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» » » Descubriendo el flujo cuántico

Referencia: Phys.org.news, 28 de diciembre 2012

El físico inglés, Ole Steuernagel, de la Universidad de Hertfordshire, junto con Dimitris Kakofengitis y Georg Ritter, han descubierto que el "flujo de Wigner" es una nueva y poderosa herramienta análoga cuántica del flujo de espacio fásico.


Posiciones de los puntos de flujo de Wigner 'a través del espacio fásico como una función del tiempo. Crédito: Universidad de Hertfordshire.
El flujo de Wigner proporciona información de la dinámica cuántica, de forma similar a la obtenida por las trayectorias de espacio fásico en la física clásica. El flujo de Wigner se puede utilizar para la visualización de la dinámica cuántica. Adicionalmente, y tal vez aún más importante, el flujo de Wigner ayuda con el análisis abstracto de la dinámica cuántica usando métodos topológicos.

Ole Steuernagel, del Instituto de Ciencia y Tecnología, señalaba: "Debido a que las trayectorias se pierden en un espacio fásico cuántico, los físicos no le han prestado mucha atención a los campos de flujo asociados, aunque éstas no existan. Ahora, nuestra investigación muestra que vale la pena estudiarlo."

En la física clásica, las trayectorias de espacio fásico dan lugar a campos del flujo que representan la dinámica del sistema a lo largo de sus trayectorias, y producen información adicional sobre el comportamiento de un sistema. Las trayectorias de espacio fásico de la teoría cuántica no existen, porque el principio de incertidumbre de Heisenberg no permite la formación de trayectorias bien definidas. Sin embargo, los físicos cuánticos no han renunciado por completo al espacio de fase.

El estudio de la siguiente opción, de las distribuciones probables basadas en el espacio fásico se ha disparado en los últimos años. Sistemas sofisticados para reconstruir lo más destacado de estas distribuciones, "función de Wigner', a partir de datos experimentales, han asentado el espacio de fase cuántico sobre una base firme. Sin embargo, puesto que los estudios de trayectoria cuántica no pueden llevarse a cabo, algo se está perdiendo de la potencia de los métodos clásicos.

Los investigadores han estado estudiando el flujo de Wigner, el cual está basado en la dinámica de la función de Wigner, y han demostrado que revela nuevas y sorprendentes características dinámicas. Constituyen, por ejemplo, los vórtices que giran por el camino "equivocado" y que aparecen en la parte "equivocada" del espacio fásico, visto desde el punto de vista de la física clásica.

Por lo tanto, estos patrones dinámicos son manifestaciones de la naturaleza cuántica del sistema. Por encima de lo conseguido, el equipo ha demostrado la existencia de una ley de conservación que revela un nuevo tipo de orden topológico de la dinámica cuántica.

En su aplicación han demostrado que el flujo de Wigner arroja nueva luz sobre el túnel cuántico, un proceso fundamental que rige el funcionamiento de los circuitos electrónicos, informáticos, y también la descomposición de los radionucleidos.


- Más información: El artículo "Wigner flow reveals topological order in quantum phase space dynamics", publicado en Physical Review Letters.
- Diario de referencia: Physical Review Letters Ofrecido por la Universidad de Hertfordshire .
- Véase en Wikipedia: Espacio fásico y Retrato de fase .
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Editor del blog Pedro Donaire

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