El drama de la chatura intelectual en la Licenciatura en Física de la UNR

Desde hace más de 6 años que vengo observado, como docente de 4º año de la Licenciatura en Física de la Universidad Nacional de Rosario, una chatura intelectual en los alumnos que no ocurría hace 10 años atrás cuando docentes como Pedro Lewis y otros inspiraban a los nuevos ingresantes a urgar en la ciencia física. La interacción de estos ha evitado la inmigración de buenos alumnos al instituto Balseiro aún cuando el examen de ingreso al mismo se toma en la UNR. 

Pero tras la muerte de Pedro Lewis y la jubilación de otros buenos docentes, los cargo fueron reemplazados por una nuevo generación de docentes jóvenes y ambiciosos que torcieron la larga historia de sus viejos profesores, ahora ninguno de ellos sigue esa línea, sino que como docentes del ciclo básico se empeñan en crear idiotas útiles para satisfacer la necesidades de los grandes grupos vernáculos de investigación. Pero no tuvieron en cuenta que bajo ese punto de vista: el balseiro es el lugar donde más se necesita calificados idiotas útiles para mantener la excelencia de la institución.  Tras lo cual bajo el contexto actual Rosario es una excelente fuente de recursos, dejando las sobras para que terminen la carrera en Rosario. Si bien estas sobras son incapaces de competir con la nueva generación de jefes vernáculos de grupo de investigación, esta aparente calma va en desmedro del nivel de los egresados en la carrera, así como de los futuros doctorados. Todo esto a largo pazo causa el desprestigio de la carrera de licenciado en física. Con el tiempo ninguno de los sobrantes podrá seguir el legado de los nuevos jefes de grupo cuando estos dejen su puesto.

En una conversación con un directivo saliente de la carrera, este me ha justificado de manera disparatada que lo que ocurre se debe a tres motivos. Uno es la hipótesis conspirativa del fondo monetario internacional que boga en desmedro de la enseñanza en Rosario, otro es que el instituto Balseiro es un gran drenador de buenos alumnos, y por último que la cantidad de licenciados recibidos por años está acorde a la estadística. No hay nada mejor que usar las estadísticas para justificar una barbaridad. Cuando le comento que el licenciatura en ciencias de la computación de la UNR, en la cual también soy docente, no veo esa chatura intelectual sino por el contrario un gran entusiasmo que me hacía recordar mis épocas como alumno, este volvió a justificar todo diciendo: en computación no hay un balseiro. Toda una gigantesca falacia hecha para justificar el status quo actual. Cuando yo era estudiante también existía el balseiro, así como hace 10 años atrás cuando esta chatura intelectual no existía, sino que existían buenos profesores que no se preocupaban en satisfacer las necesidades en recursos humanos de los grandes grupos, ellos se preocupaban en formar buenos investigadores y que esto se quedaran en Rosario.

Stationary phase method

Acá explico el método de la fase estacionaria tan usado en óptica como en cuántica para resolver integrales de manera aproximada de manera analítica cuando el término de fase de (1) varía de manera rápida salvo para un entorno donde se halla un mínimo relativo (2). El valor final de la integral es (4) la cual es un resultado aproximado siempre y cuando se verifique la condición sobre la tercera derivada. 

A este método lo aplico a la resolución de la integral de Rayleigh para hallar la difracción de Fraunhofer (5) donde aparece la transformada de Fourier de la apertura, resultado de partida de muchos libros de grado en óptica.

Nota fe de errata: el extremo inferior de la integral de Rayleigh es menos infinito. Así como el exponente complejo pi sobre cuatro hay que multiplicarlo por el complejo "i".

Scalar Coherence

En esta entrega evalúo un tema poco conocido tanto en óptica como en cuántica, la coherencia de una fuente. Como se ve en la figura en el tradicional experimento de la doble rendija se considera que la fuente ahora es no solo extendida sino que cada punto emisor de la fuente posee una grado de incoherencia con su próximo. Entonces la condición para que las rendijas D1 y D2 sean emisores coherentes es que la longitud que las separan sea menor a la longitud de coherencia (1), luego conociendo el tiempo de coherencia de la fuente se puede hallar el volumen de coherencia (3). Este es proporcional a la inversa del cuadrado de la frecuencia, esto está acorde con la experiencia cotidiana. Luego la figura de interferencia que se forme en la pantalla (4) depende de la diferencia de tiempos (5), lo que resulta que la parte real se la puede aproximar por (6). Donde aparece la frecuencia angular de coherencia (7). 

Como se explica en la nota, para el caso del láser esta es muy baja pues el tiempo de coherencia de la fuente es elevado, por ejemplo en comparación con la luz de sodio. Si la frecuencia de coherencia es grande no se observaría figura de difracción en la pantalla.

Time decoherence

Acá se enfoca el caso de la de-coherencia temporal o de-correlación en el mundo dela señales. Para ello se parte de de dos fuentes de objetos cuánticos los cuales tienen las funciones de onda (1) y (2). La densidad estacionaria de probabilidad de encontrar el ente cuántico viene dada por (3). Luego cuando se superpone los estados la probabilidad del estado final será (4). Como se aprecia en (5) y (6) solo puede aparecer la interferencia en la densidad de probabilidad si los dos estados son coherentes desde el punto de vista temporal, es decir tienen la misma energía. Sino resultan incoherentes y se produce la de-coherencia cuántica. Esto ocurre en un ensamble de partículas que poseen una distribución de energías. El estado suma es un estado incoherente.

Bit cumulants

Aquí menciono un tema poco conocido en la literatura, el cuál es el cumulante de bits. Se obtiene de manera similar a los cumulantes de la probabilidad por medio de funciones generadoras (2), pero en este caso en vez de usar la función característica se usa su contrapartida real (5), con un valor muy particular de la variable (7). En esto casos se encuentra que la función generadora de cumulantes es la información de Renyi (9), en función de esta se obtiene los bit cumulantes (10). Los casos particulares son la entropía de Shannon y las fluctuaciones.

Khinchin axioms of information

Aquí divulgo sobre los conocidos axiomas de Khinchin sobre cuando una aplicación sobre una medida de probabilidad se puede considerar como información.  Por ejemplo el opuesto a la entropía de Sahnnon (1) es un candidato, pero no lo es la entropía de Boltzmann (2), en cambio si lo es la entropía de Renyi.

Negative absolute temperatures

Uno podría pensar que de acuerdo a la segunda ley de la termodinámica es imposible la existencia de temperaturas absolutas negativas. Esto sería cierto si uno intentase conseguirlas por una sucesión de estados de equilibro, pero no se viola el segundo principio si la manera de obtenerla es violenta como es el caso de láseres y máseres ó más aún como ocurre en una estrella de neutrones. La razón de su no existencia en la vida cotidiana se debe a que la energía del campo electromagnético debe ser positiva, esto causaría que en un cristal o cualquier cosa que conozcamos se despedace. Pero en una estrella de neutrones donde la gravedad es tan inmensa que permite que los neutrones estén en estado líquido a temperatura absoluta negativa. También puede ocurrir estados de temperatura negativa metaestables, como ocurre en los superconductores y en el núcleo de un átomo. En este caso la fuerza fuerte supera a la repulsión electromagnética.