Se ha conseguido que un par de fotones entrelazados viajen una distancia de 144 km sin perder el entrelazamiento cuántico.

El experimento lo ha llevado a cabo el equipo de Anton Zeilinger y Rupert Ursin, en un proyecto de la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Austriaca Europea. Este es un paso muy importante ya que los futuros algoritmos de encriptación en comunicaciones se basarán en el entrelazamiento cuántico. Una de las dificultades del uso de este entrelazamiento consiste en poder mantenerlo, ya que en cuanto el sistema cuántico interacciona con el ambiente se puede perder el entrelazamiento. Este avance permitirá que un satélite envie pares de fotos entrelazados a bases que se encuentren en tierra, posibilitando la transmisión de información encriptada. 

Enlaces

• Página de la Universidad de Viena con información sobre el artículo
• Entrada del Blog sobre el entrelazamiento cuántico

Un grupo de físicos de la UCLA ha conseguido construir la lámpara incandescente más pequeña del mundo. El filamento es un nanotubo de carbono de un grosor de unos 100 átomos y en total contiene unos 20 millones de átomos. La importancia de la lámpara es que permite investigar el límite entre la mecánica cuántica, ya que tiene dimensiones relativamente pequeñas, y la termodinámica, ya que contiene un número de átomos suficientemente grande como para poder aplicarla. Lo primero que se está investigando es si el espectro de radiación de la lámpara se ajusta a la fórmula de Planck para la radiación del cuerpo negro. Esta fórmula, tal como vimos, se deduce aplicando tanto la cuántica, al considerar la cuanticación de la energía,  como la termodinámica (estadística) para calcular el valor medio de la energía. El filamento de la lámpara no se puede ver a simple vista cuando está apagado y sólamente se ve un punto minúsculo luminoso cuando se enciende.

Como curiosidad, la lámpara original de Edison también utilizaba un filamento de carbono, solo que era  100000 más grueso y 10000 veces más largo.

Enlaces:

• Artículo en la página de la UCLA.
• Artículo de la Wikipedia sobre nanotubos de carbono.
• Apuntes sobre la radiación del cuerpo negro y la hipótesis de Planck

Un grupo alemán de Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB y no se cómo se pronuncia) junto con otro grupo de FLASH de Hamburg (relacionado con el centro de investigación sobre física de partículas alemán  DESY) han estudiado la interacción radiación-materia, con un experimento similar al efecto fotoeléctrico, pero utilizando una radiación láser de rayos X de baja energía. El láser que utilizan es de tipo FEL (free-electron laser), la intensidad del haz es del orden de varios petavatios por centímetro cuadrado (eso si que peta) y el blanco consiste en átomos de Xenon.

Recuerdo que  cuando entré de profesor, una de las primeras prácticas de óptica que monté para una asignatura de química no me funcionó. El motivo era que estaba utilizando un láser de He-Ne (de gas) que produce una luz polarizada. Este tipo de láseres siempre producen luz polarizada linealmente ya que el tubo en el que se realiza la descarga tiene las paredes formando un ángulo igual al de Brewster, de modo que sólo sale del tubo la luz polarizada en una determinada dirección.

En cualquier experimento de óptica hay que controlar las propiedades de la luz que se utiliza: frecuencia y longitud de onda, intensidad, dirección de propagación y por supuesto la polarización. Un grupo de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Harvard en colaboración con la empresa Hamamatsu Photonics de Japón, ha desarrollado un láser en el que se puede controlar la polarización del haz de salida a voluntad. Este dispositivo permite ahorrar instrumentos intermedios (polarizadores y desfasadores) cuando se necesita un haz de luz de condiciones de polarización específicas (ver la noticia en Science Daily).

En estos días le estoy dando vueltas a las operaciones de simetría y la teoría de grupos porque quiero escribir  un artículo en el Blog sobre las partículas elementales, y éstas están íntimamente relacionadas con las representaciones de los grupos de simetría. A continuación podeis ver un pequeño artículo sobre la relación de las operaciones de simetría y las leyes de  conservación.

En estos últimos en los que nos hemos acercado a la meteorología, ha aparecido una noticia que une meteorología y física de partículas y que se ha publicado en el Geophysical Research Letters. S. M. Osprey, del CNAS (Centro Nacional para la Ciencia Atmosférica) del Reino Unido y su equipo, han encontrado una correlación entre la producción de muones, debido a los rayos cósmicos y la temperatura de la atmósfera.

Los rayos cósmicos están compuestos por partículas subatómicas de altísima energía y que provienen del exterior. Los rayos cósmicos primarios pueden tener una energía de 10²⁰eV, es decir, unas cien millones de veces superior a lo que podemos conseguir actualmente en nuestros aceleradores de partículas. Estos rayos cósmicos primarios producen mesones (piones...), que a su vez decaen en muones.

Cuando aumenta la temperatura de la atmósfera, disminuye la densidad, de modo que se destruyen menos mesones y se producen por tanto más muones. De este modo, la detección de un mayor número de muones permite a su vez detectar cuando se ha producido un "calentamiento estratosférico repentino" (Sudden Stratospheric Warming). Este fenómeno se estudia normalmente mediante globos sonda meteorológicos colocados en la parte alta de la atmósfera y es un fenómeno que se produce en años alternos y al azar. Lo que es de destacar es que mediante un experimento de física de partículas, como es el análisis de los rayos cósmicos, y que se desarrolla por debajo de tierra utilizando minas abandonadas, se pueden extraer datos meteorológicos de la zona alta de la atmósfera y que interesan a la meteorología.

Uno de los problemas que siempre ha fascinado a los físicos dentro de la teoría cuántica, desde sus orígenes, consiste en analizar cómo la teoría cuántica tiende a la mecánica clásica bajo cierto límite, en lo que se conoce como el límite clásico. Bohr lo denominó el principio de correspondencia.

El límite clásico lo hemos analizado en el último tema, en el apartado "El límite clásico de la ecuación de Schrödinger". Aunque  en el tema parece todo bien establecido, hay algunos puntos oscuros en este límite clásico, que de hecho todavía se siguen investigando.

Uno de los problemas fundamentales en el estudio de la teoría cuántica consiste en analizar cómo se realiza una medida y cómo se pasa del mundo subatómico, en el que dominan y gobiernan los fenómenos cuánticos (superposición, interferencia, entrelazamiento, etc), al mudo macroscópico de nuestro aparato de medida, en el que gobierna la mecánica de Newton.

Comprender el cómo se realiza una medida es fundamental para poder entender los problemas que se están planteando actualmente sobre la interpretación de la teoría cuántica, como la decoherencia y las medidas débiles, que han permitido analizar experimentalmente la paradoja de Hardy.

El otro día charlando con uno de vuestros compañeros surgió una cuestión. ¿Por qué el Nitrógeno atómico tiene una afinidad positiva y tan distinta a la de sus vecinos de la tabla periódica? (mira que hay temas interesantes para hablar, pero bueno...). Lo podeis ver en la siguiente imagen.

¿Quereis saber por qué ocurre? pues hay que seguir leyendo.