Algunos artículos de física que te pueden interesar

Por Francisco R. Villatoro, el 19 noviembre, 2013. Categoría(s): Ciencia • Física • Noticias • Óptica • Physics • Science

Dibujo20131117 Attosecond nonlinear optics using gigawatt-scale isolated attosecond pulses - nature comms - ncomms3691-f2

Pulsos ópticos de attosegundos en la escala de los gigavatios. Los pulsos ópticos de attosegundos de alta energía son pulsos ultracortos ideales para estudiar fenómenos no lineales, sin embargo, no son fáciles de generar. Se publica en Nature Communications un método para generar pulsos de 0,5 fs (femtosegundos), es decir, 500 as (attosegundos), con una energía de 1,3 μJ (microjulios), lo que equivale a una potencia de 2,6 GW (gigavatios). Por supuesto, todavía no son pulsos de attosegundos (que por definición deben ser menores de 100 as), pero el nuevo método basado en generación de armónicos promete mejoras en un futuro cercano. La aplicación más importante de los pulsos de attosegundos son el estudio de átomos y moléculas mediante espectroscopía ultrarrápida. El artículo técnico es Eiji J. Takahashi et al., «Attosecond nonlinear optics using gigawatt-scale isolated attosecond pulses,» Nature Communications 4: 2691, 25 Oct 2013.

Dibujo20131118 collision between two solitary waves - simplified view - arxiv org

Diagramas de Feynman para la colisión de solitones. La interacción (colisión) entre solitones de la ecuación de sine-Gordon y entre ondas solitarias de otras ecuaciones invariantes Lorentz se suele estudiar con herramientas matemáticas propias, diferentes de las usadas en teoría cuántica de campos para el tratamiento relativista de las colisiones (interacción) entre partículas, aunque nada impide hacerlo. Nos lo muestra Mustafa A. Amin, Eugene A. Lim, I-Sheng Yang, «A scattering theory of ultrarelativistic solitons,» arXiv:1308.0606 [hep-th] 02 Aug 2013 (aceptado para publicación en Phys. Rev. D), quienes nos proponen una teoría general relativista, similar a lo que sería una versión clásica de la teoría cuántica de campos, para describir la interacción de solitones. No creo que la idea tenga mucho éxito entre los expertos en ondas no lineales, pero quizás acerque este campo a los físicos de partículas.

Dibujo20131118 contours vorticity - hermite pseudospectral numerical method - arxiv org

Cómo evitar las condiciones de contorno transparentes. Cuando se resuelven por ordenador las ecuaciones de Navier-Stokes en un dominio infinito hay que truncar dicho dominio, introduciendo condiciones de contorno artificiales. Lo ideal es que sean condiciones de contorno transparentes, aunque a veces hay que conformarse con que sean absorbentes (evitando 0 minimizando las reflexiones no deseadas en el contorno). Una solución alternativa es usar un método numérico adecuado para aproximar funciones en problemas con dominio no acotado, como los desarrollos en serie de Fourier basados en polinomios ortogonales de Hermite (un método pseudoespectral de Hermite). Por supuesto, no todo lo que reluce es oro y esta técnica técnica tiene sus problemas. Aún así, el trabajo de Zhaohua Yin, «A Hermite pseudospectral solver for two-dimensional incompressible flows on infinite domains,» arXiv:1311.0189 [physics.flu-dyn], 29 Oct 2013, me ha parecido muy interesante y las figuras que presenta (que al no utilizar una escala logarítmica esconden los errores del método bajo la alfombra) son sorprendentemente buenas. Por cierto, el artículo está muy bien como ilustración para los profesores de métodos numéricos que impartan los métodos de integración gaussiana basada en polinomios de Hermite.

Dibujo20131118 elastic electron scattering by particles - interference pattern on screen - arxiv org

Teoría cuántica de campos y colapso de la función de onda. La mecánica cuántica no relativista es una aproximación a baja energía de la teoría cuántica de campos, sin embargo, no es fácil explicar el problema de la medida y el colapso de la función de onda usando dicha teoría porque no permite describir de forma sencilla el aparato de medida (o el observador), que suelen ser clásicos. Alexey V. Melkikh, «Quantum field theory solves the problem of the collapse of the wave function,» arXiv:1311.0205 [quant-ph], 01 Nov 2013, nos propone modelarlo utilizando un baño de fonones. La idea es buena, aunque Melkikh no presenta todos los detalles matemáticos y su artículo se acerca más a la filosofía que a la física teórica.

Estudiar la decoherencia requiere una medida fiel de la coherencia. Hay cosas que parecen obvias, pero no por ello son fáciles de formalizar. Para estudiar la decoherencia cuántica se necesita una buena medida de la coherencia cuántica. Obtenerla de forma rigurosa no es fácil, pues hay varias familias de medidas que parecen razonables pero que conducen a resultados diferentes; por ahora no hay un criterio coherente para seleccionar una de ellas como la más adecuada. Nos lo cuentan T. Baumgratz, M. Cramer, M. B. Plenio, «Quantifying Coherence,» arXiv:1311.0275 [quant-ph], 01 Nov 2013. Como suele ocurrir en física, sólo los experimentos permitirán una comparación fiel entres estas posibles medidas. Habrá que estar al tanto de avances futuros.

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=eTlF_0rJF8Y[/youtube]

Las estrellas supermasivas pueden colapsar en dos agujeros negros que se fusionan. Entre las primeras estrellas que se formaron en el universo durante la llamada edad oscura, había estrellas supermasivas con una masa entre diez mil y un millón de masas solares. La vida de estas estrellas era muy corta y producían las explosiones de supernova más energéticas que se pueden imaginar. El colapso gravitatorio de estas estrellas, según las simulaciones numéricos, puede ser asimétrico y producir dos agujeros negros que se fusionan en un agujero negro supermasivo. Estos agujeros negros podrían ser los gérmenes de los agujeros negros supermasivos que pueblan los centros de las galaxias. Así lo indican las simulaciones numéricas de C. Reisswig et al., «Formation and Coalescence of Cosmological Supermassive Black Hole Binaries in Supermassive Star Collapse,» Phys. Rev. Lett. 111: 151101, 07 Oct 2013 (arXiv:1304.7787 [astro-ph.CO]).

Dibujo20131025 World-wide quantum clock network - cooperative operation - arxiv

Una red global de relojes. El sistema de GPS, la navegación marítima y aérea, y muchas otras aplicaciones requieren una red de relojes a nivel mundial. Lo ideal sería una red de relojes cuánticos de alta precisión que formara parte de la futura web cuántica (lo que algunos llaman «internet cuántica»). Peter Kómár (Univ. Harvard, Cambridge, Massachusetts, EEUU) y sus colegas proponen en ArXiv el diseño teórico de esta red que podría dar lugar a lo que ellos llaman el «reloj global» defintivo. El sistema es complicado de implementar en la práctica pues requiere la preparación de estados cuánticos entrelazados entre relojes que se encuentran separados por una gran distancia (algo que en teoría se puede hacer, pero que en la práctica raya lo imposible). Los interesados en los detalles disfrutarán con Peter Kómár et al., «A quantum network of clocks,» arXiv:1310.6045 [quant-ph], 22 Oct 2013.



Deja un comentario

Por Francisco R. Villatoro, publicado el 19 noviembre, 2013
Categoría(s): Ciencia • Física • Noticias • Óptica • Physics • Science
Etiqueta(s): , , , , , ,