Angel "Java" Lopez en Blog

Publicado el 19 de Septiembre, 2014, 14:37

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Nada mejor que seguir citando al libro del anterior post, "An Elementary Primer for Gauge Theory" de K.Moriyasu. Leo al comienzo del primer capítulo:

Modern gauge theory has emerged as one of the most significant and far-reaching developments of physics in this century. It has allowed us for the first time to realize at least a part of the age old dream of unifying the fundamental forces of nature. We now believe that electromagnetism, that most useful of all forces, has been successfully unified with the nuclear weak interaction, the force which is responsible for radioactive decay. What is most remarkable about this unification is that these two forces differ in strength by a factor of nearly 100 000. This brilliant accomplishment by the Weinberg-Salam gauge theory, and the insight gained from it, have encouraged the hope that all of the fundamental forces may be unified within a gauge theory framework. At the same time, it has been realized that the potential areas of application for gauge theory extend far beyond elementary particle physics. Although much of the impetus for gauge theory came from new discoveries in particle physics, the basic ideas behind gauge symmetry have also appeared in other areas as seemingly unrelated as condensed matter physics, non-linear wave phenomena and even pure mathematics. This diversity of interest in gauge theory indicates that it is in fact a very general area of study and not exclusively limited to elementary particles.

Vemos que un gran avance que surgió fue la unificación de dos fuerzas, la electromagnética (que ya había aparecido como la unificación de los fenómenos eléctricos y magnéticos) y la fuerza débil.

Pero también, el tema gauge involucra un gran papel a la simetría. Esto no fue evidente al principio: por ejemplo, la primer teoría con gauge, el electromagnetismo, vió a la simetría como un simple recurso de simplificación de cálculos. Fue Einstein quien puso la simetría como algo más fundamental en su teoría de relatividad general, y de nuevo, ahí aparece un gauge. Pero ya veremos los detalles. Por ahora, son simples notas

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez

Por ajlopez, en: Ciencia

Publicado el 17 de Septiembre, 2014, 14:55

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Hay tanto para estudiar, comentar y compartir sobre este tema. Por un lado, es un tópico importante de la física, y aún en las matemáticas modernas. Por otro lado, es difícil encontrar una explicación clara y para "amateurs" interesados como yo. O hay explicaciones muy simplificadas, o hay artículos muy técnicos.

Uno de los libros que estoy leyendo, es "An Elementary Primer for Gauge Theory" de K.Moriyasu. Me parece bien organizado, escrito a comienzos de los ochenta del siglo pasado. Leo al comienzo:

The understanding of nuclear and elementary particle physics has now reached a historical turning point. During the last decade, a revolution has quietly occurred — a revolution called "Gauge Theory". For the first time in 50 years, since the birth of modern nuclear physics, gauge theory allows us to understand how the fundamental forces of nature may be unified within a single coherent theory. The discovery of gauge theory rivals in importance the development of both relativity and quantum mechanics. In contrast to the situation less than 10 years ago, gauge theory now dominates nearly ;ill phases of elementary particle physics today. Even the reasons for performing new experiments are now judged by their relevance for testing the predictions of gauge theory.

Clearly, such an exciting development should be widely accessible and understandable not only to theoreticians but also to experimental physicists, students and the "intelligent layman" as well, like politics and war, gauge theory has become too important to he left only to the experts...

Bueno, un poco exagerado, pero pienso que es muy interesante difundir los temas que tocan estas teorías, porque sino no se entiende de que va la física de partículas de nuestros días.

...Unfortunately, for the reader who wishes to first understand the basic physical ideas behind gauge theory, the published literature can present a daunting challenge. The leason for the difficulty is that gauge theory represents a totally new synthesis of quantum mechanics and symmetry ideas which have been applied to the entire field of elementary particle physics. I believe that gauge theory can be appreciated by the nonexpert; that is the raison d'etre for this primer. In order to emphasize the physics of gauge theory rather than the mathematical formalism, I have used a new intuitive approach and designed the text primarily for the reader with only a background in quantum mechanics. My "oul in this primer is to hopefully leave the reader with an appreciation of the elegance and beauty of gauge theory.

Sí, hace falta conocer algo de mecánica cuántica, y también de las matemáticas necesarias, como conceptos de geometría diferencial. Pero el autor va avanzando mostrando los temas de una forma más clara que otras introducciones que he hojeado.

This book was motivated by my own desire as a "non-expert" to learn something about gauge theory. Over a period of 4-5 years, I wrote a series of short pedagogical articles on gauge theory topics for the American and European Journals of Physics. These articles allowed me to test the ideas and the writing style for this primer. I also found that trying to satisfy the high standards of the referees for these journals encouraged me to develop much clearer explanations for many gauge theory topics. I am indebted to these referees who do their work in anonymity.

Por lo que leí, hace falta más que ser un lego interesado: cuando introduce algunas fórmulas, si bien sencillas, son dadas como ya conocidas por el lector. Supongo que habrá querido decir "non-expert physicist or student".

Esta es una de las fuentes que voy a usar cuando me anime a comenzar una serie de post explícitos sobre teorías gauge, sin que sean como esta serie, simple notas para compartir.

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez

Por ajlopez, en: Ciencia

Publicado el 15 de Septiembre, 2014, 5:40

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Detrás de este tema está gran parte de la física moderna. Tanto sus conceptos como su historia entrelazan temas físicos como los campos, y matemáticos, como las simetrías, los grupos y hasta geometría diferencial. Una segunda entrega de enlaces:

[hep-ph/9705211] Introduction to Gauge Theories

(505) What is Gauge Theory (intuitively)? - Quora

Gauge Theories of the Strong and Electroweak Interactions


Particle Physics 5: Basic Introduction to Gauge Theory, Symmetry & Higgs - YouTube

[hep-th/9602122] The Unreasonable Effectiveness of Quantum Field Theory

Los conceptos de campo, partícula, partícula virtual y vacío | La Ciencia de la Mula Francis

Gauge theories - Scholarpedia

Gauge Theory -- from Wolfram MathWorld

[math-ph/9902027] Preparation for Gauge Theory

Gerard ′t Hooft

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Angel "Java" Lopez

Por ajlopez, en: Ciencia

Publicado el 12 de Septiembre, 2014, 15:03

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Angel "Java" Lopez

Por ajlopez, en: Emprender

Publicado el 10 de Septiembre, 2014, 7:04

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Sigo leyendo a Steven Weinberg, su primera impresión como físico americano que visita el laboratorio:

Visité por primera vez el laboratorio Cavendish en la primavera de 1962, cuando yo, siendo un muy joven físico, dejé la Universidad de California en Berkeley para pasar un año en Londres. El laboratorio entonces todavía ocupaba su edificio de piedra original en el Free School Lane, donde había estado desde 1874, en un terreno comprado por la Universidad de Cambridge en 1786 para ser usado como jardín botánico. Lo recuerdo como un edificio laberíntico de pequeñas salas conectadas por una incomprensible red de escaleras y corredores. Era muy diferente del gran laboratorio de radiación de California, que aparecía dominando sobre la bahía desde su sitio iluminado por el sol en las colinas de Berkeley. El laboratorio Cavendish me dio la impresión de haber sido el escenario no tanto de un asalto masivo a los secretos de la naturaleza, sino de una campaña de guerrillas, un esfuerzo de recursos limitados, en el cual las armas principales eran la astucia y la valentía de individuos superdotados.

Los tiempos habían cambiado, y se necesitaba más colaboración y aparatos más poderosos para hacer investigación física sobre los temas que habían interesado en los años anteriores: la constitución de la materia, las fuerzas básicas.

Leamos lo que cuenta Weinberg sobre la historia:

El laboratorio Cavendish tuvo su origen en un informe de un comité universitario que se reunió en el invierno de 1868-69 para considerar como construir un lugar para física experimental en Cambridge. Era el tiempo de un amplio entusiasmo por la ciencia experimental. Un gran y nuevo laboratorio para física experimental había sido abierto recientemente en Berlín, y laboratorios universitarios estaban siendo construidos en Oxford y en Manchester. Cambridge no había jugado un rol principal en la ciencia experimental, a pesar (o por causa) de una tradición de excelencia en matemáticas, que llegaba hasta el siglo XVII, con el profesor lucasiano de matemáticas, Sir Isaac Newton. Pero el empirismo estaba ahora en el aire, y el comité propuso un nuevo Profesorado de Física Experimental y un nuevo edificio para albergar conferencias y experimentos.

De hecho, no apareció la figura de físico teórico puro, hasta el siglo XX. En el próximo post, veremos quien fue el primer profesor de física experimental.

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Angel "Java" Lopez

Por ajlopez, en: Ciencia

Publicado el 9 de Septiembre, 2014, 17:05

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Angel "Java" Lopez

Por ajlopez, en: Emprender

Publicado el 7 de Septiembre, 2014, 13:51

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Saben que me interesa la historia de la ciencia, y en particular, la historia de la física. Hace poco comencé una Historia de las Partículas Elementales. Hoy me encuentro con un texto de Steven Weinberg, en su obra "The Discovery of Subatomic Particles", referido al laboratorio Cavendish.

Leo y traduzco:

... hay un lugar asociado especialmente con el descubrimiento de los constituyentes del átomo: es el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambride. Ahí, en 1897, Joseph John Thomson (1846-1940) realizó los experimentos con rayos catódicos que lo llevaron a concluir que hay una partícula -el electrón- que es a la vez el portador de la electricidad y un constituyente básico de todos los átomos. Fue ahí en el Cavendish, en 1895-1898, donde Ernest Rutherford (1871-1937) comenzó su trabajo en radioactividad, y donde retornó en 1919, luego de su descubrimiento del núcleo atómico, para suceder a Thomson como Profesor Cavendish de Física Experimental, y donde encontró lo que ué por mucho tiempo un centro destacado de la física nuclear. La lista e los constituyentes del átomo fue completada en el Cavendish en 1932, cuando James Chadwick (1891-1974) descubrió el neutrón.

En el próximo post, compartiré las impresiones de Weinberg, cuando visitó por primera vez el laboratorio, y la historia de su origen.

Imagen tomada de 

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez

Por ajlopez, en: Ciencia

Publicado el 4 de Septiembre, 2014, 16:08

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Sigo leyendo la autobiografía científica de Heisenberg. Luego de presentar el trabajo contemporáneo de Schrödinger, sigue la crítica:

Unfortunately, however, the physical interpretation of the mathematical scheme presented us with grave problems. Schrodinger believed that, by associating particles with material waves, he had found a way of clearing the obstacles that had so long blocked the path of quantum theory. According to him, these material waves were fully comparable to such processes in space and time as electromagnetic or sound waves. Such obscure ideas as quantum jumps would completely disappear. I had no faith in a theory that ran completely counter to our Copenhagen conception and was disturbed to see that so many physicists greeted precisely this part of Schrodinger's doctrine with a sense of liberation. The many talks I had had with Niels Bohr, Wolfgang Pauli and many others over the years had convinced me that it was impossible to build up a descriptive time-space model of interatomic processes-the discontinuous element Einstein had mentioned to me in Berlin as a characteristic feature of atomic phenomena saw to that. Admittedly, this was no more than a negative feature, and we were still a long way from a complete physical interpretation of quantum mechanics, yet we were certain that we must get away from the idea of objective processes in time and space.

Esa es la postura dura de Heisenberg. No estoy de acuerdo con "we must get away from the idea of objective processes in time and space". No es la única posible interpretación de la teoría, y las hay más simples. Digo, no me convence lo de abandonar lo objetivo. Heisenberg ahí cruza una línea que no veo que tenga derecho a cruzar así: la de negar la objetividad de los procesos reales.

Now Schrodinger's interpretation-and this was its great novelty -simply denied the existence of these discontinuities. Thus when an atom passes from one stationary state to the next, it was no longer said to change its energy suddenly and to radiate the difference in the form of an Einsteinian light quanta. Radiation was the result of quite a different process, namely, of the simultaneous excitation of two stationary material vibrations whose interference gives rise to the emission of electromagnetic waves, e.g., light. This hypothesis seemed to me too good to be true, and I mustered what arguments I could to show that discontinuities were a fact of life, however inconvenient. The simplest argument was, of course, Planck's radiation formula, whose empirical correctness no one could doubt and which, after all, had led Planck to his discrete energy quanta.

Es curioso que esa explicación (la emisión de luz como INTERFERENCIA de dos vibraciones), ya no se mencione en las interpretaciones de la teoría de Schrödinger. Heisenberg señala bien que no era tan simple dejar de lado las discontinuidades. El propio Schrödinger lamentaría más tarde tener algo que ver con "esos saltos cuánticos".

En el próximo post, veremos el encuentro de Heisenberg con Schrödinger, cuando éste presenta su teoría en un seminario en Múnich.

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez

Por ajlopez, en: Ciencia

Publicado el 2 de Septiembre, 2014, 14:26

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Seth's Blog: "I don't see it"

Growth Capitalism: Case Studies for Raising Early Stage Money in Latin America

Martin Varsavsky - DLD Dialogues - 5 Minutes on Vimeo

Manufacturing: The end of cheap China | The Economist

Equity Crowd Funding: A Good Idea Whose Time Is Now — The American Magazine

Desarrollo de software. Motivación, creer en lo que se hace, recompensa

Seth Talk at BoS 2008 Is The Marketing Lesson Every Engineer and Specialist Must Watch


Notes from SXSW: Finding the Right People to Advise Your Start-up |

The Ruthless Overlords Of Silicon Valley - The Daily Beast

Why Pivoting is Great for the Bottom Line | Business Book Reviews

Latin American Technology
Grupo 42 is the union of leading technology companies from Latin America.

10 reasons why I'm using Smalltalk for airflowing

Frighteningly Ambitious Startup Ideas

10 paradojas de innovar y emprender - innovació

StackOverflow | Greg Young

Business Impact: Gestión del dinero mediante el acceso móvil a Internet

Great Entrepreneurs are Always Learning

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Angel "Java" Lopez

Por ajlopez, en: Emprender

Publicado el 1 de Septiembre, 2014, 14:18

Pasó el mes, tiempo de escribir mis nuevas resoluciones, pero antes, la revisión de las de Agosto:

- Seguir mi serie sobre Ecuaciones Diferenciales [completo] ver post
- Seguir mi serie sobre la ecuación de Schrödinger [completo] ver post
- Seguir mi serie sobre Matemáticas y Física Cuántica [completo] ver post
- Seguir mi serie sobre Electromagnetismo [completo] ver post
- Seguir mi serie sobre Lagrangianos y Hamiltonianos [completo] ver post
- Seguir mi serie sobre Partículas Elementas y Grupos [completo] ver post
- Estudiar ecuaciones diferenciales [completo]

Ha sido un buen mes, habiendo podido organizarme para ejecutar estas resoluciones. Además, publiqué:

Heisenberg desarrollando la mecánica cuántica (6)
Heisenberg desarrollando la mecánica cuántica (5)

y colecciones de enlaces:

Historia de las Matemáticas: Enlaces y Recursos (13)
Lean Startup: Enlaces y Recursos (5)
Teoría de Números: Enlaces, Novedades y Recursos (6)
Teoría de Números: Enlaces, Novedades y Recursos (7)
Teoría de Números: Enlaces, Novedades y Recursos (8)

y estuve estudiando varios temas como historia argentina, algo de economía general, historia de la ciencia y más temas de matemáticas.

Para el mes que comienza, mis nuevas resoluciones:

- Seguir mi serie sobre Ecuaciones Diferenciales
- Seguir mi serie sobre la ecuación de Schrödinger
- Seguir mi serie sobre Heisenberg
- Seguir mi serie sobre Matemáticas y Física Cuántica
- Seguir mi serie Leyendo a Darwin
- Continuar mis notas sobre Teorías Gauge
- Estudiar ecuaciones diferenciales

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Angel "Java" Lopez

Publicado el 31 de Agosto, 2014, 16:16

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En las aplicaciones de física aparecen los llamados grupos de Lie que, al contrario de los que vimos hasta ahora, son continuos: sus elementos no tienen una cardinalidad finita, y hay infinitos elementos "cercanos" a otros. Para comenzar a tener una imagen de estos grupos, podemos pensar en las rotaciones por un ángulo arbitrario, en el plano, alrededor del origen

Consideremos un vector v en R2, que puede rotar un ángulo rho. La transformación de sus coordenadas puede representarse por una matriz:

Por ejemplo, si el ángulo es de noventa grados, la matriz vale:

Y multiplicando por el vector (1, 0), lo "rota" 90 grados:

Sea el vector v" el vector resultante de aplicar esta rotación. Queremos que tenga la misma longitud que el vector original v. Es decir, la relación v"2 = v2 debe satisfacerse. La norma puede escribirse como la multiplicación:

Donde vT es el vector transpuesto (si v es vector columna, entonces vT es vector fila).

Ejemplo, para el vector (2, 3):

Esto es, si recordamos la reglas de multiplicación de vectors y matrices.

Pero sabiendo que el vector transformado

Y que queremos que la norma se mantenga aún luego de la transformación, se debe cumplir:

Vemos que se cumple porque para cualquier ángulo rho:

Lo que es igual, de nuevo recordando la multiplicación de los elementos de dos matrices:

Para todo ángulo rho. Entonces, queda la identidad


Se dice que la matriz general R es ortogonal cuando

Las rotaciones en el plano alrededor del origen forman un grupo, y un grupo de Lie continuo. Las matrices que vimos arriba, entonces, son UNA REPRESENTACION del grupo. El grupo se llama SO(2), de matrices ortogonales en dos dimensiones. La letra S viene de Special, que significa que las representaciones en matrices tienen determinante igual a 1 (uno). La letra O viene de Orthogonal, las operaciones implican la conservación de la norma.

Veremos en el próximo post que SO(2) es subgrupo de otros grupos más generales, y de interés en la física. Todavía no ha aparecido la relación de todos estos grupos y representaciones con la física de partículas, pero paciencia, ya llegaremos.

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Angel "Java" Lopez

Por ajlopez, en: Ciencia

Publicado el 30 de Agosto, 2014, 8:37

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Más sobre parejas de primos, conjetura ABC, etc...

Pat'sBlog: On This Day in Math - August 16

So what happened to the abc conjecture and Navier-Stokes? | The Aperiodical

La constante "entre primos gemelos" - Gaussianos | Gaussianos

Me gustan los triángulos... | Naukas

L OME en Requena - Problema 1 - Gaussianos | Gaussianos

Calcular las soluciones enteras - Gaussianos | Gaussianos

La intuición matemática de papá Keeler y la fórmula de Faulhaber - Gaussianos | Gaussianos

Sophie Germain: la matemática aislada. |

p-group - Wikipedia, the free encyclopedia

Parejas de enteros especiales - Gaussianos | Gaussianos

Polymath8b, V: Stretching the sieve support further | What's new

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Angel "Java" Lopez

Publicado el 27 de Agosto, 2014, 14:52

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Sigue el tema de la distancia entre primos "bounded gaps between primes":

Bounded gaps between primes - Polymath1Wiki

Pierre de Fermat: el jurista que nos mantuvo en vilo - Gaussianos | Gaussianos

NSA Surveillance (an extra bit) - Numberphile - YouTube

How did the NSA hack our emails? - YouTube

¿Existen polinomios que den valores primos para todo número natural? - Gaussianos | Gaussianos

Encuentra todas las parejas - Gaussianos | Gaussianos

Two Elusive Prime Number Problems Solved |

Mertens" theorems | What's new

Siempre menor y a veces divisor - Gaussianos | Gaussianos

Prueba la desigualdad - Gaussianos | Gaussianos

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Angel "Java" Lopez

Publicado el 24 de Agosto, 2014, 16:43

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Veamos hoy un ejemplo simple y clásico del uso de un lagrangiano. En física, se ha visto que dado un sistema se puede encontrar una función, el lagrangiano:

Como la función que describe el sistema. En el caso de arriba, depende de coordenadas xi, de sus derivadas en el tiempo, y del tiempo mismo. Vamos a ver que las propiedades del lagrangiano no cambian aún cambiando las coordenadas, lo que lo hace más útil que la formulación newtoniana. ¿Pero qué son "las propiedades del lagrangiano"? ¿y cómo es que "describe el sistema"?

Pues bien, la gran propiedad de un lagrangiano que merezca ese nombre, es que genera n ecuaciones diferenciales:

Y que con estas ecuaciones queda descripta la evolución del sistema.

Para ver entonces un caso concreto, tomemos el sistema compuesto de una sola partícula, en libertad, una partícula libre, sin ser expuesta a fuerzas exteriores, digamos con energía potencial que no cambia en el tiempo ni en el espacio. Entonces esa energía potencial podemos tomarla como 0. ¿Cuál es el lagrangiano que describe ese sistema? Para un mismo sistema, hay una indeterminación del lagrangiano, no es que hay un lagrangiano único (algo similar estamos viendo en cuanto a la función de onda de mecánica cuántica: puede haber más de una función que describa EL MISMO estado físico). Pero podemos arriesgarnos y postular (sacar de la galera, digamos) a que el lagrangiano es:

Acá, la x con punto es un vector velocidad, y el cuadrado es el productor vectorial. En coordenadas espaciales, sería

Haciendo pasar a este lagrangiano por el proceso de generar las ecuaciones diferenciales de arriba, queda para tres coordenadas xi:

Que nos dice que ese producto de masa por velocidad de cada coordenada es una constante del movimiento. Es el momento, al que se refiere la segunda ley de Newton. Lo que nos dicen las ecuaciones derivadas del lagrangiano, en este caso, es que el momento o cantidad de movimiento se conserva en cada coordenada, aun transcurriendo el tiempo. Nuestra partícula no cambia de velocidad ni en intensidad ni en dirección.

En próximos post tendremos que investigar:

 ¿Podemos derivar el lagrangiano que vimos de consideraciones físicas generales?
 ¿Qué son esas ecuaciones diferenciales que se derivan del lagrangiano? ¿tienen algún significado?
 ¿Siguen valiendo esas ecuaciones aún cuando cambiemos las coordenadas?

Mientras, enlaces relacionados:

Deriving the Lagrangian for a free particle

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez

Por ajlopez, en: Ciencia

Publicado el 23 de Agosto, 2014, 15:25

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Sigamos buscando nuestra ecuación. Ya sabemos que tiene que tiene que ser compatible con

Ver post La Ecuación de Schrödinger (5) Dos Relaciones. Veamos un caso, cuando V sólo depende de la posición (no hay variación en el tiempo de la energía potencial).

Esperamos que los tres términos (el de energía E, el de momento p, y el de energía potencial V), sean lineales con la función de onda que tiene que ser la solución de nuestra ecuación. Una forma de conseguirlo es esperar que CADA UNO de esos tres términos, esté multiplicado por LA FUNCION DE ONDA, o una cualquiera de sus derivadas.

Pero también sabemos que la energía tiene relación con la frecuencia, y el momento con la longitud de onda. Ver post La Ecuación de Schrödinger (2) Primeras Relaciones.

Intentemos primero con una función de onda que sea de la forma (ver post La Ecuación de Schrödinger (3) Una Fórmula de Onda).

Alguna vez habíamos puesto:

Que es proporcional al momento p.

Y también tenemos:

Que es proporcional a energía E.

Quedando entonces

Recordando sus derivadas (ver post La Ecuación de Schrödinger (4) Algunas Derivadas Parciales)

Vemos que la DERIVADA POR EL TIEMPO, da un término que es proporcional a la energía. Y la DERIVADA SEGUNDA por x da un término que es proporcional al cuadrado del momento.

Entonces, algo compatible con la ecuación [1] puede ser

Donde tenemos algo de libertad en la elección de los coeficientes alfa y beta (el tercer término lo multiplicamos por 1, por ahora)

Esta ecuación diferencial satisface la linealidad, la aparición de E y p apropiadas, y nos da como solución una función de onda. Reemplazando la función de onda y sus derivadas, por los valores que suponemos potables, tenemos que explorar si hay solución para:

Veremos si es así en el próximo post.

Mientras, vayamos notando algo: se deriva por el tiempo una vez, y por el espacio DOS VECES. Si estamos familiarizados un poco con la relatividad especial, vemos que hay una asimetría, un diferente tratamiento del tiempo y del espacio. Lo que encontremos no va a ser compatible con la relatividad y las transformaciones de Lorentz. Pero sigamos avanzando, tal vez igual estemos en camino del premio Nobel, como Schrödinger ;-)

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez

Por ajlopez, en: Ciencia

Publicado el 22 de Agosto, 2014, 14:47

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En la misma época en la que Heisenberg encontraba su modelo de la mecánica cuántica, Erwin Schrödinger encontraba otra solución, que luego se vió que era equivalente. En el capítulo 6 de su biografía científica, leo el recuerdo de Heisenberg de esos tiempos:

During the first few months of 1926, at about the same time that I delivered my lecture in Berlin, G6ttingen first became familiar with the work of the Viennese physicist, Erwin Schrodinger, who was approaching atomic theory from an entirely fresh side. The year before, Louis de Broglie in France had drawn attention to the fact that the strange wave-particle dualism which, at the time, seemed to prevent a rational explanation of light phenomena might be equally involved in the behavior of matter, for instance of electrons. Schrodinger developed this idea further and, by means of a new wave equation, formulated the law governing the propagation of material waves under the influence of an electromagnetic field. In Schrodinger's model, the stationary states of an atomic shell are compared with the stationary vibrations of a system, for instance of a vibrating string, except that all the magnitudes normally considered as energies of the stationary states are treated as frequencies of the stationary vibrations. The results Schrodinger obtained in this way fitted in very well with the new quantum mechanics, and Schrodinger quickly succeeded in proving that his own wave mechanics was mathematically equivalent to quantum mechanics; in other words, that the two were but different mathematical formulations of the same structures. Needless to say, we were delighted by this new development, for it greatly strengthened our confidence in the correctness of the new mathematical formulation. Moreover, Schrodinger's procedure lent itself readily to the simplification of calculations that had severely strained the powers of quantum mechanics.

Todo se dispara con la propuesta de de Broglie, que estaba madura para caer en esos tiempos. Ver

La Ecuación de Schrödinger (1) Introducción

El camino de Schrödinger era más potable para muchos físicos, porque acudía a funciones, derivadas, ondas, todos elementos más familiares que las matrices de Heisenberg. Si bien a Heisenberg le interesó el trabajo de Schrödinger, también pensaba que estaba en alguna parte errado, porque era una especie de vuelta a "lo clásico", cuando él quería destacar que había una nueva mecánica. Veremos esto en el próximo post.

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez

Por ajlopez, en: Ciencia

Publicado el 21 de Agosto, 2014, 6:30

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Aparte de los temas clásicos, sigue el caso de los "gaps" acotados entre primos.

Weyl biography

Ni un numero mas

Frobenius biography

Harald Andrés Helfgott nos habla sobre su demostración de la conjetura débil de Goldbach - Gaussianos | Gaussianos

Todos los dígitos iguales - Gaussianos | Gaussianos

No es un cuadrado - Gaussianos | Gaussianos

(Documental) La música de los números primos - Gaussianos | Gaussianos

Yitang Zhang Proves 'Landmark' Theorem in Distribution of Prime Numbers | Simons Foundation

Fermat"s unfinished business | The Endeavour

Gaussian Primes - Jason Davies

Polymath8: Writing the paper, II | What's new

Adam Spencer: Why I fell in love with monster prime numbers | Video on

Open Season: Prime Numbers (part 2) | The Aperiodical

Polymath8: Writing the paper | What's new

Carnival of Mathematics #101: Prime Numbered Special Edition | The Aperiodical

(Vídeo) Explicación del teorema de los números primos - Gaussianos | Gaussianos

An improved Type I estimate | What's new

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Bounded gaps between primes (Polymath8) – a progress report | What's new


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Angel "Java" Lopez

Publicado el 18 de Agosto, 2014, 6:58

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Hasta ahora nos hemos ocupado de una carga puntual, o de un grupo de cargas puntuales. Al principio es todo lo que necesitamos, porque todo indica que en la naturaleza todas las cargas aparecen como puntuales, con valores +- e para los leptones y +- 2/3 o +- 1/3 para los quarks (los constituyentes de la materia que interactúa con la fuerza fuerte). Sin embargo, en la vida real tenemos que vérnosla con objetos macroscópicos que pueden tener elementos del orden de 1023. Es por eso que manejamos también el concepto de una distribución de carga continua. En vez de la ecuación:

Para el campo eléctrico, asociado a cada posición del espacio r, podemos pasar de la suma a la integral, quedando:

Donde ahora dq" indica una densidad de carga, asociada a cada posición r". Hay dos vectores de posición: el independiente r y el que recorre todo el espacio r".

La forma del elemento diferencial dq" depende del tipo de la distribución de carga. Consideremos para una densidad de carga línea:

Donde lambda(r") representa una densidad lineal.

Tenemos para una densidad de carga en área:

Y para una densidad en volumen:

Donde los diferenciales de la derecha dl, dA, dt son diferenciales de longitud, de área y de volumen, respectivamente.

La distribución de carga SOBRE LA QUE actua E(r) puede también considerarse continua, quedando la fuerza expresada como:

La primera integral de arriba nos da E(r), un campo eléctrico ESTATICO para una distribución de carga dada. Lo de "estático" significa que todas las derivadas del tiempo de la distribución de carga son cero o despreciables. La carga no cambia de lugar ni de intensidad. Aún así simplificado, esta integral es una solución de "fuerza bruta" que muchas veces requiere una integración complicada, y entonces, no es un buen método para encontrar el campo. Pero hay situaciones donde la geometría del problema puede acudir en nuestro auxilio.

Próximos temas: potencial eléctrico, el gradiente del potencial, ley de Gauss, ejemplos.

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez

Por ajlopez, en: Ciencia

Publicado el 17 de Agosto, 2014, 13:16

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Luego de ese avace en solitario, en la isla de Heligoland, el trabajo de Heisenberg es bien recibido. Hay mucho para contar sobre cómo se fue difundiendo, adaptando, y uniendo a otras ideas, como las de Jordan, Schrödinger, y Dirac. Leo:

What I saw during that night in Heligoland was admittedly not very much more than the sunlit rock edge I had glimpsed in the autumn of 1924, but when I reported my results to Wolfgang Pauli, generally my severest critic, he warmly encouraged me to continue along the path I had taken. In Gottingen, Max Born and Pascual Jordan took stock of the new possibilities, and in Cambridge the young English mathematician Paul Dirac developed his own methods for solving the problems involved, and after only a few months the concentrated efforts of these men led to the emergence of a coherent mathematical framework, one that promised to embrace all the multifarious aspects of atomic physics.

Es notable encontrar esta mención a Pauli. Este era en general muy crítico a ideas que no le convencían. Sin embargo, tengo que hacer notar que Pauli mismo no quiso involucrarse en los trabajos de extensión que hizo Max Born, quien tuvo entonces que recurrir a su estudiante Jordan. Ver

A Review on Dirac – Jordan Transformation Theory

Sobre el trabajo de extensión y reinterpretación de Dirac ver:

Dirac y la teoría de Heisenberg
Dirac revisando el trabajo de Heisenberg

Luego del texto de arriba, Heisenberg se embarca en un "racconto" de una conversación que tuvo con Einstein. Muy interesante tema, pero no es el que seguiré en el próximo post. Ver Heisenberg y una charla con Einstein. Será seguramente tema para una serie de posts distinta.

Continuaré con la aparición de la teoría de Schrödinger y su recepción por parte de Heisenberg mismo y por Bohr.

Nos leemos!

Por ajlopez, en: Ciencia

Publicado el 16 de Agosto, 2014, 13:46

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Sigamos explorando la función de onda. Sabemos por ahora que es una función de las coordenadas (podrían ser x,y,z, pero también podrían ser otras), a veces la manejaremos dependiente del tiempo, otras veces no (la tomaremos a un tiempo determinado), REPRESENTA un estado físico, y su valor es un número complejo.

Pero ¿cómo es que representa un estado físico? Lo que veremos hoy, es un caso especial pero fácilmente generalizable. Tomaremos:

- Función de onda de un electrón (o una partícula)
- Función de las coordenadas (que llamaremos genéricamente q)

Lo primero que afirmaremos como postulado es que si la función de onda es:

Entonces, la probabilidad de encontrar al electrón en un elemento dq del espacio de coordenadas q es:

O abreviando

Si queremos saber la probabilidad de encontrar al electrón en un volumen Q del espacio de coordenadas q, será:

O recordando números complejos

Donde el asterisco indica tomar el resultado complejo conjugado. Esto no es algo que podamos deducir, sino que tenemos que postularlo. La historia mostró que al describir un estado físico por una función de onda (en nuestro caso, el estado físico descripto es un electrón), la función de onda nos da, en primera instancia, la PROBABILIDAD de encontrar ese estado físico (en nuestro caso, al electrón) en una porción posible del espacio de coordenadas.

A pesar de que la función de onda nos da un valor complejo, llamado amplitud, cada elemento de integración de la fórmula de arriba, ES REAL, y no sólo es real, sino que es REAL POSITIVO. Así que el resultado de integrar, que podemos asimilar a una suma infinita, es un número REAL POSITIVO, como corresponde a una probabilidad.

Lo que se pide, en general, es que la integración de una función de onda esté normalizada, es decir, que la integración completa sobre el espacio de coordenadas, de probabilidad 1 (certeza):

No siempre todas las funciones de onda se pueden normalizar. A veces, la integral de arriba sobre TODO el espacio de coordenadas diverge. Pero aún así, la integral sobre una porción Q, da un valor de probabilidad que se puede comparar con la integral sobre otra porción P. El peso relativo de esos valores nos da alguna información: si integrar sobre Q da 3, e integrar sobre P da 2, eso indica que encontrar el estado físico en Q tiene 3/2 más probabilidad de encontrarse en el fragmento P

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez

Por ajlopez, en: Ciencia