Yes, I’m still writing- although the original web series project is temporarily on hold until I produce a script for my latest idea, a simple dramatic short film, which will be much easier to produce and cast, considering it’s to be the first piece of motion-picture artwork entirely written/directed/produced by me. Anyway, this is tangential to the point of this post, as I’m showing you the design work that interrupted the writing work for a day or two.

On Tuesday my friend who’s on the committee asked me if I would design a logo for the university’s physics theory society. Since it was to be printed on clothing and generally represent both the society and my work personally, I was struggling to come up with good ideas, and fully expected it to take until the end of the week (the deadline was this Sunday). However a while later, after googling ideas for physics theory logos, meanings of physics theory in general, and tips on logo design, I came up with these- saved as a contact sheet for your viewing pleasure:

It’s been a while since my last piece of graphic design work, so I’m not sure whether I’m getting rusty or not. Still, it was a pleasure using Photoshop (or any Adobe product, for that matter) again, especially a version I hadn’t used before- CS2 in this case.

But there you have it. I’m not ignoring you, after all. I’ve just been really busy.

Feel free to tell me your thoughts in the comments section or on Facebook if I have you.

bene signori, buttiamo all’aria i nostri libri di fisica. ricordate quando, chini sui banchi di scuola, studiavamo le tre leggi della termodinamica? la seconda legge della termodinamica recita così: “in un sistema isolato l’entropia è una funzione non decrescente nel tempo.” (n.d.r dicesi entropia il cosidetto grado di disordine del sistema). in più, un altro principio basilare della fisica è che il tempo non è una freccia che può andare solo in avanti, ma piuttosto è un fiume che può andare avanti ed indietro. come si concilia il fatto che l’entropia aumenta (in funzione del tempo) anche nel caso in cui il tempo invece di andare avanti va indietro? in realtà le due cose non si conciliano proprio tanto bene. ecco la necessità di creare in fisica un cosidetto paradosso : il paradosso di loschmidt.

quindi prendete il vostro caforio-ferilli, fatene barchette e dopodichè mettetelo nella carta riciclata. secondo una ricerca pubblicata qualche giorno fa sul physical review letters, lorenzo maccone del qubit group (n.d.r si siori e siori… è un italiano) ha teorizzato che, se andiamo a studiare i fenomeni entropici a livello quantistico, non è vero che l’entropia aumenta in ogni trasformazione. è vero invece che aumenta nei fenomeni che lasciano traccia di se stessi, ma diminuisce nei fenomeni che avvengono senza lasciarci informazione. esistono cioè, secondo maccone, dei fenomeni non osservabili, nei quali però l’entropia è in diminuzione e non in aumento…

curiosi di saperne di più? ecco il paper originale…

Factorizar el número 15 parece una trivialidad. Factorizar el número 15 con un ordenador cuántico que implemente el algoritmo de Peter Shor no es fácil, pero se ha logrado con un gran número de tecnologías. En la mayoría de los casos, dichas tecnologías no son fácilmente escalables a la factorización por dicho algoritmo de números más grandes. Alberto Politi et al. han logrado hacerlo utilizando un chip (circuito integrado) con tecnologías fotónicas. En esta implementación, la mayor limitación es que el algoritmo de Shor ha de ser “compilado” (según los autores), yo diría que “expandido” (desarrollando todos su bucles de forma explícita), lo que para números con un mayor número de cubits requiere un coste muy alto. Sin embargo, las tecnologías fotónicas utilizadas parece que ofrecen una nueva vía para la escalabilidad de los ordenadores cuánticos. El artículo técnico es Alberto Politi, Jonathan C. F. Matthews, Jeremy L. O’Brien, “Shor’s Quantum Factoring Algorithm on a Photonic Chip,” Science 325: 1221, 4 September 2009.

Para los que sepáis algo de computación cuántica, la figura que abre esta entrada es autoexplicativa. Para los demás, no entraré en más detalles. Sólo quisiera recordar que a mí se me antoja que las tecnologías de computadores cuánticos basados en redes de guías de ondas (chips fotónicos) tienen un futuro muy alagüeño, sobre todo porque permiten realizar computadores cuánticos a temperatura ambiente, y nos ofrecerán sorpresas importantes en los próximos años. Abajo os dejo la foto del chip fotónico utilizado, para los curiosos.

Dr. Robert Talbert, one of my favorite blog authors, created a webcast on using Wolfram|Alpha in The Calculus. My physics theory students are assigned the task of watching, taking written notes, and then creating and providing documentation of interesting examples of Wolfram|Alpha use. It’s Powerful Stuff

http://blog.wolframalpha.com/2009/09/03/wolframalpha-for-calculus-students/

Se pensaba que el origen de los cometas de periodo largo, que producen bellas colas cuando se aproximan al Sol a una distancia menor que la órbita terrestre, una unidad astronómica (UA), se encontraba entre 20.000 y 100.000 UA. Sin embargo, Kaib y Quinn publican en Science un estudio que demuestra que es mucho más cercano, entre 3.000 y 10.000 UA, gracias a simulaciones por ordenador. Estos cometas se originan en la nube de Oort (descubierta por Jan Oort en 1950) donde se encuentran más de un billón de objetos. El nuevo resultado científico indica que la gran mayoría de los cometas que se acercan al Sol corresponden a objetos que se encuentran en la parte interior de la nube de Oort, la más cercana al Sol. Un resultado sorprendente para muchos ya que implica que la gravedad del plano de nuestra galaxia, la Vía Láctea, influye significativamente en los cometas de periodo largo y es clave para explicar el resultado observado. Nos lo cuenta Martin Duncan, “Re-viewing an Old Comet Reservoir,” Science 325: 1211-1212, 4 September 2009, haciéndose eco del artículo técnico Nathan A. Kaib, Thomas Quinn, “Reassessing the Source of Long-Period Comets,” Science 325: 1234-1236, 4 September 2009.

Se creía que el origen de los cometas de periodo largo no podía estar en la parte más cercana de la nube de Oort por la siguiente razón. Si el Sol fuera el único cuerpo masivo del universo, cada cometa lo orbitaría una vez por periodo en una órbita elíptica fija, moviéndose desde el mismo perihelio (punto más cercano al Sol) al mismo afelio (punto más alejado al Sol). Sin embargo, la gravedad del plano de nuestra galaxia ejerce una influencia importante en los cometas cuando estos se encuentran cerca de su afelio, aunque prácticamente su efecto es nulo cerca del perihelio. Se sabe que el perihelio de los cometas de periodo larga cambia de un periodo a otro debido a la influencia de Júpiter y Saturno cuando se encuentran entre 15 UA y 1 UA. Al casar esta reducción tan rápida del perihelio con las perturbaciones galácticas cerca del afelio resulta que el afelio de estos cometas debería estar a unas 40.0000 UA, es decir, las cometas pasarían la mayor parte de su vida en la parte más externa de la nube de Oort, la más alejada del Sol.

El estudio de Kaib y Quinn ha descubierto un nuevo mecanismo por el cual los cometas de periodo largo podrían comportarse como se observa experimentalmente pero pasando la mayor parte de vida en la parte más interna de la nube de Oort. Los cometas pasarían por tres etapas de su vida. En la primera, los cometas de la parte más interna de la nube de Oort por influencia gravitatoria del plano galáctico reducirían su perihelio hasta una órbita próxima a Saturno. En la segunda, la influencia gravitatoria de este planeta catapultaría al cometa hasta una afelio en la parte más externa de la nube de Oort. Y en la tercera y última fase, la influencia del plano galáctico reduciría el perihelio hasta una distancia cercana a la órbita de la Tierra. Las simulaciones por ordenador parecen indicar que este mecanismo es mucho más probable de lo podría pensarse y la gran mayoría de los cometas de periodo largo deben haberlo sufrido. Por ejemplo el planeta enano o plutoniano llamado Sedna (perihelio cerca de 80 UA y afelio cerca de 1.000 UA) sigue una órbita que indica que está sufriendo el mecanismo que acabamos de describir.

Ahora es el turno de los astrónomos observacionales (como Pan Starrs y Large Synoptic Survey Telescope) que tendrán que confirmar o rebatir esta nueva propuesta teórica. Los límites del sistema solar todavía ofrecen muchos secretos y darán mucho que hablar en los próximos años.

Dimensional solution for Heisenberg’s uncertainty principle:

The absolute position of a particle can be determined solely using 3D (xyz) space, but the motion of a particle must be evaluated in 4D (xyz+t) space. Both attributes cannot be known at the “same time” because that dimension (time) doesn’t exist in 3D space. The only exception would be a particle at perfect rest in its 4D environment, in which case, motion is nil and time is obviated as a meaningful factor. Meanwhile, the momentum of a particle may only be known in a type of “5D” (xyz+t+m) space.

Cuatro artículos, dos publicados en Science y dos preprint en ArXiv, confirman la observación directa de monopolos magnéticos como cuasipartículas en diferentes cristales de hielo de espines. Estos monopolos magnéticos fueron observados de forma indirecta en 2007 por Castelnovo et al. (publicado en Nature). Morris et al. y Fennell et al. los han logrado observar de forma directa, publicando sendos artículos que aparecerán en Science. Morris et al. han observado directamente mediante neutrones cadenas de monopolos, como cuentas de un collar, que se denominan cuerdas de Dirac (Dirac strings). Fennell et al. han observado mediante neutrones polarizados una fase de Coulomb casi perfecta, sólo explicable por la existencia de monopolos magnéticos. Ambos artículos conforman la evidencia más fuerte de la existencia de monopolos magnéticos en física del estado sólido. Los artículos en ArXiv la ratifican fuera de toda duda.

Nos lo cuenta Geoff Brumfiel, “‘Overwhelming’ evidence for monopoles. Multiple experiments reveal materials with single points of north and south,” Nature, Published online 3 September 2009, haciéndose eco de los artículos técnicos de D. J. P. Morris et al. “Dirac Strings and Magnetic Monopoles in Spin Ice Dy2Ti2O7,” Science Express, Published Online September 3, 2009, y T. Fennell et al. “Magnetic Coulomb Phase in the Spin Ice Ho2Ti2O7,” Science Express, Published Online September 3, 2009. La observación indirecta de estos monopolos magnéticos fue publicada en C. Castelnovo, R. Moessner, S. L. Sondhi, “Magnetic monopoles in spin ice,” Nature 451: 42-45, 3 January 2008. Los artículos en ArXiv son S. T. Bramwell et al. “Magnetic Charge Transport,” ArXiv, Submitted on 6 Jul 2009, y Hiroaki Kadowaki et al. “Observation of Magnetic Monopoles in Spin Ice,” ArXiv, Submitted on 25 Aug 2009, y

Recordemos. Un imán tiene dos polos, norte y sur. Un monopolo sólo tiene un polo, sea norte o sea sur. Los monopolos magnéticos que han sido observados en pequeños cristales enfriados cerca del cero absoluto tienen un tamaño inferior a un nanómetro. Han sido observados monopolos de las dos clases, tanto tipo polo norte y como tipo polo sur. El material utilizado, hielo de espines, es un material cristalino en el que los átomos (pequeños imanes) se colocan en los vértices de tetraedros (igual que en el hielo, agua sólida). Estos pequeños átomos se alinean bajo el efecto de un campo magnético. El centro de los tetraedros se comporta como una cuasipartícula. Los artículos en Science han demostrado que éstas se comportan como monopolos magnéticos. ¿Esto equivale a observar directamente monopolos magnéticos? Sí, ya que desde un punto de vista cuántico una partícula y una cuasipartícula se comportan exactamente igual. 

Los monopolos magnéticos han sido buscados durante mucho tiempo. Muchas teorías cuánticas de campos (variantes del Modelo Estándar de partículas elementales) predicen su existencia y su generación durante la Gran Explosión (Big Bang). El nuevo resultado experimental, aunque alejado de estos lares, es una evidencia fuerte de que la Naturaleza no prohibe la existencia de monopolos magnéticos. Un fuerte ímpetu a la búsqueda de los monopolos magnéticos como partículas elementales tanto en rayos cósmicos como en los grandes aceleradores de partículas, como el LHC del CERN.