Noticias de Ciencia y Artículos de la Facultad

^{Crédito: IOP Publishing}  

^{Por: Amal Pushp, Físico Afiliado de Resonance Science Foundation} 

El momento magnético de un electrón es esencialmente una propiedad inherente que surge de la carga y el espín de la partícula. Los físicos saben que las partículas elementales como los electrones presentan dos tipos de momento angular: orbital y de espín, que en conjunto se conocen como acoplamiento espín-órbita. Este comportamiento dinámico colectivo da lugar además al momento dipolar magnético o simplemente al momento magnético. De hecho, el momento de dipolo magnético también puede aparecer por separado como momento de dipolo magnético orbital y de espín.

En general, el momento magnético puede describirse como una representación de la fuerza de cualquier fuente magnética. Consideremos una representación...

^{Crédito: Shutterstock/Getty Images} 

^{Por: Amal Pushp, Físico Afiliado de Resonance Science Foundation} 

Somos muy conscientes de la direccionalidad del tiempo. Todo lo que conocemos parece seguir un patrón determinado y todos los acontecimientos tienden a moverse en una trayectoria unidireccional. En otras palabras, convencionalmente se sabe que, una vez que se ha producido un determinado acontecimiento, no hay posibilidad de que pueda invertirse. La razón física es simple: la flecha del tiempo. En general, la flecha del tiempo apunta en una única dirección hacia adelante y éste es uno de los principales retos sin resolver de los fundamentos de la física, porque los físicos no saben a ciencia cierta por qué la naturaleza del tiempo es tal. 

El tiempo como entidad no puede controlarse ni manipularse. Sin embargo, podemos manipular la evolución de un sistema físico...

^{(Izquierda) el fluido cuántico atrapado visto al microscopio y (derecha) las formas de los estados de oscilación armónica individuales del fluido cuántico cuando el fluido queda atrapado en una caída de la intensidad de los rayos láser (línea discontinua). Crédito: Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-34440-0}

^{Por: Dra. Inés Urdaneta, Física de Resonance Science Foundation}

Estamos acostumbrados a la noción de osciladores armónicos clásicos; se trata de osciladores que fluctúan coherentemente -es decir, simétricamente- en torno a su posición de equilibrio, experimentando una fuerza restauradora F proporcional al desplazamiento x (como F = -kx, siendo k una constante positiva, comúnmente conocida en la mecánica de los resortes ideales).  

Si F es la única fuerza que actúa sobre el sistema (lo que significa que no...

^{Crédito: Science/AAAS} 

^{Por: Amal Pushp, Físico afiliado de Resonance Science Foundation} 

Los estados cuánticos suelen representar las posibles condiciones de un sistema cuántico en términos de una entidad matemática. Por ejemplo, el espín de un electrón puede ser ascendente o descendente, por lo que existen dos estados cuánticos que pueden representarse como una superposición utilizando la notación de Bra-Ket conocida como la de Dirac.  

En principio, los estados cuánticos se clasifican en dos tipos: estados puros y estados mixtos. Un estado puro es principalmente el estado natural de un sistema cuántico y lleva consigo la información exacta del sistema global. Por otro lado, un estado mixto tiene información limitada sobre un sistema cuántico concreto y suele ser un conjunto de probabilidades. En cuanto a su representación, los estados puros se...

^{Crédito: Ella Maru Studio} 

^{Por: Amal Pushp, Físico Afiliado de Resonance Science Foundation} 

Un vórtice es un fenómeno físico de la dinámica de fluidos en el que los flujos de una región de un fluido giran alrededor de un eje fijo. A nivel macroscópico, los vórtices se observan fácilmente como remolinos, tornados y anillos de humo, pero también se forman en regímenes microscópicos como objetos cuantizados. En el primer caso, las leyes clásicas rigen por completo la dinámica de los vórtices, pero en el segundo, existe una desviación del comportamiento clásico al cuántico, ya que la temperatura a la que existen los fluidos cuánticos es lo suficientemente baja como para que predominen las leyes de la mecánica cuántica. 

Los vórtices presentan un movimiento dinámico y también se...

^{Crédito: NIST}  

^{Por: Amal Pushp, Físico Afiliado de Resonance Science Foundation}  

Uno de los aspectos de la naturaleza que ha fascinado a los pensadores durante siglos es el tiempo. El físico Isaac Newton consideraba que el tiempo era una entidad absoluta, es decir, la misma para todos los lugares del universo e independiente de los observadores. Esta noción fue muy crucial para la llegada de la mecánica newtoniana. El concepto de tiempo absoluto prepara el terreno para otro término llamado espacio absoluto, que según la convicción newtoniana son dos facetas separadas de la realidad objetiva que no dependen la una de la otra. Sin embargo, esta idea sobre el tiempo y el espacio sufrió una importante alteración después de que Einstein presentara su influyente teoría de la relatividad, que cambió los fundamentos mismos de cómo pensábamos en el tiempo,...

^{Crédito: CERN}

_{Por: Amal Pushp, Físico Afiliado de Resonance Science Foundation}

Los protones se encuentran entre las partículas más desconcertantes e intrigantes del universo. Es un hecho científico establecido que los protones están formados por una combinación adicional de dos quarks up y uno down. Estos quarks también se mantienen unidos a través de una partícula vinculante llamada gluón, que media la fuerza nuclear fuerte. En conjunto, los quarks y los gluones se denominan partones. Aunque los protones tienen una subestructura interna, todavía se desconoce cuál es exactamente la naturaleza global de su base interna. Una razón para ello podría ser que las nuevas sondas experimentales siguen indicando nuevos datos.

En la corriente principal, actualmente los físicos se han visto sorprendidos por una gran cantidad de problemas relacionados con las propiedades de...

^{Crédito: American Physical Society}  

^{Por: Amal Pushp, Físico afiliado de Resonance Science Foundation} 

El premio Nobel de Física de este año se ha concedido a tres físicos por sus descubrimientos fundamentales en los fundamentos de la mecánica cuántica. En concreto, se les ha concedido por demostrar la violación de las desigualdades de Bell a través de experimentos que implican el entrelazamiento de fotones, y el avance de la ciencia de la información cuántica, en general, a causa de los descubrimientos. La Dra. Ines Urdaneta, física de RSF ya ha descrito el premio Nobel de este año en su último artículo. Se recomienda al lector que lo consulte para obtener más detalles.    

En este artículo, nos centramos en la manipulación de este conocimiento fundamental que plantean algunos de los trabajos...

^{Por: Amal Pushp, Físico Afiliado de Resonance Science Foundation}  

El núcleo atómico de un átomo está formado por protones y neutrones unidos mediante una interacción nuclear fuerte. Por ello, los protones y los neutrones también se denominan nucleones. Además, los protones y los neutrones tienen una subestructura interna y están formados por una combinación de quarks up y down, así como de gluones, que son partículas mediadoras de la fuerza fuerte. Los físicos suelen investigar la estructura de los nucleones con colisiones de partículas en aceleradores. En concreto, el desarrollo del modelo de los quarks en la física de partículas surgió al investigar la dispersión inelástica profunda de electrones en protones y neutrones ligados, por lo que los investigadores también recibieron un premio Nobel en 1990.  

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Por: William Brown, Biofísico de Resonance Science Foundation

En un artículo anterior, la Dra. Inés Urdaneta, física de RSF, habló de una propuesta de estudio para sondear el efecto Unruh con óptica cuántica [1]. Debido a la importancia de los experimentos que sondean los efectos cuánticos en los campos gravitatorios y para dilucidar la naturaleza del vacío cuántico, echaremos otro vistazo a este experimento propuesto y expondremos algunas de las ideas clave del estudio.

Como explicó la Dra. Urdaneta en el artículo anterior, la importancia de sondear el efecto Unruh tiene que ver con su relación con los efectos gravitatorios cuánticos a través del principio de equivalencia descrito por primera vez por Albert Einstein. Einstein es bien conocido por su trabajo seminal sobre la teoría de la relatividad, que se refiere al comportamiento de los relojes y las reglas bajo...