domingo, 27 de septiembre del 2020 Fecha
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La Masa y la Energía ¿Qué son en realidad?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Física    ~    Comentarios Comments (3)

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Todos los intentos y los esfuerzos por hallar una pista del cuál era el origen de la masa fallaron.  Feynman escribió su famosa pregunta: “¿Por qué pesa el muón?”.  Ahora, por lo menos, tenemos una respuesta parcial, en absoluto completa.  Una voz potente y ¿segura? nos dice: “!Higgs¡” Durante más de 60 años los físicos experimentadores se rompieron la cabeza con el origen de la masa, y ahora el campo Higgspresenta el problema en un contexto nuevo; no se trata sólo del muón. Proporciona, por lo menos, una fuente común para todas las masas. La nueva pregunta feynmaniana podría ser: ¿Cómo determina el campo de Higgs la secuencia de masas, aparentemente sin patrón, que da a las partículas de la matería?

La variación de la masa con el estado de movimiento, el cambio de masa con la configuración del sistema y el que algunas partículas (el fotón seguramente y los neutrinos posiblemente) tengan masa en reposo nula son tres hechos que ponen entre dicho que el concepto de masa sea un atributo fundamental de la materia.  Habrá que recordar aquel cálculo de la masa que daba infinito y nunca pudimos resolver; los físicos sólo se deshicieron de él “renormalizándolo”, ese truco matemático que emplean cuando no saben encontrar la respuesta al problema planteado.

Ese es el problema de trasfondo con el que tenemos que encarar el problema de los quarks, los leptones y los vehículos de las fuerzas, que se diferencian por sus masas.  Hace que la historia de Higgs se tenga en pie: la masa no es una propiedad intrinseca de las partículas, sino una propiedad adquirida por la interacción de las partículas y su entorno.

La idea de que la masa no es intrinseca como la carga o el espín resulta aún más plausible por la idílica idea de que todos los quarks y fotones tendrían masa cero. En ese caso, obedecerían a una simetría satisfactoria, la quiral, en la que los espines estarían asociados para siempre con su dirección de movimiento. Pero ese idilio queda oculto por el fenómeno de Higgs.

¡Ah, una cosa más! Hemos hablado de los bosones gauge y de su espín de una unidad; hemos comentado también las partículas fermiónicas de la materia (espin de media unidad). ¿Cuál es el pelaje de Higgs? Es un bosón de espin cero.  El espín supone una direccionalidad en el espacio, pero el campo de Higgs da masa a los objetos dondequiera que estén y sin direccionalidad.  Al Higgs se le llama a veces “bosónescalar” [sin dirección] por esa razón.

La interacción débil, recordareis, fue inventada por E. Fermin para describir la desintegración radiactiva de los núcleos, que era básicamente un fenómeno de poca energía, y a medida que la teoría de Fermi se desarrolló, llegó a ser muy precisa a la hora de predecir un enorme número de procesos en el dominio de energía de los 100 MeV.  Así que ahora, con las nuevas tecnologías y energías del LHC, las esperanzas son enormes para, por fin, encontrar el bosón Higgs origen de la masa… y algunas cosas más.

Resultado de imagen de Fabiola Gianotti del LHC

                    Fabiola Gianotti, portavoz del experimento ATLAS, ofrece algunos avances:

“En nuestros datos observamos claros signos de una nueva partícula compatible con la teoría de Higgs, con un nivel aproximado de 5 sigma [99,977% de eficiencia], en la región de masa alrededor de los 126 GeV. El increíble rendimiento del LHC y el ATLAS y los enormes esfuerzos de mucha gente nos han traído a este excitante punto, pero hace falta un poco más de tiempo para preparar estos resultados cara a su publicación.”

 

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El Modelo Estándar extendido

 

El Modelo Estándar describe las partículas de todo cuanto nos rodea, incluso de nosotros mismos. Toda la materia que podemos observar, sin embargo, no parece significar más que el 4% del total. Higgspodría ser el puente para comprender el 96% del universo que permanece oculto.

El 4 de julio de 2012 se anunció el descubrimiento de un nuevo bosón. Punto. En diciembre de 2012 se empezó a hablar de “un” Higgs (en lugar de “el” Higgs), pero oficialmente seguía siendo un nuevo bosón. ¿Importa el nombre? El Premio Nobel de Física para el bosón de Higgs sólo será concedido cuando el CERN afirme con claridad y rotundidad que se ha descubierto “el” Higgs, si el CERN es conservador, la Academia Sueca lo es aún más. Sin embargo, el rumor es que quizás baste con que el CERN diga que se ha descubierto “un” Higgs.

¿Por qué, a pesar de todas las noticias surgidas desde el CERN, creo que no ha llegado el momento de celebrarlo? ¿Es acaso el Higgs lo encontrado? Creo que quedan algunas cuestiones por explicar y, el Nobel ha sido algo prematuro. Sin embargo, los científicos se agarran a un clavo ardiendo (como el que se ahoga) para conseguir subvenciones.

Hay que responder montones de preguntas.  ¿Cuáles son las propiedades de las partículas de Higgs y, lo que es más importante, cuál es su masa? ¿Cómo reconoceremos una si nos la encontramos en una colisión de LHC? ¿Cuántos tipos hay? ¿Genera el Higgs todas las masas, o solo las hace incrementarse? ¿Y, cómo podemos saber más al respecto? También a los cosmólogos les fascina la idea de Higgs, pues casi se dieron de bruces con la necesidad de tener campos escalares que participasen en el complejo proceso de la expansión del Universo, añadiendo, pues, un peso más a la carga que ha de soportar el Higgs.

El campo de Higgs, tal y como se lo concibe ahora, se puede destruir con una energía grande, o temperaturas altas. Estas generan fluctuaciones cuánticas que neutralizan el campo de Higgs. Por lo tanto, el cuadro que las partículas y la cosmología pintan juntas de un universo primitivo puso y de resplandeciente simetría es demasiado caliente para Higgs. Pero cuando la temperatura cae bajo los 10’5grados kelvin o 100 GeV, el Higgs empieza a actuar y hace su generación de masas.  Así por ejemplo, antes de Higgs teníamos unos W, Z y fotones sin masa y la fuerza electrodébil unificada.

El Universo se expande y se enfría, y entonces viene el Higgs (que engorda los W y Z, y por alguna razón ignora el fotón) y de ello resulta que la simetría electrodébil se rompe. Tenemos entonces una interacción débil, transportada por los vehículos de la fuerza W+, W-, Z0, y por otra parte una interacción electromagnética, llevada por los fotones. Es como si para algunas partículas del campo de Higgs fuera una especie de aceite pesado a través del que se moviera con dificultad y que las hiciera parecer que tienen mucha masa. Para otras partículas, el Higgs es como el agua, y para otras, los fotones y quizá los neutrinos, es invisible.

Para cada suceso, la línea del haz es el eje común de los cilindros de malla de alambre ECAL y HCAL. ¿Cuál es el mejor candidato W? el mejor candidato Z? En cada evento, ¿dónde ocurrió la colisión y el decaimiento de las partículas producidas? Lo cierto es que, en LHC se hacen toda clase de pruebas para saber del mundo de las partículas, de dónde vienen y hacia dónde se dirigen y, el Bosón de Higgs, es una asignatura pendiente a pesar de las noticias y de los premios

De todas las maneras, es tanta la ignorancia que tenemos sobre el origen de la masa que, nos agarramos como a un clavo ardiendo el que se ahoga, en este caso, a la partícula de Higgs que viene a ser una de las soluciones que le falta al Modelo Estándar para que todo encaje con la teoría.

¡Ya veremos en que termina todo esto! Dicen que descubrieron el famoso Bosón pero… Y, aunque el que suena siempre es Higgs, lo cierto es que los autores de la teoría del “Bosón de Higgs”, son tres a los que se ha concedido, junto al CERN, el Premio Principe de Asturias. Peter Ware Higgs —el primero en predecir la existencia del bosón— junto a los físicos François Englert, y el belga Robert Brout—fallecido en el año 2011— y que no ha podido disfrutar del Nóbel.

Peter Higgs, de la Universidad de Edimburgo, introdujo la idea en la física de partículas.  La utilizaron los teóricos Steven Weinberg y V. Salam, que trabajaban por separado, para comprender como se convertía la unificada y simétrica fuerza electrodébil, transmitida por una feliz familia de cuatro partículas mensajeras de masa nula, en dos fuerzas muy diferentes: la QED con un fotón carente de masa y la interacción débil con sus W+, Wy Z0 de masa grande.  Weinberg y Salam se apoyaron en los trabajos previos de Sheldon Glasgow, quien tras los pasos de Julian Schwinger, sabía sólo que había una teoría electrodébil unificada, coherente, pero no unió todos los detalles. Y estaban Jeffrey Goldstone y Martines Veltman y Gerard’t Hooft.  También hay otras a los que había que mencionar, pero lo que siempre pasa, quedan en el olvido de manera muy injusta.  Además, ¿Cuántos teóricos hacen falta para encender una bombilla?

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La verdad es que, casi siempre, han hecho falta muchos.  Recordemos el largo recorrido de los múltiples detalle sueltos y físicos que prepararon el terreno para que, llegara Einstein y pudiera, uniéndolo todo, exponer su teoría relativista.

Sobre la idea de Peter Higgs, Veltman, uno de sus arquitectos, dice que es una alfombra bajo la que barremos nuestra ignorancia.  Glasgow es menos amable y lo llamó retrete donde echamos las incoherencias de nuestras teorías actuales.  La objeción principal: que no teníamos la menor prueba experimental que ahora parece que va asomando la cabeza en el LHC.

Esperemos que la partícula encontrada, el bosón hallado, sea en realidad el Higgs dador de masa a las demás partículas pero… ¡Cabe la posibilidad de que sólo sea el hermano menor! de la familia. El modelo estándar es lo bastante fuerte para decirnos que la partícula de Higgs de menor masa (podría haber muchas) debe “pesar” menos de 1 TeV. ¿Por qué? Si tiene más de 1 TeV, el modelo estándar se vuelve incoherente y tenemos la crisis de la unitariedad.

Después de todo esto, tal como plantearon las cosas los del CERN,  se podría llegar a la conclusión de que, el campo de Higgs, el modelo estándar y nuestra idea de cómo se hizo el Universo dependía de que se encuentrara el Bosón de Higgs.  Y ahora, por fin, el mayor Acelerador del mundo, el LHC, nos dice que el Bosón ha sido encontrado y las pruebas tienen una fiabilidad enorme.

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“El 4 de julio de 2012 se anunció el bosón de Higgs en el LHC del CERN. Se observó con cinco sigmas de confianza estadística por dos detectores independientes, ATLAS y CMS. Más aún, en dos canales de desintegración independientes en ambos, la desintegración en dos fotones vía un bucle de tres bosones W y en cuatro leptones vía un par de bosones Z. Más tarde, combinando ATLAS y CMS, se observó en el canal de desintegración en dos leptones tau (alcanzando 5,5 sigmas). El LHC Run 1 determinó que la masa del Higgs es de 125,09 ± 0,24 GeV/c² y que sus propiedades coinciden con las predicciones del modelo estándar, hasta donde se espera que puedan coincidir; hay anomalías, pero todas parecen tener un origen estadístico. Recuerda que en el LHC Run 1 (2010–2012) se acumularon ~5 /fb de colisiones protón contra protón a una energía de 7 TeV c.m. (2010–2011) y ~20 /fb a 8 TeV c.m. (2012).”

¡La confianza en nosotros mismos, no tiene límites! Pero el camino no ha sido recorrido por completo y quedan algunos tramos que tendremos que andar para poder, al fín, dar una explicación más completa, menos oscura y neblinosa que lo que hasta el momento tenemos, toda vez que, del Bosón de Higgs y de su presencia veráz, dependen algunos detalles de cierta importancia para que sean confirmados nuestros conceptos de lo que es la masa y, de paso, la materia.

¿Pasará igual con las cuerdas?

emilio silvera

Fuente: León Lederman

Fuerzas invisibles que inciden en nuestras vidas

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Física    ~    Comentarios Comments (0)

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Entradas anteriores

Las corrientes de convección son movimientos que describen los fluidos. Cuando éstos se calientan, se dilatan y ascienden. Al llegar esos materiales a la corteza terrestre se enfrían debido a que esta capa tiene una baja temperatura. Al enfriarse los materiales, se contraen y descienden hasta alcanzar el núcleo de la Tierra, donde el proceso volverá a comenzar.

Toda esta energía térmica actúa sobre los materiales provocando el movimiento de estos, generando elevadas presiones que llevan a transformaciones en la estructura de los materiales. En ocasiones, estas presiones se liberan bruscamente. Todos hemos podido contemplar las consecuencias devastadoras de tales acontecimientos.

Ulises de Itaca se hizo amarrar al palo de la embarcación para oir el canto de las sirenas y no quedar encantado. Andar nuevos caminos, descubrir cosas nuevas, siempre ha sido una permanente de nuestra especie.

  

 

 

 

 

“Quien ha visto las cosas presentes ha visto todo, todo lo ocurrido desde la eternidad y todo lo que ocurrirá en el tiempo sin fin; pues todas las cosas son de la misma clase y la misma forma”.

Marco Aurelio

 

Claro que él, quería significar que todo, desde el comienzo del mundo, ha sido igual, sigue unos patrones que se repiten una y otra vez a lo largo del transcurso de los tiempos: el día y la noche, el hombre y la mujer, el frío y el calor, el río muerto por la sequía o aquel que, cantarino y rumoroso ve correr sus aguas cristalinas hasta que desembocan en el océano. La Bondad y la maldad…Así ha sido siempre y, así continuará siendo por toda la eternidad.

 

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Sólo vamos a ser conscientes de dimensiones extra allí donde inciden directamente sobre las D-brana en la que “vivimos”. Más que una imagen de tipo “espacio cociente” que evoca la analogía de Kaluza-Kleinoriginal:

El gráfico representa un modelo de manguera de un espacio-tiempo de dimensiones más altas de tipo Kaluza-Klein, donde la longitud, o mejor, la dimensión a lo largo de la longitud de la manguera representa el 4-espacio-tiempo normal, y la dimensión alrededor de la manguera representa la dimensión extra “pequeñas” (quizá escala de Planck). Imaginemos un “ser” que habite en este mundo, que rebasa estas dimensiones extra “pequeñas”, y por ello no es realmente consciente de ellas.

Es ampliamente sabido que el planeta Tierra actúa como un gran imán cuyas líneas de campo geomagnético surgen de un polo (el polo sur magnético) y convergen en el otro polo (polo norte magnético). El eje longitudinal de este imán tiene una desviación de aproximadamente 11^o con respecto al eje de rotación. Por ello, los polos del campo magnético generado no coinciden exactamente con los polos geográficos.

Este campo geomagnético es producido por la combinación de varios campos generados por diversas fuentes, pero en un 90% es generado por la exterior del núcleo de la Tierra (llamado Campo Principal o “Main Field”).

Por otra , la interacción de la ionosfera con el viento solar y las corrientes que fluyen por la corteza terrestre componen la mayor del 10% restante. Sin embargo, durante las tormentas solares (eventos de actividad solar exacerbada) pueden introducirse importantes variaciones en el campo magnético terrestre.

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                Las grandes tormentas solares inciden sobre nosotros y nuestras obras

Las fuerzas magnéticas y eléctricas están entrelazadas. En 1873, James Clerk Maxwell consiguió formular las ecuaciones completas que rigen las fuerzas eléctricas y magnéticas, descubiertas experimentalmente por Michael Faraday. Se consiguió la teoría unificada del electromagnetismo que nos vino a decir que la electricidad y el magnetismo eran dos aspectos de una misma cosa.

La interacción es universal, de muy largo alcance (se extiende entre las estrellas), es bastante débil. Su intensidad depende del cociente entre el cuadrado de la carga del electrón y 2hc (dos veces la constante de Planck por la velocidad de la luz). Esta fracción es aproximadamente igual a 1/137’036…, o lo que llamamos α y se conoce como constante de estructura fina.

En general, el alcance de una interacción electromagnética es inversamente proporcional a la masa de la partícula mediadora, en este caso, el fotón, sin masa.

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Muchas veces he comentado sobre la interacción gravitatoria de la que Einstein descubrió su compleja estructura y la expuso al mundo en 1915 con el de teoría general de la relatividad, y la relacionó con la curvatura del espacio y el tiempo. Sin embargo, aún no sabemos cómo se podrían reconciliar las leyes de la gravedad y las leyes de la mecánica cuántica (excepto cuando la acción gravitatoria es suficientemente débil).

La teoría de Einstein nos habla de los planetas y las estrellas del cosmos. La teoría de Planck, Heisemberg, Schrödinger, Dirac, Feynman y tantos otros, nos habla del comportamiento del átomo, del núcleo, de las partículas elementales en relación a estas interacciones fundamentales. La primera se ocupa de los cuerpos muy grandes y de los efectos que causan en el espacio y en el tiempo; la segunda de los cuerpos muy pequeños y de su importancia en el universo atómico. Cuando hemos tratado de unir ambos mundos se produce una gran explosión de rechazo. Ambas teorías son (al menos de momento) irreconciliables.

  • La interacción gravitatoria actúa exclusivamente sobre la masa de una partícula.
  • La gravedad es de largo alcance y llega a los más lejanos confines del universo conocido.
  • Es tan débil que, probablemente, nunca podremos detectar esta fuerza de atracción gravitatoria dos partículas elementales. La única razón por la que podemos medirla es debido a que es colectiva: todas las partículas (de la Tierra) atraen a todas las partículas (de nuestro cuerpo) en la misma dirección.

Lo podríamos representar de cualquier manera, ya que, su cara nos es desconocida. El Gravitón es la única partícula mediadora de una fuerza (en este caso de la Gravedad), que no ha sido encontrada en ningún experimento. Sin embargo, todos los físicos creen que existe… ¡Dónde se esconde el puñetero!

La partícula mediadora es el hipotético gravitón. Aunque aún no se ha descubierto experimentalmente, sabemos lo que predice la mecánica cuántica: que tiene masa nula y espín 2.

La ley general para las interacciones es que, si la partícula mediadora tiene el espín par, la fuerza cargas iguales es atractiva y entre cargas opuestas repulsiva. Si el espín es impar (como en el electromagnetismo) se cumple a la inversa.

Pero antes de seguir profundizando en estas cuestiones hablemos de las propias partículas subatómicas, para lo cual la teoría de la relatividad especial, que es la teoría de la relatividad sin fuerza gravitatoria, es suficiente.

Si viajamos hacia lo muy pequeño tendremos que ir más allá de los átomos, que son objetos voluminosos y frágiles comparados con lo que nos ocupará a continuación: el núcleo atómico y lo que allí se encuentra. Los electrones, que vemos “a gran distancia” dando vueltas alrededor del núcleo, son muy pequeños y extremadamente robustos. El núcleo está constituido por dos especies de bloques: protones y neutrones. El protón (del griego πρώτος, primero) debe su al hecho de que el núcleo atómico más sencillo, que es el hidrógeno, está formado por un solo protón. Tiene una unidad de carga positiva. El neutrón recuerda al protón como si fuera su hermano gemelo: su masa es prácticamente la misma, su espín es el mismo, pero en el neutrón, como su propio da a entender, no hay carga eléctrica; es neutro.

La masa de estas partículas se expresa en una unidad llamada mega-electrón-voltio o MeV, para abreviar. Un MeV, que equivale a 106 electrón-voltios, es la cantidad de energía de movimiento que adquiere una partícula con una unidad de carga (tal como un electrón o un protón) cuando atraviesa una diferencia de potencial de 106 (1.000.000) voltios. Como esta energía se transforma en masa, el MeV es una unidad útil de masa para las partículas elementales.

La mayoría de los núcleos atómicos contienen más neutrones que protones. Los protones se encuentran tan juntos en el interior de un núcleo tan pequeño que se deberían repeles sí fuertemente, debido a que tienen cargas eléctricas del mismo signo. Sin embargo, hay una fuerza que los mantiene unidos estrechamente y que es mucho más potente e intensa que la fuerza electromagnética: la fuerza o interacción nuclear fuerte, unas 102 veces mayor que la electromagnética, y aparece sólo hadrones para mantener a los nucleones confinados dentro del núcleo. Actúa a una distancia tan corta como 10-15metros, o lo que es lo mismo, 0’000000000000001 metros.

La interacción fuerte está mediada por el intercambio de mesones virtuales, 8 gluones que, como su mismo indica (glue en inglés es pegamento), mantiene a los protones y neutrones bien sujetos en el núcleo, y cuanto más se tratan de separar, más aumenta la fuerza que los retiene, que crece con la distancia, al contrario que ocurre con las otras fuerzas.

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La luz es una manifestación del fenómeno electromagnético y está cuantizada en “fotones”, que se comportan generalmente como los mensajeros de todas las interacciones electromagnéticas. Así mismo, como hemos dejado reseñado en el párrafo anterior, la interacción fuerte también tiene sus cuantos (los gluones). El físico japonés Hideki Yukawa (1907 – 1981) predijo la propiedad de las partículas cuánticas asociadas a la interacción fuerte, que más tarde se llamarían piones. Hay una diferencia muy importante los piones y los fotones: un pión es un trozo de materia con una cierta cantidad de “masa”. Si esta partícula está en reposo, su masa es siempre la misma, aproximadamente 140 MeV, y si se mueve muy rápidamente, su masa parece aumentar en función E = mc2. Por el contrario, se dice que la masa del fotón en reposo es nula. Con esto no decimos que el fotón tenga masa nula, sino que el fotón no puede estar en reposo. Como todas las partículas de masa nula, el fotón se mueve exclusivamente con la velocidad de la luz, 299.792’458 Km/s, una velocidad que el pión nunca puede alcanzar porque requeriría una cantidad infinita de energía cinética. Para el fotón, toda su masa se debe a su energía cinética.

    Una de las fuentes productoras de rayos cósmicos es el Sol

Los físicos experimentales buscaban partículas elementales en las trazas de los rayos cósmicos que pasaban por aparatos llamados cámaras de niebla. Así encontraron una partícula coincidente con la masa que debería tener la partícula de Yukawa, el pión, y la llamaron mesón (del griego medio), porque su masa estaba comprendida la del electrón y la del protón. Pero detectaron una discrepancia que consistía en que esta partícula no era afectada por la interacción fuerte, y por tanto, no podía ser un pión. Actualmente nos referimos a esta partícula con la abreviatura μ y el de muón, ya que en realidad era un leptón, hermano gemelo del electrón, pero con 200 veces su masa.

emilio silvera

El futuro llama a la puerta

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Computación cuantica    ~    Comentarios Comments (8)

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Juan Ignacio Cirac

Juan Ignacio Cirac: “Tendremos tecnologías cuánticas en nuestros móviles”

El País: Entrevista

Si Planck fue el padre de la física cuántica, el español Juan Ignacio Cirac sentó las bases teóricas para su aplicación a la computación. Es el idéologo del ordenador cuántico. Asistirá a RetinaLTD el 25 de octubre

 

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El joven Max Planck

 

Si Max Planck fue el padre de la física cuántica, Juan Ignacio Cirac sentó las bases teóricas para su aplicación a la computación. Es el idéologo del ordenador cuántico. Cirac es físico. Fue la persona más joven en recibir el premio Príncipe de Asturias de Ciencias por ser, según el jurado, “un referente internacional que ha producido algunas de las ideas más originales y brillantes tanto en el campo de la información cuántica como en el de la física atómica”.

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Ignacio Cirac – Director del Instituto MAX PLANCK de Óptica Cuántica.

Desde 2001 vive en Alemania donde dirige la División Teórica del Instituto Max-Planck de Óptica Cuántica en Garching. Hablamos con él desde su despacho en Munich, aunque el próximo día 25 estará en Madrid para cerrar la sesión plenaria de Retina LTD, el evento organizado por EL PAÍS RETINA en en el que expertos de todo el mundo presentarán las últimas tendencias en innovación y tecnología.

Empecemos fuerte, ¿ la computación cuántica es otra de esas “revoluciones” que va a cambiar el mundo?

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              La promesa de la computación cuántica que cuando llegue cambiará nuestro mundo

La computación cuántica es un a nueva forma de hacer cálculos con ordenadores, muy distinta a la forma en la que los utilizamos actualmente y eso hace que nos de nuevas posibilidades. Aumentará la capacidad de proceso y nos permitirá realizar operaciones matemáticas que antes eran imposibles. Pero es importante entender dos aspectos importantes en su evolución. Por un lado, sabemos ya que un ordenador cuántico supondrá una mejora sustancial en la capacidad operacional para resolver problemas en ámbitos muy específicos, pero estos ámbitos no son infinitos y no podemos esperar que esta nueva forma de computación aplique a cualquier problema. Por otro lado estos ordenadores tardarán en llegar. Grandes empresas como Google IBM o Alibaba tienen ya prototipos y se han logrado grandes avances pero son eso, prototipos, y hasta que estos evolucionen a sistemas que podamos utilizar pasarán 10 o 15 años. Por eso debemos descartar esa idea que a menudo aparece en la prensa de que los ordenadores cuánticos están a la vuelta de la esquina y van a ser capaces de solucionar todos los problemas de la humanidad.

 

Llega RetinaLTD

 

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Retina LTD: la cita de los líderes de la nueva generación de la economía

 

El próximo 25 de octubre, en los Auditorios Nouvel del Museo Reina Sofía, tendrá lugar una nueva edición de Retina LTD, que reunirá a algunos de los líderes más influyentes de distintos sectores y contará con la participación de directivos y CEOs, que debatirán y compartirán sus experiencias a lo largo de la jornada.

El evento estará dividido en dos sesiones. En la sesión de mañana, se hará un recorrido de la mano de destacados profesionales de empresas globales líderes por las distintas esferas de la disrupción digital que impactan en las organizaciones: estrategia, organización y tecnología. En la sesión de tarde, habrá diferentes salas con contenidos paralelos, segmentadas por roles y dirigidas a profesionales de tecnología, marketing, recursos humanos y departamentos legales

 Resumiendo, que ni tanto ni tan pronto…¿pero en esos ámbitos específicos, que mejoras podemos esperar en lo que a capacidad de proceso se refiere?

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         La tecnología cuántica en computación asombrará al mundo y nos llevará a un nivel superior

Dependerá mucho del ámbito de aplicación. Por ejemplo en algunos cálculos, como el de factorizar, la mejora será exponencial. Cálculos que con un ordenador actual tardarían en realizarse toda la edad del universo se podrán realizar en minutos. Sin embargo en otras áreas las ganancias, siendo muy importantes, no serán exponenciales sino lineales como es el caso de las búsquedas en bases de datos. Eso sí el impacto económico de estas reducción en el tiempo de búsqueda puede ser muy alto.

Pero el avance no se limita a la capacidad de proceso. Estamos en la segunda revolución cuántica que va más allá de la computación y los ordenadores. La física cuántica tiene aplicación en las comunicaciones, permite diseñar nuevos sensores y desarrollar métodos de medida de precisión. Dentro de pocos años tendremos estas tecnologías cuánticas en nuestros móviles. Una de las aplicaciones más inmediatas es en el área de la seguridad. Las tecnologías cuánticas permiten encriptar mensajes que no pueden ser desencriptados con ninguna otra tecnología, lo que podría suponer un gran avance en la lucha contra la ciberdelincuencia. Hoy hay ya empresas comercializando este tipo de aplicaciones y países como Corea ya han realizado pequeños despliegues. Son tecnologías cuánticas que están en un nivel de desarrollo mayor que los ordenadores en este momento.

 

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I.A. y C.C., irán cogidas de la mano

 

 

Hablabas antes de datos, lo que nos conecta a otras grandes tendencias del momento como Big Data o Inteligencia artificial que serán temas centrales también de RetinaLTD. ¿ Cómo interactúa la computación cuántica con estas tendencias?

Parece que uno de los ámbitos de aplicación de la computación cuántica delos que hablábamos antes será la inteligencia artificial y el tratamiento de datos que es básicamente lo que hacen los algoritmos, analizar grandes cantidades de datos para tomar decisiones. No estamos todavía completamente seguros, pero la mayoría de científicos y empresas coincidimos en que los ordenadores cuánticos acelerarán los algoritmos de inteligencia artificial y machine learning y abrirán nuevas puertas y casos de uso. De hecho existe una interacción muy grande entre las personas que están desarrollando tecnologías cuánticas y los científicos de datos e investigadores que trabajan con inteligencia artificial. Los algoritmos de inteligencia artificial son uno de los primeros casos de uso de los ordenadores cuánticos, pero a su vez se usan algoritmos para mejorar el diseño de estos ordenadores por lo que son dos campos que se retroalimentan.

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      EE. UU., como siempre, se dirige en todo los nuevos caminos tecnológicos por lo más práctico

Europa ha liderado la investigación científica en tecnología cuánticas durante más de 20 años, pero es cierto que en estos últimos dos o tres Estados Unidos nos está ganando en su desarrollo industrial

 

 

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En el caso de la inteligencia artificial, se habla de una revolución muy polarizada geográficamente. Las grandes inversiones y avances se concentran en Estados Unidos y China y el resto del mundo parece estar muy a la zaga. ¿Pasa algo similar con las tecnología cuánticas?

Yo diría que Europa ha liderado la investigación científica en tecnología cuánticas durante más de 20 años, pero es cierto que en estos últimos dos o tres Estados Unidos nos está ganando en su desarrollo industria. Sus empresas, con grandes inversiones, han conseguido avances significativos. Si uno ve las empresas que están desarrollando ordenadores cuánticos, la mitad son estadounidenses y la otra mitad chinas. En Europa prácticamente no hay ninguna. Hablamos de tendencias que sin duda van a tener un impacto económico, y los estados europeos deberían plantearse estratégicamente el rol que las tecnologías cuánticas o la inteligencia artificial pueden jugar en la digitalización de su economía.

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Esta disonancia entre la investigación científica y su desarrollo empresarial suele citarse como uno de los grandes déficits del modelo Europeo. ¿Crees que la transferencia tecnológica entre la investigación y la empresa es una asignatura pendiente en nuestro continente?

Creo que en general, Estados Unidos o Japón están muchos más avanzados en este ámbito. Pero veo excepciones, en Alemania, donde vivo, empresas como Siemens o Infineon son ejemplos de éxito. El sector de la automoción es un referente. Marcas como BMW tienen grandes acuerdos con universidades; muchos departamentos de ingeniería aquí en Munich están financiados por empresas del sector del automóvil y la conexión con la investigación es excelente. Quizás la principal diferencia con Estados Unidos es que aquí solo las grandes empresas se embarcan en este tipo de proyectos cuando allí compañías de todos los tamaños tienen recursos de I+D y se vinculan a la investigación científica. Pese a esto en Europa ya tenemos casos interesantes: en Ginebra una empresa que desarrolla soluciones de seguridad con tecnologías cuánticas tiene ya más de 200 empleados y sus beneficios superan el millón de euros.

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    Parece un momento interesante para los investigadores con todavía multitud de cuestiones abiertas…

Sin duda, para los investigadores esta incertidumbre crea un momento muy interesante. Quizás no lo sea tanto para las empresas, especialmente para las pequeñas a las que cuesta conseguir financiación para proyectos que no tendrán retorno hasta dentro de 10 o 15 años. Probablemente el camino para ellas no sea construir ordenadores cuánticos sino buscar aplicaciones de estos a su negocio.