25/12/2025 10:24
25/12/2025 10:23
25/12/2025 10:23
25/12/2025 10:22
25/12/2025 10:22
25/12/2025 10:21
25/12/2025 10:21
25/12/2025 10:21
25/12/2025 10:21
25/12/2025 10:18
» Cadena3
Fecha: 25/12/2025 08:42
Investigadores logran aplicar la termodinamica en el mundo cuantico Cientificos de la Universidad de Basilea redefinieron conceptos de termodinamica para sistemas cuanticos. Este avance podria revolucionar la tecnologia cuantica y la comprension de la energia en escalas microscopicas. 25/12/2025 | 08:17Redaccion Cadena 3 En 1798, el fisico y oficial Benjamin Thompson, conocido como Conde Rumford, realizo una observacion clave al observar canones siendo perforados en Munich. Noto que el metal se calentaba continuamente durante el proceso, lo que lo llevo a concluir que el calor no es una sustancia fisica, sino que puede generarse indefinidamente a traves de la friccion mecanica. Para probar su hipotesis, Rumford coloco los canones en agua y midio cuanto tiempo tardaba en hervir. Sus experimentos demostraron que el movimiento podia generar grandes cantidades de calor, sentando asi las bases de la termodinamica en el siglo XIX. Este nuevo campo fue fundamental durante la Revolucion Industrial, al explicar como el calor podia convertirse eficientemente en trabajo util, como en el caso de las maquinas de vapor. Las Leyes Fundamentales de la Energia y el Desorden Hoy en dia, las leyes de la termodinamica son conocimientos fundamentales para los cientificos. Estas establecen que en un sistema cerrado, la cantidad total de energia permanece constante, ya sea en forma de calor o trabajo. Tambien describen la entropia, una medida del desorden que nunca disminuye con el tiempo. A pesar de que estos principios son validos en situaciones cotidianas, surgen problemas al intentar aplicarlos a sistemas extremadamente pequenos regidos por la fisica cuantica. A esa escala, las ideas familiares sobre el calor y el trabajo comienzan a desdibujarse. Un Desafio Cuantico a la Fisica Clasica Investigadores de la Universidad de Basilea, liderados por el profesor Patrick Potts, desarrollaron un nuevo enfoque para definir cantidades termodinamicas en ciertos sistemas cuanticos. Sus hallazgos fueron publicados recientemente en la revista cientifica Physical Review Letters. El estudiante de doctorado Aaron Daniel explico: "El problema que tenemos con la descripcion termodinamica de los sistemas cuanticos es que en tales sistemas, todo es microscopico. Esto significa que la distincion entre trabajo, que es energia macroscopica util, y calor, o movimiento microscopico desordenado, ya no es sencilla". Luz Laser en una Cavidad Para explorar este desafio, el equipo estudio resonadores de cavidad. Estos sistemas atrapan luz laser entre dos espejos, haciendo que la luz rebote antes de que parte de ella eventualmente escape. La luz laser se diferencia de la luz producida por bombillas o LEDs porque sus ondas electromagneticas se mueven en perfecta sincronizacion. Cuando la luz laser viaja a traves de una cavidad llena de atomos, esta sincronizacion, conocida como coherencia, puede verse interrumpida. Como resultado, la luz puede volverse parcialmente o completamente incoherente, lo que corresponde al movimiento desordenado de particulas. Max Schrauwen, un estudiante de licenciatura involucrado en el estudio, comento: "La coherencia de la luz en un sistema de cavidad laser fue el punto de partida de nuestros calculos". Trabajo por Coherencia Los investigadores comenzaron por aclarar que significa "trabajo" para la luz laser. Un ejemplo es la capacidad de cargar una llamada bateria cuantica, que requiere luz coherente que pueda empujar colectivamente atomos a un estado excitado. Una suposicion simple seria que la luz coherente entrante realiza trabajo, mientras que la luz saliente, que ha perdido algo de coherencia, representa calor. Sin embargo, la situacion es mas sutil. Incluso la luz que se ha vuelto parcialmente incoherente puede seguir realizando trabajo util, aunque de manera menos efectiva que la luz completamente coherente. Daniel y sus colegas examinaron que sucede si solo se cuenta la porcion coherente de la luz saliente como trabajo, mientras que la porcion incoherente se trata como calor. Con esta definicion, ambas leyes de la termodinamica permanecen validas, mostrando que el marco es autoconstante. Implicaciones para la Tecnologia Cuantica "En el futuro, podemos utilizar nuestro formalismo para considerar problemas mas sutiles en la termodinamica cuantica", afirmo Daniel. Este enfoque podria resultar valioso para las tecnologias cuanticas emergentes, incluidas las redes cuanticas. Tambien podria ayudar a los cientificos a comprender mejor como el comportamiento clasico familiar emerge del mundo cuantico subyacente. Lectura rapida Que lograron los investigadores? Desarrollaron un nuevo enfoque para aplicar la termodinamica en sistemas cuanticos. Quien lidero el estudio? El estudio fue liderado por el profesor Patrick Potts de la Universidad de Basilea. Cuando se publicaron los hallazgos? Los hallazgos fueron publicados en diciembre de 2025 en Physical Review Letters. Donde se realizo la investigacion? La investigacion se llevo a cabo en la Universidad de Basilea. Por que es importante este estudio? Este estudio redefine conceptos de termodinamica y tiene implicaciones para la tecnologia cuantica.
Ver noticia original
.gif)
Examedia © 2024
Desarrollado por