Leyes de la física cuántica
Contenidos
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.
La física cuántica en la vida cotidiana
Sin la física cuántica, no habría ni ordenadores ni láseres ni células solares. Es la base física de la revolución digital. Trabajamos en la comprensión de sistemas cuánticos complejos con el fin de aprovecharlos para la química cuántica, los ordenadores cuánticos, la criptografía cuántica y la óptica cuántica.
Nos centramos en sistemas físicos que presentan una fuerte correlación de electrones de forma natural, como por ejemplo en materiales complejos o en objetos diseñados específicamente como los sistemas de Majorana o los gases atómicos fríos, que también desempeñan un papel importante en la información cuántica.
El mundo físico que encontramos en nuestra experiencia cotidiana exhibe un grado notable de complejidad y riqueza de fenómenos. Desde hace tiempo se ha señalado que esta aparente complejidad no es necesariamente consecuencia de que las leyes físicas subyacentes sean complicadas. Por el contrario, esta enorme complejidad puede surgir de interacciones locales muy básicas. Esto ya es cierto en el mundo clásico: En la naturaleza pueden surgir rasgos y patrones fascinantemente complejos a partir de las reglas más simples que se puedan concebir. Esto es aún más cierto en el caso de los sistemas físicos con muchos grados de libertad en los que los fenómenos cuánticos adquieren relevancia. Los sistemas cuánticos incluyen todo el mundo microscópico, como las partículas elementales y los átomos, pero también los conductores eléctricos a nanoescala, los semiconductores, las grandes moléculas o ciertos materiales cuyas propiedades a macroescala están determinadas por interacciones mecánicas cuánticas a microescala. Es decir, se espera que esto sea cierto para los sistemas cuánticos complejos.
¿Qué es un quantum?
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.
Física cuántica para principiantes
La gravedad cuánticaLos físicos reescriben una regla cuántica que choca con nuestro universoBy Charlie Wood26 de septiembre de 2022Lee despuésEl pasado y el futuro están estrechamente vinculados en la mecánica cuántica convencional. Tal vez demasiado estrechamente. Un ajuste de la teoría podría permitir que las posibilidades cuánticas aumenten a medida que el espacio se expande.
La alegría del porqué¿Qué es la teoría cuántica de campos y por qué está incompleta?Por Steven Strogatz10 de agosto de 2022Lee despuésLa teoría cuántica de campos puede ser la teoría científica más exitosa de todos los tiempos, pero hay razones para pensar que le falta algo. Steven Strogatz habla con el físico teórico David Tong sobre esta enigmática teoría.
explicadoresCómo la física de la nada subyace a todoPor Charlie Wood9 de agosto de 2022Lee despuésLa clave para entender el origen y el destino del universo puede ser una comprensión más completa del vacío.
complejidad computacionalUna prueba informática desvela una forma inesperada de entrelazamientoPor Mordechai Rorvig18 de julio de 2022Lee despuésTres informáticos han publicado una prueba de la conjetura NLTS, que demuestra que los sistemas de partículas enredadas pueden seguir siendo difíciles de analizar incluso lejos de los extremos.