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miércoles, 29 de mayo de 2013

¿Qué es la Nada? Debaten los físicos

 
3/24/2013 08:20:00 a.m.
Referencia: Live.Science.com .
por Clara Moskowitz, 22 de marzo 2013


Cuando los físicos y pensadores se reunieron el 20 de marzo para debatir sobre el concepto de la nada, en el Museo Americano de Historia Natural, todo parecía hacer mucho ruido y haber pocas nueces.

La simple idea de la nada, un concepto que incluso los niños pequeños pueden entender, resultó ser para los científicos sorprendentemente difícil de precisar, e incluso algunos de ellos preguntaban si tal cosa existe.

La primera y más básica idea sobre la nada -un espacio vacío sin nada en éḷ-, se acordó rápidamente que no es nada: En nuestro universo, incluso un vacío oscuro y ausente de espacio, sin ningún tipo de partículas, todavía es algo.

"Tiene una topología, tiene una forma, es un objeto físico", declaraba el filósofo Jim Holt durante el Debate anual en memoria de Isaac Asimov del Museo, que este año se centró en el tema "La Existencia de la Nada".

Como moderador Neil deGrasse Tyson, director del Planetario Hayden del Museo, dijo: "Si las leyes de la física se pueden seguir aplicando a la nada" [Vacío infinito o Gran Colapso (Big Crunch): ¿Cómo terminará el Universo]

Profunda nada

Pero hay un tipo más profundo de nada, sostenía el físico teórico Lawrence Krauss, de la Universidad Estatal de Arizona, que consiste en no hay espacio en absoluto, ni tiempo, ni partículas, ni campos, ni leyes de la naturaleza. "Eso para mí es lo más parecido a la nada que se puede llegar", dijo Krauss.

Jim Holt mostraba su desacuerdo. "¿Es que realmente no hay nada?", se preguntó. "No hay espacio y no hay tiempo; pero ¿qué pasa con las leyes físicas, ¿qué pasa con las entidades matemáticas? ¿Qué pasa con la conciencia? Todas las cosas que son no-espaciales y no temporales."

Otros oradores ofrecieron ideas diferentes para la nada, como el concepto matemático de nada presentado por el periodista científico Charles Seife, autor de "Zero: La Biografía de una Idea Peligrosa" (Penguin Books, 2000). Propuso empezar con un conjunto de números que incluyan sólo el número cero, entonces eliminar el cero, dejando lo que se llama un conjunto nulo. "Es casi una nada platónica", señaló.

El físico teórico Eva Silverstein, de la Universidad de Stanford sugiere una nada muy técnica, basada en la teoría cuántica de campos, que involucraba un sistema cuántico carente de grados de libertad (dimensiones). "El estado fundamental de un sistema cuántico con huecos (sin espacios intermedios) es mi mejor respuesta", dijo.

Holt sugirió otra idea de nada.

"Una imagen, sólo remotamente persuasiva de la nada, se la he oído decir al físico Alex Vilenkin", un físico de la Universidad de Tufts, contaba Holt. "Imagina la superficie de una bola. Es un espacio finito pero sin límites. Entonces imagina que se contrae en un punto". Eso crearía un espacio cerrado de radio cero.

La ausencia de algo

Sin embargo, Holt dijo que no se ganaba nada con esa definición tampoco, y no estaba convencido de que la nada existiese realmente.

"Los filósofos analíticos dicen que la nada es un nombre, y que parece el nombre de una entidad, pero que no lo es, simplemente no significa nada", dijo "¿Qué hace tan especial a la nada? No es una noción filosófica fructífera."

Pero sólo porque la nada sea francamente difícil de conceptualizar, no quiere decir que no sea una cosa real, rebatió Krauss. "Hay un montón de cosas en la ciencia que resultan imposibles de manejar de forma intuitiva, pero eso no quiere decir que no exista", dijo Krauss.

Esta dificultad en la comprensión de la nada se remonta a tiempos muy lejanos. Los antiguos griegos no tenían ninguna idea del cero, y odiaban tanto la idea que se negaron a incorporar el cero en su sistema numérico, aún cuando sus cálculos astronómicos lo requerían.

"Los seres humanos tenemos una auténtica aversión a la nada, al vacío", apuntó Seife. "Para nosotros, la nada representa algo que nos da miedo, representa el desorden, la ruptura de las reglas".

En última instancia, la definición de la nada sólo puede ser un blanco en constante movimiento, que irá cambiando con cada revolución científica, conforme las nuevas concepciones nos vayan mostrando lo que pensábamos de la nada, si es realmente algo.

"Tal vez, el problema de la nada nunca será resuelto", dijo Tyson.


- Imagen del vacío, la nada. 
Autor: Pedro Donaire, Bitnavegntes

domingo, 17 de febrero de 2013

El Universo salido de la ¨nada¨ o ¨vacio¨ debido a una fluctuacion cuantica es una de las afirmaciones basicas de las actuales teorias que dan cuenta de como de la aparente ¨nada¨ o ¨vacio¨...es factible que se produzca el inicio de la materia que constituye parte del Universo..y con la cual estamos muy familiarizados, sea en las estructuras cosmicas lejanas o en las estructuras corporales cercanas...
Ahora un experimento confirma la suposicion inicial....


Posted: 15 Feb 2013 04:16 AM PST
​Referencia: Scientific.American.com .
Por Charles Q. Choi, 15 febrero 2013

El vacío puede parecer vacío, pero los científicos han descubierto una nueva forma de obtener algo aparentemente de la nada, como la luz. Y en última instancia, el hallazgo podría ayudar a los científicos a construir ordenadores cuánticos increíblemente poderosos o ayudar a entender algo más sobre los primeros momentos de la historia del universo.

La física cuántica explica que existen límites a cómo conocer con precisión las propiedades de las unidades más básicas de la materia, por ejemplo, el no poder saber absolutamente la posición de una partícula y su momentum al mismo tiempo. Una de las consecuencias extrañas de esta incertidumbre es que el vacío no está completamente vacío, sino que existe una especie de vibración de las llamadas "partículas virtuales" que constantemente saltan dentro y fuera de la existencia.

Estas partículas virtuales suelen emerger en pares que casi instantáneamente se anulan. Sin embargo, antes de que desaparezcan, pueden tener efectos muy reales en su entorno. Por ejemplo, los fotones pueden aparecer y desaparecer de un vacío. Cuando dos espejos se colocan uno frente al otro en un vacío, la mayoría de los fotones virtuales pueden existir en torno al espacio exterior que hay entre ambos espejos, generando una fuerza aparentemente misteriosa que empuja a los espejos juntos.

Este fenómeno, predicho en 1948 por el físico holandés Hendrick Casimir, se conoce como el efecto Casimir, que fue visto por primera vez con espejos mantenidos inmóviles. Los investigadores también predijeron un efecto Casimir dinámico que también podía darse cuando los espejos se mueven, o dicho de otra manera cuando los objetos sufrían cambios. Ahora, el físico cuántico Pasi Lähteenmäki de la Universidad Aalto, en Finlandia, y sus colegas, revelan que variando la velocidad a la que puede viajar la luz, pueden hacer que ésta aparezca de la nada.

La velocidad de la luz en el vacío es constante, según la teoría de la relatividad de Einstein, pero su velocidad de paso a través de cualquier material dado depende de una propiedad conocida como índice de refracción. Mediante la variación del índice de refracción de un material, los investigadores pueden influir en la velocidad a la que los fotones reales y virtuales viajan dentro de dicho material. Lähteenmäki dice que uno puede pensar en este sistema como algo muy similar al de un espejo, si se cambia su espesor lo suficientemente rápido, los fotones virtuales reflejados pueden recibir la suficiente energía de rebote para convertirse en fotones reales. "Imagina que permaneces en una habitación muy oscura, y de repente cambia el índice de refracción de la luz en la habitación", explica Lähteenmäki. "La habitación entonces comenzará a brillar."

Los investigadores comenzaron con una serie de 250 dispositivos superconductores de interferencia cuántica, o SQUD, que son extraordinariamente sensibles a los campos magnéticos. Se insertan en una matriz dentro de un refrigerador. La fuerza de estos campos magnéticos en esta matriz, podían variar la velocidad a la que los fotones de microondas viajaban a su través en un pequeño porcentaje. Más tarde enfríaron esta matriz a 50 milésimas de grados Celsius por encima del cero absoluto. 

Debido a que este medio ambiente es superfrío, no debería emitir radiación alguna, básicamente se comporta como un vacío. "Nos hemos limitado a estudiar estos circuitos, con la finalidad de desarrollar un amplificador, y lo hicimos", apunta el investigador Sorin Paraoanu, un físico teórico de la Universidad Aalto; "pero entonces nos preguntamos, ¿y si no hay señal que amplificar? ¿Y qué ocurre si el mismo vacío es una señal?"

Los investigadores detectaron fotones que encajaban con las predicciones del efecto Casimir dinámico. Por ejemplo, estos fotones deberían mostrar esa extraña propiedad del entrelazamiento cuántico, es decir, que mediante la medición de los detalles de uno, los científicos podrían, en principio, saber exactamente cómo es su homólogo, no importa en qué lugar esté del universo, esto es un fenómeno al que Einstein se refería como la "acción fantasmal a distancia". Los científicos detallaron sus hallazgos el 11 de febrero en Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Este trabajo y una serie de otros recientes trabajos demuestran que el vacío está lleno de fotones virtuales", afirma el físico teórico Steven Girvin la Universidad de Yale, que no participó en el estudio de Aalto.
Otro estudio del físico Christopher Wilson, y sus colegas, han demostrado recientemente el efecto Casimir dinámico en un sistema que simula un espejo, moviéndose a casi el 5 por ciento de la velocidad de la luz. "Es agradable ver una confirmación adicional de este efecto y ver que esta área de investigación continúa", dice Wilson, ahora en la Universidad de Waterloo en Ontario, que tampoco participó en el estudio de Aalto. "Sólo recientemente la tecnología ha avanzado hacia un nuevo régimen técnico de experimentos en los que podemos empezar a ver los cambios muy rápidos que pueden tener efectos drásticos sobre los campos electromagnéticos", añade.

Los investigadores advierten que estos experimentos no constituyen una fórmula mágica para obtener más energía de un sistema de la que ingresa. Por ejemplo, se necesita energía para cambiar el índice de refracción de un material.

En cambio, este tipo de investigación sí puede ayudar a los científicos a aprender más acerca de los misterios del entrelazamiento cuántico, lo cual se halla en el centro de las computadoras cuánticas avanzadas, que podrían ejecutar, en principio, más cálculos en un instante que átomos hay en el universo. Los fotones entrelazados de microondas generados en el experimento "se pueden utilizar en una forma de computación cuántica conocida como la “variable continua” del procesamiento de información cuántica", dice Girvin. "Esta es una dirección que está empezando a abrirse."

Wilson añade que estos sistemas "pueden ser utilizados para simular algunas situaciones interesantes. Por ejemplo, hay predicciones de que durante la inflación cósmica en el universo temprano, los límites del universo en expansión iban a casi la velocidad de la luz, o incluso, más rápido que la velocidad de la luz. Podríamos predecir la radiación de Casimir dinámica producida entonces e intentar hacer simulaciones de ello."

Así pues, el efecto Casimir estático implica espejos inmóviles, y el dinámico implica que los espejos se mueven.

Imagen: Wikimedia Commons / Emok, MissMJ

Fuente...Pedro Donaire, BITNAVEGANTES.

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Reflexion
Si seguimos con la pregunta de Sorin Paraoanu, el físico teórico de la Universidad Aalto y volvemos a preguntarnos  ¿Y qué ocurre si el mismo vacío es una señal?"...plantea un reto al pensamiento,toda vez que hace saltar otras preguntas relacionadas con la aparicion  o la creacion del mismo Universo ....

J.P. 

J.P.