Matemáticos pueden conjurar las ondas de materia dentro de un sombrero invisible

Mathematicians can conjure matter waves inside an invisible hat

Invisibilidad, una vez el tema de la magia o leyenda, poco a poco se está convirtiendo en realidad. En los últimos cinco años los matemáticos y otros científicos han estado trabajando en los dispositivos que permiten mantos de invisibilidad – quizás aún no ocultando Harry Potter, pero al menos blindaje pequeños objetos de la detección por microondas u ondas de sonido.

Un matemático de la Universidad de Washington es parte de un equipo internacional trabajando para comprender la invisibilidad y ampliar sus aplicaciones posibles. Ahora, el grupo ha ideado un amplificador que puede aumentar la luz, sonido o otras olas mientras oculta dentro de un contenedor invisible.

“Puede aislar y ampliar lo que desea ver y hacer invisible, el resto”, dijo autor correspondiente Gunther Uhlmann, un profesor de matemáticas de la UW. “Usted puede amplificar las ondas tremendamente. Y aunque la ola ha sido magnificada mucho, todavía no se ve lo que está sucediendo dentro del contenedor.

Los hallazgos fueron publicados esta semana en las actas de la Academia Nacional de Ciencias.

Como una primera aplicación, los investigadores proponen manipular ondas de materia, que son la descripción matemática de partículas en la mecánica cuántica. Los investigadores de envision construir un microscopio cuántico que podría capturar a cuántica ondas, el de la nanoworld. Un microscopio cuántico por ejemplo, podría utilizarse para supervisar procesos electrónicos en chips de computadoras.

Los autores habían doblada su sistema “Sombrero de Schrödinger,” refiriéndose al gato de Schrödinger famoso en la mecánica cuántica. El nombre es también un guiño a la posibilidad de crear algo de lo que parece ser nada.

“En algún sentido que está haciendo algo mágico, porque parece que se está creando una partícula. “Es como tirar algo fuera de su sombrero, dijo Uhlmann.

Ondas de materia dentro del sombrero también pueden ser reducidas, aunque Uhlmann observa que la ocultación de objetos muy pequeños “no es tan interesante”.

Uhlmann, quien está de licencia en la Universidad de California, Irvine, ha venido trabajando en la invisibilidad con colegas matemáticos Allan Greenleaf en la Universidad de Rochester, Yaroslav Kurylev University College London en el Reino Unido y Matti Lassas en la Universidad de Helsinki en Finlandia, todos los cuales son coautores en el nuevo documento.

El equipo que ayudó a desarrollar la matemática original para formular mantos, que deben realizarse mediante una clase de materiales de ingeniería, apodado técnicas, que olas de plegado para que aparezca como si no había ningún objeto en su camino. El equipo internacional en los agujeros de gusano de 2007 ideado en el que las ondas desaparecen en una lugar y pop-up en algún otro sitio.

Para este papel, asoció con coautor Ulf Leonhardt, un físico en la Universidad de St. Andrews en Escocia y autor de uno de los primeros documentos sobre invisibilidad.

Los progresos recientes sugieren que sombrero de Schrodinger de hecho, podría construirse para algunos tipos de ondas.

“Desde el punto de vista experimental, creo que lo más emocionante es lo fácil que parece ser construir materiales de ocultación de acústica,” Uhlmann, dijo. Longitudes de ondas de materia de microondas, sonido y quantum son más largas que la luz o las ondas electromagnéticas, haciendo más fácil construir los materiales para enmascarar objetos de observación utilizando estos fenómenos. “Esperamos que es factible, pero en ciencia no sabe hasta que lo haces”, dijo Uhlmann. Ahora que el libro es publicado, esperan encontrar colaboradores para construir un prototipo.

Este gráfico muestra una onda de materia golpeando sombrero de Schrodinger. Se amplifica la onda dentro del contenedor. Afuera, las olas envuelven como si nunca había encontrado ningún obstáculo.

(Foto: g. Uhlmann, u. de Washington)

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