Ask @spidermanzano:

Daniel, cordial saludo Me gustaría saber si la mecánica cuántica puede violar las 3 leyes de la termodinámica. Dicho de una mejor manera, los procesos cuánticos pueden ocurrir incumpliendo dichas leyes.

Hola.
Hay muchos trabajos al respecto, pero la verdad es que no está todavía decidido. En principio las leyes de la Termodinámica se aplican a sistemas con muchas partículas, y no hay nada que impida que un sistema microscópico las viole.
Ahora bien, hay varios estudios que tratan de derivarlas de las leyes de la Física Cuántica. Ahí nos encontramos con problemas conceptuales, ya que la definición de ciertas magnitudes, como "trabajo" o "calor" no están nada claras.
Por ejemplo, en este artículo proponen una "familia" de segundas leyes de la termodinámica, que imponen restricciones a lo que un sistema cuántico puede o n puede hacer
F Brandao, M Horodecki, N Ng, J Oppenheim, and S Wehner. The second laws of quantum thermodynamics. Proc. Natl. Acad. Sci., 112:3275, 2015.
Este otro de los mismos autores va en la misma dirección.
P C Swiklinski, M Studzinski, M Horodecki, and J Oppenheim. Limitations on the evolution of quantum coherences: Towards fully quantum second laws of thermodynamics. Phys. Rev. Lett., 115:210403, 2015.
También mencionarte que hace muy poco ha salido un artículo que abre la puerta a una violación de la 3a ley en sistemas cuánticos, aunque no da ningún ejemplo de como hacerlo. Sobre eso ha escrito Francis un estupendo post muy explicativo.
http://francis.naukas.com/2016/10/26/la-violacion-cuantica-la-segunda-ley-la-termodinamica/
Como ya digo es un debate abierto, todavía no hay resultados firmes que nos permitan afirmar con rotundidad si las leyes de la termodinámica se cumplen o no en sistemas cuánticos.
Un saludo.

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Daniel, soy Andrés un estudiante de Ingeniería Electrónica que desde hace unos meses sigue tu blog. El tema era que estoy pensado en mudarme a Granada por cuestiones personales y queria saber tu opinión crítica acerca de esta misma carrera en la UGR. Gracias y disculpa las molestias.

Hola Andrés.
La Universidad de Granada es bastante buena, al menos para los estándares españoles. En concreto en Informática y Electrónica es una de las mejores universidades de Europa.
No conozco la docencia de esas materias directamente, pero me consta que en Electrónica hay gente muy buena trabajando, investigadores e investigadoras muy relevantes y eso siempre es bueno para la docencia.
Espero haberte ayudado.
Un saludo.

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Daniel, a pesar que no es mi campo, soy químico farmacéutico y tengo un doctorado en nanotecnología. Viendo physic.org me encontré con este artículo, hay varias cosas que superan mi conocimiento actual y me gustaría en lo posible tu opinión. Gracias DOI.: 10.1103/PhysRevLett.115.190601

Juan Fernando Pinillos Madrid
Hola, Juan Fernando.
Pues sobre ese artículo tenía pensado hacer una entrada en el blog, pero entre una cosa y otra lo fui dejando. Es un tema demasiado complejo como para responder por aquí, pero retomo la intención de escribir algo extenso.
Tengo otra pendiente que quizás haga antes pero te prometo que esa será como mucho la siguiente.

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Es entonces aquí donde entra la química cuántica y la mecánica estadística para tratar de enlazar la termodinámica y los procesos cuánticos o me equivoco. Un saludo y gracias por tu respuesta anterior.

Hola de nuevo.
Eso es sobre todo el campo de la física estadística, que es mi campo. Típicamente, se trata de partiendo de las leyes microscópicas (clásicas o cuánticas) derivar los comportamientos. Ahora el tema se ha vuelto aún más interesante, ya que ciertos sistemas microscópicos se pueden controlar con bastante precisión y hacerlos interaccionar con sistemas macroscópicos. La distinción entre lo microscópico y lo macroscópico es algo difusa ahora y ese es un tema muy interesante para investigar.
Volviendo a tu pregunta, la derivación de las leyes de la termodinámica partiendo de la física cuántica no está aún realizada pero sería muy interesante. Hay algunos trabajos al respecto, sobre todo de Oppenheim y Wehner, pero hay que esperar para ver que ocurre.

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Daniel, cordial saludo Me gustaría saber si la mecánica cuántica puede violar las 3 leyes de la termodinámica. Dicho de una mejor manera, los procesos cuánticos pueden ocurrir incumpliendo dichas leyes.

Las leyes de la termodinámicas son leyes empíricas, por lo que a priori no hay motivo a priori para que no puedan ser violadas por sistemas cuánticos o clásicos. Eso sí, como llevan vigentes muchos años y todos los experimentos al respecto le dan la razón hay que ser muy escéptico sobre cualquier resultado que vaya en otra dirección.
En cuanto a la relación con la física cuántica hay un matiz muy importante. Las magnitudes termodinámicas, como la temperatura, el trabajo o la presión no están bien definidas en sistemas microscópicos. Sólo sobre las definiciones de calor y trabajo hay mucha literatura. Esto hace complicado afirmar que un sistema cuántico cumple o no las leyes de la termodinámica, ya que estas están expresadas en esos términos.
En mi opinión, para afirmar que un sistema cuántico viola realmente alguna de las leyes de la termodinámica debería hacerlo al intermediar entre sistemas macroscópicos. Consiguiendo un flujo de energía entre un baño frío a otro caliente, por ejemplo, siendo esos baños sistemas donde la temperatura estuviera bien definida y no hubiera ambigüedad. Eso es algo que no se ha conseguido y que no parece que sea fácil.
PS: La investigación en termodinámica cuántica es un campo muy activo actualmente. Hay muchos intentos de reformular la termodinámica en términos cuánticos, por lo que hay mucha controversia.

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La equivalencia energía/masa también se supone válida para la energía oscura?

Lo siento, pero creo que me toca demasiado lejos ese campo. No creo que pueda responder a esa pregunta con seguridad.

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Have the claims of arxiv.org/pdf/1311.1095v2.pdf (regarding a gravity induced emergence of classicality) been refuted?. How can those "future matter wave experiments" tests to link: weak gravitational fields with time-dilation with decoherence and with the emergence of classicality?

Antonio Sesé
I don't think so. It is true that there are many comments to the paper and responses from the authors. I think the main critiques are 1) That this effect does not account for the emergence of classicality but for the decoherence in position superpositions and 2) that this is not the main source of decoherence. I think that both claims are correct, but the effect of gravitational decoherence is still there. Furthermore, I think that the general media has played a role in all the discussion. The authors have expended a lot of time clarifying what newspapers and webs said instead of talking about the paper itself.

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