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sábado, 5 de marzo de 2016

El universo cuántico




















Escrito por Brian Cox y Jeff Forshaw y publicado en 2014 (el original es del 2011, pero ha tenido diferentes ediciones con añadidos) por Penguin Random House Grupo Editorial (dentro de Editorial Debate).

Sobre los autores, simplemente decir que los dos son físicos teóricos en la Universidad de Manchester y poco más, que ya comenté en este blog otro libro suyo: ¿Por qué E=mc2? y ahí di detalles de ambos. Añadir que este libro lo compré precisamente porque me gustó bastante el primero que me leí de ellos.

Como ellos mismos dicen, lo que tratan de explicar a lo largo del libro (y en mi opinión lo consiguen) es el funcionamiento de eso que los físicos llaman mecánica cuántica, o por decirlo en otras palabras, de la física de lo muy pequeño, y, como reza el subtitulo del libro: por qué todo lo que puede suceder, sucede (no confundir esto con la famosa Ley de Murphy).

La verdad es que no se andan por las ramas explicando hechos históricos previos al desarrollo de la mecánica cuántica en sí, y ya en el segundo capítulo están hablando del modelo atómico de Bohr y del famoso experimento de la doble rendija, el del patrón de interferencia de electrones que indica que los electrones se comportan como ondas y no sólo como partículas. De hecho, dan la mejor explicación que he leído nunca del experimento (y la más cuántica también). Hay que estar muy atentos en el capitulo tres, porque ahí introducen una notación con relojes que seguirán usando para explicar diversos procesos a lo largo de todo el libro, y conviene tener las ideas claras para no quedarse luego sin entender otros desarrollos; vamos, que merece la pena releer algunas partes para quedarse bien con las ideas (bastante bien explicadas).

Como siempre, en los libros que hablan de mecánica cuántica, no podían faltar las menciones a Dirac, Pauli, Heisenberg, Schrodinger, Einstein Teller, Feynman, etc .. Aparecen también algunas cosas curiosas que, al menos para mi, eran totalmente desconocidas, como la ecuación de De Broglie, lo que se entiende por acción, pero al margen de las cosas desconocidas o no, la verdad es que explican todo con mucha claridad (incluidos los diagramas de Feynman en el capitulo 10 ó el funcionamiento de los transistores en el capítulo 9).

También, como en otros libros que he comentado con anterioridad, vuelven a hacer referencia a que cualquier teoría que no sea susceptible de falsación no es una teoría científica, de hecho, tal y como indican, en palabras del biólogo Thomas Huzley: "la ciencia es sentido común organizado, donde muchas hermosas teorías han muerto a manos de un hecho desagradable". Con esto lo que nos intentan decir es que las teorías, además de explicar los fenómenos que observamos, luego tienen que aguantar los resultados de experimentos para verificarlas o refutarlas. Cualquier teoría que no pueda ser verificada experimentalmente no es demasiado científica.

Antes de copiar el trozo habitual del libro, me gustaría indicar que tiene dos finales. Uno, para los que no quieran ver ningún cálculo matemático, en la página 243, y otro, para los que quieran ver un cálculo aproximado del que realizó Chandrasekhar en 1930 sobre el equilibrio de presiones en una enana blanca, un poco más allá, en la página 275 (en mi opinión merece la pena leer este epilogo). Resumiendo, un libro que habla de un tema bastante complejo, pero explicado de una forma bastante sencilla (eso sí, que nadie se despiste con los relojes).

Como siempre, copio un trocito:
""En una fiesta conoció a Herbert Jehle, un físico europeo que estaba pasando una temporada en Princeton, y, como es habitual entre los físicos cuando han tomado unas copas, empezaron a comentar ideas que estaban investigando. Jehle recordó el oscuro articulo de Dirac, y al día siguiente lo encontraron en la biblioteca de Princeton. Feynman empezó inmediatamente a calcular utilizando el formalismo de Dirac y, a lo largo de una tarde en compañía de Jehle, descubrió que podía derivar la ecuación de Schrodinger de un principio de acción. Fue un gran avance, aunque al principio Feynman supuso que Dirac ya lo habría hecho, porque era muy fácil. Fácil, claro está, si uno es Richard Feynman. Más adelante, Feynman le preguntaría a Dirac si sabía que, con unos pocos pasos matemáticos más, su articulo de 1933 se podía utilizar de esa manera. Tiempo después, Feynman recordaría cómo Dirac, tumbado en el césped en Princeton tras haber impartido una conferencia más bien deslucida, respondió simplemente: "no, no lo sabía. Es interesante". Dirac fue uno de los físicos más importantes de todos los tiempos, pero también era un hombre de pocas palabras. Eugene Wigner, otro de los grandes, decía que Feynman es un segundo Dirac, pero humano."

Clasificación:
Facilidad de lectura: 2 (en algunos sitios hay que pararse un poco).
Opinión: 5 (me ha gustado bastante y se lee muy bien).

jueves, 4 de julio de 2013

¿Por qué E=mc2?




















(¿y por qué debería importarnos?) que es lo que dice la segunda parte del título.

Escrito por Brian Cox y por Jeff Forshaw y publicado por Random House Mondadori en 2013 dentro de su colección Debate.

Los autores son ambos físicos teóricos en la Universidad de Manchester y del primero había visto una serie documental bastante recomendable de la BBC que se llamaba "Maravillas del Universo"; que no todo va a ser leer, a veces está bien que te expliquen las cosas en tres dimensiones más allá de las dos de las hojas del libro (vale, aproximadas dos dimensiones, no vamos a empezar a discutir sobre eso a estas alturas). Del segundo de los autores reconozco mi desconocimiento, pero he comprobado que han escrito varios libros juntos, y el del "Universo Cuántico" no tiene mal aspecto (ya intentaré hacerme con él).

El propósito del libro creo que queda bastante claro con el título y la segunda parte del mismo. Intentan que entendamos el significado real de la famosa fórmula de Einstein y cómo se puede llegar a ella, sin demasiados argumentos matemáticos avanzados. Pero no sólo trata de eso, si no de las consecuencias que esa deducción ha ocasionado y cómo ha afectado a nuestra vida cotidiana (esa es la parte de ¿por qué debería importarnos?).

Creo que consiguen una de las mejores explicaciones que he leído nunca de lo que es un espacio-tiempo de Minkowski. Realmente muy bien explicado y muy claro; si bien es cierto que en el comienzo de la explicación, no queda clara la elección de la métrica (o el por qué toma la longitud de la hipotenusa como resultado de una resta), pero bueno, algún detallito se les tenía que escapar. También consiguen dejar claro una cosa que, dicha de forma tan clara no la había leído nunca, y es que: "todo viaja a la misma velocidad en el espacio-tiempo" (la explicación de la frase está bastante lograda en el libro y merece la pena leerla).

Por supuesto que hay algunos momentos en los que las cosas se ponen un poco complicadas (sobre todo cuando escriben la ecuación central del modelo estándard de la física de partículas en la página 168), pero, para compensar, también hacen una gran explicación de lo que es el campo de Higgs y de los diagramas de Feynman, y de lo que buscan en el LHC. De estos tres asuntos ya he hablado en anteriores comentarios y no voy a repetirme, que alguno me podría llamar pesado, pero no puedo evitar indicar que vuelven a hacer referencia a "La guía del autoestopísta galáctico" de la que ya he hablado en varias ocasiones y es que no paro de decir que cuando algo sale tantas veces, merece la pena ver por qué.

En fin, que son sólo 225 páginas que no se complican demasiado teniendo en cuenta que lo que están explicando es uno de los mayores logros científicos e intelectuales de todos los tiempos (y que su explicación correcta, desde un punto de vista físico y matemático, requiere unos niveles de diplomatura universitaria para poder entenderlos ... de hecho en mi opinión, para entenderlos bien, el nivel requerido es de licenciatura y algo más, que cuando los tensores entran en juego, las cosas se complican siempre un poco). Pero vamos, un libro muy recomendable aunque haya partes que algunos lectores tengan que saltarse o no terminar de entender del todo en una primera lectura (cosa normal por otra parte).

Como siempre, copio un trocito:
"E=mc2 es una ecuación. Como hemos venido insistiendo, para un físico las ecuaciones constituyen una notación muy práctica y potente para expresar relaciones entre objetos. En el caso de E=mc2, los "objetos" son la energía (E), la masa (m) y la velocidad de la luz (c). De forma más general, los objetos que viven dentro de una ecuación pueden representar cosas materiales reales, como ondas o electrones, o conceptos más abstractos, como energía, masa o distancias espaciotemporales. Como ya hemos visto a lo largo del libro, los físicos son muy exigentes con sus ecuaciones fundamentales, pues requieren que tengan la misma forma para todo el mundo en el universo. Es un requisito fuerte, y puede que en algún momento futuro descubramos que no es posible aferrarse a este ideal. Si así fuese, los físicos se llevarían una gran sorpresa, porque, desde el nacimiento de la ciencia moderna en el siglo XVII, se ha venido comprobando que esta idea es asombrosamente fructífera.".

Clasificación:
Facilidad de lectura: 2-3 (se va complicando un poco a partir de la página 80)
Opinión: 4-5 (hay partes con unas explicaciones relamente buenas).

PD: Quería agradecer a Manuel D. que me diese a conocer la existencia de este libro (si no me lo hubiese dicho no me lo habría leído). Muchas gracias.