado a hacer un "acto de desesperacion" (en sus palabras)
<@ender_79> introdujo una hipótesis adicional que estaba fuera de la fisica convencional conocida
<@ender_79> fue esta:
<@ender_79> asumió que la radiación de frec. "nu" intercambia energia con el entorno solo en multiplos de una cantidad fundamental E = h nu
<@ender_79> donde "h" es una constante: la constante deplanck
<@ender_79> y "nu" es la frecuencia de la radiacion
<@ender_79> con esta hipótesis, y usando tecnicas de fisica estadística, Planck saco la "ley de Planck", que es la que se ajusta a los experimentos
<@ender_79> y ademas de manera super-precisa
<@ender_79> todo cuadraba...
<@ender_79> pero se habia tenido que introducir una hipotesis muy rara!
<@ender_79> esa hipotesis no esta en la fisica ni de Newton ni de Maxwell
<@ender_79> es mas
<@ender_79> las contradice!
<@ender_79> dice que la energia que intercambia la radiacion solo se puede hacer a saltos!
<@ender_79> eso, no se lo creia nadie
<@ender_79> por eso la ley de planck se la miraban como con ojos raros O_o
<@ender_79> incluso el propio planck no se creia su propia ley
<@ender_79> era tan tan raro, que no se lo tragaban
<@ender_79> este fue el nacimiento del famoso "cuanta de energia"
<@ender_79> que mas tarde se transformaria en "foton"
<@ender_79> o "particula de luz"
<@ender_79> coom veis, tuvo un nacimiento bastante tortuoso
<@ender_79> bien, este era el problema del cuerpo negro
<@ender_79> y la famosa hipótesis de planck para resolverlo
<@ender_79> hace un par de años se celebró el centenario de esa hipótesis
<@ender_79> bien
<@ender_79> pero el cuerpo negro no era el unico problema de la fisica entonces
<@ender_79> habia mas, y al parecer, andaban todos relacionados
<@ender_79> tambien estaba el problema de los espectros atomicos
<@ender_79> (y con esto paso a lo segundo que os quiero explicar de intro)
<@ender_79> de qué estaban formados los cuerpos?
<@ender_79> de átomos?
<@ender_79> de campos?
<@ender_79> de qué?
<@ender_79> esta pregunta tan gilipollas, era basica, y un misterio hace 100 años
<@ender_79> fijaos que esto anda relacionado con lo del cuerpo negro
<@ender_79> porque la radiacion térmica sólo la puedo entender bien (su origen) si se de DONDE sale
<@ender_79> y, claro esta, sale de lo que haya dentro de la materia
<@ender_79> se sabia entonces que al someter un gas a descargas electricas, éste emitia luz
<@ender_79> ademas, una luz muy característica, que dependia del tipo de gas
<@ender_79> si se cogia la luz que emitia el gas y se pasaba por un prisma, esta se descomponia en colores
<@ender_79> y solo se veian unos colores muy concretos, no todos
<@ender_79> unos colores DISCRETOS
<@ender_79> y cada gas, tenia su "espectro" de colorines
<@ender_79> era como su DNI
<@ender_79> por qué aparece luz solo a colores concretos?
<@ender_79> y... de que depende el espectro de cada gas?
<@ender_79> esta claro que esa luz tiene que ver con los "átomos" (otra vez!) pero no se sabia explicar nada
<@ender_79> ademas, los experimentales aqui estaban muy avanzados
<@ender_79> habia espectroscopistas muuuuuuuy finios
<@ender_79> digo
<@ender_79> finos XP
<@ender_79> y se conocian los detalles de esto con muuuuuucha precision
<@ender_79> y los teoricos... pues nanai
<@ender_79> hasta que llegó el "modelo atómico de Bohr"
<@ender_79> el modelo de Bohr no vino asi porlas buenas
<@ender_79> antes hubo muchos mas
<@ender_79> el de Rutherford, por ejemplo
<@ender_79> pero el problema de los espectros... seguia igual, hasta el modelo de Bohr
<@ender_79> este modelo (el de Bohr) explicaba con una precision buenisima los espectros de luz de algunos gases
<@ender_79> pero para ello, tuvo que introducir de nuevo una hipótesis nueva, fuera de lo clásico
<@ender_79> en el modelo de Bohr, hay una carga electrica negativa, el "electrón", que gira en torno a una carga eléctrica positiva, el "protón"
<@ender_79> es una especie de "modelo planetario", pero a pequeña escala
<@ender_79> el pstulado revolucionario de Bohr fue que los radios de las orbitas del electron no podian ser cualesquiera, sino que estaban "cuantizados"
<@ender_79> solo habia unas orbitas concretas permitidas
<@ender_79> el resto, eran prohibidas
<@ender_79> curioso
<@ender_79> porque en el modelo de Newton de los planetas... un planeta puede girar en torno a otro con cualquier radio!
<@ender_79> no hay radios privilegiados, al menos por principio
<@ender_79> pues bien
<@ender_79> del postulado de Bohr, se llegó rapidamente a que las energias de las orbitas tb estaban cuantizadas
<@ender_79> y tb el momento angular
<@ender_79> cada orbita permitida tenia una energia, y solo esa
<@ender_79> esto me daba, claro, enerias discretas
<@ender_79> como se interpretaban entonces los espectros atomicos?
<@ender_79> pues muy facil:
<@ender_79> imaginaos un electron que por alguna razon, salta de una orbita de energia E2 a una de energia E1
<@ender_79> con E1 < E2
<@ender_79> la diferencia de energias, dice Bohr, se emite en forma de un "cuanta" de luz de enrgia E = E2 - E1
<@ender_79> y claro, la frecuencia correspondiente es la que sale de la hipotesis de Planck: h nu = E2 - E1
<@ender_79> como que los saltos que puede hacer el electron son discretos...
<@ender_79> salen "cuantas" de luz con frecuencias "nu" discretas !!!!!!
<@ender_79> con eso se explico por que los espectros (la radiacion que salia en funcion de la frecuencia -o del color-) eran discretos
<@ender_79> y el exito fue BRU-TAL
* moderador_m recuerda a los presentes q el canal esta moderado, no se puede hablar en el canal para no interrumpir la conferencia. cualquier consulta o pregunta privado (query) a los moderadores
<@ender_79> se explicaron muchiiiiiiiiisimos resultados de espectroscopia con eso!
<@ender_79> pero... de nuevo una hipótesis rara
<@ender_79> que es eso de "radios cuantizados"?
<@ender_79> suena a lo que habia dicho planck del cuerpo negro...
<@ender_79> y claro, la gente penso...
<@ender_79> "a ver si va a ser que... Newton esta mal?"
<@ender_79> al final del dia, el cuanta de luz acabó siendo una particula de luz, el "foton"
<@ender_79> es decir
<@ender_79> para algunos efectos, si se suponia que la luz era un chorro de particulas ("fotones"), todo funcionaba bien
* moderador_m recuerda: informacion general http://canalfisica.ciudad.org
<@ender_79> mientras que para otros, la descripcion con ondas de maxwell era la que daba buenos resultados
<@ender_79> en resumidas cuentas
<@ender_79> es como si la luz, a veces fuera "ondas", y a veces fuera "particulas"
<@ender_79> que raro, no?
<@ender_79> en que quedamos?
<@ender_79> ondas o particulas?
<@ender_79> o las dos?
<@ender_79> bueno, pues aqui es donde entro de Broglie, con su hipótesis onda-corpusculo
<@ender_79> de Broglie, en su tesis doctoral, se dió cuenta de que esto era muy... "asimetrico"
<@ender_79> por que solo la luz?
<@ender_79> y las particulas normales... no se comportaran como ondas a veces tambien?
<@ender_79> introdujo la siguiente hipótesis:
<@ender_79> a cualquier objeto que se mueve con momento "p" (masa por velocidad), se le asocia una onda de longitud de onda L = h / p
<@ender_79> donde "h" es la constante de Plancj, otra vez
<@ender_79> no hace falta decir que, con una hipotesis como esa, de Broglie se doctoro por los pelos (los del tribunal no se lo aceptaban!!! )
<@ender_79> y bueno, eso se podia comprobar experimentalmente?
<@ender_79> se podia ver si las particulas se comportan como ondas?
<@ender_79> yo, cuando me muevo, no hago interfetrencias como una onda!!!
<@ender_79> pero claro, para ver eso habria que ir a particulas muuuuuuuy pequeñas, como los electrones
<@ender_79> porque la constante "h" es muuuuuuuy pequeña
<@ender_79> pues bien
<@ender_79> en 1927, hubo experimentos
<@ender_79> Davissond y Gremer por un lado, y Thomson por otro, lograron DIFRACTAR un haz de electrones
<@ender_79> no quiero entrar en detalles
<@ender_79> pero la difraccion es algo tipico de las ondas
<@ender_79> se vio que las particulas, a veces, tambien se comportan como ondas!!!
<@ender_79> esto si que fue el descalabro de la gente
<@ender_79> los fisicos estaban mareaos con tanto lio
<@ender_79> mas mareaos que un pollo, vaya
<@ender_79> total: que las particulas a veces eran ondas, y las ondas a veces particulas
<@ender_79> claramente habia que poner orden en todo esto
<@ender_79> y la gente ya intuia que esto era el nacimiento de una nueva teoria
<@ender_79> que rompiera con todo lo anterior
<@ender_79> y que explicara todos estos resultados, y otros muchos mas que no he explicado aqui
<@ender_79> así es como nacio la fisica cuántica
<@ender_79> y bueni
<@ender_79> bueno
<@ender_79> con esto acabo mi primer punto, el de "un poco de historia", para calentar
<@ender_79> estaria bien, si teneis dudas, que me las dijerais ahora
*** modo: moderador_m pone [+v Ghiret]
* ender_79 escucha
<+Ghiret> esta pregunta es sobre algo que mencionaste al inicio, dijiste que la física clásica usaba el concepto de campo, esta "nueva física"(al menos a principios de siglo) que acabas de introducir a vista de pájaro seguía considerando el concepto de campo? en la mecánica cuántica clásica sigue existiendo el concepto de campo?
<@ender_79> a ver
<@ender_79> no es que se tuviera que "romper" el concepto de campo
<@ender_79> sino incorporarlo a una nueva teoria
<@ender_79> desde luego, tal y como lo habia hecho maxwell, no iba bien
<@ender_79> pero si, en cuántica tambien se metieron los campos
<@ender_79> ummm no se si te respondi
<+Ghiret> a partir de cuando apareció entonces "la interacción mediante bosones mediadores"? sí, si respondiste a lo que preguntaba, gracias(esta es la segnda parte)
<@ender_79> uf
<@ender_79> eso es bastaaaaante mas reciente
<@ender_79> eso que me dices es de teoria cuantica de campos
<@ender_79> es de la epoca de Feynman y compañia
<+Ghiret> quiero decir que si fue a razón de estos experimentos o consecuencias directa de ellos o de hace pocos años
<@ender_79> de hace 30 años, vaya
<@ender_79> nono
<@ender_79> lo de los bosones mediadores vino bastante mas tarde
<+Ghiret> ah, ok :) entonces he terminado mi duda :)(por que no es cosa de saltarnos 60 años así por que sí :)) muchas gracias
<@ender_79> de nada ^^
*** modo: moderador_m pone [-v Ghiret]
<@ender_79> mas?
*** modo: moderador_k pone [+v Bucket19]
<+Bucket19> vamos io no se si tiene mucha relacion con el tema
<+Bucket19> xo he oido algo de que las interacciones fuertes y debiles esas que hay en los atomos
<+Bucket19> son una manifestacion distinta
<+Bucket19> del campo electromagnetico
<+Bucket19> como si fuese solo uno
<+Bucket19> y es que quiero saber de donde se sacan eso
<@ender_79> a ver
<@ender_79> no te lies ^^
<+Bucket19> y luego sobre el tema de los campos pues si muy bonito
<@ender_79> dime
<+Bucket19> xo como coño se transmite un campo electrico??
<+Bucket19> vale
<@ender_79> ok
<+Bucket19> interacciones a distancia
<@ender_79> primero:
<+Bucket19> xo son particulas??
<+Bucket19> o que son???
<@ender_79> 60 años despues de todo esto empezo la fisica de aceleradores
<@ender_79> alli se empezo a ver que las interacciones fundamentales, parece que sean todas la misma
<@ender_79> pero que a bajas energias, pues se desdobla en varias: electromagnetica, nuclear, gravitatoria...
<@ender_79> hoy por hoy, existen 4 fundamentales: nuclear debil, nuclear fuerte, electromagn. y gravitatoria
<+Bucket19> las fuerzas fluidodinamicas
<+Bucket19> que son?
<+Bucket19> son gravitatorias?
<@ender_79> eso me temo que es de fluidos ^^
<@ender_79> que yo sepa, no me suena mucho
<+Bucket19> sip
<@ender_79> el problema
<+Bucket19> vamos me refiero a que cuando un liquido empuja algo
<+Bucket19> es una interaccion fundamental de esas?
<@ender_79> electromagnetica
<@ender_79> la que hace que tu estes encima de la silla
<@ender_79> es repulsion de tus electrones con los de la silla
<@ender_79> pero vaya
*** modo: moderador_m pone [-v Bucket19]
<@ender_79> quedate con eso: hay 4 fundamebntales
<@ender_79> y tres de ellas ya se saben unificar... menos la gravitatoria
<@ender_79> y la teoria de cuerdas es un intento de meter la gravedad ahi tambien
<@ender_79> bueno
<@ender_79> mis pajarillos de moderadores me dicen que no hay mas preguntas
<@ender_79> asi que paso al siguiente punto
<@ender_79> mi segundo punto va sobre los postulados fundamentales de la mecanica cuantica
<@ender_79> aqui hay bastantes mas curvas que en lo de antes
* moderador_m recuerda q la web de informacion general es http://canalfisica.ciudad.org y las trasparencias estan en http://canalfisica.ciudad.or/ender_01/trans01.htm
<@ender_79> asi que no os preocupeis si os perdeis en algun punto, o si algo os parece muy raro
<@ender_79> es normal
<@ender_79> la formulacion de la nueva teoria se debi a Schrödinger, Heisenber, Dirac, etc etc
<@ender_79> y se baso en una serie de POSTULADOS
<@ender_79> a partir de los cuales se podian explicar todos los fenomenos que os he contado antes
<@ender_79> no entrare en detalles de como se explican, porque no es facil
<@ender_79> os adelanto que va a ser un poco tecnico a partir de ahora
<@ender_79> pero no os desanimeis!
<@ender_79> la cuantica es muy agradecida, os lo digo yo ^^ (a veces... XP)
<@ender_79> podeis ir a la transparencia 2 de la web
<@ender_79> allíhay 5 postulados fundamentales de la mecanica cuantica
* moderador_m recuerda: las trasparencias estan en http://canalfisica.ciudad.or/ender_01/trans01.htm
* ender_79 espera 5 seg.
* moderador_m recuerda: las trasparencias estan en http://canalfisica.ciudad.org/ender_01/trans01.htm <-- perdon, errata, ahora esta bien
<@ender_79> voy a tratar de irlos explicando un poco
* moderador_m recuerda: las trasparencias estan en http://canalfisica.ciudad.org/ender_01/trans02.htm <--esta es la traansparencia 2
<@ender_79> postulaso 1:
<@ender_79> postulado 1:
<@ender_79> Todo sistema fisico viene representado por un vector |psi> (en la notacion de Dirac) que pertenece a un espacio de Hilbert (que es un espacio vectorial)
<@ender_79> es decir
<@ender_79> todo lo que puedes saber de un sistema, toda su informacion, esta metida en un vectoe
<@ender_79> vector
<@ender_79> ese vector |psi> es el "estado cuantico" del sistema
<@ender_79> ok?
<@ender_79> ben
<@ender_79> si por ejemplo el espacio vectorial es de dos dimensiones
<@ender_79> pues ese espacio tiene una base ortonormal como, por ejemplo, |0> y |1>
<@ender_79> y un estado sera, en general, una combinacion lineal de los dos:
<@ender_79> |psi> = a |0> + b |1>
<@ender_79> donde a y b son complejos
<@ender_79> y supongo que |psi> esta normalizado, es decir, |a|^2 + |b|^2 = 1
<@ender_79> a estos sistemas de dimension 2, se les llama "qubits"
<@ender_79> y son la base de la cimputacion cuantica
<@ender_79> paso al segundo postulado:
<@ender_79> postulado 2:
<@ender_79> las magnitudes observables (energia, posicion, momento, momento angular...) vienen descritas por operadores autoadjuntos H
<@ender_79> donde autoadjunto quiere decir que H = (H*)^T
<@ender_79> (conjugado y transpuesto)
<@ender_79> como ejemplo de operadores, tenemos las matrices
<@ender_79> y claro, las matrices no conmutan
<@ender_79> no es lo mismo AB que BA, si A y B son matrices
<@ender_79> por lo tanto
<@ender_79> los observables, en general, no conmutan
<@ender_79> en particular, la posicion y el momento NO conmutan
<@ender_79> paso al postulado 3:
* moderador_m recuerda q para preguntas o cuestiones abrir privado a los moderadores
<@ender_79> la evolucion en el tiempo de un sistema de estado |psi> y Hamiltoniano (operador Energia) H viene dada por la eq. de Schröedinger:
<@ender_79> i hbar d|psi> / dt = H |psi>
<@ender_79> donde hbar = h /2pi , y es el Hamiltoniano del sistema (operador Energia)
<@ender_79> coom veis, la evolucion en el tiempo de un estado cuantico es determinista
<@ender_79> la dicta una ecuacion diferencual de primer orden
<@ender_79> ahora viene un postulado que es un poco raro, pero que es importante
<@ender_79> postulado 4:
<@ender_79> si un sistema A viene descrito por un espacio de Hilbert "H_A" y un sistema B viene descrito por "H_B", entonces el sistema conjunto (A,B) viene descrito por el producto tensorial de los dos espacios de Hilbert H_A y H_B
<@ender_79> esto puede ser un poco lio
<@ender_79> aqui H_A y H_B son los dos espacios vectoriales, no los confundais con operadores
<@ender_79> que quiere decir esto?
<@ender_79> a ver
<@ender_79> imaginaos que tenemos dos "qubits" de los de antes [Read error: Connection reset by peer]
<@ender_79> el qubit A y el qubit B
<@ender_79> el A tiene una base que es |0>_A y |1>_A
<@ender_79> y el B, pues tiene un abase que es |0>_B y |1>_B
<@ender_79> pues bien
<@ender_79> este postulado, lo que te dice, es que el sistema DE LOS DOS QUBITS JUNTOS tiene una base que es:
<@ender_79> |0>_A |0>_B , |0>_A |1>_B , |1>_A |0>_B , |1>_A |1>_B
<@ender_79> es decir
<@ender_79> dos qubits viven en un espacio de dimension 4
<@ender_79> y los estados de la base, pues son (00) (01) (10) y (11), pero en vectorcitos
<@ender_79> claro, esto quiere decir que un estado de dos qubits puede ser, por ejemplo este:
<@ender_79> |0>|0>
<@ender_79> o bien
<@ender_79> |0>|0> + |1>|1> + |1>|0> + |0>|1>
<@ender_79> o bien otro como este:
<@ender_79> |0>|0> + |1>|1>
<@ender_79> este ultimo estado que os he escrito, es un ejemplo de estado muy especial
<@ender_79> es un estado "entrelazado", o "entangled" (en ingles)
<@ender_79> ese estado, tiene unas correlaciones etre los dos qubits que no se pueden explicar con ningun modelo clasico
<@ender_79> por que?
<@ender_79> bueno
<@ender_79> pues si os fijais, no puedo escribir |0>|0> + |1>|1> como un producto de estados para los dos sistemas, es decir, |A>|B>
<@ender_79> es un estado del sistema conjunto de DOS particulas
<@ender_79> y no tiene analogo clasico
<@ender_79> a estos estados, que no son separables, se les llama "estados entangled, o entrelazados"
<@ender_79> y son todo el meollo de la mecanica cuantica, en realidad
<@ender_79> por ejemplo
<@ender_79> si habeis oido hablar de las famosas "desigualdades de Bell"
<@ender_79> pues estan relacionadas con estos estados
<@ender_79> o tambien todo lo que concierne a computacion cuantica, como lo de factorizar en tiempo polinomial
<@ender_79> todo tiene que ver con estados que son de este tipo
<@ender_79> y tambien la "teleportacion" cuantica, que a veces sale en los periodicos XD
<@ender_79> lo que quiero que queda claro, es que (casi) todo el cacao, esta en esto del entrlazamiento cuantico
<@ender_79> bueno, no me emociono mas y paso al siguiente pstulado (y ultimo):
<@ender_79> postulado 5:
<@ender_79> el postulado de la "medida":
<@ender_79> ls resultados experimentales de la medida de un observable H, vienen siempre dados por los AUTOVALORES de H.
<@ender_79> Al medir H en un sistema de estado |psi>, la PROBABILIDAD de obtener el autovalor E viene dada por |<E|psi>|^2
<@ender_79> donde |E> es el autovector correspondiente
<@ender_79> y <E|psi> es el producto escalar (en notacion de Dirac)
<@ender_79> Si la medida experimental me da como resultado "E", entonces el estado del sistema COLAPSA en el autovector |E>, es decir, deja de estar descrito por |psi> y pasa a estar descrito por |E>
<@ender_79> bueno, este es el postulado
<@ender_79> bastante completito
<@ender_79> este es un postulado muy especial
<@ender_79> me dice lo que me va a salir de lso experimentos!
<@ender_79> pero fijaos;:
<@ender_79> no me dice "que" me va a salir del experimento
<@ender_79> la fisica cuantica sólo te dice "tienes tanta probabilidad de que te salga esto, o lo otro..."
<@ender_79> pero no me dice el que
<@ender_79> solo me da la probabilidad
<@ender_79> este es el "indeterminismo" de la mecanica cuantica
<@ender_79> esto es lo que quiere decir que una teoria no sea "determinista"
<@ender_79> que solo me proporciona probabilidades
<@ender_79> en cuanto al proceso del colapso, este es un problema que aun esta en debate hoy en dia
<@ender_79> hay quien dice que el colapso no es en realidad un postulado... pero eso son otras historias
<@ender_79> bueno
<@ender_79> con este palo que os acabo de meter acabo mi segundo punto, el mas tecnico
<@ender_79> preguntas?
> sips
<@ender_79> seguro que hay muchas :P
*** modo: moderador_m pone [+v GhiretoBocazas]
<+GhiretoBocazas> es respecto a lo de que las magnitudes medibles no conmutan, quiere decir que cuando operamos con ellas hemos de multiplicarlas en el orden correcto sólo? o tiene algún significado "más profundo"?
<@ender_79> lo tiene, si
<+GhiretoBocazas> quiero decir que si es sólo una "regla matemática"
<+GhiretoBocazas> ahm ok
<@ender_79> oberrvables que conmutan entre si, se llaman "observabkes compatibles"
<@ender_79> resulta que hay teoremas de matematicas que te dicen que si tienes observables que conmutan entre si, entonces son diagonales en la misma base
<@ender_79> a esta base se le llama "base comun"
<@ender_79> y va etiquetada con unos numeritos, que son los "numeros cuanticos" del sistema
<@ender_79> ademas
<@ender_79> resulta
<@ender_79> que cuando tienes obervables compatibles, los puedes medir A LA VEZ
<@ender_79> es decir
<@ender_79> que cuando mides uno, no estorbas las propiedades del otro
<+GhiretoBocazas> pero siempre existirá la incertidumbre no? en la posición y el momento, energía y tiempo, etc
<@ender_79> es esto precisamente
<+GhiretoBocazas> ahm, es al revés de lo que he dicho xD
<@ender_79> sale de los observables que no conmutan
<@ender_79> por ejemplo
<@ender_79> posicion y momento NO conmutan
<@ender_79> consecuencia:
<@ender_79> no los puedes medir a la vez
<@ender_79> es decir
<@ender_79> si mido la X, perturbo la P, y al reves
<@ender_79> de ahi sale el "principio de incertidumbre"
<+GhiretoBocazas> lo de no conmutar sería algo así como que no tienen relación y no puedo "despejar uno en función del otro"?
<@ender_79> de observables que no conmutan entre si
<@ender_79> ummmmm
<@ender_79> bueno, no exactamente
<@ender_79> es que "al medir uno, modifico el otro"
<+GhiretoBocazas> ajá
<@ender_79> mas preguntas?
<+GhiretoBocazas> por mi parte creo que no, gracias :)
*** modo: moderador_m pone [-v GhiretoBocazas]
*** modo: moderador_k pone [+v Tupaka]
<+Tupaka> a ver...
<@ender_79> hola tupaka ^^
<+Tupaka> naz ender_79
<+Tupaka> a ver, = ya lo has dixo, pero mi conexion me jugo malos ratos...
<+Tupaka> es sobre el principio de incertidumbre
<@ender_79> aha
<+Tupaka> el principio, vine a decir que el producto de los errores al medir dos variables conjugadas es del orden de la cte de planck ok?
<@ender_79> a ver
<+Tupaka> pero, estos errores de medicion....
<@ender_79> pero no son errores experimentales
<+Tupaka> hummmm
<@ender_79> son errores que te salen por principio
<@ender_79> es decir
<@ender_79> por muy precisos que quieras hacer tus aparatos
<@ender_79> tienes un límite "fundamental"
<@ender_79> no es que sea nada ni de "ruido" o asi
<@ender_79> es que, sencillamente, la fisica no te deja mas
<@ender_79> cuando mides un sistema siempre lo perturbas, de ahi sale todo
<+Tupaka> o sea: el principio viene a decir: "aunque construyeras un medidor perfecto, la sigues cagando", y no "no va s apoder construir un medidor tan perfecto que no te de error"?
<@ender_79> exacto
<@ender_79> o mejor dicho:
<@ender_79> si mides x con infinita precision, no tienes ni idea de "p"
<@ender_79> eso es lo que dice
<+Tupaka> ok pero esa inprecision no e debe al aparato de medida, si no a la propia naturaleza
<@ender_79> es un problema de "incompatibilidades"
<@ender_79> exacto
<+Tupaka> muchas gracias pues
<@ender_79> muchas de nada ^^
<@ender_79> mas?
*** modo: moderador_m pone [-v Tupaka]
*** modo: moderador_m pone [+v argentinit0]
<@ender_79> argentini0 : dime
<@ender_79> otia se ha caido
<@ender_79> otro?
<@ender_79> XD
> nop... es q ya tiene otro nick
<@ender_79> aha
*** modo: moderador_m pone [+v argeninit0]
> perdon error mio
<+argeninit0> gracias
> ya puede hablar
<+argeninit0> buenas ender_79
<+argeninit0> respecto al principio de incertidumbre, segun sabia yo, no es aplicable a masas relativamente pequeñas no?
<@ender_79> ummmmmmmmmm
<@ender_79> a que te refieres con lo de "no aplicable"?
<+argeninit0> ok mira me explico, yo sin ningun problema puedo calcular la velocidad y la posicion de un movil en x tiempo
<+argeninit0> no es cierto?
<@ender_79> si es un movil clasico, si
<@ender_79> si es cuantico, no
<@ender_79> en cuantica no hay "trayectorias"
<+argeninit0> ya, claro..
<+argeninit0> bueh, era eso solo, o sea que ese principio es aplicable a la f. cuantica
<@ender_79> el de incertidumbre?
<@ender_79> claro
<+argeninit0> ok era eso solo, gracias
<@ender_79> no tiene nada que ver con Newton
<+argeninit0> sakarme el voice
*** modo: moderador_m pone [-v argeninit0]
<@ender_79> en Newton, puedes hacer de todo
*** modo: moderador_k pone [+v Laforce]
<@ender_79> en cuantica, no
<@ender_79> mas?
<+Laforce> Tenía entendido que no se modía medir con precisión X ó P de una partícula debido a que le estás inyectando energía al sistema con el medidor, de ahí que varíes tanto el momento cuando mides X, como X cuando mides el momento, es eso así? muchas gracias.
<@ender_79> bueno, es una manera mas "clasica" de verlo, si
<@ender_79> es una posible imagen que te puedes hacer
<+Laforce> así que no es equivocado no?
<@ender_79> puedes pensar que cuando mides la X, le metes semejante galleto a la particula que la P es cualquiera
<@ender_79> no es equivocado no
<@ender_79> como imagen mental, es mas o menos correcta
<@ender_79> pero vaya
<@ender_79> se puede sacar todo de ecuaciones y tal, sin tener que hacerse una imagen mental
<@ender_79> ademas
<+Laforce> aha
<+Laforce> entiendo
<@ender_79> el problema de estas "imagenes mentales" es que te imaginas a las particulas que van y vienen
<@ender_79> y como dije antes
<@ender_79> en cuantica no hay trayectorias
<@ender_79> solo probabilidades
<+Laforce> ya
<@ender_79> y no puedes pensar "a lo clasico"
<@ender_79> pero vaya, que esta bien ^^
<+Laforce> también le he comentado al moderador que si puedes hablar algo, aunque sea superfluamente de ordenadores cuánticos y la revolución que generarán.
> eso mas bien es tema de otra charla
<@ender_79> jajajajajajaja
<@ender_79> otia
<@ender_79> eso es mas bien pa otra charla ^^
<+Laforce> sí, por eso digo superfluamente
<@ender_79> es todo un mundo
<@ender_79> pero vaya
<@ender_79> cuando querais... pero otro dia ^^
*** modo: moderador_m pone [-v Laforce]
<@ender_79> ok
<@ender_79> bien
* moderador_m recuerda la web de informacion general de las charlas (pa las sucesivas): http://canalfisica.ciudad.org
<@ender_79> bueno, pues paso al tercer apartado de mi charla
<@ender_79> ya os he presentado un poco de historia de la F. cuantica
<@ender_79> y los postulados fundamentales
<@ender_79> ahora os quiero poner un ejemplo sencillo en el que se pueda ver la diferencia de los dos mundos: el clasico y el cuantico
<@ender_79> os remito a la transparencia 3 de la web
> http://canalfisica.ciudad.org/ender_01/trans03.thm <--- transparencia 3
* moderador_m http://canalfisica.ciudad.org/ender_01/trans03.thm <--- transparencia 3
<@ender_79> os voya explicar un experimento de interferencia de un foton en un "interferometro de Match-Zenner"
<@ender_79> el esquema del dibujo de la tranp. 3 es un interferometro de Match-Zenner
<@ender_79> el foton, si lo veis, entra por abajo a la derecha, en direccion horizontal
<@ender_79> el aparato tiene dos "espejos semireflejantes", 1 y 2
<@ender_79> esos espejos, son unos espejos que transmiten la mitad de la luz y reflejan la otra mitad
<@ender_79> en optica tambien se les llama "beam-splitters"
<@ender_79> asi que les llamare asi yo tambien
<@ender_79> tambien hay 2 espejos, en las otras dos esquinas del dibujo
<@ender_79> y en la esquina derecha de arriba, dos detectores: uno que detecta los fotones que llegan en direccion horizontal, y otro que detecta los que vienen en direccion vertical
<@ender_79> este es el interferometro
<@ender_79> cual es el experimento?
<@ender_79> bien
<@ender_79> pasad a la transparencia 4
<@ender_79> la cuestion es la siguiente:
<@ender_79> entra el foton por abajo, tal y como se representa, en direccion horizontal.
> /me > ]ender_79[ te quedan 20 minutos ^^U
> <ender_79> sobra ^^
<@ender_79> pregunta:
> perdon
<@ender_79> que detector detecta al foton?
<@ender_79> y conque probabilidad?
* moderador_m http://canalfisica.ciudad.org/ender_01/trans04.thm <---- transparencia 4
<@ender_79> bueno, veamos el caso clasico
<@ender_79> la fisica clasica diria lo siguiente:
<@ender_79> al pasar por un "beam-splitter", la probabilidad de que el foton vaya en una direccion u otra es la misma, es decir, 50%
<@ender_79> por lo tanto
<@ender_79> es muy facil de ver que, al final de todo el caminito, el detector "V" tienen una probabilidad de detectar del 50%, y el "H" tambien del 50%
<@ender_79> es decir
<@ender_79> la fisica clasica me dice que lso dos detectores tienen la misma probabilidad, lo que parece logico
<@ender_79> si enviara 1000 fotones, la mitad irian a uno, y al otra mitad al otro
<@ender_79> que dice la cuantica?
<@ender_79> la cuantica dice:
<@ender_79> hay un espacio de Hilbert de 2 dimensiones
<@ender_79> y los vectores de la base los llamo |H> y |V>
<@ender_79> el beam-splitter hace una transformacion sobre estos vectores de la base, como la que teneis escrita en la transparencia
<@ender_79> esto no lo detallo, pero se puede deducir
<@ender_79> es decir, "divide el haz"
<@ender_79> pues bien, si os haceis el calculito, vereis que...
<@ender_79> al atravesar al primer beam-splitter el estado es |H> + |V>
<@ender_79> y al atravesar el segundo...
<@ender_79> vuelve a ser |H>
<@ender_79> es decir
<@ender_79> horizontal!!!
<@ender_79> por lo tanto
<@ender_79> el detector vertical, segun la cuanica, no detectara NUNCA (probabilidad 0)
<@ender_79> y el horizontal detectara SIEMPRE (100%)
<@ender_79> muy diferente al caso clasico!!!!!
<@ender_79> y cual es el resultado experimental?
<@ender_79> pues bien
<@ender_79> uno se va al laboratorio
<@ender_79> se monta el interferometro este...
<@ender_79> Y SOLO DETECTA EL HORIZONTAL!!!
<@ender_79> la cuantica va bien
<@ender_79> y la clasica va mal
<@ender_79> este es un ejemplo de prediccion sorprendente de la mecanica cuantica
<@ender_79> y era el ejemplito que os queria explicar
<@ender_79> si teneis alguna pregunta...
* moderador_m recuerda q para preguntar se hagan privados a los moderadores
<@ender_79> he escogido este ejemplo xq creo que es sencillo y "poco comun"
<@ender_79> bueno
<@ender_79> pues si no hay mas preguntas
> ^^
> bueno
<@ender_79> solo quiero acabar
> :)
<@ender_79> diciendo que la cuantica predice muuuuuuchas cosas extrañas y sorprenddentes
<@ender_79> y algunos experimentos son muuy espectaculares
<@ender_79> hoy endia no se difractan electrones...
<@ender_79> se diractan moleculas biologicas en Austria
<@ender_79> y la pretension, es llegar a difractar VIRUS
<@ender_79> es decir, ver que los virus "la vida" tiene comportamiento ondularotio
<@ender_79> pero hay infinidad de cosas mas
Session Time: Thu May 20 00:00:00 2004
<@ender_79> aunque esa es de las mas espectaculares, a mi parecer
<@ender_79> bueno, y con esto acabo
<@ender_79> coom veis, hay cuantica por todas partes
> gracias ender
> ha sido una conferencia muy interesante
<@moderador_k> (aplausos)
> y muy amena
* ender_79 agradece a los asistentes
> bueno
> gracias a ender por este tiempo q nos ha dedicado
<@ender_79> por cierto, a ganao el Valencia la UEFA XP
> jajajaja
> y decir
> q sobre lo q se apuntaba de una charla sobre computacion cuantica
> ya tenemos secuestrado a ender
* ender_79 se orece
> para q nos hable del tema en julio
> ya q en junio no habra charlas
> la proxima sera el jueves q viene
> y con ella cerramos el ciclo de mayo
> el jueves tendremos una charla de criptografia cuantica de mano de _sac_
> os agradecemos a todos vuestra asistencia
> :)
> toda la informacion ira apareciendo en http://canalfisica.ciudad.org
> gracias de nuevo a ender
> y bueno... a todos los q han hecho posible esta charla (hola kittel ^^)
<@ender_79> *^_^*
<@moderador_k> hola xPPPP
> con esto quito el modo moderado del canal para proceder a su uso habitual :)
*** modo: moderador_m pone [-m ]
<`Gabrich> yuju
<YojanXTR> [ender_79] gracias por la xarla a sido muy interesante
<`Gabrich> valeeeencia xD
<Bourbaki> ender_79 me ha encantao :D
<Vinicius> Joder, menos mal, empezaba a no poder respirar.
<Almade> ender_79 un aplauso
<Rakath> ha estado muy bien
<`Gabrich> ender, eres mi idolo :P
* Zilog80 aplaude y se toma una copa de moët a la salud de ender_79
*** moderador_k es ahora Kittel
<Zilog80> xDDDD
<Rakath> ha
<nicco> zilog, pa ti cualquier escusa es wena perra
<deneb_> ei
<deneb_> q le den al valencia
* `Gabrich le quita el chandon a Zilog y huye
<nicco> pa tajarte
* ender_79 agradece ^^
<nicco> xDD
<@ender_79> bueno, mañana os pongo un examen XPPPPP
<`Gabrich> ...aix
* moderador_m termina por decir q el log de esta charla sera colgado en la web y en todo caso lo podeis pedir a los admins
.
.
.
Session Close: Thu May 20 00:05:02 2004

canal#fisica © 2007