Científicos chilenos buscan unir la Mecánica Cuántica y la Relatividad

Los científicos encontraron una relación entre las dos grandes teorías de la física contemporánea. El trabajo aparecerá en la próxima edición de la revista Classical and Quantum Gravity.

Cualquiera que haya visto la película “Interstellar” recordará que los astronautas del Endurance, durante sus viajes por el universo vivieron su aventura como si fueran meses; en cambio, en la Tierra transcurrieron décadas, lo anterior se denomina: Retraso temporal gravitacional, originado de la Teoría de la Relatividad de Einstein, un concepto clave para la investigación chilena.

Para Aldo Delgado, Director del Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO) y uno de los autores de esta publicación, explicó que “Interstellar” muestra una idea clave, “Más allá de la libertad creativa exhibida en la película, el efecto relativista sí ha sido experimentalmente comprobado”, pero señala que esto es sólo uno de los elementos de su investigación, puesto que “por medio de interferómetros de gran escala, un instrumento astronómico de gran sofisticación, hemos logrado vincular efectos de las dos principales teorías de la física: la Teoría de la Relatividad y la Mecánica Cuántica”.

El estudio además trabaja en una segunda vertiente, la seguridad. “Nuestro trabajo establece las bases para una red de señales cuánticas de alta seguridad, que permitiría establecer comunicación satelital con claves casi imposibles de descifrar, así como la realización de mediciones más precisas desde satélites”, explicó el también académico de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Concepción.

Dos grandes que chocan

Delgado señaló que “descubrimos que el entrelazamiento cuántico es creado como consecuencia de este efecto de la Relatividad General, el retraso temporal gravitacional”. Lo anterior puede parecer trivial pero no lo es, ya que desde principios del siglo XX, las dos grandes teorías han estado en permanente conflicto, sin llegar a generarse una teoría unificada.

La relatividad general explica la naturaleza en términos de espacio y tiempo, el Doctor Delgado utiliza una metáfora para graficarlo: “Una manzana no cae al piso porque sea atraída por la masa de la Tierra, lo hace debido a la existencia del espacio-tiempo, el cual se curva alrededor de un objeto de enorme masa, como lo es la Tierra ”, explicó Delgado.

Por su parte, la mecánica cuántica nos dice que el Universo obedece a leyes de incerteza, y que por lo tanto sólo pueden ser descritas empleando probabilidades. “No podemos conocer la posición exacta de un átomo, sólo predecir dicha posición matemáticamente” indicó Delgado.

De esta manera, es que surge el entrelazamiento, una propiedad de los sistemas cuánticos que hasta hoy deja perplejos a muchos científicos. Según indica esta teoría, “los sistemas físicos pueden llegar a estar tan entremezclados entre ellos que pierden su individualidad característica, su realidad individual, y comienzan a estar regidos por leyes que gobiernan el todo”, agregó el investigador. 

Nuevos rumbos

La investigación se logró tras la ejecución de una gran cantidad de simulaciones numéricas de enorme complejidad considerando posibles experimentos en condiciones realistas, ahí fue cuando “nos llevamos la agradable sorpresa que todos los números indican que sí es posible realizar una demostración experimental de nuestros resultados con la tecnología actual”, señaló Aldo Delgado. 

Tras conseguir sus resultados, los físicos se dieron cuenta de que eran los primeros en considerar la influencia del campo gravitacional débil en la generación de entrelazamiento. “Nuestro próximo desafío es realizar una fase experimental en interferómetros de gran escala” mencionó Delgado.

El artículo es un trabajo conjunto de tres investigadores, partiendo por el propio Delgado, junto con Marco Rivera, estudiante del Doctorado en Ciencias Físicas de la Universidad de Concepción, y el doctor Guillermo Rubilar, también académico del Departamento de Física de la Universidad de Concepción.

El artículo se titula “Weak Gravitational Field Effects On Large-Scale Optical Interferometric Bell Tests” (“Efectos del campo gravitacional débil en Tests de Bell por medio de interferómetros de grandes dimensiones”), el cual será publicado en la revista “Classical and Quantum Gravity”.

Jueves, 28 Mayo 2020

El astrónomo Gaël Chauvin es premiado por la fundacion Charles Deforrey - Institut de France

El astrofísico, quien actualmente se desempeña como investigador de la Unidad Mixta Internacional Franco–Chilena de Astronomía obtuvo la distinción junto a un equipo de colegas por su proyecto SPHERE +, dedicado a la busca de exoplanetas.

El Doctor Gaël Chauvin fue reconocido por su trabajo de búsqueda y estudio de planetas extrasolares, desarrollo científico realizado a través del uso de SPHERE, un instrumento instalado en el Very Large Telescope (De la ESO, Ubicado en Cerro Paranal, región de Antofagasta)

“Para mi, este premio significa el reconocimiento oficial de la importancia que han alcanzado nuestro trabajo, nuestras ideas, nuestros proyectos en este campo de la astronomía moderna y de la participación humana a una aventura científica única”, señala Chauvin, quien también investigador del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile.

Sobre el premio mismo comenta que “Fuimos oficialmente notificados hace 1 semana y recibiremos la distinción en una ceremonia que se realizará recién en el mes octubre, próximo, debido a la pandemia del COVID-19”, señala, donde recibirán 500 mil euros que irán directamente al proyecto SPHERE +, con el objetivo de mejorar la tecnología y aumentar el contraste cerca de las estrellas observadas.

La búsqueda de Exoplanetas y el proyecto Sphere

“Mi trabajo es tomar fotos con telescopios astronómicos muy grandes de otros mundos alrededor de otras estrellas que no sean nuestro sol para comprender cómo nacen los planetas, de qué están hechos y en qué condiciones pueden ser favorables para la formación de la vida”, dice Chauvin quien es Doctor en Astrofísica de la Universidad Grenoble Alpes en Francia

Hasta ahora el proyecto SPHERE ha proporcionado una gran cantidad de resultados importantes, como la identificación de nuevos exoplanetas gigantes y el estudio de su atmósfera, o el estudio detallado de los discos circunestelares en los que se forman los planetas.

Sobre la Unidad Mixta Internacional Franco–Chilena de Astronomía

Este organismo fue fundado en Santiago en 2012 con el apoyo del "Centro Nacional de Investigación Científica" (CNRS) de Francia, la "Universidad de Chile", la "Pontificia Universidad Católica de Chile" y la Universidad de Concepción

Sobre el premio Charles Defforey

El gran premio Charles Defforey es un premio del “Institut de France”, organismo que reúne a las academias francesas (que aglomera a todas las áreas del conocimiento desde las artes a las ciencias) y que tiene como objetivo apoyar a asociaciones, fundaciones, personas y ONG, que tengan una acción caritativa o cultural, o cuyo propósito es alentar la investigación científica.

El galardón en este oacasión le fue entregado a un equipo de 6 investigadores y colegas de diferentes institutos que trabajan juntos en el tema de los Exoplanetas y que estuvieron en el corazón del proyecto SPHERE

Junto al Doctor Chauvin obtuvieron el premio Jean-Luc Beuzit (Universidad Aix-Marsella, CNRS, CNES, LAM), Anthony Boccaletti (Observatorio de París, Universidad PSL, CNRS, LESIA), Thierry Fusco (ONERA, Departamento de Óptica y Técnicas Asociadas), Maud Langlois (CNRS, CRAL, Université Lyon 1, ENS Lyon, Observatoire de Lyon) y David Mouillet (Universidad de Grenoble Alpes, CNRS, IPAG).

Para ver la nota original publicada en el Institut de France, revisa aquí
Para ver la nota publicada por el la página del Institut Français de Santiago, revisa aquí
Para saber más sobre el Laboratorio Franco Chileno de Astronomía, revisa aquí

Jueves, 28 Mayo 2020

Nacimiento, evolución y muerte de las estrellas

Ciclo de charlas por YouTube

El día viernes 29 de mayo se llevará a cabo otra jornada de más de “Astronomía en tu casa”, donde podremos enterarnos de los detalles sobre la formación y evolución de las estrellas.

“Nacimiento, evolución y muerte de las estrellas” se titula la charla que el Dr. Ronald Mennickent Cid impartirá este viernes 29 de mayo a las 19:00 horas de Chile a través de YouTube, esto como parte del ciclo de charlas “Astronomía en tu casa”, surgido a raíz de la cuarentena por la pandemia de Covid-19.

El Dr. Ronald Mennickent nos comenta que “En esta charla hablaremos sobre las estrellas: cómo se forman, cómo se transforman y cómo terminan sus vidas. Comenzaremos por la estrella más cercana, el Sol. Hablaremos de colores, temperaturas y distancias de las estrellas. Mostraremos casos emblemáticos como Polaris, Eta Carinae y Algol. Llegaremos a explicar el origen de las estrellas de neutrones, los pulsares y los emisores de ondas gravitacionales.

El Dr. Ronald Mennickent Cid actualmente es profesor del Departamento de astronomía de la Universidad de Concepción donde fue el primer astrónomo contratado y Director de Investigación y Creación Artística de esa casa de estudios. Obtuvo su Doctorado en Física en la Pontificia Universidad Católica de Chile y ha desarrollado su carrera de investigación en el tema de evolución estelar, especialmente estrellas binarias en interacción y estrellas con discos de gas.

Ha liderado varios proyectos de investigación Fondecyt y guiado varias tesis de postgrado. Ha sido astrónomo visitante de observatorios como Paranal, Tololo, La Silla y Las Campanas.  En el año 2014 obtuvo el Premio Municipal de Ciencias de la Ilustre Municipalidad de Concepción y también se ha dedicado a la divulgación de la astronomía, escribiendo libros y mini cuentos, además de participar en proyectos de musicalización del brillo de las estrellas.

Entonces, la invitación es para este viernes 29 de mayo a las 19:00 horas por el canal de YouTube “Proyecto Anillo Agujeros Negros Supermasivos”, en el link https://bit.ly/anilloBHYoutube. Luego de la charla, durante media hora, los interesados podrán interactuar con el charlista, quien responderá todas sus dudas.

La actividad es una realización del Proyecto Anillo de Agujeros Negros Supermasivos, integrado por astrónomas y astrónomos de la Pontificia Universidad Católica, Universidad de Valparaíso y Universidad de Concepción.

Miércoles, 27 Mayo 2020

Modelamiento Matemático aporta a la emergencia sanitaria

Entrevista a Camilo Mejías, Ingeniero Civil Matemático Doctor en Ciencias de la Ingeniería integrante del Comité de Emergencia COVID19

¿Qué sientes al participar en el Comité de Emergencia?

Siento un enorme orgullo y una enorme responsabilidad, debido a que las indicaciones que podemos tomar acá, que de alguna forma trabajamos con un grupo multidisciplinario, pueden salvar vidas y ayudar a que la Región no colapse. Y es que, si la Región del Biobío colapsa, sería muy grave para todos. Entonces hay una responsabilidad ahí, de poder entregar todo lo que la ciencia nos provee para poder ayudar y aportar, a las autoridades a tomar mejores decisiones.

¿...Y al aportar a la disminución de la incertidumbre de la sociedad?

Tenemos muchos datos, pero que no sabemos entender y van cambiando todos los días. Es muy difícil tomar decisiones con ellos. En ese sentido, poder entregar información procesada hacia la comunidad también es un elemento bien enriquecedor, porque finalmente estás ayudando a disminuir el miedo, a que se puedan tomar mejores decisiones. Así te das cuenta cómo se puede mejorar y aportar, a través de la ciencia.

¿Qué significado ha tenido para ti, la consideración de la ciencia aplicada en el estudio de COVID 19?

Para mí es muy importante estar en esto. De hecho, esta es la primera vez en la vida en que tú no tienes que explicar qué hace un ingeniero matemático. Con esta pandemia ya se entiende que, de alguna forma, podemos trabajar en datos, en curvas; que podemos ayudar en diferentes cosas como el mismo COVID 19. Entonces aquí se da una revalorización y un resurgimiento de la idea de que las ciencias son importantes. Cuando escasean los caminos, la ciencia puede ser uno. Porque dentro de esta crisis, donde están todos corriendo, se genera este espacio en el cual por medio de la ciencia podemos hablar coherente y objetivamente.

En lo personal, creo que la crisis ha permitido reposicionar el trabajo que se hacen tanto en la matemática como en la Ingeniería Matemática. Sé de varios colegas que desde distintos lugares están aportando, con sus algoritmos, con sus conocimientos, en definitiva, para resolver o tratar de entender temas relacionados al COVID 19.

No sólo tú eres parte de esta iniciativa, sino todo el equipo de Hibring, ¿Cuéntame un poco sobre esta participación?

Nosotros en Hibring nos dedicamos a lo que es modelamiento matemático, desarrollo de software. Justo cuando comenzó esta pandemia nosotros teníamos unos temas en Perú. Al cerrarse las fronteras, nos dedicamos a trabajar acá, a la espera de que se arreglara la situación. En eso, nos dimos cuenta de que había mucho en lo que podíamos aportar desde Hibring. Así trabajamos en un sitio web, hicimos algoritmos y minutas para entender qué era lo que estaba sucediendo. Ese trabajo se lo fuimos entregando a diferentes personas y redes.

Finalmente, en ese proceso Hibring resultó ser bastante importante porque reunimos todo; no es solamente matemáticas, porque a veces las matemáticas son difíciles de entender por sí solas. Pero cuando las dotas de un diseño armonioso en una página web interesante, las conviertes en algo más fácil de entender para la gente. Así lo que Hibring hace es modelamiento matemático pero acoplado también con informática, diseño gráfico y electrónica. De esta forma tratamos de aplicar todo este tipo de cosas a temas de COVID 19.

Todo esto ha sido muy interesante para nosotros porque revaloriza lo que puede hacer una empresa desde la ciencia, al mismo tiempo que muestra cómo una empresa que se dedica al modelamiento, al I+D, puede aportar en temas relacionados a esta pandemia que nos aqueja a todos.

Reflexión COVID 19

Está claro que todo esto nos va a cambiar como sociedad. Todavía no sabemos cuánto. Pero es evidente que nos va a cambiar. Por eso hay que intentar volvernos una mejor sociedad. En ese sentido, revalorizar la ciencia resulta sumamente relevante incluso sobre áreas como la economía. Y lo estamos viviendo actualmente. Sin ir más lejos, una cuarentena afecta a una región, a una comuna, pero, finalmente, se hace porque es un bien mayor, porque la ciencia te dice que, si no lo haces, vas a perder vidas. Entonces esa reivindicación del rol de los científicos es algo que me gustaría que perdure una vez se acabe esta pandemia. Porque, además, es a partir de los aportes de la gente vinculada a la investigación que podemos hacer de Chile un país más desarrollado.

Otro aspecto que me gustaría resaltar, es que esta pandemia no la podemos erradicar desde la ciencia, sino desde la cultura de las propias personas. Entonces, solamente con la solidaridad de las personas, de respetar las medidas correspondientes, podemos hacer frente a esta situación. Y es que incluso la ciencia se vuelve inútil si las personas como sociedad no colaboramos.

www.hibring.cl

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Miércoles, 27 Mayo 2020