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Transiciones de fase y otros

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Física Cuántica    ~    Comentarios Comments (1)

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Efecto túnel a través del espacio y del tiempo

Qué es el efecto túnel? - YouTubeRealmente se podría crear un túnel espacio-tiempo a través de un ...Física Cuántica Partículas - Imagen gratis en PixabayFalacias de la Mecánica Cuántica: EL EFECTO TÚNEL ES UN FENÓMENO ...

En definitiva, estamos planteando la misma cuestión propuesta por Kaluza, cuando en 1.919 escribió una carta a Einstein proponiéndole su teoría de la quinta dimensión para unificar el electromagnetismo de James Clark Maxwell y la propia teoría de la relatividad general, ¿dónde está la quinta dimensión?, pero ahora en un nivel mucho más alto. Como Klein señaló en 1.926, la respuesta a esta cuestión tiene que ver con la teoría cuántica. Quizá el fenómeno más extraordinario (y complejo) de la teoría cuántica es el efecto túnel.

EL CABLE. UN COMPONENTE DINÁMICO COMPLEJO

El efecto túnel se refiere al hecho de que los electrones son capaces de atravesar una barrera, al parecer infranqueable, hacia una región que estaría prohibida si los electrones fuesen tratados como partículas clásicas. El que haya una probabilidad finita de que un electrón haga un túnel entre una región clásicamente permitida a otra que no lo está, surge como consecuencia de la mecánica cuántica. El efecto es usado en el diodo túnel. La desintegración alfa es un ejemplo de proceso de efecto túnel.

Archivo:Kaluza Klein compactification.svg - Wikipedia, la ...Teoría de Kaluza-Klein - Wikipedia, la enciclopedia libre

Antes preguntábamos, en relación a la teoría de Kaluza-Klein, el destino o el lugar en el que se encontraba la quinta dimensión.

“En la teoría de Kaluza-Klein original, a una entidad geométrica de dimensión d convencionales, se les asocia una entidad de dimensionalidad d+1: Un “punto” de espacio-tiempo de cuatro dimensiones es una curva cerrada (d = 1), y la trayectoria (d=1) de dos partículas que colisionan puede estudiarse sobre dos tubos que se unen (d=2).”

Bonnie and Clyde? No, Kaluza y Klein | Cuentos Cuánticos

“La teoría de Kaluza-Klein es una generalización de la teoría de la relatividad general. Fue propuesta por Theodor Kaluza (1919), y refinada por Oskar Klein (1926), y trata de unificar la gravitación y el electromagnetismo, usando un modelo geométrico en un espacio-tiempo de cinco dimensiones.”

La respuesta de Klein a esta pregunta fue ingeniosa al decir que estaba enrollada o compactada en la distancia o límite de Planck, ya que, cuando comenzó el Big Bang, el universo se expandió sólo en las cuatro dimensiones conocidas de espacio y una de tiempo, pero esta dimensión no fue afectada por la expansión y continua compactada en  cuyo valor es del orden de 10-35 metros, distancia que no podemos ni tenemos medios de alcanzar, es 20 ordenes de magnitud menor que el protón que está en 10-15 metros.

MECÁNICA DE LA NATURALEZA: Escala Mínima de Longitud. Una Historia ...Efectos cuánticos de la gravedad sobre fotones | abcienciade

Pues las dimensiones que nos faltan en la teoría decadimensional, como en la de Kaluza-Klein, también están compactadas en una recta o en un círculo en esa distancia o límite de Planck que, al menos por el momento, no tenemos medios de comprobar dada su enorme pequeñez, menor que un protón. De hecho sería 0,00000000000000000000000000000000001 metros, lo que pone muy difícil que lo podamos ver.

¿Cómo pueden estar enrolladas unas dimensiones?

Diez preguntas para entender la teoría de la relatividad general ...

Bueno, igual que para explicar de manera sencilla la gravedad mediante el ejemplo de una sábana estirada por los 4 extremos, en la que ponemos un enorme peso en su centro y se forma una especie de hondonada que distorsiona la superficie antes lisa de la sábana, al igual que un planeta distorsiona el espacio a su alrededor, de manera tal que cualquier objeto que se acerca a la masa del objeto pesado, se ve atraído hacia él. Pues bien, en las dimensiones de espacio enrolladas, utilizamos el símil de la sábana con bandas elásticas en las esquinas.

Cómo hacer una sábana ajustable de colchón - Trapitos.com.ar - Blog3 formas de evitar que las sábanas se salgan de la cama

La sábana que tenemos es pequeña y la cama es grande. Con esfuerzo logramos encajar las cuatro esquinas, pero la tensión es demasiado grande; una de las bandas elásticas salta de una esquina, y la sábana se enrolla. Este proceso se llama ruptura de simetría. La sábana uniformemente estirada posee un alto grado de simetría. Se puede girar la cama 180º alrededor de cualquier eje y la sábana permanece igual. Este estado altamente simétrico se denomina falso vacío. Aunque el falso vacío aparece muy simétrico, no es estable. La sábana no quiere estar en esta condición estirada. Hay demasiada tensión y la energía es demasiado alta. Pero la sábana elástica salta y se enrolla. La simetría se rompe y la sábana pasa a un estado de energía más baja con menor simetría. Si notamos la sábana enrollada 180º alrededor de un eje ya no volvemos a tener la misma sábana.

diciembre 2014 – CIENCIA ENTRE AMIGOSTeoría de supercuerdas - Wikipedia, la enciclopedia libre

Por mucha imaginación que le queramos poner… ¡No encontramos las 10 dimensiones!

Reemplacemos ahora la sábana por el espacio-tiempo decadimensional, es espacio-tiempo de simetría definitiva. En el comienzo del tiempo, el universo era perfectamente simétrico. Si alguien hubiera estado allí en ese instante, podría moverse libremente y sin problemas por cualquiera de las diez dimensiones. En esa época, la gravedad y las fuerzas débiles y fuertes y electromagnéticas estaban todas ellas unificadas por la supercuerda. Sin embargo, esta simetría no podía durar. El universo decadimensional, aunque perfectamente simétrico, era inestable. La energía existente muy alta, exactamente igual que la sábana, estaba en un falso vacío. Por lo tanto, el paso por efecto túnel hacia un estado de menor energía era inevitable. Cuando finalmente ocurrió el efecto túnel, tuvo lugar una transición de fase y se perdió la simetría.

Visión del Hiperespacio: Filosofía del HiperespacioCUÁNTAS DIMENSIONES EXISTEN EN EL UNIVERSO? - YouTubeTeoría de Cuerdas y la Teoría M

Puesto que el universo empezó a dividirse en un universo de cuatro y otro de seis dimensiones, el universo ya no era simétrico. Seis dimensiones se habían enrollado (como la sábana elástica). Pero nótese que la sábana puede enrollarse de cuatro maneras, dependiendo de qué esquina haya saltado. Para el universo decadimensional, sin embargo, existen aparentemente millones de modos de enrollarse. Para calcular qué estado prefiere el universo decadimensional, necesitamos resolver la teoría de campos de cuerdas utilizando la teoría de transiciones de fase, el problema más difícil en la teoría cuántica.

Resolución de Conflictos Actividad 12familiar

Las transiciones de fase no son nada nuevo. Trasladémoslo a nuestras propias vidas. En un libro llamado Pasajes, el autor, Gail Sheehy, destaca que la vida no es un flujo continuo de experiencias, como parece, sino que realmente pasa por varios estadios, caracterizados por conflictos específicos que debemos resolver y por objetivos que debemos cumplir.

Erik Erikson Teoría de la Personalidad - Insight Mind PsicologíaErik Erikson, Etapas del Desarrollo Psicosocial - YouTube

El psicólogo Eric Ericsson llegó a proponer una teoría de estadios psicológicos del desarrollo. Un conflicto fundamental caracteriza cada fase. Si este conflicto no queda resuelto, puede enconarse e incluso provocar una regresión a un periodo anterior.

Jean Piaget, un hombre de espíritu filosófico | PsycienciaPiaget y las cuatro etapas del desarrollo cognitivoPiaget y las cuatro etapas del desarrollo cognitivo

Análogamente, el psicólogo Jean Piaget demostró que el desarrollo mental de la primera infancia tampoco es un desarrollo continuo de aprendizaje, sino que está realmente caracterizado por estadios discontinuos en la capacidad de conceptualización de un niño. Un mes, un niño puede dejar de buscar una pelota una vez que ha rodado fuera de su campo de visión, sin comprender que la pelota existe aunque no la vea. Al mes siguiente, esto resultará obvio para el niño.

Estrella - El universo y sus astros Carlos GuevaraEvolución estelar - Wikipedia, la enciclopedia libreFísica en las estrellas : Blog de Emilio Silvera V.Brillante hallazgo sobre nebulosas planetarias | KosmosLogos

                         En nuestro Universo nada permanece y todo cambia con el paso del Tiempo

Esta es la esencia de la dialéctica. Según esta filosofía, todos los objetos (personas, gases, estrellas, el propio universo) pasan por una serie de estadios. Cada estadio está caracterizado por un conflicto entre dos fuerzas opuestas. La naturaleza de dicho conflicto determina, de hecho, la naturaleza del estadio. Cuando el conflicto se resuelve, el objeto pasa a un objetivo o estadio superior, llamado síntesis, donde empieza una nueva contradicción, y el proceso pasa de nuevo a un nivel superior.

ESCUELAS EPISTEMOLÓGICAS BY JESSICA CALDERÓN CUEVA

Los filósofos llaman a esto transición de la “cantidad” a la “cualidad”.  Pequeños cambios cuantitativos se acumulan hasta que, eventualmente, se produce una ruptura cualitativa con el pasado. Esta teoría se aplica también a las sociedades o culturas. Las tensiones en una sociedad pueden crecer espectacularmente, como la hicieron en Francia a finales del siglo XVIII. Los campesinos se enfrenaban al hambre, se produjeron motines espontáneos y la aristocracia se retiró a sus fortalezas. Cuando las tensiones alcanzaron su punto de ruptura, ocurrió una transición de fase de lo cuantitativo a los cualitativo: los campesinos tomaron las armas, tomaron París y asaltaron la Bastilla.

Transiciones de fase : Blog de Emilio Silvera V.La bomba atómica soviética demasiado grande para ser usada de ...De estrella masiva a un Agujero Negro : Blog de Emilio Silvera V.

Las transiciones de fases pueden ser también asuntos bastante explosivos. Por ejemplo, pensemos en un río que ha sido represado. Tras la presa se forma rápidamente un embalse con agua a enorme presión. Puesto que es inestable, el embalse está en el falso vacío. El agua preferiría estar en su verdadero vacío, significando esto que preferiría reventar la presa y correr aguas abajo, hacia un estado de menor energía. Así pues, una transición de fase implicaría un estallido de la presa, que tendría consecuencias desastrosas.

También podría poner aquí el ejemplo más explosivo de una bomba atómica, donde el falso vacío corresponde al núcleo inestable de uranio donde residen atrapadas enormes energías explosivas que son un millón de veces más poderosas, para masas iguales, que para un explosivo químico.  De vez en cuando, el núcleo pasa por efecto túnel a un estado más bajo, lo que significa que el núcleo se rompe espontáneamente. Esto se denomina desintegración radiactiva. Sin embargo, disparando neutrones contra los núcleos de uranio, es posible liberar de golpe esta energía encerrada según la formula de Einstein E = mc2. Por supuesto, dicha liberación es una explosión atómica; ¡menuda transición de fase!

Tipos de mesa para banquetes - Aula de comunicacion

Las nuevas características descubiertas por los científicos en las transiciones de fases es que normalmente van acompañadas de una ruptura de simetría. Al premio Nobel Abdus Salam le gusta la ilustración siguiente: consideremos una mesa de banquete circular, donde todos los comensales están sentados con una copa de champán a cada lado. Aquí existe simetría. Mirando la mesa del banquete reflejada en un espejo, vemos lo mismo: cada comensal sentado en torno a la mesa, con copas de champán a cada lado.  Asimismo, podemos girar la mesa de banquete circular y la disposición sigue siendo la misma.

Rompamos ahora la simetría. Supongamos ahora que el primer comensal toma la copa que hay a su derecha. Siguiendo la pauta, todos los demás comensales tomaran la copa de champán de su derecha. Nótese que la imagen de la mesa del banquete vista en el espejo produce la situación opuesta.  Cada comensal ha tomado la copa izquierda. De este modo, la simetría izquierda-derecha se ha roto en la imagen especular.

El bebé de diez meses se para frente al espejo y juega consigo ...

Así pues, el estado de máxima simetría es con frecuencia también un estado inestable, y por lo tanto corresponde a un falso vacío. El niño acerca su mano derecha al espejo, y, su “amiguito” reflejado, le acerca la izquierda.

Teoría de Cuerdas - Concepto, hipótesis, variantes y controversia

                                                   Una rica explosión imaginativa que no podemos verificar

Con respecto a la teoría de supercuerdas, los físicos suponen (aunque todavía no lo puedan demostrar) que el universo decadimensional original era inestable y pasó por efecto túnel a un universo de cuatro y otro de seis dimensiones. Así pues, el universo original estaba en un estado de falso vacío, el estado de máxima simetría, mientras que hoy estamos en el estado roto del verdadero vacío.

emilio silvera

 

  1. 1
    emilio silvera
    el 31 de julio del 2020 a las 9:58

    Las transiciones de fase están por todas partes, tanto en los seres vivos como en la “materia inerte” (que no siempre es tan inerte como podamos creer). Si nos fijamos en cualquiera de las cosas que nos rodean, podremos ser testigos de que, con el Tiempo, pasan a ser otras “cosas” distintas de lo que fueron.

    Pongamos por ejemplo nuestro Sol: Cuando dentro de unos miles de millones de años agote su combustible nuclear de fusión, se convertirá en gigante roja, arrasará Mercurio y Venus y quedará cerca de la Tierra que, por el aumento de temperatura verá como se evaporan sus océanos y se desvanece la vida tal como la conocemos.

    Llegado un momento, la gigante roja arrojará al Espacio Interestelar sus capas exteriores y formará una bonita Nebulosa Planetaria que, en el centro, lucirá un puntito blanco que no es otra cosa que una estrella enana blanca, es decir, el resto de la ingente masa del Sol se comprimirá más y más al estar liberada de la radiación de fusión, y, a merced de la Fuerza de Gravedad, se comprimirá más y más hasta alcanzar una densidad considerable, ya que, la degeneración de los electrones (gracias al Principio de exclusión de Pauli), podrá frenar a la Gravedad.

    Esta transición de fase, si la estrella moribunda es muy masiva, tendrá otro final, ya que será una estrella de Neutrones o Agujero Negro dependiendo de la masa de la estrella y la Gravedad que pueda generar.

    ASí, anomalías gravitatorias hace que se formen “grumos” de materia en las Nebulosas que, atraen a más y más materia y, finalmente, nacen nuevas estrellas, nuevos sistemas planetarios, nuevos mundos y… ¿Nuevas formas de Vida?

    En nuestro Universo nada permanece, toda cambia, hoy es una cosa y mañana será otra distinta, y, el Tiempo, siempre será testigo de esas transiciones de fase que, como en el propio Universo, se producen en todas las cosas.

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