Podcast CB SyR 350: JWST, «No Mires Arriba», gemelos Bogdanoff, entrelazamiento cuántico y entrevista a Patricia Contreras

Por Francisco R. Villatoro, el 14 enero, 2022. Categoría(s): Ciencia • Cine • Física • Libros • Noticias • Personajes • Physics • Podcast Coffee Break: Señal y Ruido • Recomendación • Science ✎ 14

He participado en el episodio 350 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVooxiTunes], titulado “Ep350: JWST; No Mires Arriba; Gemelos Bogdanoff; Cuántica; Entrevista: Patricia Contreras», 13 ene 2022. «La tertulia semanal en la que repasamos las últimas noticias de la actualidad científica. En el episodio de hoy: El telescopio espacial James Webb (min 5:00); Los gemelos Bogdanoff (31:00); Don’t look up (No mires arriba) (1:32:00); Los observadores cuánticos y el realismo: Entrevista a Patricia Contreras (2:18:40). Todos los comentarios vertidos durante la tertulia representan únicamente la opinión de quien los hace… y a veces ni eso. CB:SyR es una colaboración del Museo de la Ciencia y el Cosmos de Tenerife con el Área de Investigación y la UC3 del Instituto de Astrofísica de Canarias».

Ir a descargar el episodio 350.

Como muestra el vídeo, en el Museo de la Ciencia y el Cosmos de Tenerife se encuentran Bernabé Cedrés @Norgald, y su director, Héctor Socas Navarro @hsocasnavarro (@pcoffeebreak), y por videoconferencia Sara Robisco Cavite  @SaraRC83, y Francis Villatoro @emulenews. Alberto Aparici  @cienciabrujula solo interviene en la entrevista a la doctora en física Patricia Contreras-Tejada, que ahora es divulgadora profesional.

Tras la presentación, Héctor nos comenta el éxito que han tenido los especiales navidades de Señales de los Oyente. Y destaca que ya finalizó la erupción del volcán de la Palma a mediados de diciembre y la gran noticia de principios de año, la conclusión con éxito del despliegue del telescopio espacial James Webb. «Pocos apostaban que la NASA sería capaz de lograr el despliegue sin ningún tipo de problema significativo», como nos contaba Daniel Marín, «Completado el espectacular despliegue del telescopio espacial James Webb», Eureka, 09 ene 2022; «ahora el observatorio espacial tiene ante sí la maniobra MCC-2 para situarse en la órbita de halo alrededor de L2. A partir de entonces empezará a calibrar sus instrumentos y, con suerte, antes del verano podremos ver alguna imagen procedente del observatorio espacial más ambicioso jamás construido». Más información en Elizabeth Howell, «The James Webb Space Telescope is fully deployed. So what’s next for the biggest observatory off Earth?» Space.com, 09 Jan 2022. Ya se ha iniciado la alineación de los espejos, proceso que durará unos tres meses, como nos cuenta Elizabeth Howell, «James Webb Space Telescope begins lining up its golden mirrors,» Space.com, 12 Jan 2022.

Me toca comentar mi pieza sobre los gemelos Bogdanoff y su supuesto escándalo Sokal inverso. Todo ello al hilo de mi pieza «Sobre el escándalo Bogdanoff, un falso escándalo Sokal», LCMF, 09 ene 2022. Recomiendo leer a John Baez, «The Bogdanoff Affair,» 22 Oct 2010, y los buenos resúmenes que aparecen en las páginas de la wikipedia, «Escándalo Bogdanov», Wiki ES, y «Bogdanov affair,» Wiki EN. Comento anécdotas como que leo en francés o el origen del título «The God Particle» de la autobiografía del premio Nobel Leon M. Lederman escrita por Dick Teresi. Comentamos qué es el caso Sokal, como se gestó el caso Bogdanoff, un supuesto caso anti-Sokal, qué contenían las tesis doctorales de los Bogdanoff y cómo admiramos todos su genio como divulgadores en la televisión francesa y en sus libros superventas.

No podíamos olvidar comentar la ciencia de “Don’t look up” (2021), dirigida por Adam McKay; ya que está protagonizada por Jennifer Lawrence y Leonardo DiCaprio que interpretan a dos astrónomos, la doctoranda Kate Dibiasky, que descubre el cometa, y su director de tesis, el Dr. Randall Mindy. El nueva cometa tiene el tamaño del Monte Everest y se dirige hacia la Tierra; la humanidad tiene seis para evitar una extinción masiva. La película ha sido asesorada por la astrónoma Amy Mainzer (wiki) de la Universidad de Arizona, experta en asteroides y objetos cercanos a la órbita de la Tierra. Mainzer se inspiró en el cometa NEOWISE (C/2020 F3) de periodo largo descubierto el 27 de marzo de 2020, que sigue una órbita retrógrada y pasó por su perihelio el 3 de julio de 2020.

Amy Mainzer trabaja en el proyecto Near-Earth Object Surveyor (NEOS) que buscará objetos de tamaño mediano que podrían impactar contra la Tierra. Como serán descubiertos con décadas de antelación, se podrán planificar misiones como DART para desviar su trayectoria mediante un impacto cinético. Recomiendo la entrevista que le hace Jennifer Ouellette, «Don’t Look Up is fiction. Here’s the real science of that doomsday scenario,» Ars Technica, 13 Dec 2021.

Según el director, la película no es una sátira mordaz sobre la respuesta de la humanidad a una colisión con un cometa, sino sobre su respuesta actual a la crisis climática. El cambio climático es una realidad, pero la llamada urgencia climática sigue alejada de la opinión del público general y de los líderes mundiales, que subestiman lo rápido, lo grave y lo permanente que será el colapso climático. Nos lo cuenta el climatólogo Peter Kalmus, «I’m a climate scientist. Don’t Look Up captures the madness I see every day,» The Guardian, 29 Dec 2021.

Héctor destaca que le ha gustado mucho la ciencia de la película, cómo Dibiasky, cuando usa el telescopio Subaru con óptica adaptativa para estudiar supernovas Ia en un campo grande, acaba descubriendo un cometa que lo habitual hubiera sido que fuera descubierto por astrónomos aficionados. Hay muchos detalles que le gustan, como que Mindy use el método de Gauss para determinación orbital en una pizarra delante de sus estudiantes, un método iterativo para calcular órbitas a mano, que nadie usa hoy en día, pues todo el mundo usa ordenadores. También comenta algunos errores de la película, como se dice que el cometa proviene de la nube de Oort, lo que contradice que tenga minerales preciosos con alto valor económico; se sabe que los asteroides los tienen (de ahí que en el futuro se proponga minería en ellos, como en la serie The Expanse), pero la razón es que provienen de un planeta que se rompió en pedazos; en una planeta se produce una estratificación en la masa de los elementos desde la superficie al interior, así algunos de sus pedazos pueden contener grandes concentraciones de elementos pesados. Finalmente, Héctor destaca la importancia que se le da a la revisón por pares (peer review) en la película (en mi opinión porque así se hace en el campo del cambio climático).

Y pasamos a una entrevista a Patricia Contreras-Tejada, primera autora de un artículo en Nature Communications sobre el acuerdo entre observadores cuánticos. Literalmente, el título «Observers of quantum systems cannot agree to disagree» se podría traducir como que «los observadores de sistemas cuánticos no pueden estar de acuerdo en estar en desacuerdo», que suena a juego de palabras. Sin embargo, como nos aclara Héctor en el audio, una traducción más correcta sería que «Los observadores de sistemas cuánticos tienen que estar de acuerdo», o incluso mejor «que no pueden discrepar amablemente». Pues en el título se usa una expresión en inglés para el acuerdo entre dos personas que discuten, algo así como que «por lo menos estamos de acuerdo en que no estamos de acuerdo».

Héctor inicia la entrevista aludiendo al problema del realismo en mecánica cuántica, que Alberto trata de aclarar. Patricia prefiere centrarse en su contribución, que no está relacionada con el debate del realismo. En su opinión (y en la de sus coautores) la mecánica cuántica cumple con un nuevo principio físico que debería exigirse a todas las futuras teorías físicas: que los observadores no pueden discrepar, tienen que estar de acuerdo. En su opinión, futuras teorías postcuánticas deberían cumplir con este principio. Por supuesto, esto es algo muy discutible, aunque a todos nos gustaría que no lo fuera y que Patricia y sus coautores hayan descubierto un nuevo principio físico (algo que pocos físicos logran). El artículo es Patricia Contreras-Tejada, Giannicola Scarpa, …, Pierfrancesco La Mura, «Observers of quantum systems cannot agree to disagree,» Nature Communications 12: 7021 (02 Dec 2021), doi: https://doi.org/10.1038/s41467-021-27134-6, arXiv:2102.08966 [quant-ph] (17 Feb 2021). En español recomiendo Patricia Contreras Tejada, Giannicola Scarpa, «La física cuántica no es tan extraña como temíamos,» The Conversation, 02 dic 2021; Alberto Aparici, «Contra todo pronóstico, la física cuántica es igual para todo el mundo», Ciencia, La Razón, 12 dic 2021.

En el podcast me permito explicar el entrelazamiento cuántico con la intención de que quede más clara la entrevista; el punto que destaco es que el entrelazamiento es una correlación, aunque más fuerte que una correlación clásica. Par ello uso dos partículas entrelazadas (estado |U>|R>+|D>|L>), una en polarización vertical (U o D) y otra en polarización horizontal (R o L) que son medidas en una dirección diferente, sea la diagonal a 45° (con valores + o −). Si mido en horizontal o en vertical cualquiera de las dos partículas entrelazadas obtendré resultados cuyas probabilidades son idénticas a las esperadas para una correlación clásica (como ignoro qué partícula estoy midiendo no puede discernir si mi resultado es el fijado porque medí en el eje correcto, o un resultado aleatorio por proyección porque me equivoqué de eje); en este experimento se puede entender el resultado sin ningún problema asumiendo que hay variables ocultas cuyos valores se fijaron cuando preparé cada partícula en sus estados de polarización vertical y horizontal. Sin embargo, al medir en diagonal el resultado clásico es aleatorio entre todas las posibilidades, sin mostrar ninguna correlación con el estado entrelazado (las cuatro medidas posibles ++, +−, −+ y −− son equiprobables), pero el resultado cuántico entrelazado presenta una correlación más fuerte, pues obliga a que se observe el estado diagonal + (o el negativo −) para ambos observadores (las dos medidas posibles son ++ y −−, no pudiendo observarse +− y −+). El entrelazamiento es una correlación, pero más fuerte que la correlación clásica.

La duda final de Héctor es por qué no puede haber una variable oculta que explique el resultado cuántico. La razón es que no puede haber una variable oculta que fije el resultado en diagonal (45°) cuando las partículas han sido preparadas en vertical (90°) y en horizontal (0°). En la preparación del estado entrelazado es imposible que las variables ocultas sepan que se realizará una futura medida con un ángulo de 45° y que fije el resultado en dicho caso; de hecho, el experimento podría haber usado cualquier otro ángulo (diferente de 90° y 0°) para que el resultado cuántico fuera diferente del clásico; no se puede concebir que haya infinitas variables ocultas que fijan los valores para los infinitos ángulos posibles en los que se puede medir el sistema. Lo único concebible es que una variable oculta fije el valor para el ángulo en el se han preparado las partículas que se entrelazan.

Te recomiendo escuchar el audio para más detalles. Por cierto, cito un artículo clásico, N. David Mermin, «Is the Moon There When Nobody Looks? Reality and the Quantum Theory,» Physics Today 38: 38-47 (1985), doi: https://doi.org/10.1063/1.880968; su explicación se basa en una tabla con los 8 resultados posibles y sus probabilidades para el caso clásico, que se compara con los resultados cuánticos posibles (que depende del ángulo de medida asociado a lo que llamo dirección diagonal). Mi idea en el podcast era contar (de memoria pues hacía tiempo que no lo había consultado) lo que conté en «Los calcetines entrelazados de Adán y Berto», LCMF, 08 ene 2013. También recomiendo lo que cuenta el físico youtuber Derek Muller (Veritasium), «Vídeo: Entrelazamiento cuántico explicado», LCMF, 18 ene 2015, y lo que contaba Jacques Distler, «Entanglement for laymen,» Musings, 06 Jan 2020. Distler usa fotones y filtros de polarización, lo que creo que queda más claro que mi explicación del audio.

Lo dicho, ¡qué disfrutes del podcast!



14 Comentarios

  1. Sobre la peli de «No mires arriba», me ha extrañado que no halláis comentado el que no se mente para nada a Europa, excepto un momento que Di Caprio habla de España junto a otros países aparentemente como sitios de poca credibilidad científica; al tiempo en el universo de la peli parece como si no hubiera una verdadera comunicación entre los científicos, donde los protagonistas están intentando convencer a la gente (que puede tener sentido en EEUU si la NSA precisa que se dé el visto bueno del senado) pero que obviamente deberían de tener de forma rápida el visto bueno de la comunidad científica siendo algo detectable.

    1. “ Di Caprio habla de España junto a otros países aparentemente como sitios de poca credibilidad científica”

      A mi también me a ofendido, y eso que no soy científico, supongo que los que han hecho la película tienen algunos prejuicios.
      De todas formas no me a gustado la película, lo único que me a gustado es cuando, casi al final,
      estan cenando, pasando de todo.
      No me parece una película cómica, me parece más un drama, tal vez es esa la intención, y puede que el comentario acerca de España fuese por allí, aunque no lo creo.

      Un saludo.

      1. Si la película es una sátira, eso solo es una sátira más. La ciencia está dominada por países anglosajones, y para algunos científicos anglosajones los científicos latinos (entiéndase esto como aquellos de orígen en países con lenguas latinas) somos científicos de segunda. Un elitismo obviamente sin fundamento alguno, los científicos válidos lo son independientemente del orígen, pero reforzado por el hecho de que los centros de investigación y universidades más prestigiosos se encuentran USA/UK. De manera que en algunas revistas entran mas fácil artículos venidos de esas latitudes que de más al sur. En mi caso, una revista nos rechazó una artículo porque «it doesn’t fit with the content of the journal». Es una respuesta habitual, aunque en este caso sabíamos que no era cierto porque nosotros citábamos un artículo publicado en esa revista sobre el mismo tema, de hecho el mismo autor principal de ese artículo nos recomendó publicar en esa revista porqué encajaba perfectamente y además daba una cierta continuidad con su estudio. Pero claro, uno venía de una prestigiosa institución americana, y otro de una «modesta» institución de investigación española. Aunque al final esto solo es la sospecha que nos quedó, tocó seguir provando en otras revistas para publicar.

        1. Asmiermo, a todos nos han rechazado alguna vez artículo en una revista con un «out of the scope of the journal», incluso cuando hemos enviado el artículo a dicha revista porque sabemos que es la más adecuda. Esto es habitual y no hay que buscarle causas ocultas (se trata de una edición editorial basada en criterios más comerciales que científicos). Se envía a otra revista (lo que supone trabajo, pero poco en comparación con escribir un artículo) y punto; nunca hay que hacer una tragedia de un rechazo sin pasar por revisión por pares, o con informes de los revisores que indican que no se han leído el artículo o que no lo entienden. Todo esto es habitual y nos ha pasado a todos.

  2. En la entrevista de con Alberto y Patricia hay un momento que comentan que si efectivamente finalmente ocurriera que no existiera forma humana de que dos observadores pudieran estar deacuerdo, siquiera en su desacuerdo, y contradecirse, pues no habría física…y eso es lo que yo argumentaba en los comentarios del post de los hermanos Bogdanoff, que la física necesita un sustento, y si no, o hay física. Por eso en el momento que se pueda confirmar que tal contradicción no existe, aun cuando no se cumpla el realismo de Einstein, se empezará a entender la realidad de otra forma. En algún momento teníamos que tocar fonde en la realidad, y ha sido genial que lo estemos viviendo.

    Y me apuesto una cerveza (que por desgracia no podré pagar o disfrutar, porque no lo veremos) que en el futuro, el «problema de la medida» (que ninguna interpretación, de las que conservan la física actual, realmente soluciona, solo se la lleva a otro sitio) no habrá una solución, si no que se esfumará como lo hizo en biología el «problema del eslabón perdido», simplemente no existirá tal problema, y el físico te dirá «¿problema? , ¿cuantas medidas quieres? las tengo intrinsecamente aleatorías, pseudoaleatorias y perfectamente bien definidas»

    1. Pedro, la mayoría de los físicos cuánticos en activo considera que el problema de la medida no existe, que es un falso problema cuyo único interés es histórico; por desgracia, una minoría de físicos cuánticos interesados en metafísica y fundamentos filosóficos de la mecánica cuántica siguen buscando una supuesta solución al problema de la medida.

  3. Francisco, como siempre, un gusto escucharle. Dado que el mío es uno de los dos comentarios críticos sobre el caso Sokal en aquella entrada, me doy por aludido y le contesto también con mucho gusto. No soy filósofo. Como usted, aficionado. En primer lugar, estoy de acuerdo con usted (y con Sokal) en la respuesta que da a Julio. La jerga científica fuera de contexto debe criticarse.

    Nunca se me ocurriría afirmar que no tiene usted idea de los filósofos que menciona. Tampoco de Sokal. Como no se me ocurriría, no lo dije. Critiqué que lo que llamé «excusa Sokal»: La apelación que, décadas después, muchos divulgadores científicos siguen haciendo a la broma como comodín para dar por zanjada y ridiculizada cualquier crítica al realismo científico. En boca de esos divulgadores «postmoderno» se ha convertido en un insulto. Esa pretensión de enterrar la filosofía continental del siglo XX, como cháchara incomprensible, es de hoolligan (curiosamente algunos son los mismos que se quejan de la «cultura de la cancelación»). Como dije, todo el asunto obedece a la animadversión que, a un cientificista como Sokal, produce cualquier objeción a la presentación de la Ciencia como el espejo de la Naturaleza. Que, gracias a esos divulgadores, se convierta en opinión general (y acrítica) que podemos ignorar la demolición que la filosofía del siglo XX ha producido en ese ideal de conocimiento, esa es la auténtica impostura intelectual.
    Y, sobre todo, tampoco dije que usted fuese uno de esos divulgadores. Entiendo que la mención al caso Sokal en ese artículo está más que justificada y que el malentendido es culpa mía. Disculpe.

  4. Lo más interesante de la propuesta de Patricia es ese nuevo principio físico. Que la imposibilidad de «discrepar amáblemente» entre observadores (aunque sea en condiciones ideales) sea un principio universal para cualquier ámbito de aplicación me parece una petición de principio realista. Convertir, además, ese principio físico en un principio normativo para la aceptación de nuevas teorías es añadir un par de líneas al frontón de la Academia. «No entre aquí nadie sin saber geometría… y sin aceptar que dos observadores no pueden discrepar amablemente. Aquí salvamos la objetividad a cualquier precio». El primer juego, proponer nuevos principios, merece la pena. El segundo es un disparate. ¿Habría pasado por la puerta, por ejemplo, Niels Bohr con su marco de la complementariedad bajo el brazo?.

    Pero, como digo, el primer juego merece mucho la pena. La física no vive solo de nuevas o más precisas observaciones. Sigue habiendo propuestas teóricas, como esta, que a la vez juegan en la liga de la filosofía natural. Son las más interesantes para los que no somos físicos. Por ejemplo:
    – El intento de David Deutsch y Chiara Marletto por salirse del esquema laplaciano y rescribir la física a partir de la dicotomía posible/imposible (no sé si tendrá algún punto de coordinación con la propuesta de Patricia).
    – La propuesta de Nicolas Gisin de limitar al intuicionismo la matemática con sentido físico, negando los infinitos decimales y haciendo indeterminista también la física clásica.
    – La negación del principio de cierre causal físico por P.Davies o S.Kauffman.
    – El futuro abierto de L.Smolin o G.Ellis.
    – El significado físico de la tecnología que propone Sara Walker (a quien creo que Hector conoce personalmente) como la exploración y ampliación del espacio de lo posible.
    Y tantos otros. Además de exploraciones teóricas para la física, son propuestas filosóficas de pleno derecho.

  5. Nunca llegaré a saberlo todo, mi interés es aprender todo lo que pueda y por eso os sigo. Ahora bien, cuando no se encuentra explicación para algo, ¿Cómo lo explicáis? Es decir, ¿es posible otra cosa no basada en la ciencia?

    1. José Luis, lo apasionante de la ciencia es lo que no sabe, lo que aún no tiene explicación; lo que se sabe sin dudas es aburrido, para los libros de texto. Resulta fascinante que incógnitas que parecía acientíficas acaben siendo científicas, porque sabemos que la ciencia acabará desvelando todas estas incógnitas científicas. En cuanto a las incógnitas acientíficas que requieren creencias más allá de la metodología científica, cada uno tendrá las suyas, pero en divulgación científica son irrelevantes.

      1. Francis, ante la pregunta ¿ que es ciencia y que no es ciencia ?, normalmente todo el mundo para responder utiliza ejemplos extremos tipo:

        » calcular el movimiento de los planetas es ciencia y ver cuanta fuerza tendría Dios no es ciencia»

        , respuestas esperpénticas y poco estrictas….

        Afinando un poco más el tiro y en tu opinión, ¿ cuál es el límite entre lo que es ciencia y lo que no ?

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