Sobre Física Teórica

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Johannes
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Sobre Física Teórica

Post by Johannes » 16 Mar 2005, 21:16

Muchas veces me pregunto qué entendemos por Física Teórica, o qué campos están actualmente candentes en esta área de estudio de la Física.

En la conferencia de Ynduráin, con motivo del año internacional de la Física, Oller realizaba un comentario muy interesante sobre la comunidad científica que se dedica a estudiar teorías como las de supercuerdas.

Bien, no es mucho lo que puedo aportar sobre el tema, pero creo que, una interesante forma de iniciar una línea sobre Física Teórica, es ofrecer este link a un interesante artículo (satírico) sobre la "G-string theory".

Os animo a que lo leáis de forma completa, pues no tiene desperdicio, y el único conocimiento mínimo que se necesita es el de algunos nombres que han aportado su trabajo a la Física Teórica en estos últimos tiempos.

Si no me equivoco el artículo es de la década de los 80, y aunque tengo en mi poder el original :) , creo que la versión HTML, es completamente idéntica (disculpas si ya lo habéis ojeado)

http://insti.physics.sunysb.edu/~siegel ... s/sgs.html

The Super G-String*

V. Gates٭, Empty Kangaroo†, M. Roachcock‡, and W. C. Gall+
Departure from Physics, University of Cauliflower, Broccoli, CA 94720


NOT TOO ABSTRACT

We describe a NEW string theory which gives all the phenomenology anybody could or will ever want (and more). It makes use of higher dimensions, higher derivatives, higher spin, higher twist, and hierarchy. It cures the problems of renormalizability of gravity, the cosmological constant, grand unification, supersymmetry breaking, and the common cold.
Espero que os divirtáis con el artículo, cuyo link he puesto con todos los respetos a los Físicos Teóricos dedicados a estos campos sobre supersimetrías, supercuerdas y otras teorías.

El objetivo de este tema es simplemente hablar de Física Teórica, desde la más simple (leyes de Newton, etc,...), hasta la más complicada, siempre en un tono divulgativo, nada formal.
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mikiman
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Post by mikiman » 17 Mar 2005, 00:23

A mí se me ocurren varios tópicos que decir al respecto:

* Uno, que muchas veces descuidamos, es que lo que hoy es Física Teórica, mañana será aplicada... Cuántas veces le preguntarían a Faraday y compañía que para qué servían las corrientes eléctricas.... Por eso es indignante que a veces se nieguen fondos a estas investigaciones... Como decía Feynman, hay que decir la verdad a los políticos y a la gente sobre para qué sirven estas cosas (es decir, no inventar que por investigar en un superacelerador de partículas vas a conseguir resolver el cáncer), pero también teniendo en cuenta lo que h argumentado antes.

* Física Teórica es aquello que o bien está en la frontera de lo conocido (límites macroscópicos y microscópico del Universo que conocemos; así, la Física de Partículas, física detrás del modelo estándar, la cosmología...) pero también problemas que aún están sin resolver (como las ecuaciones de Navier-Stokes, el problema de la turbulencia) aunque no se encuentren dentro de lo que he mencionado anteriormente. También podría ser Física Teórica el estudio de las fundamentaciones de las distintas teorías de la Física, es decir, estudios fundamentales sobre la Teoría Cuántica, etc...

* Tradicionalmente, aparte de la clasificación en "ramas" (como Física Estadística-Termodinámica, Electromagnetismo, Relatividad, etc...) o en clásica, cuántica, relativista, la física se ha clasificado, según el MODO en que se llevara a cabo, en Física Teórica y Física Experimental, si bien con el tiempo los bordes tienden a confundirse a veces, y a marcarse nítidamente otras. Hoy, además de estos dos modos, debido al desarrollo de las nuevas tecnologías, se añade otro modo, quizá a medio camino de ambos, y que combina apartados de ellos, que es la Física Computacional, o la Simulación, o como se quiera llamar, en la que los modelos se simulan mediante la aplicación de programas a computadoras, cosa que antes resultaba imposible.

* A mí, personalmente, la parte de la Física que más me gusta es la Física Teórica que se refiere a partículas, aplicación de las teorías cuánticas (de la que solo he visto la punta del iceberg, y ahora empiezo a entender que la mayoría de este está aún debajo del agua) a los modelos que describen la naturaleza al nivel más microscópico que conozcamos, pero siempre dentro de la realidad: quiero decir con esto que aunque las elucubraciones que se mencionaban en el post de antes puedan estar bien, incluso ser ciertas, la no "testeabilidad" de esas teorías echa un poco para atrás. Creo que a mí me gustaría estudiar el modelo estándar, la teoría cuántica de campos, y la posibilidad de física más allá del modelo estándar quizá, pero desde luego, no mucho más allá de este. ¿Os imagináis lo que tiene que ser postular toda una teoría de cuerdas, o algo así, y que hasta tus nietos se mueran sin que pueda ser comprobada experimentalmente? Aunque tarde o temprano se conseguirán las energías necesarias, imagino, de la misma forma que hace 50 ó 100 años se reirían si alguien les dijera que se construirían aceleradores que permitirían alcanzar las energías que hoy se alcanzan.

Bueno, ya está bien por hoy. Han sido muchas reflexiones rápidas.
Creo que nadie ha entendido verdaderamente la Mecánica Cuántica - Feynman

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Johannes
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Sobre el mismo tema

Post by Johannes » 18 Mar 2005, 10:48

Pues yo creo que este tema podría desarrollarse sobre Física Teórica tal y como se entiende comúnmente por cualquier alumno de física.

En mi opinión más sincera, y tras haber hecho varios laboratorios, creo que la Física Experimental merece otro hilo propio, por su necesaria especialización y el gran conocimiento de lo que podría llamar "Física de campo", sin que esto mencione a los campos de la Teoría de campos. No es lo mismo realizar un experimento con un físico experimental, que con un físico teórico, sin embargo, como dices, el uno y el otro, al fin y al cabo se necesitan en todos los aspectos.

La verdad, es que este tema podría enfocarse incluso desde un punto de vista filosófico. Tratar de comprender los conceptos de la Física, desde los que, creemos, son los más simples. Ahora que el tema es muy amplio.

Podríamos discutir, por ejemplo, y como has mencionado, esos típicos problemas que aún estando en las teorías menos complicadas, por así decirlo, aún presentan flecos, por contener detalles tediosos.

No sé, tal vez, un tema interesante, serían las variables de Delaunay, ese tema algo tedioso, que siempre nos dicen que tiene aplicación a la mecánica celeste.

Otro tema que creo yo, es interesante, es, por ejemplo, analizar un poco el desarrollo de la mecánica cuántica. A veces el cómo históricamente, sólo me refiero a eso, se han desarrollado los conceptos nos da una idea del panorama o marco en el que nos encuadramos.

Y respecto a las nuevas teorías, pues sí, la verdad es que suenan bien, Tienen nombre chulos. Pero yo tal vez me remontaría a algo "más terrenal", la gravitación de Einstein, que ya es complicada en sí misma, y a partir de ahí me preguntaría, un buen tema, que sucedería si extiendo la gravitación a otras dimensiones, cinco, seis, las que sean. Cómo hacerlo, y cuál es el singnificado físico de esas dimensiones, a parte de a qué conclusiones puedo llegar (¿gravedad más déblil en cinco dimensiones?¿necesidad de más dimensiones?,...)., resulta un tema que, analizado sin mucha profundidad y a nivel divulgativo como hacemos aquí, puede llegar a tener curiosidad.

Yo también me preguntaba qué necesidad había de extender la relatividad general para unificarla con el electromagnetismo. La idea está, si los conocmientos no son erróneos, en que el electromagnetismo pueda deducirse de geometría, hablando coloquialmente. Si la garvitación deja de ser una mera interacción para ser geometría, queremos también algo semejante para el eletromagnetismo.

Cosas de ese estilo, son interesantes. Animo a la gente curiosa en el mundo experimental, a crear otro hilo con las tácticas experimentales y otros temas de interés (laboratorios, de qué creéis que son más necesarios en la Universidad; experiencias notables que podrían realizarse; ¿laboratorio de cuántica?...) . Siempre he dicho que las experiencias del magnetismo son realmente interesantes.
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ontureño
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Re: Sobre el mismo tema

Post by ontureño » 19 Mar 2005, 17:10

Johannes wrote: ... la gravitación de Einstein, que ya es complicada en sí misma, y a partir de ahí me preguntaría, un buen tema, que sucedería si extiendo la gravitación a otras dimensiones, cinco, seis, las que sean. Cómo hacerlo, y cuál es el singnificado físico de esas dimensiones, a parte de a qué conclusiones puedo llegar (¿gravedad más déblil en cinco dimensiones?¿necesidad de más dimensiones?,...)., resulta un tema que, analizado sin mucha profundidad y a nivel divulgativo como hacemos aquí, puede llegar a tener curiosidad.

Yo también me preguntaba qué necesidad había de extender la relatividad general para unificarla con el electromagnetismo. La idea está, si los conocmientos no son erróneos, en que el electromagnetismo pueda deducirse de geometría, hablando coloquialmente. Si la garvitación deja de ser una mera interacción para ser geometría, queremos también algo semejante para el eletromagnetismo.
Jejeje, para algo van a servir largas tardes con Torrente, aunque sólo sea para sacar temas en el foro.

Yo no comparto el entusiasmo de mikiman por la física teórica. Está claro que es fácil mirar atrás en la historia y decir que los físicos teóricos han hecho muchísimo: que si Maxwell, Einstein, Feymann y demás. Pero ten en cuenta que la historia la escriben los que ganan la guerra. Quiero decir que por cada teoría buena hay 1000 que no han valido para nada. Es decir que no hay que pensar que las teorías estas de las cuerdas son necesarias. Quizá se sepa algún día que fué un camino totalmente inútil, quizá no, nadie sabe. En cualquier caso yo soy más prudente, no digo que eso sea el futuro, es solo el presente de la investigación.
Estoy de acuerdo con lo que comentaban Oller e Yndirain. Creo que muchos de estos investigadores están demasiado alejados de la física, que estánen su mundo matemático y casi desprecian "la realidad" experimental. Hay que tener cuidado con eso, porque entonces la ciencia deja de ser tal, y se convierte en dogma.

De la conferencia de Galindo creo que saqué en claro que estas teorías predicen su propia muerte, pues predicen resultados que son claramente no comprovables. Me pregunto de qué sirve una teoría que no "sirve para nada". La física teórica creo que debe servir para estructurar los hechos experimentales en teorías que sean más comprensibles, que sean "humanizadas". Hacer una teoría sobre hechos que no se pueden medir no tiene valor.

Me voya a inventar una teoría de tal:
cada partícula de nuestro universo es en realidad un microuniverso desconectao causalmente con el nuestro, pero que alverga incluso vida inteligente. Además el universo entero es una partícula de otro universo mayor formado por universos como el nuestro.
Es una teoría (además muy chula), pero no tiene mucho valor. Está claro que en la práctica las teorías no son tan descabelladas, pero un poco sí lo podían ser, y no debemos caer en eso.

Creo que ha quedado claro que no me gusta la física teórica jejeje :twisted:
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Post by mikiman » 19 Mar 2005, 17:34

Yo no comparto el entusiasmo de mikiman por la física teórica. Está claro que es fácil mirar atrás en la historia y decir que los físicos teóricos han hecho muchísimo: que si Maxwell, Einstein, Feymann y demás. Pero ten en cuenta que la historia la escriben los que ganan la guerra. Quiero decir que por cada teoría buena hay 1000 que no han valido para nada. Es decir que no hay que pensar que las teorías estas de las cuerdas son necesarias
No me refería a la teoría de cuerdas: coincido contigo en que estas teorías están demasiado alejadas de la realidad, es decir, de la comprobabilidad, por ahora. No pienso que estas teorías sean necesarias. Me refería a investigación en física teórica no-tan-avanzada, es decir, cosas de física de partículas, de física nuclear, etc... como la que hace Oller, sin ir más lejos. Esa es la que digo que me gusta y la que creo que a veces se equivoca la gente al pensar que no sirva para nada. La física teórica esa de supercuerdas, y lazos cuánticos, y demás, pues bueno... Es algo que podré considerar más o menos interesante, pero no me refería a ellas. Además, creo que en este párrafo que cito a continuación lo dejé bastante claro:
A mí, personalmente, la parte de la Física que más me gusta es la Física Teórica que se refiere a partículas, aplicación de las teorías cuánticas (de la que solo he visto la punta del iceberg, y ahora empiezo a entender que la mayoría de este está aún debajo del agua) a los modelos que describen la naturaleza al nivel más microscópico que conozcamos, pero siempre dentro de la realidad: quiero decir con esto que aunque las elucubraciones que se mencionaban en el post de antes puedan estar bien, incluso ser ciertas, la no "testeabilidad" de esas teorías echa un poco para atrás. Creo que a mí me gustaría estudiar el modelo estándar, la teoría cuántica de campos, y la posibilidad de física más allá del modelo estándar quizá, pero desde luego, no mucho más allá de este.
De hecho pienso que las teorías como las supercuerdas, y demás, puede (pero solo puede, no lo estoy afirmando) que sean como "el éter" de la época de Maxwell, pero en el siglo XXI.

Pero bueno, hechos esos comentarios, sí, he de reconocer que me encantaría hacer física teórica, de partículas, y cosas de esas. Salu2.
Creo que nadie ha entendido verdaderamente la Mecánica Cuántica - Feynman

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Johannes
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Post by Johannes » 29 Mar 2005, 14:03

Bueno, la verdad es que las supercuerdas dan mucho juego. Estoy seguro de que muchos habéis leído bastante sobre el tema.

Yo no he profundizado demasiado en ese tópico. Pero me imagino que todo debería comenzar un poco antes de Sasskin y Veneziano. Algo como un comienzo. Como decía en otro mensaje anterior, y como nos daba a entender Emilio Torrente, la pregunta es : ¿qué ocurre si existen más dimensiones de las cuatro que tenemos?.

Desde un punto de vista teórico resulta interesante plantearse esta pregunta. Pero desde un punto de vista práctico,¿tiene interés?. Bueno, mientras observamos los cables de los tendidos eléctricos, de lejos, parece que vemos una especie de cueras unidimensionales, como ejes coordenados combados. Pero, me imagino, las hormigas que pululan sobre el cable del tendido eléctrico o telefónico, pueden recorrer esa "dimensión" como si fuera un cilindro. Resulta curioso pensar que lo mismo lo podemos aplicar a las componentes espaciales. ¿Qué ocurre si las componentes espaciales no son sólo 3, y hay algunas que están escondidas, simplemente porque las observamos desde un punto de vista?

Algo así me imagino, debe ser la quinta dimensión de Kaluza. Una especie de hilo de tendido telefónico, espacial, pero que no es posible detectarlo a simple vista.

Creo que las supercuerdas son algo más diferente, o que proponen un modelo más revolucionario, conceptualmente hablando. Concebir una estructura interna en los propios quarks mediante hilos de energía.

¿Se puede medir algo? Bueno, todavía no. Desde que John Schartz y Green consiguieron resolver las anomalías de la teoría, y posteriormente, con la salida de las cinco teorías de cuerdas, no se ha llegado a mucho experimentalmente. Sin emabargo, tras la unificación de todas las teorías de cuerdas por el gran genio (recalco, gran genio) Ed Witten (ojo, medalla Fields), en su teoría de once dimensiones (teoría M), la cosa está interesante. ¿Es posible llegar a test válidos?

Bueno, Fermilab y el Cern compiten en una carrera sin cuartel por descubrir las llamadas partículas supersimétricas. Estas partículas están dentro de las predicciones de la teoría de supercuerdas, pero también dentro de las de supersimetría, así que su hallazgo no supondrían un test, pero sí la señal que se esperaba.

Ahora bien, el gravitón, la partícula que media la interacción gravitatoria, es una predicción de la teoría de supercuerdas bastante interesante, porque en los últimos desarrollos de teorías de cuerdas, es la interacción gravitatoria la que escapa de la "membrana" en la que estamos.

Membrana, por lo que yo entiendo, parecen ser las agrupaciones de supercuerdas que puede llegar a formar este tipo de tejidos. Como un pan de molde americano, y nosotros en una tajada. Y claro, muchas tajadas paralelas a la nuestra dan lugar a Universos paralelos.

Es curioso que la gravitación pueda escapar de membrana a membrana. Y que, por tanto, la ausencia del gravitón sea la prueba de que existen más dimensiones, pues éste escapa a otra dimensión (no es que se desintegre ni se transforme).

Y eso es parte de la divulgación que hoy en día se tiene. En palabras de Weinberg, que él sí habrá podido comprender infinitamente más que nosotros, "Una teoría con tanta belleza matemática no puede ser totalmente incorrecta. Pero, dentro de cien años, pregúnteme de nuevo para ver si es cierta o no."

¿Qué sucede si es falsa o si no se puede probar? Bueno, pues tenemos dos posibildades:

Si no se puede probar. Será una bonita filosofía de vida, para los que sigan creyendo en ella, que los habrá.

Si es falsa, pues habremos tirado unos cuantos años de trabajo, pero esas cosas suelen pasar en Física.

La moraleja del asunto no estriba en la complejidad de la teoría. Yo afirmaría que la moraleja está en que algún Físico, en este caso Veneziano, observó alguna fórmula de Euler interesante y con imaginación comenzó a hilar cosas interesantes, dejando el resto del traje para venideros Físicos.

La curiosidad, esa es la moraleja. Y creo que nada ni nadie puede apartar a un Físico de este vicio.

Y bueno, lejos de la divulgación, no tiene mucho más interés este post.
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