En un asombroso fenómeno de la física cuántica llamado túnel, las partículas parecen moverse más rápido que la velocidad de la luz. Sin embargo, los físicos de Darmstadt creen que hasta ahora no se ha medido correctamente el tiempo que tardan las partículas en entrar en un túnel. Proponen un nuevo método para detener la velocidad de las partículas cuánticas.

En la física clásica existen leyes estrictas que no se pueden eludir. Por ejemplo, si una bola que rueda carece de energía, no subirá una colina; en cambio, volverá a bajar antes de llegar a la cima. En física cuántica, este principio no es tan estricto. Aquí, una partícula puede cruzar una barrera, incluso si no tiene suficiente energía para cruzarla. Actúa como si se deslizara por un túnel, por lo que este fenómeno también se conoce como «túnel cuántico». Lejos de ser una simple magia teórica, este fenómeno tiene aplicaciones prácticas, como en el funcionamiento de las unidades de memoria flash.

Túneles cuánticos y relatividad

En el pasado, llamaron la atención los experimentos en los que las partículas penetraban más rápido que la luz. Después de todo, la teoría de la relatividad de Einstein prohíbe velocidades más rápidas que la luz. Por lo tanto, la pregunta es si en estos experimentos se “detuvo” correctamente el tiempo necesario para la construcción de túneles. Los físicos Patrik Schach y Enno Giese de la Universidad Técnica de Darmstadt están siguiendo un nuevo enfoque para definir el «tiempo» de una partícula en túnel. Ahora han propuesto un nuevo método para medir este tiempo. En su experimento, lo miden de una manera que creen que se adapta mejor a la naturaleza cuántica de los túneles. Publicaron el plan de su experimento en la famosa revista. Los científicos progresan.

Dualidad onda-partícula y túnel cuántico

Según la física cuántica, las partículas pequeñas como los átomos o las partículas ligeras tienen una naturaleza dual.

Según los experimentos, se comportan como partículas o como ondas. Los túneles cuánticos resaltan la naturaleza ondulatoria de las partículas. Un “paquete de olas” rueda hacia la barrera, comparable a una ola de agua. La altura de la onda indica la probabilidad con la que la partícula se materializaría en ese lugar si se midiera su posición. Si el paquete de ondas choca contra una barrera energética, parte de él se refleja. Sin embargo, una pequeña porción atraviesa la barrera y existe una pequeña probabilidad de que la partícula aparezca al otro lado de la barrera.

Reevaluación de la velocidad del túnel

Experimentos anteriores observaron que una partícula ligera viajaba una distancia más larga después de hacer un túnel que una partícula con camino libre. Por tanto, habría viajado más rápido que la luz. Sin embargo, los investigadores tuvieron que definir la ubicación de la partícula después de su paso. Eligieron el punto más alto de su paquete de ondas.

“Pero la partícula no sigue una trayectoria en el sentido clásico de la palabra”, objeta Enno Giese. Es imposible decir exactamente dónde se encuentra la partícula en un momento dado. Por tanto, es difícil decir cuánto tiempo llevará llegar del punto A al punto B.

Un nuevo enfoque para medir el tiempo de construcción de túneles

Schach y Giese, por su parte, se inspiran en una cita de Albert Einstein: “El tiempo es lo que se lee en un reloj. » Sugieren utilizar la propia partícula del túnel como reloj. Una segunda partícula que no forma un túnel sirve como referencia. Al comparar estos dos relojes naturales, es posible determinar si el tiempo pasa más lento, más rápido o igual de rápido durante el túnel cuántico.

La naturaleza ondulatoria de las partículas facilita este enfoque. La oscilación de las ondas es similar a la oscilación de un reloj. Más concretamente, Schach y Giese proponen utilizar átomos como relojes. Los niveles de energía de los átomos oscilan a determinadas frecuencias. Después de enviar un átomo Con un pulso láser, sus niveles inicialmente oscilan sincronizados: se pone en marcha el reloj atómico. Sin embargo, durante el túnel el ritmo cambia ligeramente. Un segundo pulso láser provoca que las dos ondas internas del átomo interfieran. La detección de interferencias mide la distancia entre las dos ondas de niveles de energía, que es una medida precisa del tiempo transcurrido.

Un segundo átomo, que no forma un túnel, sirve como referencia para medir la diferencia de tiempo entre la formación de túneles y la no formación de túneles. Los cálculos de los dos físicos sugieren que la partícula túnel mostrará un tiempo ligeramente retrasado. «El reloj del túnel es un poco más antiguo que el otro», explica Patrik Schach. Esto parece contradecir los experimentos que atribuían velocidad superluminal al túnel.

El desafío de implementar el experimento.

En principio, la prueba se puede realizar con la tecnología actual, explica Schach, pero para los experimentadores supone un gran desafío. De hecho, la diferencia horaria a medir es sólo de unos 10^-26 segundos: un tiempo extremadamente corto. Es útil utilizar nubes de átomos como relojes en lugar de átomos individuales, explica el físico. También es posible amplificar el efecto, por ejemplo aumentando artificialmente las frecuencias de reloj.

«Actualmente estamos discutiendo esta idea con colegas experimentadores y estamos en contacto con nuestros socios del proyecto», añade Giese. Es muy posible que pronto un equipo decida llevar a cabo este apasionante experimento.

Referencia: “Una teoría unificada de los tiempos de túneles promovida por los relojes de Ramsey” por Patrik Schach y Enno Giese, 19 de abril de 2024, Los científicos progresan.
DOI: 10.1126/sciadv.adl6078

Tras la gran actualización de la semana pasada, Google es despliegue Android 15 Beta 2.1 hoy con una solución única para el espacio privado.

AP31.240426.023 con parche de seguridad de mayo de 2024 está disponible para todos los dispositivos compatibles: Pixel 6, Pixel 6 Pro, Pixel 6a, Pixel 7, Pixel 7 Pro, Pixel 7a, Pixel Tablet, Pixel Fold, Pixel 8, Pixel 8 Pro y Pixel 8a .

• Esta actualización menor de Android 15 Beta 2 soluciona el problema por el cual la creación de un espacio privado en un dispositivo eliminaba los íconos de aplicaciones de la pantalla de inicio (o de las pantallas de inicio si se habían agregado varias pantallas de inicio). (Número 340868295)

Esta pequeña actualización OTA de 11 a 12 MB ya está ampliamente implementada.

Google también proporcionó algunos consejos sobre cómo utilizar el espacio privado, siendo este último particularmente práctico:

• Si ha ocultado un espacio privado y no recuerda cómo recuperarlo, escriba «Espacio privado» en la barra de búsqueda y toque «Espacio privado: toque para configurar o abrir».
• Si olvida el factor de desbloqueo del Espacio privado, puede eliminar el Espacio privado desde Configuración > Sistema > Opciones de reinicio > Eliminar espacio privado, utilizando el factor de desbloqueo de su dispositivo.
• Puedes instalar una versión de Private Space para una aplicación de tu propiedad fuera de Private Space manteniendo presionado el ícono de la aplicación y tocando «Instalar de forma privada».

Todos los dispositivos elegibles registrados en el Programa beta de Android para Pixel Se ofrecerá una actualización inalámbrica (OTA) a la versión beta 2.1.

• Pixel 8a: imagen de fábrica – OTA
• Pixel 8 Pro: imagen de fábrica – OTA
• Píxel 8: imagen de fábrica – OTA
• Tableta Pixel: imagen de fábrica – OTA
• Pixel Fold: imagen de fábrica – OTA
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• Píxel 7: imagen de fábrica – OTA
• Pixel 6a: imagen de fábrica – OTA
• Pixel 6 Pro: imagen de fábrica – OTA
• Píxel 6: imagen de fábrica – OTA

Los mecanismos detallados de cómo la materia cae sobre un agujero negro desde fuera del horizonte de sucesos se han revelado en un nuevo artículo.

Como predijo la teoría de la gravedad de Einstein, hay un punto en el que la materia deja de girar alrededor del agujero negro y cae hacia abajo, hundiéndose precipitadamente más allá del punto de no retorno.

Hoy, gracias a los datos radiológicos de un agujero negro activo, por fin tenemos pruebas de la existencia de esta «región de inmersión».

«La teoría de Einstein predijo que esta caída final existiría, pero esta es la primera vez que hemos podido demostrar que sucede». dice el físico teórico Andrew Mummery de la Universidad de Oxford en el Reino Unido.

«Piense en ello como un río que se convierte en una cascada: hasta ahora hemos mirado el río. Esta es la primera vez que vemos la cascada».

La materia que se mueve hacia un agujero negro no sigue una línea recta. Da vueltas y vueltas, como agua arremolinándose, girando en espiral, inexorablemente hacia una alcantarilla. No es una comparación inútil: la comparación es tan adecuada que los científicos utilizan vórtices de agua arremolinados para estudiar los entornos alrededor de los agujeros negros.

Estudiar los agujeros negros en sí es un poco complicado, porque el espacio-tiempo distorsionado que los rodea es muy extremo.

Pero hace varias décadas, el trabajo teórico de Albert Einstein predijo que a cierta proximidad del agujero negro, la materia ya no podría seguir una órbita circular estable y caería directamente hacia abajo, como el agua sobre el borde del agujero negro. drenaje similar.

No hay razón para creer que no sea así (la materia debe cruzar el horizonte de sucesos de una forma u otra, y la teoría de la gravedad de Einstein ha resistido un escrutinio generalizado), pero de lo que los astrofísicos no están seguros es de si Sería capaz de detectarlo.

El trabajo de Mummery y sus colegas tuvo varias partes. Uno de ellos fue el desarrollo de simulaciones numéricas y modelos que describen la región de inmersión para revelar el tipo de luz que emite. Después de eso, necesitaban evidencia observacional que contuviera la misma emisión de la región de inmersión.

El agujero negro en cuestión se encuentra en un sistema a unos 10.000 años luz de distancia llamado MAXI J1820+070. Este sistema contiene un agujero negro de aproximadamente 8,5 veces la masa del Sol y una estrella compañera binaria, cuyo agujero negro elimina material a medida que el par de objetos orbita, alimentándose en ráfagas que se manifiesta como parpadeo de rayos X.

Los astrónomos observaron este agujero negro para comprender mejor su comportamiento, por lo que los investigadores pudieron acceder a datos de muy alta calidad obtenidos mediante rayos X. nustar Y MEJOR Instrumentos en órbita terrestre baja. Se centraron particularmente en una explosión que ocurrió en 2018.

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Estudios anteriores habían señalado que durante las observaciones de esta explosión se detectó un brillo adicional que realmente no podía explicarse.

A estudio 2020 Se planteó la hipótesis de que este resplandor podría surgir de la región de la órbita circular estable más interna, es decir, la zona de inmersión. Mummery y sus colegas estudiaron este brillo con especial cuidado y descubrieron que coincidía con la emisión que habían obtenido de sus simulaciones.

Según los investigadores, esto finalmente establece sin lugar a dudas la existencia de la región de inmersión, brindándonos una nueva sonda para el régimen gravitacional extremo en la región inmediatamente fuera del horizonte de sucesos de un agujero negro.

«Lo que es realmente emocionante es que hay muchos agujeros negros en la galaxia, y ahora tenemos una nueva y poderosa técnica para usarlos para estudiar los campos gravitacionales más fuertes conocidos». Mama dice.

“Creemos que esto representa un nuevo e interesante avance en el estudio de los agujeros negros, que nos permitirá estudiar esta última región a su alrededor.

Sólo entonces podremos comprender completamente la fuerza gravitacional. Esta inmersión final del plasma ocurre en el borde mismo de un agujero negro y muestra la materia reaccionando a la gravedad en su forma más fuerte posible. »

La investigación fue publicada en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.