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miércoles, 16 de septiembre de 2015

Un laboratorio de física cuántica para todos

La física cuántica experimental vive una época dorada. En los últimos años están realizándose experimentos que hace no mucho se consideraban imposibles. Interferencia de macromoléculas, experimentos de Bell libres de loopholes, y el control de sistemas atómicos individuales son algunos ejemplos. Estos experimentos se realizan en laboratorios punteros por todo el mundo. Durante mi etapa postdoctoral he tenido la suerte de trabajar y visitar centros donde se realizan este tipo de experimentos, y la técnica es realmente impresionante. Básicamente se componen de mesas con infinidad de componentes ópticos que modelan y controlan la luz de los láseres. Además hay cámaras de vacío, instrumentos para alcanzar temperaturas ultrafrías y aparatos de medición. Como ratón de biblioteca que soy me parece impresionante como pueden conseguir que todo funcione. 

Afortunadamente, esto ya no es privilegio de unos cuantos. Un grupo de investigación de Viena ha desarrollado un laboratorio virtual para que todo el mundo pueda echar un rato haciendo este tipo de experimentos. El director del proyecto es Markus Ardnt, del que ya hemos hablado por aquí debido a sus experimentos de interferencia de macromoléculas. No es de extrañar entonces que este sea uno de los experimentos que se pueden hacer. 

He estado trasteándolo un poco y he de decir que es realmente una pasada. Realmente te lleva al laboratorio, y puedes hacer tareas tan mundanas como limpiarlo, y tan poco mundanas como correr los experimentos. Los gráficos son realmente impresionantes, es muy sencillo a nivel de usuario y tiene un tutorial para que vayas aprendiendo.





El tutorial incluye un sólo experimento. Este es precisamente de interferencia de moléculas. Puedes elegir las moléculas, el instrumento de dispersión (red de difracción o doble rendija). Después de preparar el setup, encender el láser, elegir las temperaturas y demás tienes que controlarlo todo con una tablet virtual. 




Una vez preparado todo consiste en dejar el experimento correr e ir recopilando datos. Si todo está bien preparado el patrón de interferencias debe aparecer en tu tablet virtual. Mientras la simulación va preguntando qué esperas encontrar si las moléculas se comportan como partículas, que deberías esperar si se comportan como ondas y cosas así. 





Después de la demo hay un "learning path". También está muy bien hecho. Cubre muchos conceptos de la física cuántica, como la superposición, la decoherencia, o el efecto Talbot. Cualquiera, experto o no, puede aprender muchas cosas aquí. De cada tema hay una amplia explicación teórica, un experimento que hacer y un examen para comprobar lo aprendido. El laboratorio es ligeramente diferente en cada experimento, y ya no hay tutorial, así que tienes que ir decidiendo que hacer. Por suerte la ayuda es bastante buena y te explica bien que hace cada componente del laboratorio. 




Finalmente, puedes simplemente entrar en el laboratorio en modo experto y hacer un poco lo que te de la gana. Sin objetivo claro ni tutorial (aunque te avisa si vas a romper algo). Simplemente cacharrear sabiendo que no vas a romper nada. El nivel de detalle es impresionante y hay más de 100 parámetros que variar. Puedes incluso rellenar el contenedor del Carbono, o tomar un café mientras se realizan las medidas. 




En resumen, una auténtica pasada. Un instrumento muy bien desarrollado y pulido con el que pasar el tiempo aprendiendo sobre física cuántica. Yo le voy a dedicar más de un rato o dos, y os recomiendo que hagáis lo mismo (está en inglés o alemán). 




Referencia:

Simulated Interactive Research Experiments as Educational Tools for Advanced Science

1 comentario:

  1. Noticia relacionada: Simulador cuántico.
    http://culturacientifica.com/2015/10/05/un-simulador-cuantico-de-fenomenos-imposibles/
    Saludos.

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