1 of 22

Qui té por de la MQ ?

​

Discusió científico-filosòfica en cinc Actes iFinale, a més d’un (important) Pre-acte

​

Emili Elizalde

​

ICE-CSIC, IEEC, UAB

2 of 22

Personatges:

3 of 22

1ª Conf. Solvay, 1911

5ª Conf. Solvay, 1927

4 of 22

Pre-acte:

​

​

De què anirà això

5 of 22

  • Nivell trama: no magia espectacular, no dona barbuda, no home elefant ni nen amb dos caps; no formalismes tècnics
  • Essència, esprit, connexions interdisciplinars, trama complexa, conferència única, sociologia científica, … no ho trobareu en lloc més!
  • Marc o escenari: R Feynman “Ningú no pot entendre la MQ”
  • Propietats de l’inframón molt diferents simetries t, etc, reversibilitat (veure D Jou)
  • Fletxa del temps: termodinàmica, quàntica
  • Components de tot: e,p,n, ... pols d’estrelles Diferències on, en quin nivell? Genòmica, proteinòmica, …
  • Coneixement útil: clons, órgans, varietats gen modif

6 of 22

Acte I:

​

Prolegòmens matemàtics

7 of 22

Bernhard Riemann discutint amb Karl Gauss

Euclides Descartes Lobachevsky Bolyai

(estança amb quadres a

la pared)

8 of 22

  • Geometries no euclidianes: Bolyai, Lobachewsky, Gauss, Riemann
  • Espais de moltes dimensions: varietats, Riemann
  • Espais de dimensió infinita: Banach, Hilbert
  • Funcions especials: Euler, Jacobi, Riemann
  • Àlgebra multilineal: tensors, matrius

​

  • Previ: teoria de probabilitats, càlcul diferencial
  • Futur: integrals de camí, integrals i derivades funcionals

​

​

9 of 22

Acte II:

​

Evidència física

10 of 22

11 of 22

  • Natura [in operationibus suis] non facit saltus (s.XV)
  • Llum és ona: Hooke, Huygens, Euler (s. XVII-XVIII)
  • Doble escletxa: interferències Thomas Young 1803
  • Raigs catòdics: Faraday 1838
  • Radiació de cos negre: Kirchhoff 1859, Wien 1896
  • Ludwig Boltzmann 1877: “els nivells d’energia d’un sistema físic podrien ser discrets”
  • Max Planck 1899: “A la natura valors de l’acció menors d’ ħ = 1.06 ⋅ 10−34 Js no es poden observar”
  • Atoms, electrons 1897 JJ Thomson (H/1000)
  • Espectres H: 1880’s fòrmules de Balmer, Rydberg, sèrie de Lyman 1906, difracció de Bragg 1913
  • Nivells atòmics: transicions entre nivells quantific.
  • Einstein: efecte fotoelèctric (Hertz), Millikan

​

12 of 22

  • Més efectes Q: Compton, Raman, Zeeman, Stark
  • Astronomia: bosc Lyman alpha, efecte Sunyaev-Zel’dovich (Compton invers)
  • Conseqüències: la natura fa salts, com al cinema, fotogrames (moviment fictici)
  • No hi ha repòs, com en un eixam d’abelles
  • Tota mesura és un efecte quàntic: mida, forma, color, massa, de qualsevol objecte
  • Mecànica Quàntica: Max Born recordant Galileo “piccolissimi quanti”
  • Vella teoria quàntica: Bohr, Debye, Sommerfeld,…
  • N Bohr i W. Heisenberg 1925: l’acabaren del tot
  • Pauli 1925 principi d’exclusió

​

13 of 22

Acte III:

​

Formalització

14 of 22

15 of 22

  • Schrödinger vs Heisenberg (i Born): equació d’ones vs. mecànica de matrius
  • Heisenberg: principi d’indeterminació o d’incertesa
  • Orbitals quimics: probabilitat però…
  • Amplitut de probabilitat:

funció d’ona, no linealitat

  • Dirac, Hilbert, von Neumann: formulació matemàtica rigorosa

​

​

16 of 22

Acte IV:

​

Maduresa

17 of 22

  • Espais de Hilbert: Banach norma compl, dimensió infinita, funció ζ
  • Bohr MQ Copenhagen
  • Feynman, Schwinger, Tomonaga: QED, QFT
  • Integrals de camí de Feynman
  • Paradoxa EPR: “entanglement”
  • Problema de la mesura: col∙lapse de la funció d’ona

​

​

​

18 of 22

Acte V:

​

Universalitat

19 of 22

  • Teories gauge: molts noms i PN, …

GUTs, QCD, SUSY, SUGRA, Scordes, M

  • Unificaciò de les interaccions: simetries, ruptura, Higgs molt important a nivell Q
  • Quàntica de forats negres, teoria de la informació
  • Computació Quàntica, teleportació: Zeilinger, I Cirac, Peter Shor theorem
  • Impacte directe en cosmología: efectes quàntics mesurables
  • Fluctuacions del buit quàntic (Heis), efecte Casimir, constant cosmològica, inflació, origen de l’Univers, expansió accelerada …

​

20 of 22

Finale

Galileo i Newton explicaren el món amb la Mecànica Clàssica, però tot el que veuen els nostres ulls, començant per aquesta taula, i els nostres pròpis cossos, i acabant amb els estels i l’Univers sencer,

és del tot incomprensible, a fons, sense la Mecànica Quàntica

​

21 of 22

www.motionmountain.net/Quantum

ca.wikipedia.org/wiki/Mecànica_quàntica www.lesswrong.com/Quantum-Physics

Visual Quantum Mechanics phys.educ.ksu.edu/

www.nucleares.unam.mx/~vieyra/cuant1.html

http://astrojem.com/teorias/mecanicacuantica.html

http://la-mecanica-cuantica.blogspot.com.es/

Markus Arndt

22 of 22

Quí té ara por de la MQ ?