Investigadores españoles trabajan en prototipo de teletransportación cuántica

Fuente: Los Tiempos.

Investigadores españoles trabajan en un proyecto de la Agencia Espacial Europea (ESA) sobre teletransportación cuántica, consistente en el envío de un manual de instrucciones para reconstruir objetos idénticos en lugares lejanos.

El "transceptor", que estará listo en junio de 2010, es el prototipo de un sistema que se instalaría en el módulo Columbus de la Estación Espacial Internacional y enviaría fotones entrelazados a dos estaciones terrestres.

Las estaciones, situadas a 1.400 kilómetros de distancia, están localizadas en la isla española de Tenerife y en la localidad de Calar Alto, en Almería.

José Capmany, miembro del Grupo de Comunicaciones Ópticas y Cuánticas de la Universidad de Politécnica de la ciudad de Valencia (UPV), explicó a Efe que el proyecto consiste en una serie de experimentos que pretenden investigar el comportamiento de los fenómenos cuánticos en el espacio.

En el participan tres grupos de investigación del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), uno del Instituto de Telecomunicación y Aplicaciones Multimedia de la Universidad Politécnica de Valencia, y otro de la Universidad Complutense de Madrid.

Igualmente intervienen varias empresas como Tecnológica, Thales Alenia Space, y las dos pymes Emxys y Lidax.

Capmany señaló que "uno de los fenómenos más fascinantes que se estudiarán en el ámbito de este proyecto, conocido como Space-Quest: Quantum Entanglement in Space Experiments, es la teleportación".

"Desplazar individuos de un planeta a otro en un instante sigue siendo ciencia-ficción, sin embargo los científicos ven factible transmitir el estado cuántico de partículas microscópicas de un punto del espacio a otro alejado del primero", matizó.

El investigador de la UPV precisó que "no se trataría de transportar materia, sino de enviar el manual de instrucciones que permita reproducir fielmente el estado de una partícula en otra partícula alejada de la primera".

"De hecho, éste resultado ya se ha logrado en laboratorios terrestres. Sin embargo, indicó Capmany, conseguir el mismo efecto en el espacio tendría unas implicaciones cruciales para el desarrollo de aplicaciones tecnológicas".

El transceptor cuántico tendrá las características que impone una misión espacial, como son las dimensiones pequeñas (una caja de no más de 20 centímetros de lado), peso limitado (menos de 3 kilogramos) y bajo consumo (menos de 15 watios).

La Mecánica Cuántica de las galletas

Fuente: NeoFronteras.

Crean un modelo mecánico cuántico para ayudar a que los alimentos industriales
tengan mejores cualidades nutritivas y organolépticas.

A veces creemos que las investigaciones que se hacen en ciencia básica son lejanas y que pocas veces tienen aplicación práctica, sobre todo cuando vienen de teorías que juzgamos exóticas, académicas o simplemente fundamentales.

La Mecánica Cuántica ya nos ha demostrado su utilidad en los dispositivos electrónicos de consumo, y más que lo hará conforme la miniaturización de los componentes de los microprocesadores y memorias se hagan cada vez más pequeños. Pero nunca pensaríamos que se podría aplicar a las galletas de nuestro desayuno.

Un alimento, como pueda ser una galleta, es algo complejo y sus atributos de sabor, olor y textura dependen en última instancia de las interacciones moleculares de sus componentes a lo largo de todo su proceso de fabricación.

Un grupo de investigadores liderados por Won bo Lee de UC Santa Barbara y del Centro de Investigaciones de Nestlé han investigado la física de la comida. Sus resultados pueden ayudar a la fabricación de alimentos más estables, nutritivos y más ricos en aromas y sabores.
Se han centrado en este caso en la interacción de los lípidos (grasas) con el agua, que son elementos vitales de la física de la estructura de los alimentos.

Los alimentos, además de saber bien, deben de cumplir funciones nutricionales saludables específicas. Están hechos de una gran variedad de componentes como proteínas, vitaminas, carbohidratos, etc, que dificultan su optimización estructural. Se puede llegar a pensar que, inspirándose en este trabajo mecánico cuántico publicado en Physical Review Letters, se podría conseguir ensamblar todos estos componentes en una estructura optimizada estable. Aunque los aspectos nutricionales no están relacionados directamente con la estructura del alimento, si queremos que estos alimentos se liberen en el organismo de manera adecuada, la estructura de la comida es una parámetro importante.

En el trabajo de investigación los autores han creado un modelo termodinámico que describe las fases o estados observados en una disolución acuosa de lípidos. Varios factores son responsables de las fases en este tipo de sistemas, que incluye la competición entre puentes de hidrógeno, entropía de lípidos, efectos hidrofóbicos, etc.

En el modelo matemático se utiliza una teoría de campos autoconsistente (SCFT), que es una teoría cuántica que permite el cálculo del diagrama de fases de un sistema.

Según sus autores, antes de este estudio no existía un marco teórico establecido que interpretara plenamente los cambios estructurales que ocurren en la interfase agua-lípido bajo condiciones variables.

Una cuestión importante para los científicos en manipulación de alimentos será identificar cómo las aproximaciones inspiradas en la Física pueden ser aplicadas al procesamiento de alimentos a escala industrial, en particular cuando el alimento es procesado de manera compleja.

Este trabajo no es el único en el campo. Ya en 2005 los científicos reportaron que las espumas y emulsiones pueden ser más estables mediante la mejora de la estabilidad de los emulsionantes en la interfase y cómo alimentos líquidos cristalinos pueden acarrear ingredientes específicos. También (Nature Materials, Vol. 4, p. 729, 2005) se estudió cómo optimizar el diseño de las matrices de polisacárido para mejorar la estabilidad de los alimentos frente a la oxidación o la degradación térmica.

Quizás un día de estos, cuando se esté comiendo una galleta, que aunque no tenga el sabor de las que le hacía su abuela, se esté comiendo un producto cuyas cualidades se deban en parte a estudios de una no tan lejana Mecánica Cuántica.

Otro mundo es posible, según la física cuántica

Fuente: Publico.es.

Cuenta un viejo chiste que un niño le pide a su padre, físico teórico, una descripción del caballo. El interpelado comienza: “Supongamos un caballo totalmente esférico y sin rozamiento...”.

El ejemplo sirve para ilustrar que la física maneja modelos muy alejados de lo cotidiano; sobre todo, la rama cuántica, que estudia el átomo y resulta más abstracta que la física de los cuerpos o newtoniana. Ambas están separadas por una brecha hasta ahora insalvable, aunque el paradigma postula que ambas deben atenerse a un principio único.

La manzana y el gato

La física de Newton trabaja con certidumbres. Tomando como caso la legendaria manzana, si ésta se deja caer desde una cierta altura, las fórmulas clásicas permiten predecir con exactitud dónde caerá, cuándo y a qué velocidad. Pero, si se reemplaza la manzana por un átomo, la física cuántica no aportaría sino probabilidades, que dejan abierta cualquiera de las opciones posibles, incluso la de que el fruto nunca llegará al suelo.

Un modelo de lo anterior es la llamada paradoja del gato de Schrödinger, enunciada por este físico austriaco en 1937, que plantea una situación extravagante. Un gato está encerrado en una caja y su supervivencia depende de que ocurra un evento concreto. Si, desde la física newtoniana, el gato muere, por ejemplo, cuando la manzana toca el suelo, es sencillo adivinar el estado de salud del animal sin necesidad de abrir la caja: vivo hasta que la fruta cae a tierra, y muerto a partir de ese momento.

Si la salvación del felino recayera en un fenómeno cuántico, la historia sería otra. Junto al gato se encuentra un átomo radioactivo a punto de desintegrarse y las leyes en este caso sólo proponen probabilidades. Un elemento radioactivo posee una propiedad llamada semivida, que es el plazo de tiempo en el cual la mitad de los núcleos de una muestra se han desintegrado.

Mundos múltiples

Centrando el caso del gato en este periodo, ¿a qué mitad pertenecerá el átomo de la caja? Para la física cuántica, a las dos; que concurren, cada una con su probabilidad. Y si el átomo está a la vez, con probabilidades respectivas del 50%, intacto y desintegrado, la consecuencia es que está vivo y muerto al mismo tiempo.

Por supuesto, lo anterior contradice la realidad y es aquí donde los físicos deben encontrar una teoría unificada entre la física determinista del gato y la probabilística del átomo.

En 1957, el físico Hugh Everett propuso la interpretación de los mundos múltiples o multiverso, que trata de conciliar ambos modelos: el gato está vivo y muerto, pero en dos universos distintos, o paralelos. La idea fue recibida con entusiasmo por algunos, y tachada de ridícula por otros. Sin embargo, ha aguantado todos los intentos de rebatirla, en gran medida gracias al trabajo que el físico de la Universidad de Oxford David Deutsch ha desarrollado en la última década.

Ahora, sus colaboradores Simon Saunders y David Wallace han aportado contundentes argumentos a favor del modelo, con motivo de la conferencia celebrada por el 50 aniversario del trabajo de Everett en el instituto Perimeter, en Waterloo (Canadá).

Estructura ramificada

La nueva aportación resuelve un cabo suelto que esgrimían los detractores: el multiverso excluye la probabilidad, que según los físicos no es un concepto discutible, sino una propiedad contrastada por los experimentos. En la probabilidad se basa una regla de la física cuántica —regla de Born— que las observaciones han corroborado. El hallazgo de Saunders y Wallace ha logrado acomodar la probabilidad en el multiverso.

Los universos forman una estructura ramificada. Al aplicar la regla, los físicos demuestran que las probabilidades obtenidas para cada uno encajan a la perfección con la jerarquía y grosor de cada rama; en otras palabras, la regla de Born no es incompatible con el multiverso, y de hecho, lo predice. Superado este escollo, cada universo se rige por la certidumbre newtoniana.

Experto afirma Biología aplica avances cuánticos para estudiar virus y curar

El profesor de la Universidad de Valladolid Mariano del Olmo afirmó hoy que "se está intentando" aplicar las técnicas y teorías cuánticas en campos como la Biología "para estudiar la estructura de los virus y las cadenas de ADN", algo "importante" para "llegar a curar enfermedades".

Del Olmo, en declaraciones a Efe durante la celebración del V Congreso de Teorías Cuánticas y Simetrías que se está desarrollando en Valladolid, consideró que la aplicación de los avances cuánticos y las simetrías en Biología permite "clasificar estructuras" de virus y, "si se llega a un conocimiento preciso", se puede "llegar a curar enfermedades que ahora son imposibles de curar" o, incluso, la "la medicina a la carta", que cada paciente se pueda curar "mucho más eficientemente".

El organizador del V Congreso de Teorías Cuántica y Simetrías, que se celebrará hasta el próximo día 27 y tiene lugar cada dos años, explicó que los avances científicos en esos ámbitos son los relativos "a mejorar las máquinas aceleradoras de partículas", algo que "influye en la aparición de nuevos materiales y técnicas".

Del Olmo destacó que la aparición de instrumentos como el microscopio electrónico, la resonancia magnética nuclear, el transistor o el chip están relacionados con la teoría cuántica.

También destacó que se están llevando a cabo estudios teóricos "para poder construir en el futuro un nuevo tipo de ordenadores que sean mucho más rápidos y eficientes que los actuales" y para mejorar la encriptación de datos, es decir, "hacer que la información que se envía sea más segura".

El experto explicó que las simetrías son "ciertas facilidades que presentan algunos sistemas físicos" y que hacen "mucho más fácil" su estudio.

"Estas propiedades permiten tener mucha información sobre sistemas físicos a partir de pocos datos iniciales", algo que permite "avanzar lo más posible en el conocimiento de partículas, sistemas atómicos y cosas mucho más sofisticadas", añadió.

En este congreso, al que asisten doscientos expertos de distintos países, se imparten charlas a cargo de "gente de máximo prestigio en su campo" para aportar "los últimos avances", además de que los participantes "presentan sus avances e investigaciones"

El objetivo es, según apuntó Del Olmo, "dar a conocer nuestras investigaciones y tener de primera mano lo que se está haciendo en todo el mundo". EFE

Fuente: Electrónicafacil.