Arxiu d'etiquetes: mecànica quàntica

Ones gravitacionals: el ressò de quatre esdeveniments còsmics arriba a la Terra

A TV3 una de las sèries de més audiència banalitza tots els conceptes de la mecànica quàntica. Això és bo, qualsevol divulgació de la ciència és bona.

Ho diem així com qui no vol la cosa, forma part del nostre llenguatge i coneixement incorporat, però fa un parell d’anys, no havíem sentit  aquesta paraula de manera tan popular: “Ones gravitacionals”. De fet el treball de recerca de l’alumne que tutoritzo aquest any  té com a títol “Viatjar en el temps” . Parla de les ones gravitacionals  en el treball com si fos un concepte del més normal.

L’anunci de quatre fusions addicionals de forats negres binaris ens aporta més informació sobre la naturalesa de la població d’aquests sistemes binaris en l’Univers i restringeix millor el ritme de successos per a aquest tipus d’esdeveniments.

Anem aprenent i encara ens queda molt. Com va dir Richard Feynman (aquest any es compleixen 100 anys del seu naixement) :

“Si vostè pensa que entén la mecànica quàntica … llavors vostè no entén la mecànica quàntica “

ttps://www.elperiodico.com/es/ciencia/20181203/cuatro-nuevas-detecciones-ondas-gravitacionales-7181432 Continua la lectura de Ones gravitacionals: el ressò de quatre esdeveniments còsmics arriba a la Terra

Què és la mecànica quàntica?

Diuen que un físic quàntic és un tipus cec, ficat en una habitació fosca, buscant un gat negre que no hi és. Però el que pretén  la mecànica quàntica és donar una explicació científica a fets que es produeixen, fets  que no podem explicar i  contradiuen la informació que ens proporcionen els nostres sentits.

La Física Quàntica és una branca de la física que tracta de donar explicació als fenòmens que ocorren a escales molt petites, atòmiques i subatòmiques. Sorgeix a principis del segle XX quan es tracta d’explicar, precisament, la naturalesa de la matèria i les lleis que governen als àtoms.

Resulta complicat resumir els principis de la física quàntica en uns pocs paràgrafs; però hi ha tres postulats essencials que la defineixen:

Constatació que les partícules no estan enlloc, sinó en tots al mateix temps. És a dir, no podem dir “aquest electró està en la posició X”. Només podem afirmar que les partícules tenen una certa probabilitat d’ocupar una certa posició. Les coses no estan en un lloc, només podem parlar de probabilitat de ser-hi.

Mesurar canvia les coses. El mer fet de mesurar alguna cosa pot modificar l’estat del que es mesura. El comportament físic d’un sistema canvia depenent de si estem observant alguna cosa sobre ell

La doble naturalesa de les coses. Mentre que en el nostre món tenim ones i partícules, en el món quàntic existeix l’anomenada dualitat ona-partícula. Per exemple, un electró de vegades es comporta com una partícula, però en altres com una ona. Tot depèn del que observem d’aquesta partícula.

Aquest vídeo resumeix molt bé aquests principis

http://www.elmiracielos.com/innovacion/queremos-educar-para-un-mundo-cambiante-ensenemos-fisica-cuantica-a-los-ninos/

La matèria exòtica guanya el Nobel de Física

El premi Nobel ha guardonat aquest any un camp d’estudi que tracta de comprendre el comportament de la matèria a escales microscòpiques, on no solen aplicar les regles del món amb el qual estem familiaritzats i regnen les normes quàntiques.

Les transicions de fase passen quan la matèria canvia de fase, com quan el gel es fon i es converteix en aigua o l’aigua s’evapora.

Segons ha explicat l’organització del Nobel, el 1972, Kosterlitz i Thouless van identificar un tipus de transició de fase completament nova en sistemes bidimensionals.

 Les seves investigacions es basen en la topologia, una branca de les matemàtiques que descriu propietats que canvien pas a pas i no de manera contínua.En les seves investigacions, han utilitzat mètodes matemàtics avançats per estudiar fases, o estats, inusuals de la matèria, com els materials superconductors o els superfluids.

Aquestes teories ajuden a entendre el funcionament d’alguns tipus d’imants i de fluids superconductors i superfluids. Aquestes teories també han estat importants per entendre el funcionament quàntic de sistemes unidimensionals a temperatures molt baixes. L’estat quàntic és la descripció de l’estat físic que en un moment donat té un sistema físic en el marc de la mecànica quàntica. Les descripcions que permet la mecànica quàntica inclouen el comportament simultani semblant a una ona i semblant a una partícula de la matèria i la radiació, cosa que es coneix com dualitat ona-partícula, i el principi d’incertesa de Heisenberg segons el qual no es pot saber, al hora i amb total precisió, el valor de certs objectes observables, com per exemple la posició i el moment d’una partícula.

En aquest cas són les teories físiques i matemàtiques que s’avancen a descobriments posteriors de l’estructura de la matèria. Continua la lectura de La matèria exòtica guanya el Nobel de Física

Simulació de la fotosíntesi amb supercomputador …

Els ordinadors actuals treballen de la mateixa manera que l’interruptor de la llum del nostre cambra de bany. Només hi ha dues posicions: encès i apagat. Els informàtics donen valor 1 i 0 a aquests dos estats. I amb combinacions de 0 i 1 són capaços de construir tot el llenguatge sobre el qual està basat el nostre univers digital. Un superordinador és aquell amb capacitats de càlcul molt superiors a les computadores comuns destinat a fins específics.

El segle passat, un grup de científics alemanys i danesos es va adonar que els àtoms es comporten de la forma més irracional possible. De ciència ficció. Per exemple, una de les propietats dels àtoms és que poden estar en dos llocs alhora. Una altra propietat és que un àtom pot transmetre determinades propietats a un altre sense que hi hagi res entre mig. Tot això va donar lloc a la mecànica quàntica. La mecànica quàntica ha construït coses que estan en la vida moderna: els scanners dels hospitals, els raigs làser . ..En diversos laboratoris del món s’està duent a terme una carrera per fabricar l’ordinador quàntic. Aquest ordinador canviaria la nostra relació amb la quotidianitat perquè realitzaria milions d’operacions matemàtiques de milers de xifres, en milisegons. Mentrestant, amb la supercomputació científics i enginyers analitzen processos físics molt complexos utilitzant tècniques de simulació.

Aquesta tècnica de superocomputadors  s’ha emprat en simular el procés d’absorció de la llum de les plantes : la fotosíntesi.

Recordem que la fotosíntesi  és la conversió de matèria inorgànica en matèria orgànica gràcies a l’energia que aporta la llum . Concretament, el LHCII Light Harvesting Complex II  és el pigment proteic més abundant de les plantes verdes localitzat a la membrana tilacoidal dels cloroplasts, encarregat de fer la fotosíntesi. No se sap exactament com absorbeix els fotons de la llum.

El paquet de programari Octopus, utilitzat per fer a els càlculs, és fonamenta en dues teories que són fruit de la reformulació de la mecànica quàntica i la densitat electrònica. Amb tota la tecnologia s’ha aconseguit simular només una part de la molècula amb tota la gran tecnologia superior.

Pot ser si que segons va dir Galileo Galilei : Les matemàtiques són l’alfabet amb el qual Déu ha escrit l’Univers. Però ens queda molt per aprendre d’allò que la natura fa pel fet de ser-hi, Continua la lectura de Simulació de la fotosíntesi amb supercomputador …