dibujo20161203-book-cover-historia-mas-grande-lawrence-krauss-pasado-y-presente

“Las mejores historias nos desafían. Nos hacen vernos de forma diferente, realinear nuestra propia imagen y nuestro lugar en el cosmos. [En] esta historia evolucionamos en un universo cuyas leyes existen independientemente de nuestro propio ser. [El] mayor regalo que puede hacernos la ciencia es permitirnos superar nuestra necesidad de ser el centro de la existencia incluso cuando aprendemos a apreciar la maravilla del accidente del que somos testigos privilegiados”.

El amor a la ciencia se demuestra describiendo con pasión sus logros. Lawrence M. Krauss, “La historia más grande jamás contada… hasta ahora. ¿Por qué estamos aquí?”, Pasado & Presente, 2016 [327 pp.], es una maravillosa segunda parte de “Un universo de la nada. ¿Por qué hay algo en vez de nada?” Pasado & Presente (2012). Resumir la historia de la física fundamental desde Platón hasta los últimos resultados de LIGO en trescientas páginas parece fácil, pero hay que tener la maestría de Krauss para lograr un libro de lectura imprescindible.

He disfrutado mucho de este libro. Ya sabes que me encanta la historia de la física moderna. Pero este libro no sólo es para el lector aficionado a la física. La escritura de Krauss fluye como el agua entre los dedos. Relata con pasión historias de personas, los científicos que son padres de la física moderna. Anécdotas decoradas con física, o física decorada con anécdotas. La verdad, creo que el nuevo libro de Krauss es muy, muy recomendable.

Leer más

dibujo20161130-fabrica-ciencia-programa-2050-ivoox-radio-amb-g-de-gava

Ya puedes escuchar el podcast iVoox del Programa 250 de La Fábrica de la Ciencia, “Naturaleza cuántica del espacio-tiempo y ondas gravitacionales y agujeros negros, con F. Villatoro. Prog. 250. LFDLC”, en el que Jorge Onsulve Orellana, @jonsulve, me ha entrevistado sobre dos recientes charlas que he impartido en Sevilla y en Madrid. ¡Qué disfrutes del podcast!

Leer más

Dibujo20160518 optimistic hypothesis via quantum error-correction drawing by Neta Kalai notices ams

El ruido es el gran problema de los ordenadores cuánticos. Una copa llena por la mitad puede parecer medio lleno o medio vacía. Un optimista afirmará que las técnicas cuánticas de corrección de errores lidiarán con el problema del ruido. Por contra, un pesimista opinará que el ruido cuántico siempre será imposible de evitar. Esta figura ilustra la hipótesis optimista. Los algoritmos clásicos tolerantes a fallos se podrán extender al mundo cuántico gracias a técnicas cuánticas de corrección de errores. Gracias a ellos se espera algún día haya algoritmos cuánticos que manejen de forma robusta la información cuántica.

Hay físicos cuánticos que se declaran pesimistas. Un ejemplo es Gil Kalai en “The Quantum Computer Puzzle,” Notices of the AMS 63: 508-516 (May 2016), doi: 10.1090/noti1380; este artículo se basa en dos previos, Gil Kalai, “How Quantum Computers Fail: Quantum Codes, Correlations in Physical Systems, and Noise Accumulation,” arXiv:1106.0485 [quant-ph], y Gil Kalai, Guy Kindler, “Gaussian Noise Sensitivity and BosonSampling,” arXiv:1409.3093 [quant-ph]. Por cierto, ambos dibujos son de Neta Kalai.

Leer más

dibujo20161129-small-cartel-hablando-con-ciencia-malaga-conferencias

Otro año más Hablando de Ciencia se acerca a Málaga. En esta tercera edición de las Charlas HdC Málaga imparto una conferencia titulada “El próximo premio Nobel de Física”. Será el próximo viernes 2 de diciembre de 2016 a las 18:00 en el Salón de Actos Unicaja, Plaza de la Marina, Málaga. Mi charla irá, como ya podéis imaginar, sobre ondas gravitacionales. Justo antes, José Luis Moreno Garvayo impartirá la charla “Sentidos” sobre neurociencia. El acceso es gratuito hasta completar aforo.

Ambas charlas tendrán una duración de unos 30 minutos y la idea es que haya un turno de preguntas de unos 15 minutos tras cada una. Pido perdón por haber olvidado publicar este anuncio la semana pasada. No pude asistir a las charlas (estaba en Sevilla) y no las tenía apuntada en la agenda, así que se me olvidaron. Mil perdones. Pero lo importante es que, si estás por Málaga este viernes por la tarde, no te olvides de la cita con Hablando de Ciencia. Seguro que no te arrepentirás.

Leer más

dibujo20161129-water-in-carbon-nanotube-dry-liquid-solid-states-nnano-2016-254-f2

El paso del agua por un nanotubo de carbono depende de la temperatura. A baja temperatura se comporta como un líquido, pero conforme sube la temperatura no puede alcanzar el estado gaseoso y se solidifica. Un resultado sorprendente e inesperado. La molécula de agua tiene 0,275 nanómetors de diámetro, mientras que el nanotubo de carbono tiene 1,05 nanómetros de diámetro interior. Quizás no sea algo tan descabellado, pero el resultado ha sorprendido a Michael Strano (MIT) y sus colegas, que lo publican en la revista Nature Nanotechnology.

Con seguridad el agua se solidifica a unos 151 ºC dentro del nanotubo, aunque quizás el efecto ya ocurre por encima de 105 ºC (determinar la temperatura exacta no es fácil debido a las técnicas de imagen Raman que se han usado). Este descubrimiento sorprendente puede tener aplicaciones en la fabricación de nanohilos de hielo (ice nanowires) que podrían usarse para el transporte de protones. Por supuesto hay otras aplicaciones nanotecnológicas.

El artículo es Kumar Varoon Agrawal, Steven Shimizu, …, Michael S. Strano, “Observation of extreme phase transition temperatures of water confined inside isolated carbon nanotubes,” Nature Nanotechnology (28 Nov 2016), doi: 10.1038/nnano.2016.254. Me he enterado gracias a un tuit de Jose Cuesta‏, @InerciaCreativa, que cita a David L. Chandler, “Inside tiny tubes, water turns solid when it should be boiling,” MIT News Office, 28 Nov 2016.

Leer más

dibujo20161128-existent-and-proposed-particle-colliders-nature-com

El Gobierno de China pretende construir un supercolisionador de partículas. El SPPC (Super Proton-Proton Collider) alcanzará colisiones protón contra protón a 100 TeV en un túnel de al menos 80 km de longitud (el LHC del CERN alcanzará 14 TeV con su túnel de 27 km). Chen-Ning Yang, premio Nobel de Física en 1959, afirma que China no debe construirlo, al menos ahora. Su argumento en contra es monetario, si el presupuesto se dispara será cancelado; por tanto es mejor no iniciar la construcción.

David Gross, premio Nobel de Física en 2004, le contesta que si China quiere liderar el mundo en el siglo XXI debe acometer grandes proyectos científicos como el SPPC. También le contesta Yifang Wang, director del Instituto de Física de Altas Energías (IHEP), Beijing, China, que lidera la propuesta del SPPC. En su opinión la eficiencia presupuestaria del Gobierno de China garantiza que el coste no se disparará.

Nos lo cuenta en C. N. Yang, “China should not build a supercollider at this time,” International Journal of Modern Physics A 31 (30 Oct 2016), doi: 10.1142/S0217751X16300532. Le contestan David Gross, “Why China should build the Great Collider: A response to C. N. Yang,” IJMPA 31 (30 Oct 2016), doi: 10.1142/S0217751X16300544, y Yifang Wang, “It is suitable now for China to construct large colliders,” IJMPA 31 (30 Oct 2016), doi: 10.1142/S0217751X16300556.

Leer más

dibujo20161128-artificial-square-ice-and-nearest-neighbour-coupling-strength-nature20155_f1

Un hielo de espín artificial está compuesto de nanoimanes (nanoestructuras magnéticas) en interacción mutua fabricadas con técnicas fotolitográficas. Las configuraciones de espín en este sistema muestran una fase de Coulomb con excitaciones localizadas que se comportan como (análogos de) monopolos magnéticos. Gracias a ello se puede estudiar de forma experimental la interacción de un sistemas de monopolos.

El hielo de espín artifical está formado por una red rectangular de nanoimanes que se cruzan. La altura (h) en cada cruce se puede variar, lo que permite controlar el cociente J1/J2 entre la intensidad del acoplamiento entre los nanoimanes en la dirección perpendicular (J1) y en la colineal (J2). Para h = 0 el sistema tiene J1 > J2 y se encuentra en su estado fundamental. Para cierta altura crítica (hc) se tiene J1=J2. Para h>hc se tiene J1 < J2, observándose los monopolos para J1≈0.

El interesante artículo que se publica en Nature es Yann Perrin, Benjamin Canals, Nicolas Rougemaille, “Extensive degeneracy, Coulomb phase and magnetic monopoles in artificial square ice,” Nature (28 Nov 2016), doi: 10.1038/nature20155.

Leer más

dibujo20161127-fundamental-transition-frequency-of-the-bekenstein-mukhanov-for-gravitational-waves-arxiv-org

Las ondas gravitacionales observadas por LIGO permiten explorar ciertas teorías cuánticas de la gravedad. Los agujeros negros son cuerpos calientes con una entropía de Bekenstein–Hawking. En 1995, Bekenstein y Mukhanov propusieron que esta entropía se puede explicar si el área del horizonte de sucesos está dividida en unidades de área de Planck. En dicho caso el horizonte tendrá estados discretos de energía, como una especie de átomo. ¿Se puede explorar esta idea de forma experimental u observacional?

Un nuevo trabajo de Foit y Kleban propone estudiar las ideas de Bekenstein y Mukhanov usando la fusión de agujeros negros observada mediante ondas gravitacionales. Los estados discretos de energía afectarán al amortiguamiento (ring down) de las ondas gravitacionales en la fusión de dos agujeeros negros. Las dos ondas observadas hasta ahora, GW150914 y GW151226, no son adecuadas. Pero el Advanced LIGO Run 2 que se iniciará en diciembre y observará muchas más ondas gravitacionales. Quizás alguna permita estudiar la teoría de Bekenstein–Mukhanov. En su caso sería toda una revolución.

El artículo es Valentino F. Foit, Matthew Kleban, “Testing Quantum Black Holes with Gravitational Waves,” arXiv:1611.07009 [hep-th]. El artículo con la propuesta teórica es Jacob D. Bekenstein, V. F. Mukhanov, “Spectroscopy of the quantum black hole,” Phys. Lett. B 360: 7-12 (1995), doi: 10.1016/0370-2693(95)01148-J; arXiv:gr-qc/9505012.

Leer más

dibujo20161127-cross-section-upper-limits-for-spin-one-half-monopoles-in-13-tev-pp-lhc-moedal

En agosto se publicaron los límites de MoEDAL (Monopole and Exotics Detector at the LHC) para la masa de los monopolos magnéticos usando colisiones del LHC Run 1 con 8 TeV c.m. Ahora publica dichos límites con colisiones del LHC Run 2 con 13 TeV c.m. tanto para monopolos con espín 1/2 como de espín 0.

Recuerda que MoEDAL busca monopolos magnéticos en el punto 8 del LHC, donde se encuentra LHCb. Se descarta la existencia de monopolos magnéticos con una masa mayor de 6 TeV (con colisiones a 8 TeV se alcanzó hasta 3,5 TeV), y una carga magnética de Dirac en 1 gD ≤ |g| ≤ 5 gD, con espín 1/2. Para monopolos de espín cero el límite superior a la masa es de 1 TeV. Estos resultados se han obtenido tras analizar 0,37 /fb de colisiones.

El artículo es MoEDAL Collaboration, “Search for magnetic monopoles with the MoEDAL forward trapping detector in 13 TeV proton-proton collisions at the LHC,” arXiv:1611.06817 [hep-ex]. Te recomiendo leer también “Los límites de MoEDAL a la masa de los monopolos magnéticos”, LCMF, 10 Ago 2016; “MoEDAL descarta los monopolos magnéticos con masa inferior a 3500 GeV”, LCMF, 28 Nov 2013; y “La búsqueda del monopolo electrodébil de Cho-Maison predicho por el modelo estándar”, LCMF, 02 Ago 2013.

Leer más

dibujo20161126-francis-en-sevilla-naturaleza-cuantica-espaciotiempo-foro-de-analisis

Te recomiendo disfrutar del vídeo en youtube de mi conferencia en Sevilla “La naturaleza cuántica del espacio-tiempo”. Fue organizada por Foro de Análisis el pasado viernes 25 de noviembre de 2016 en la Facultad de Filosofía de la Universidad de Sevilla. El tema es complicado (no sabemos aún la respuesta), pero mi idea era motivar a los asistentes a profundizar mostrando algunas de las ideas que podrían conducir a la solución. ¡Qué la disfrutes!

Leer más