{"id":6463,"date":"2013-10-11T04:55:54","date_gmt":"2013-10-11T03:55:54","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=6463"},"modified":"2013-10-11T06:51:30","modified_gmt":"2013-10-11T05:51:30","slug":"%c2%a1la-fisica-teorica-%c2%bfhasta-donde-nos-llevara","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2013\/10\/11\/%c2%a1la-fisica-teorica-%c2%bfhasta-donde-nos-llevara\/","title":{"rendered":"\u00a1La F\u00edsica Te\u00f3rica! \u00bfHasta d\u00f3nde nos llevar\u00e1?"},"content":{"rendered":"

Diversidad de ideas<\/strong><\/p>\n

Me gusta escribir sin tener un objetivo predeterminado y hacer un vuelo rasante sobre la f\u00edsica para escribir todo lo que estoy “viendo” (lo que sin llamarlo, acude a mi mente en cada instante). Es un buen ejercicio de repaso de cosas diversas que recuerdas. Por ejemplo, ahora mismo me llega la idea de que, desde la m\u00e1s remota antig\u00fcedad nos viene fascinando los fen\u00f3menos \u00f3pticos. De hecho, los estudios encaminados a desvelar la naturaleza de la luz han sido uno de los motores m\u00e1s fruct\u00edferos de la f\u00edsica. A ello se dedica la \u00f3ptica, hoy d\u00eda una de las \u00e1reas m\u00e1s activas de la f\u00edsica.<\/p>\n

Hablando de fen\u00f3menos \u00f3pticos…,\u00a0 el d\u00eda mi\u00e9rcoles 8 de diciembre pasado, cuando el sol hizo una corta aparici\u00f3n en el cielo…<\/div>\n

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algunos pudieron asombrarse ante esta im\u00e1gen de esplendorosa belleza natural, \u00bfqu\u00e9 produjo tal fen\u00f3meno? Pero hablamos del auge en el campo de la \u00f3ptica…\u00bfd\u00f3nde radica el impulso de esa disciplina?<\/p>\n

Buena prueba de ello es la r\u00e1pida sucesi\u00f3n de Premios Nobel en ese campo en a\u00f1os recientes: 1.997, 2.001 y 2.005. LRoy J. Glauber, de la Universidad de Harvard, “por sus contribuciones a la teor\u00eda cu\u00e1ntica de la coherencia \u00f3ptica<\/em>“. Estas contribuciones se recogen esencialmente en tres art\u00edculos publicados en 1.963 (sa mitad del \u00faltimo premio fue a manos de e lo reconocen en 2.005). Sobre ellas se ha desarrollado la \u00f3ptica cu\u00e1ntica. En la luz se apreci\u00f3 por primera vez la naturaleza dual onda-part\u00edcula de los objetos cu\u00e1nticos.<\/p>\n

El comportamiento ondulatorio de la luz sirvi\u00f3 de prueba experimental para la teor\u00eda electromagn\u00e9tica de Maxwell. La idea de la luz como un haz de fotones<\/a> reapareci\u00f3 con Einstein<\/a> en 1.905 para explicar el efecto fotoel\u00e9ctrico (que le vali\u00f3 el Nobel de f\u00edsica). El dualismo onda-part\u00edcula de la luz, que De Broglie extendi\u00f3 a las part\u00edculas materiales, es contradictorio en el marco de la f\u00edsica cl\u00e1sica. Para reconciliar ambas im\u00e1genes hubo que desarrollar la f\u00edsica cu\u00e1ntica. No obstante, como se\u00f1alaba Glauber en uno de los art\u00edculos mencionados, “la teor\u00eda cu\u00e1ntica ha tenido una influencia sobre la \u00f3ptica que es s\u00f3lo una fracci\u00f3n de la que hist\u00f3ricamente ha tenido la \u00f3ptica sobre la teor\u00eda cu\u00e1ntica”<\/em>.<\/p>\n

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\u00a0\"Nobel<\/p>\n

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Premio Nobel de F\u00edsica de 2.005. Roy J. Glauber, de la Universidad de Harvard, Theodor W. H\u00e4nsch, del Instituto Max Plack y John L. Hall, de la Universidad de Colorado, comparten el premio Nobel de F\u00edsica 2005. Glauber lo recibe por su contribuci\u00f3n a la teor\u00eda cu\u00e1ntica de la coherencia \u00f3ptica<\/em>, mientras que H\u00e4nsch y Hall por sus contribuciones a la espectroscop\u00eda de precisi\u00f3n basada en l\u00e1ser<\/a>, incluyendo la t\u00e9cnica de barrido de frecuencia \u00f3ptica<\/em>.<\/p>\n

Motivado por los experimentos de Hanbury-Brown y Twiss en 1.954-56, y por la invenci\u00f3n del l\u00e1ser<\/a> en 1.960, Glauber realiz\u00f3 una aplicaci\u00f3n de la electrodin\u00e1mica cu\u00e1ntica a problemas \u00f3pticos. Mientras que los experimentos previos hab\u00edan usado interferencia de amplitudes y registraban intensidades con un solo detector, Hanbury-Brown y Twiss estudiaron correlaciones en las intensidades recibidas de una estrella por dos detectores separados, observando que los fotones<\/a> t\u00e9rmicos parecen emitirse agrupados (bunched<\/em>). \u00bfTambi\u00e9n los de un haz de l\u00e1ser? Esta y otras cuestiones llevaron a Glauber a desarrollar la teor\u00eda cu\u00e1ntica de la coherencia, basada en los estados coherentes y en la teor\u00eda cu\u00e1ntica de la fotodetecci\u00f3n. Estudiando coincidencias retardadas en la detecci\u00f3n de fotones<\/a> por varios detectores, Glauber introdujo una sucesi\u00f3n de funciones de correlaci\u00f3n que mostraban las caracter\u00edsticas cu\u00e1nticas de la radiaci\u00f3n y permit\u00edan diferenciar entre haces de luz con la misma distribuci\u00f3n espectral, pero diferente estad\u00edstica de fotones<\/a>.<\/p>\n

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\"luz5\"<\/p>\n

\u00a0En el universo temprano los fotones<\/a> se convert\u00edan continuamente en pares<\/p>\n

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Particularmente relevantes han sido los estudios posteriores de “luz no cl\u00e1sica”, tales como resonancia-fluorescencia de un solo \u00e1tomo, que muestra el llamado antibunching<\/em>, luz cuyo ruido cu\u00e1ntico depende de la fase; y pares de fotones<\/a> entrelazados.<\/p>\n

El estado m\u00e1s com\u00fan de la materia en el universo, no es ni l\u00edquido, ni s\u00f3lido, ni gaseoso, sino que es el plasma<\/a>; el estado de la materia que conforman las estrellas. Sin embargo, particularmente apuesto por una idea que no se va de mi cabeza, el estado \u00faltimo de la materia es la luz.<\/p>\n

La otra mitad del Premio Nobel se otorg\u00f3 a partes iguales a John L. Hall, de la Universidad de Colorado, JILA y NIST, Boulder y a Theodor W. H\u00e4nsch, del Max Planck Instit f\u00fcr Quantenoptik, Garching, y de la Ludwig-Maximilians-Universit\u00e4t, Munich, “por sus contribuciones al desarrollo de m\u00e9todos de espectroscopia l\u00e1ser<\/a> de precisi\u00f3n, incluyendo la t\u00e9cnica de peines de frecuencias \u00f3pticas<\/em>“.<\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 espectroscopia de absorci\u00f3n at\u00f3mica<\/p>\n

\u00a0A lo largo de toda la historia la ingenier\u00eda se ha convertido en unas de las fuentes de soluci\u00f3n a todos los problemas de la humanidad, de la mano de las ciencias y la tecnolog\u00eda, la cual ha aportado tantos m\u00e9todos de mayor exactitud como lo es el utilizado por la espectrofotometr\u00eda de absorci\u00f3n at\u00f3mica; ya que es una t\u00e9cnica capaz de detectar\u00a0 y determinar cuantitativamente la mayor\u00eda de los elementos del sistema peri\u00f3dico.<\/p>\n

En espectroscopia se analiza la composici\u00f3n en frecuencias de la luz absorbida o emitida por la materia, lo cual proporciona informaci\u00f3n valiosa, por ejemplo, sobre la estructura cu\u00e1ntica de los \u00e1tomos.<\/p>\n

Los galardonados lideraron un proyecto espectacular en el desarrollo de m\u00e9todos para producir y medir estas frecuencias \u00f3pticas, con una precisi\u00f3n actual de 15 cifras significativas y potencial de 18. De hecho, este tipo de medidas son de las de mayor precisi\u00f3n alcanzadas en f\u00edsica y permiten abordar cuestiones de gran inter\u00e9s b\u00e1sico, como la observaci\u00f3n de la variaci\u00f3n temporal de “constantes” fundamentales, como la estructura fina (\u03b1 = 1\/137, \u00f3 2\u03c0e2<\/sup>\/hc). Tienen tambi\u00e9n repercusi\u00f3n en el desarrollo de relojes at\u00f3micos ultraprecisos (con desajuste menor a una d\u00e9cima de segundo cada 100 a\u00f1os), \u00fatiles por ejemplo en sistemas GPS.<\/p>\n

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No dejamos de enviar ingenios al espacio para tratar de medir la Densidad Cr\u00edtica y poder saber en qu\u00e9 clase de universo nos encontramos: Plano, cerrado o abierto. Pero, tambi\u00e9n mandamos sat\u00e9lirtes artificiales que, desde el cielo, dominan y controlan aspectos de la Tierra que nos son muy \u00fatiles en navegaci\u00f3n, circulaci\u00f3n v\u00edal, y otros muchos conceptos que, tanto en la vida cotidiana como en la investigaci\u00f3n, nos sit\u00faan en el m\u00e1s alto nivel de la tecnolog\u00eda…del futuro.<\/p>\n

En espectroscopia \u00f3ptica de precisi\u00f3n han de determinarse frecuencias de varios cientos de THz en t\u00e9rminos de la definici\u00f3n del patr\u00f3n de tiempo representado por desdoblamiento hiperfino del estado fundamental del cesio a 9’2 GHz. Hasta el a\u00f1o 2.000, esta tarea requer\u00eda esfuerzos heroicos porque los detectores s\u00f3lo permiten comparar directamente frecuencias separadas por algunas decenas de GHz. Se usaban por tanto complejas cadenas de generaci\u00f3n de sucesivos arm\u00f3nicos de la frecuencia del cesio.<\/p>\n

Esas cadenas eran costosas, delicadas, y de hecho, s\u00f3lo algunos laboratorios las desarrollaron. El problema se ha simplificado enormemente con la introducci\u00f3n por Hall y H\u00e4nsch del llamado peine de frecuencias \u00f3pticas<\/em>, formado por del orden de un mill\u00f3n de frecuencias equiespaciadas unos 100 MHz y cubriendo varios cientos de THz. De estas frecuencias pueden realizarse una medida absoluta con el patr\u00f3n de cesio. Por tanto el peine sirve como una “regla” para determinar cualquier frecuencia \u00f3ptica desconocida. Estos peines o sintetizadores de frecuencias, que ya se comercializan, usan l\u00e1seres<\/a> de femtosegundos y un nuevo tipo de fibra \u00f3ptica microestructurada o de cristal fot\u00f3nico…<\/p>\n

\u00bfD\u00f3nde estar\u00e1 el l\u00edmite?<\/p>\n

emilio silvera<\/em><\/p>\n

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Diversidad de ideas Me gusta escribir sin tener un objetivo predeterminado y hacer un vuelo rasante sobre la f\u00edsica para escribir todo lo que estoy “viendo” (lo que sin llamarlo, acude a mi mente en cada instante). Es un buen ejercicio de repaso de cosas diversas que recuerdas. Por ejemplo, ahora mismo me llega la […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_s2mail":"yes","footnotes":""},"categories":[110],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6463"}],"collection":[{"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=6463"}],"version-history":[{"count":0,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6463\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=6463"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=6463"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=6463"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}