miércoles, 21 de mayo de 2008

Bombeadores cuánticos y motores cuánticos

Liliana Arrechea
Departamento de Física, FCEyN, UBA.

Los bombeadores cuánticos son dispositivos microscópicos en los que se consigue transporte neto de carga o de spin entre dos reservóreos en equilibrio. Han sido implementados experimentalmente en estructuras semiconductoras llamadas ``puntos cuánticos'' y son considerados realizaciones experimentales en el mundo cuántico del efecto ``ratchet'', introducido por Feynman en su famosas `lectures'

sábado, 3 de mayo de 2008

Schrödinger, Erwin

Físico austriaco, n. en Viena el 12 ag. 1887, y m. en la misma ciudad el 4 en. 1961.
Su máxima contribución a la Física moderna es la célebre ecuación de ondas que lleva su nombre. Establece en 1926, como consecuencia de una serie admirable de trabajos, el formalismo matemático de la Mecánica ondulatoria. Los fundamentos de una nueva mecánica, valedera para corpúsculos materiales en general (átomos y moléculas, en particular) se introdujeron casi simultáneamente, siguiendo dos caminos diferentes. Heisenberg (1925; v.) alcanzó sus conclusiones apartándose de toda idea intuitiva, tan en boga en aquel tiempo, considerando solamente relaciones entre entes observables y los mensajes (como él llamó) que nos envían los átomos; es decir, las frecuencias y las intensidades de las rayas espectrales, así como los niveles de energía. Llega a la conclusión de que estas magnitudes pueden representarse por matrices (v.), cuyo algoritmo matemático es bien conocido. Crea así la Mecánica de matrices que desarrollan y aplican inmediatamente Bohr y Jordán, por un lado, y Dirac por otro.

El físico francés Louis de Broglie (v.) había llegado en 1821 a la conclusión de que algunos desacuerdos existentes entre la teoría atómica de Bohr (v.) y la realidad experimental pueden desaparecer si se admite que toda partícula en movimiento lleva asociada consigo una onda cuya longitud valea=hlp,siendo h la constante de Planck y p la cantidad de movimiento de la partícula. La prueba experimental directa de la existencia de esta onda no tuvo lugar, sin embargo, hasta 1927, en que los físicos americanos C. J. Davisson y L. H. Germer la descubrieron por azar. A partir de las ideas de Broglie y utilizando la Dinámica analítica, S. desarrolla la Mecánica ondulatoria y llega a su célebre ecuación a la que satisface la onda asociada. Es una ecuación diferencial cuyo tratamiento es bien conocido por los matemáticos y que sólo admite soluciones en casos muy particulares, que resultan estar totalmente de acuerdo con las condiciones de cuantificación impuestas por Bohr de manera casi intuitiva y que muchas veces parecían arbitrarias. Quizá el mayor mérito de S. consiste en haber demostrado en 1926 que las dos nuevas Mecánicas, la de matrices y la ondulatoria, son equivalentes, complementándose de forma tal que representan dos aspectos de la misma realidad. Se trata de una sola Mecánica, que aclara de forma satisfactoria muchos hechos que estaban oscuros. Actualmente y con las aportaciones de Dirac y von Neumann ha tomado un aspecto mucho más axiomático. La nueva Mecánica ha conducido a clasificar las partículas elementales en dos grupos: los bosones, con función de onda simétrica, que no están sujetos al principio de exclusión de Pauli y sigue la estadística de Bose-Einstein, y los fermiones, con función de onda antisimétrica, que sí están sujetos al principio de exclusión y que siguen la estadística de FermiDirac.

Ha colaborado con N. Wiener relacionando la información con la negantropía (entropía negativa), lo que le llevó a publicar un librito muy discutido, titulado What is life (¿Qué es la vida?), que tuvo una acertada réplica en el que publicó poco después J. Palacios, titulado De la Física a la Biología. Le fue concedido el premio Nobel en 1933.