miércoles, 8 de agosto de 2007

De viajes cuánticos y espaciales o cómo mezclar churras con merinas.

Imagina que deseas obtener un determinado estado cuántico para un sistema, una molécula, por ejemplo. Gruebele y Wolynes han desarrollado un método para conseguirlo que consiste básicamente en lo siguiente:

1) Determínese cual es el estado cuántico inicial que más probablemente dé lugar al estado final deseado;
2) Determínese cual será el estado cuántico final más probable del sistema habida cuenta de sus condiciones iniciales;
3) Calcúlese el “espacio estado”, esto es, todos los estados cuánticos posibles del sistema;
4) Identifíquese qué localizaciones del “espacio estado” están más próximas a las evoluciones 1 y 2;
5) Estas localizaciones son los puntos (momentos) en los que la energía se aplica de forma más eficiente.

El sistema desarrollado permite calcular en qué momento y cuántos fotones son necesarios para conseguir el paso del estado original al deseado. Es un método rápido y preciso para calcular cómo llevar un sistema de un estado a otro. Un hallazgo, en sí, muy interesante.

Sin embargo, tal y como ha sido distribuida por las agencias esta noticia desinforma más que informa y parece que es culpa de los autores que confunden churras con merinas. Analicemos un momento. El título en inglés es: “Quantum Analog of Ulam’s Conjecture Can Guide Molecules, Reactions”. Según el texto la conjetura de Ulam para las naves espaciales sería: “debido al aspecto de llenado de espacio de las trayectorias caóticas de esta fase, una serie mínima de gastos de energía bastaría para transferir un cuerpo de un punto a otro más rápidamente que por movimiento espontáneo” [sic]. Que, a la vista del contexto, cabe interpretarse como que calculando bien la trayectoria y sabiendo dónde aplicar energía se puede emplear la gravedad para minimizar la cantidad de energía necesaria para desplazarse de A a B, y esta cantidad será mucho menor que la energía necesaria para ir directamente de A a B. El primer caso sería cómo se desplazan las sondas espaciales reales usando la ayuda de la gravedad de los planetas (método desarrollado por los rusos en 1959, en concreto en el Instituto Steklov) y el segundo cómo se desplazan las naves espaciales en las películas. Según el autor la conjetura de Ulam se emplea habitualmente en el cálculo de trayectorias para naves espaciales; más bien no: estamos hablando de trayectorias perfectamente definibles por la mecánica newtoniana que no tienen nada de caóticas y que emplean rutinariamente el método desarrollado por los rusos.

Por otra parte, si el avisado lector hace una pequeña búsqueda sobre la conjetura de Ulam verá que es un concepto matemático no relacionado. Lo que sí desarrolló Ulam junto con J. Cornelius Everett en 1955 y que publicaron en 1956 en un documento clasificado fue el principio según el cual una propulsión con bombas de hidrógeno que explotaban en el exterior de la nave (discontinua) podría ser eficiente a la hora de realizar desplazamientos en el espacio. Se creó incluso un proyecto, el Orion, liderado por Freeman Dyson, para la construcción de una nave espacial basada en este principio, la propulsión nuclear a pulsos. Llegaron a hacerse pruebas con bombas convencionales que confirmaron su viabilidad como sistema de propulsión; según cuenta la leyenda pruebas con esferas de grafito durante ensayos nucleares confirmaron que podía usarse este material como base para el deflector. El proyecto fue suspendido tras el acuerdo que limitaba el uso de explosivos nucleares en el espacio. Recuerdo a Carl Sagan hablando en Cosmos (capítulo 8: Viajes a través del espacio y el tiempo) de este proyecto y de su viabilidad desde el punto de vista ingenieril.