Crean luz a partir del vacío cuántico, amazing

Zerokkk #1 Jun '11

Los físicos lograron sacar «chispas» del vacío cuántico (Que no es tan vacío, no me malinterpretéis pillines ) gracias a una sofisticada máquina cuántica

Un grupo de físicos de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Gothenburg, Suecia, ha logrado algo casi «divino». Ha producido fotones visibles a partir de las partículas virtuales que se creía existían en el vacío cuántico. En pocas palabras: han obtenido luz prácticamente de la nada. Para conseguir esta hazaña científica, algo que hasta ahora era solo una teoría, el equipo ha utilizado un dispositivo superconductor de interferencia cuántica (SQUID) que consigue modular la velocidad de la luz.

Los investigadores presentarán sus conclusiones la próxima semana en Padua, Italia. De momento, la investigación aparece publicada en arXiv.org, y los autores no quieren ofrecer más datos hasta que su trabajo esté listo para su publicación en una revista de alto nivel. Sin embargo, científicos que no están directamente vinculados al equipo de Chalmers aseguran en la web de Nature que el resultado es impresionante. Si la investigación se verifica, se convertirá en una de las pruebas experimentales más inusuales de la mecánica cuántica en los últimos años y «un hito importante», afirma John Pendry, físico teórico del Imperial College de Londres, ajeno al estudio. «Es un gran avance», añade Federico Capasso, un físico experimental en la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, quien ha trabajado en los efectos cuánticos similares.

El experimento radica en uno de los más extraños y más importantes principios de la mecánica cuántica: el principio de que el espacio vacío es.... todo lo contrario. La teoría cuántica predice que el vacío es en realidad una espuma retorcida en el que las partículas revolotean.

La existencia de estas partículas es tan fugaz que a menudo se describe como virtual. Sin embargo, puede tener efectos tangibles. Por ejemplo, si dos espejos se colocan muy muy próximos entre sí, las partículas virtuales que existen entre ellos y fuera crearán una fuerza que empujará las placas metálicas entre sí. Es lo que se conoce como «Efecto Casimir», en honor al físico holandés Hendrik B.G. Casimir, quien propuso esta teoría junto a su colega Dirk Polder en 1940.

Un experimento «muy inteligente»

Durante décadas, los teóricos han predicho que un efecto similar puede producirse en un solo espejo que se está moviendo muy rápidamente. Según la teoría, un espejo puede absorber la energía de los fotones virtuales en su superficie y volver a emitir esa energía como fotones reales. El efecto sólo funciona cuando el espejo se mueve a través del vacío a casi la velocidad de la luz, lo que es casi imposible para los dispositivos mecánicos que utilizamos a diario.

Los físicos de Chalmers consiguieron evitar el problema utilizando una pieza de la electrónica cuántica conocida como dispositivo superconductor de interferencia cuántica (SQUID), que es extraordinariamente sensible a los campos magnéticos. De esta forma, el dispositivo actuó como un espejo y ajustando la dirección del campo magnético miles de millones de veces por segundo consiguieron «menearlo» a alrededor del 5% de la velocidad de la luz, lo suficiente para ver el efecto.

El resultado fue una lluvia de fotones saltando desde el vacío. Capasso cree que el experimento es «muy inteligente», y una buena demostración de la mecánica cuántica, aunque duda de que pueda tener algún efecto práctico. Sea como sea, para los físicos es un logro realmente emocionante.

Fuente: ABC.es

- - - - - - - - - - - Opinión personal y añadidos - - - - - - - - - - -

Cuando leí "Crear luz a partir del vacío" puse una Yao Face como una casa, pensando que sería algún fake. Pero entonces vi lo de aprovechar el efecto casimir y demás y empecé a entenderlo, hasta que la verdad, para mi ha terminado de cobrar sentido.

Supuestamente se trata de aprovechar los fotones virtuales, que ejercen fuerza sobre el espejo, y luego esa energía es recogida y lanzada al exterior en forma de fotones por parte del mismo, haciendo una especie de "conversión" de mecánica cuántica a mecánica clásica. Algo simplemente acojonante e impresionante, que no pensaba que fuera posible.

Desde luego me ha flipado bastante y espero que mTh se pase para aclarar un poco la noticia, y sobretodo poner el archivo del arXiv, que lo he buscado pero no encuentro nada XD.

Nuevamente, es agradable ver lo rápido que avanza la ciencia. Estoy seguro de que este es el primer punto en la historia que pronto se empezará a escribir sobre el aprovechamiento de la energía cuántica... Here it comes, the future!!!

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Jack_LaMota #2 Jun '11

Zero point is coming. Cada dia descubren cosas que algunos llevan diciendo mucho tiempo, tarde pero esta bien que saquen estas cosas a la luz.

ViCiOuS #3 Jun '11

que salgan a la luz... nunca mejor dicho xdd

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HaNiBaL #4 Jun '11

Ya leí hace varios años que estaban investigando la teoría del efecto Casimir, al ir a comentarlo con un profesor de química que tenia entonces me dijo: "Esto es mas ciencia ficción que otra cosa".

En cierta manera no le faltaba razón, pero ahora me gustaria verlo y ponerle cara de fuck yeah xD

A largo plazo podría suponer una fuente de energía infinita, que era lo que se comentaba en la teoría, si no me equivoco.

Teorías como esta han aparecido en series de ciencia ficción, como stargate atlantis, y sus módulos de punto cero, si no me equivoco.

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perez_chuck #5 Jun '11 Abe Sapien

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Xeiss #6 Jun '11 Cofrade

La cosa es que no tiene efecto práctico en este momento pero, si se logra conseguir el efecto en muchos años sería de una importancia muy grande, tanto como fuente de energía como dispositivo de exploración.

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Urien #7 Jun '11 Gatillazo

#5 Fisica de 1º y 2º de Bachillerato de la editorial que más te guste.

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MORUSATO #8 Jun '11 Traidor

solo se que que si algun dia algun cientifico descubre como hacer vehiculos antigravotatorios, Zerok lo traera a mv en forma de thread.

pd cada dia que pasa queda menos.

perez_chuck #9 Jun '11 Abe Sapien

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Papodopoulos #10 Jun '11

#4 Hombre, para lo poco que entiendo de este tema, creo que no se puede llegar a usar como fuente de energía.

Si no recuerdo mal, en el vacío se crean constantemente pares de partículas-antipartículas virtuales procedentes de la energía del vacío pero esos pares se aniquilan devolviendo otra vez el "equilibrio".

Me parece que la evaporación de agujeros negros existe debido a esto. Se crea un par cerca del horizonte del agujero, una de ellas se la traga el agujero y la otra escapa, convirtiéndose en una partícula real. Pero para que ésta exista es el propio agujero negro quien cede parte de su energía, produciéndose así la evaporación.

Con esto quiero decir que si quieres obtener algo del vació tienes que proporcionarle energía equivalente, por eso digo que no creo que se pueda aprovechar nada de él.

De todas maneras lo de la evaporación, etc, creo que es solo teoría.

PD: El experimento es muy interesante, pero entonces, ¿esto confirma la existencia de la energía del vacío, no?

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Urien #11 Jun '11 Gatillazo

#9 En serio?

Pues La teoría cuantica Planck, El principio de incertidumbre de Heisenberg, El experimento de Rutherford, El experimento del gato de Schrödinger, El experimento de la doble ranura...

Todos esos los di en Física o Química de 2º.

Te dejo una cronología:

spoiler

3 respuestas

IntelInside #12 Jun '11

#6 Entonces aun no podre tener en mi mesita de noche una bonita lampara de vacio cuantico?

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WindRayman #13 Jun '11

Me alegra saber que tenía razón sobre ti.

Resa #14 Jun '11 Inocente

Pero eso no es mecanica cuantica ni relatividad ni nada de eso. Eso es de donde la fisica clasica falla y hay que recurrir a la cuantica.

Nority #15 Jun '11

#11 No llegaron a experimentar con el gato xD

#1 AY AY AY! (No se me ocurre otra cosa que decir).

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perez_chuck #16 Jun '11 Abe Sapien

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Shendraf #17 Jun '11

#4 No, no te equivocas --> http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_del_punto_cero

Menudo paso de gigante. Ahora bien, veremos a qué escala se podrá aprovechar esta energía.

Kb #18 Jun '11

vamos, que al final el vacio no es vacio, es eter

urrako #19 Jun '11

#11 Lo de el gato de Schrödinger es un experimento teórico, algo así como el diablo de Maxwell.

#16 En busca del gato de Schrödinger de John Gribbin o Qué es la mecánica cuántica de Ridnik. Hay más, obviamente, pero estos dos tienen buena reputación (no los he leído que conste, no soy de leer divulgación). Otra opción es buscar por google. La wikipedia en inglés tiene un nivel sensiblemente mejor que la española (lo cual no es decir mucho la verdad). Para saber un poco de cuántica te puedes apañar, pero teniendo en cuenta que el límite lo marca el propio nivel divulgativo, ante la ausencia de matemáticas y experimentos nunca se puede comprender algo realmente.

#20 El de la doble rendija se comprobó expirementalmente hace unos años aunque al principio fue usado como modelo teórico. La hipótesis de Planck para energías no clásicas está demostrada, creo. Y el principio de Heisenberg inicialmente sí era un principio pero se ha corroborado experimentalmentel (o eso tengo entendido). El problema de la cuántica es que fue uno de los primero casos (o de los más avanzados) en que la teoría avanzaba por delante del experimento. El potentísimo desarrollo de las matemáticas a finales del XIX-principios del XX y su siempre sorprendente capacidad para describir la realidad contribuyeron a lo que comentas, una enorme aparición de cuestiones teóricas pendientes de comprobación, y poco a poco se ha ido viendo como la mayoría de predicciones resultaban ciertas.

Es correcto decir que el LHC va a corroborar muchas apreciaciones del modelo estándar. Es decir, hay quien pensaba que sólo se utilizaría para descubrir nuevas cosas pero uno de los empeños principales es confirmar (aún más) lo correcto de las teorías actuales.

PD: Perdón Zerokkk por desviar el thread.

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Urien #20 Jun '11 Gatillazo

#19 El experimento de la doble ranura creo que también lo es ¿no? y el principio de incertidumbre de Heisenberg y la hipotesis te Planck... la cuantica en su mayoría son suposiciones basadas en comportamientos físicos observables así que en realidad lo que pasa en el átomo es bastante indescifrable pero para eso están los LHC y demás no? xD

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Zerokkk #21 Jun '11

#10 No tiene aplicación pero quizá un aparato similar en un futuro sí lo tenga, en especial uno que si pueda sacar suficiente energía del entorno cuántico, y luego poderla aprovechar. El simple hecho de lograr "sacar algo de ahí", aunque sea incluso un pequeño efecto, significa mucho más de lo que parece.

Y sí, es lo que sucede en los agujeros negros, aparte de que también pueden hacer un efecto similar las partículas reales que pasan cerca, pero escapan (fotones sobretodo). Pero estas partículas, que existen y no existen a la vez, pueden generar pequeñas fuerzas sobre partículas reales, como el ya citado efecto Casimir, o la fricción que pueden generar a objetos en movimiento en el espacio.

#15 Por? Oye quizás me haya emocionado un poco con el final, pero no es tan equívoco. Puede ser un primer paso de algo más grande

#20 Aunque parezca mentira, hoy en día esos "comportamientos indescifrables" aún se pueden sacar bastante bien, pese a que los métodos sean un poco extraños (Tirar de estadística y probabilidad a saco), creo que se puede saber el momento angular o la posición con un 99% de exactitud, pero no se pueden saber ambas cosas a la vez (Incertidumbre de Heisenberg). Aún queda mucho por aprender del mundo cuántico pero sin duda es impresionante el hecho de poder calcular ciertas cosas de ínfimas partículas en dichos medios.

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Papodopoulos #22 Jun '11

#21 Puede ser que tengas razón y se pueda crear tal máquina. Pero para como yo lo entiendo sería igual que las maquinas de movimiento perpetuo: la energía que consigues es igual o menor que la utilizada en hacer que la máquina funcione.

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Xeiss #23 Jun '11 Cofrade

#22 Las maquinas de movimiento perpetuo sacan mas energía de la que consumen.

Mas bien yo lo veo como una fuente de energía que podría ser útil en algunos casos en los que otras fuentes fueran inviables.

#24 Ya ya se que no existen, y es imposible que existan ya que violan o el primer o el segundo principio de la termodinámica, pero en la teoría sacarían mas energía de la que se le tendría que aportar.

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Zerokkk #24 Jun '11

#22 #23 No existen máquinas de movimiento perpetuo xDDD, eso es imposible a día de hoy y supuestamente lo es en su totalidad (no obstante quizás algún día se llegue a sacar algo así, nunca se sabe, pero ahora mismo es tan imposible como viajar más rápido que C). Tu a lo que te refieres es al principio que rige su imposibilidad, y es que para que existieran, su movimiento debería generar más energía de la que consume. Y eso viola termodinámica.

Cualquiera que haya trabajado con máquinas, sin necesidad de estudiar física o mecánica, lo sabrá: hay pequeñas piezas, productos, etc... que mejoran la eficiencia energética de una máquina, pero NUNCA pueden llegar a alcanzar el 100% de eficiencia consumo-producción.

Un ejemplo sencillo es el del ventilador. Creo que un ventilador tiene una eficiencia máxima de 40%, es decir, si gasta 100W en trabajo, puede producir 40W con el movimiento que este mismo genera. No obstante, creo que un señor hace un año inventó unas movidas para que se aumente hasta 98% o algo así, lo cual es sencillamente impresionante, pero no hace que el hecho de alcanzar el 100% siga estando igual de lejos xD.

No obstante tienes razón en lo que dices, ahora mismo esa piececita consume muchísima más energía de la que teóricamente genera. Como dije, no puedes lograr nada con eso, pero sí quizás sea un primer paso para algún día, acercarse o incluso alcanzar dicha realidad. Por poder, incluso puede que llegue a tener una utilidad completamente desconocida hasta ahora que nos sorprenda, quién sabe.

#23 Sep, exacto. Si algún día logramos hacer una, sea como sea, será ampliamente utilizada ya que supondría una forma perfecta de obtención de energía. Incluso aunque generase poquito beneficio, se trataría de algo sublime.

#25 Desde luego, y rozamiento 0 solo tiene el espacio exterior... Que digo, coño, ni eso xDD. Las mismas partículas virtuales del entorno cuántico añaden fricción aunque sea prácticamente nula, esto ya lo posteé hace un tiempo, que venía de un artículo de Science. Pero vamos que ya, sé de sobra que es imposible hacer una de esas máquinas, al menos con lo que conocemos xD.

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Xeiss #25 Jun '11 Cofrade

#24 Pero piensa que para hacer una se necesitaría un medio donde el rozamiento neto es 0, y eso la verdad dudo mucho que se pueda conseguir, de todas todas el tiempo es el que manda en estas cosas.

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Isidrus #26 Jun '11 Gafe

que movidas xD

Nority #27 Jun '11

#21 No eran ''ay'' de desesperación, es que sinceramente no sabía que decir.

angelorz #28 Jun '11 Cofrade

consiguieron «menearlo» a alrededor del 5% de la velocidad de la luz

El 5% de 3x10⁸ (en realidad es 299.792.458 m/s o 299.792,458 Km/s) es sólo 14.989.622,9 m/s... vamos, como un Renault Clio.

Imaginad lo que se conseguirá cuando consigamos acercarnos más a la velocidad de la luz...

Qué pasada.

#29 yo no hablo de modificar la velocidad...

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Headhunt #29 Jun '11

#28 ¿que se puede conseguir si modificamos la velocidad?

¿Si pero que clase de cosas pueden ocurrir cuando lleguen a la velocidad de la luz? Te hablo desde la más absoluta ignorancia en cuanto a estos temas. Como mucho se algo de la fisica de la luz, los fotones y radiación EM pero nada más.

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Zerokkk #30 Jun '11

#28 Sin duda es impresionante, pero no tiene nada de especial. Es un material que de por sí es sensible a los campos magnéticos y por lo tanto, muy fácil de acelerar, y esto sin contar que era una pieza nanométrica. Podemos usar los protones del LHC como analogía, y estos alcanzaránn el 99.96% la velocidad de la luz cuando funcione a 7 TeV xD.

#29 No se alcanzará, por lo menos hoy en día no existen formas teóricas factibles para hacerlo de forma directa. Puedes alcanzar 99.99% o más, pero para llegar al 100%, se supone que hace falta energía infinita. Es un límite matemático, pero quizás el lado físico no esté tan lejos, y aunque quizás no haga falta energía infinita, seguramente sea suficiente como para hacer que un objeto con masa se transforme ipso-facto en un agujero negro al alcanzar dicha velocidad xD.

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