Qui té por de la MQ ?

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

Emili ElizaldeICE-CSIC, IEEC, UAB

Personatges:

1ª Conf. Solvay, 1911

5ª Conf. Solvay, 1927

Pre-acte:

De què anirà això

• 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

Acte I:

Prolegòmens matemàtics

Bernhard Riemann discutint amb Karl Gauss

Euclides Descartes Lobachevsky Bolyai

(estança amb quadres a la pared)

• 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

Acte II:

Evidència física

• 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

• 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

Acte III:

Formalització

• 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

Acte IV:

Maduresa

• 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

Acte V:

Universalitat

• 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 …

FinaleGalileo 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

www.motionmountain.net/Quantumca.wikipedia.org/wiki/Mecànica_quàntica www.lesswrong.com/Quantum-PhysicsVisual Quantum Mechanics phys.educ.ksu.edu/www.nucleares.unam.mx/~vieyra/cuant1.htmlhttp://astrojem.com/teorias/mecanicacuantica.htmlhttp://la-mecanica-cuantica.blogspot.com.es/

Markus Arndt

Quí té ara por de la

MQ ?