Reseña: «Física cuántica», n.º 37 de la edición coleccionista de MUY Interesante

Por Francisco R. Villatoro, el 14 abril, 2024. Categoría(s): Ciencia • Colaboración externa • Física • Noticias • Physics • Recomendación • Science ✎ 26

Te recomiendo disfrutar de mis dos artículos sobre gravitación cuántica y el espín de los campos cuánticos en «Física Cuántica», n.º 37, Edición Coleccionista de MUY Interesante: «La esquiva gravedad cuántica» (pp. 94-103) y «El espín» (pp. 142-151). Y por supuesto, también de todos los demás artículos de este coleccionable, centrados en la física cuántica, tanto no relativista como relativista, y sus aplicaciones. Eugenio Manuel Fernández Aguilar ha coordinado la edición de un coleccionable con un plantel de físicos y divulgadores realmente espectacular. Además, la edición gráfica está muy cuidada, con lo que te puedo asegurar que si te adentras en sus páginas no te arrepentirás. Puedes adquirirlo en quioscos de prensa o en la tienda online de la revista.

Tras la presentación «De la teoría a la práctica» (p. 5) de Carmen Sabalete, @espresAa, directora de MUY Interesante, encontramos los «Contenidos» (p. 6) y una breve «Cronología» (pp. 8-11) de la Física Cuántica. Mauricio Suárez, @MsuarezaSuarez, filósofo, nos presenta «La interpretación de Copenhague: Historia y Filosofía» (pp. 12-19), que empieza con la obra de teatro Copenhague, que no tiene nada que con la interpretación, describe las tres ideas básicas de esta interpretación, pero acaba dejando con la miel en los labios. Eugenio Manuel Fernández Aguilar, @EugenioManuel, nos presenta una cronología de Premios Nobel sobre Física Cuántica en «Un mundo Nobel» (pp. 20-29). Miguel Ángel Sabadell, «El origen del tiempo» (pp. 30-39), presenta la flecha del tiempo entrópica y destaca que que el estado inicial del Big Bang tuvo que tener muy baja entropía; promete mucho, pero no me acaba de gustar como concluye. Eugenio Manuel Fernández Aguilar, @EugenioManuel, «El efecto fotoeléctrico» (pp. 40-49), presenta al hilo de la historia este fenómeno que le dio el Nobel a Einstein, destacando algunas de sus aplicaciones. Ana Martín Fernández, «Entrelazamiento cuántico» (pp. 50-57), al hilo de la historia, menciona las desigualdades de Bell y CHSH, finaliza mencionando a los criptocromos; como experta en computación cuántica esperaba una presentación del entrelazamiento cuántico como recurso en computación cuántica. Me ha gustado «El efecto Compton» (pp. 58-65), la contribución de Alejandro Navarro, @Alexny_85. Ángel Morales García, Francesc Viñes y Francesc Illas nos presentan «Una química muy cuántica» (pp. 66-73), que destaca que la química cuántica es obtener soluciones aproximadas y que el campo será revolucionado por los ordenadores cuánticos.

Me ha gustado mucho, por su frescura, Jara Juana Bermejo Vega, @QueenOfQuanta, «Interferencia cuántica. Una espada de posibilidades» (pp. 74-83), que se inicia con La Cicatriz, de China Miéville, y que nos acerca la interpretación ondulatoria de los ordenadores cuánticos; el final me resultó sorprendente y muy reivindicativo. Miguel Ángel Sabadell, @CienciaDeTuVida, «A la caza de los agujeros blancos» (pp. 84-93), recorre lo que se sabe sobre estos hipotéticos objetos al hilo de citas de muchos físicos.

Mi artículo, «La esquiva gravedad cuántica» (pp. 94-103), se inicia con la cuestión de si hay que cuantizar la gravitación. Resumen la prehistoria de la gravedad cuántica, la gravitación como teoría gauge, la gravedad cuántica inútil que resulta al cuantizar la por no ser renormalizable, y finaliza con la necesidad de la guía de la Naturaleza, los experimentos, para aclarar la situación. Se incluyen dos despieces de teoría de cuerdas y de gravedad cuántica de lazos; en ambos casos destaco que ninguna de las dos teorías es capaz de eliminar las singularidades de los agujeros negros y del Big Bang, ni desvelar la naturaleza cuántica del espacio y del tiempo.

Otro artículo que me ha gustado mucho es el de Antonio Acín (ICFO), «Teletransporte cuántico» (pp. 104-111), que describe el protocolo de teletransporte cuántico de forma muy didáctica y excelente. Miguel A. Martín Delgado (UCM), «Metrología cuántica. Midiendo lo invisible» (pp. 112-121), nos resume en muy pocas páginas un campo tan amplio como la metrología cuántica. Guillermo D. Megías Vázquez, «La mecánica cuántica relativista. Los cimientos de la física moderna» (pp. 122-131), nos describe la ecuación de Dirac para el electrón, introduce la electrodinámica cuántica y sugiere que nos dirigimos hacia una teoría del todo. Armando Relaño Pérez, @ArmandoRelano, «El caos cuántico» (pp. 132-141), recurre al principio de correspondencia para hablar de caos, orden y desorden, lo que le lleva al caos cuántico y al borrado de información; incluye un despiece sobre billares cuánticos y caos, y otro sobre la evolución de la función de onda.

Mi artículo, «El espín» (pp. 142-151), trata de contestar a la pregunta ¿qué es el espín? No es un giro, como prueba que el electrón requiera rotar 720° para recuperar su estado. Resumo la historia del espín del electrón, que nos lleva al espín del campo cuántico del electrón. Menciona el irreductible espín (el espín como resultado de las representaciones irreducibles de los grupos de Lorentz y de Poincaré), y finalizo con una mención a las tecnologías basadas en el espín. Como despieces se incluye uno sobre la relación entre el espín y el origen de la masa (la diferencia entre la masa de los bosones vectoriales y de los fermiones en el mecanismo de Brout–Englert–Higgs). Y otro sobre el magnetismo en la materia originado por el espín de los electrones en los átomos.

Avelino Vicente, @AvelinoQuantum, «Simetría y supersimetría» (pp. 152-159), introduce el concepto de simetría en física y las simetrías de la física moderna; describe la diferencia entre bosones y fermiones, y nos presenta la supersimetría; echo en falta que mencione que el producto de dos supersimetrías es una traslación en el espacio y que no mencione la supergravedad. Incluye un despiece sobre Emmy Noether y otro la búsqueda de la supersimetría en el LHC. Me ha gustado mucho el artículo de Manuel José Freire Rosales, @ManuelJ_Freire, «Resonancia magnética nuclear» (pp. 160-173), que nos ofrece un recorrido estupendo sobre esta tecnología que ha ayudado a salvar muchas vidas (una lectura imprescindible en este número coleccionable).

Sergio Parra, @SergioParra_, «Ciencia y vida» (pp. 174-183), con la maestría divulgadora que le caracteriza, recorre las aplicaciones de la física cuántica en las ciencias de la vida; desde el sentido del olfato, a la teoría de la evolución, el hipotético origen cuántico de la conciencia, la fotosíntesis, la brújula magnética y la futura medicina cuántica. Su artículo destaca, más que por lo que cuenta, por cómo lo cuenta. Finaliza el gran Daniel Torregrosa, @DaniEPAP, con un excelente recorrido por el abuso del término cuántico en el campo de la pseudoterapias; la homeopatía, la sanación cuántica, el misticismo cuántico y otras tonterías cuánticas protagonizan este artículo. Finaliza con la cita de Feynman: «Mantén tu mente abierta, pero no tanto que pierdas el sentido común».

Como epílogo se presenta una «Bibliografía general» (pp. 192-193), con libros de divulgación sobre física cuántica. No están todos los que son recomendables, pero sí lo son todos los que están. ¡Que disfrutes de este coleccionable si te atreves a bucear en sus páginas!



26 Comentarios

  1. Hola,superinteresante, y después de leer el efecto Compton aún
    me interesan mucho más los neutrinos,
    no tengo dudas de que Ettore tiene razón.

    Un saludo y gracias.

  2. Dejé de comprar esa revista y me pasé a Investigación y Ciencia porque los textos eran mínimos y los gráficos ocupaban casi toda la publicación. No creo que haya cambiado en ese aspecto ¿o este número es diferente?

      1. Por cierto, estoy esperando a que te jubiles para ver un libro tuyo de divulgación… aunque creo que soy mayor que tú (paso largamente de los 50) y no sé si podré ver muchos. Aunque lo cierto es que desde que en no sé qué físico famoso dijo que la divulgación de física era «cuentos para niños», no he vuelto a leer sobre ella. Lo último fue un libro que no acabé «El universo elegante», de Brian Greene, y que encontré muy lioso/abigarrado mediada su lectura

        Te estoy muy agradecido por tu desinteresada labor divulgadora

        1. Vicente, supongo que del «Universo Elegante» te pareció liosa tal vez la segunda parte del mismo, donde entra a defender la teoría de cuerdas, pero la primera parte es una auténtica maravilla.

          Sea como fuere hay muchísimos libros de divulgación que no tratan al lector de tontos y son apasionantes; por ejemplo del autor que recomendaba Francis en su charla sobre los números primos, Marcus du Sautoy, sus libros sobre números primos y sobre simetría son lo mejor que hay.

          Tres clasicazos imprescindibles de divulgación de tres disciplinas, así a bote pronto:
          – El cuento del antepasado de Richard Dawkins
          – Agujeros negro y tiempo curvo de Kip thorne
          – Amor y Matemáticas de Edward Frenkel

          bonus track: la primera parte de Quantum Gravity de Carlo Rovelli (la segunda parte es una defensa de la teoría cuántica de bucles que no aporta mucho, pero la primera parte es una maravilla auténtica)

          1. Gracias.
            De Richard Dawkins ya he leído unos cuantos. Tomo nota del de Kip Thorne.
            De DuSatoy he comprado, pero me atasco con la matemática.

        1. Cierto, Ángel, Martín Moreno ha publicado su copia «pirata» de la web de la revista (y por lo que parece a Springer le importa un comino). Sin lugar a dudas hay que felicitar a Martín por su arrojo.

          El nivel de los artículos de los MUY coleccionables es inferior al de los artículos en Investigación y Ciencia por razones editoriales. La mayoría (pero no todos) son de científicos en activo en el campo de estudio del artículo; pero, a diferencia de Investigación y Ciencia, no se les pide que hablen de uno o varios de sus propios artículos, sino que se les pide que hablen de temas generales relacionados con su campo de estudio. Tanto el público objetivo como la línea editorial son muy diferentes.

          1. Por cierto, Scientific American ha llegado a ser woke, por lo que he leído ¿alguna otra revista comparable que no esté afectada por sesgos? ¿New Scientist, tal vez?

        2. Sí, lo sabía, gracias. Pero yo lo prefiero en papel para leer cómodamente en el exterior (tomando un café, playa, etc.) Tengo un ereader de 8″, pero es lento renderizando un A4.

        1. Vicente, los blogs están de capa caída y ya no tienen audiencia suficiente para tener un impacto significativo en las ventas de un libro. Hoy en día se estima que solo un 1 % de los usuarios únicos que visitan un blog con asiduidad comprarán un libro escrito por el autor de dicho blog. En el mejor caso, y con una gran campaña en redes sociales, se puede alcanzar una cifra de un 5 %. Por tanto, que un libro de un bloguero tenga o no tenga éxito es independiente del éxito de su blog (lo que más influye es la promoción de la editorial y luego la promoción del propio autor).

          1. Ya encontré la revista y casi he leído tus dos artículos.

            Del del spin he de decir que preferiría que fuera más largo y con más gráficos explicativos, aunque entiendo que el formato revista obliga a reducir mucho su extensión

          2. A riesgo de resultar «políticamente correcto», diré que estoy disfrutando como un enano con este número, lo que no me ocurría con ninguna revista desde hacía mucho tiempo.
            ¿Recomiendas.otro número de edición coleccionista?

  3. un numero, como dice el titolo, de verdad «Muy Interesante»! 🙂 Sobre todo tus articulos, pero tambien hay otros imprescindibles! Felicidades! Por lo que he entendido, el problema de cuantizar la gravedad surge en la dimensionalidad de la constante de acoplamiento. La teoria de cuerdas tiene entonces la gran ventaja que describe de forma automatica que pasa al «cruzar ese umbral» de la dimension de la constante de acoplamiento gracias a la dualidad T, corrigeme si me equivoco. Entonces lo que pasa por «debajo» de las dimensiones de la constante de acoplamiento de Newton seria algo asi como r=1/R…a lo mejor he dicho estupideces, en ese caso pido perdon jeje 🙂

    1. Thomas Villa, en teoría de cuerdas la constante de acoplamiento para la interacción entre cuerdas cerradas (responsable de la gravitación cuántica) es dinámica, depende del valor de vacío del campo dilatón ϕ, sea gₛ = exp(ϕ), luego es adimensional (lo que evita el problema de la no renormalizabilidad, aunque dicho problema no aparece dado que las cuerdas tienen un temaño mínimo, asociado a la simetría del espejo (mirror symmetry), que, como comentas, no es otra cosa que la dualidad T). La constante de acoplamiento dimensional de la gravitación cuántica Gₛ ∝ gₛ, con una constante de proporcionalidad que da cuenta de la dimensionalidad.

      1. ah vale, y entonces esos son los valores que en el articulo afirmas que se tendrian que medir experimentalmente (o prever segun una geometria apropiada entra las 10^500 de opciones viables), osea el valor de vacio del campo dilaton y la constante de proporcionalidad entre Gs y gs…aunque se necesitarian energias enormes para medir dichos valores…gracias! 🙂

        1. No, Thomas. Los valores que comento en el artículo no tienen nada que ver con la teoría de cuerdas. La renormalización es un proceso que se puede aplicar al límite perturbativo de cualquier teoría. Se dice que dicha teoría es renormalizable cuando en dicho proceso basta con modificar los parámetros iniciales de la teoría (masas, cargas, etc.) como funciones adecuadas de la energía a cada orden perturbativo. Se dice que dicha teoría no es renormalizable cuando dicho proceso requiere la introducción de nuevos parámetros en cada orden perturbativo, que también deben ser modificados; el problema es que estos nuevos parámetros son nuevas funciones de la energía con un valor inicial que no es predicho por la teoría de renormalización y que debe ser medido de forma experimental. Aunque haya infinitos parámetros, en la práctica solo se usan unos pocos entre los primeros, así que una teoría no renormalizable es tan útil como una renormalizable cuando se pueden medir dichos primeros parámetros mediante experimentos. El problema con la gravitación cuántica es que dichos experimentos serían las colisiones entre gravitones (algo imposible de estudiar a día de hoy cuando ni siquiera hemos observado un solo gravitón). Como resultado, la teoría predice resultados que dependen de parámetros de valores desconocidos, siendo inútil en la práctica.

          El cálculo lo tienes en muchos los libros de gravitación cuántica. Te recomiendo Claus Kiefer, «Quantum Gravity» (Third Edition), Oxford Univ. Press (2012), en la página 55 (capítulo 2 sobre la formulación covariante de la gravitación cuántica).

          1. Muchisimas gracias! La verdad es que ambos articulos relatan el estado del arte de manera muy muy cautivadora y se merecian mucho mas espacio para desentrañar todos los detalles de la disciplina! 🙂

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