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• Marcelo Flores Rojas

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FÍSICA MODERNA RICHARD P. FEYNMAN INTEGRANTES:  FLORES ROJAS, Marcelo

20112088A

PROFESOR:  CAÑOTE FAJARDO, PERCY

CICLO:  2013 - III

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RICHARD FEYMAN (1918 – 1988)

 ¿Quién fue Richard Feynman? Richard Phillips Feynman fue un físico estadounidense, considerado uno de los más importantes de su país en el siglo XX. Su trabajo en electrodinámica cuántica le valió el Premio Nobel de Física en 1965, compartido con Julian Schwinger y Sin-Ichiro Tomonaga. En ese trabajo desarrolló un método para estudiar las interacciones y propiedades de las partículas subatómicas utilizando los denominados diagramas de Feynman. En su juventud participó en el desarrollo de la bomba atómica en el proyecto Manhattan. Entre sus múltiples contribuciones a la física destacan también sus trabajos exploratorios sobre computación cuántica y los primeros desarrollos de nanotecnología. Richard Feynman nació el 11 de mayo de 1918 en Nueva York. El joven Feynman se vio influido fuertemente por su padre (Melville Arthur Feynman), quien le animaba a hacer preguntas que retaban al razonamiento tradicional; su madre le transmitió un profundo sentido del humor, que mantuvo durante toda su vida. De niño disfrutaba reparando radios, tenía talento para la

ingeniería. Experimentaba y redescubría temas matemáticos tales como la 'media derivada' (un operador matemático que, al ser aplicado dos veces, da como resultado la derivada de una función) utilizando su propia notación, antes de entrar en la universidad. Su modo de pensar desconcertaba a veces a pensadores más convencionales. Después de algunos años, Richard Feynman se graduó en el Instituto de Tecnología de Massachusetts en 1939 y recibió su doctorado en la Universidad de Princeton en 1942; su director de tesis fue John Archibald Wheeler. Después de que Feynman completara su tesis en mecánica cuántica, Wheeler se lo presentó a Albert Einstein, pero a éste no le convenció.

El proyecto Manhattan En Princeton, el físico Robert R. Wilson instó a Feynman a participar en el Proyecto Manhattan, el proyecto del ejército de los Estados Unidos en Los Álamos para desarrollar la bomba atómica. Visitaba a su esposa en un sanatorio en Santa Fe los fines de semana, hasta su muerte en julio de 1945. Se volcó en su trabajo en el proyecto y estuvo presente en la prueba de la bomba en Trinity. Feynman dijo haber sido la única persona que vio la explosión sin las gafas oscuras proporcionadas, tras llegar a la conclusión de que bastaba con escudarse detrás del parabrisas de un camión para protegerse de los nocivos rayos ultravioleta. Como joven físico, su papel en el proyecto estuvo relativamente alejado de la línea principal, y consistió en dirigir al equipo de calculistas de la división teórica, y después, junto a Nicholas Metropolis, colaboró en la implementación del sistema de cálculo mediante tarjetas perforadas de IBM. Feynman logró resolver una de las ecuaciones del proyecto escritas en las pizarras. Sin embargo los directores del proyecto 'no comprendieron bien la física implícita' y su solución no fue utilizada. Los Álamos estaba aislada; en sus propias palabras, "no había nada que hacer allí".

 ¿Cuáles fueron sus atributos a la física?

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Electrodinámica Cuántica: la teoría por la que Feynman ganó el Premio Nobel es reconocida por ser extremadamente precisa en sus predicciones. Ayudó también a desarrollar la formulación de integral de camino de la mecánica cuántica, en la cual se consideran todos los posibles caminos de un estado al siguiente, y el camino real es la suma de todas las posibilidades.

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La física de la superfluidez del helio líquido. A bajísimas temperaturas el helio parece fluir con una total carencia de viscosidad. Mediante la ecuación de Schrödinger se demuestra que la superfluidez resulta un comportamiento cuántico observable a escala macroscópica. Esto aportó un gran avance en el conocimiento de la superconductividad.

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Un modelo de la desintegración débil (...): Un ejemplo de la interacción débil es la desintegración del neutrón en un electrón, un protón, y un anti-neutrino. Aunque E.C. George Sudharsan y Robert Marshak desarrollaron esta teoría en forma casi simultánea, la investigación conjunta de Feynman y Murray GellMann se considera primordial. La teoría fue de una importancia crucial, y la interacción débil se describió con gran precisión.

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También desarrolló los diagramas de Feynman, una especie de 'registro contable' para comprender y calcular la interacción de partículas en el espaciotiempo, fundamentalmente entre el electrón y su contraparte de antimateria, el positrón. Estos diagramas lo ayudaron a acercarse a la reversibilidad en el tiempo y otros procesos fundamentales, y forman parte inseparable de la 'teoría de cuerdas' y la 'teoría M'.

Legado Además de su carrera académica, Feynman fue un profesor admirado y un talentoso músico amateur. En su carrera también colaboró en el Proyecto Manhattan, en el que se desarrolló la bomba atómica. Durante aquel tiempo Feynman estuvo a cargo de la división de cálculo del proyecto, y consiguió construir un sistema de cálculo masivo a partir de máquinas IBM. Durante este período también supervisó la seguridad de las plantas de enriquecimiento de uranio. Entre 1950 y 1988, Feynman trabajó en el Instituto Tecnológico de California, Caltech, con el puesto de Richard Chace Tolman Professor of Theoretical Physics, encargado de la enseñanza de física teórica.

Durante su vida, Feynman recibió numerosos premios, entre ellos el Premio Albert Einstein (Princeton, 1954), el Premio Lawrence (1962), y el premio Nobel de Física de 1965.1Fue también miembro de la Sociedad Norteamericana de Física, de la Asociación Norteamericana para el Avance de la Ciencia, la National Academy of Sciences, y fue elegido como miembro extranjero de la Royal Society en 1965. Estaba particularmente orgulloso de la Medalla Oersted a la Enseñanza que ganó en 1972. Pero tal vez el homenaje más relevante no proviene de los premios académicos: poco después de su muerte, un grupo de estudiantes de Caltech escaló el frente de la Biblioteca Millikan de la universidad y colgó un gran cartel de tela con la leyenda "We love you Dick!" ("¡Te amamos, Dick!"). Entre sus trabajos más importantes, destaca la elaboración de los diagramas de Feynman, una forma intuitiva de visualizar las interacciones de partículas atómicas en electrodinámica cuántica mediante aproximaciones gráficas en el tiempo. Feynman es considerado también una de las figuras pioneras de la nanotecnología, y una de las primeras personas en proponer la realización futura de las computadoras cuánticas.

Libros Física    

The Feynman's lectures on physics, Vol I,II, III. Con Robert Leighton y Matthew Sands. Español e inglés. Lectures on Computation Quantum Mechanics and Path Integrals Six Easy Pieces

Divulgación física    

The Character of Physical Law Six Easy Pieces: Essentials of Physics Explained by Its Most Brilliant Teacher Six Not-So-Easy Pieces: Einstein's Relativity, Symmetry and Space-Time Electrodinámica Cuántica: La extraña teoría de la luz y la materia

 ¿En qué conferencia y a que hace referencia esta frase: “En el fondo hay bastante espacio”? El 29 de Diciembre de 1959, varios años antes de recibir el Premio Nóbel, (durante el “Encuentro anual de la American Physical Society”, en el Instituto de Tecnología de California en Pasadena), Richard Feynman pronunció una conferencia con el sugerente título "Hay mucho espacio al fondo" ("There is plenty of room at the bottom") donde puso los pilares de lo que más tarde se conocería como nanotecnología. En esta ya mítica conferencia, Feynman trató

sobre cómo manipular, controlar y fabricar objetos de muy pequeñas dimensiones, abordando el problema desde una perspectiva absolutamente distinta a como se había hecho hasta el momento y abriendo todo un nuevo mundo de posibilidades. Lo que en aquel momento pareció sólo un sueño surgido de la mente de un científico, el paso del tiempo ha demostrado que era posible convertirlo en una realidad. "Me gustaría describir un campo", comenzaba Feynman en su discurso, "en el cual muy poco ha sido hecho hasta el momento, pero en el que, en principio, una gran cantidad de cosas pueden hacerse. Más aún, lo más importante es que podría tener un gran número de aplicaciones técnicas. De lo que quiero hablar es del problema de manipular y controlar objetos a muy pequeña escala". Los orígenes de la nanotecnología se remontan a hace medio siglo, y ya al comienzo de su conferencia, Feynman se hacía la siguiente reflexión: "En el año 2000, cuando se mire hacia atrás, todo el mundo se preguntará por qué hasta el año 1960 nadie empezó a moverse seriamente en esta dirección". Esa dirección de la que hablaba Feynman se refería a la posibilidad de crear tecnología desde una nueva perspectiva basada en la manipulación y el control de objetos tan pequeños como los propios átomos. "No me asusta considerar la pregunta final de si en el futuro, podremos colocar los átomos como queramos: ¡los verdaderos átomos, aquellos que están al fondo! Y ¿cuáles serían las propiedades de los materiales si pudiéramos verdaderamente colocarlos como quisiéramos? No puedo saber exactamente qué pasaría, pero no tengo la menor duda de que si controlásemos la colocación de objetos a una pequeña escala, tendríamos acceso a un amplio rango de propiedades que los materiales pueden presentar y podríamos hacer una gran cantidad de cosas". Esta idea que, en principio, podría parecer ciencia-ficción, venía avalada por el hecho de que, según Feynman, esta manipulación de los átomos no contradecía ninguna ley física, y por tanto, no había ningún motivo para que no pudiese llevarse a cabo. "Los principios de la física, tal y como yo los veo, no niegan la posibilidad de manipular las cosas átomo por átomo. Al no violar ninguna ley, no hay motivo para que no pueda hacerse, y si en la práctica no se ha llevado a cabo todavía es porque somos demasiado grandes", dijo Feynman. "En el mundo de lo muy, muy pequeño, muchas cosas nuevas podrán suceder, porque los átomos se comportan de manera distinta a como lo hacen los objetos a mayor escala, pues deben satisfacer las leyes de la mecánica cuántica. Si nos reducimos y comenzamos a juguetear con los átomos allá abajo, estaremos sometidos a unas leyes diferentes, y podremos hacer cosas diferentes. A nivel atómico, aparecen nuevos tipos de fuerzas, nuevas posibilidades, nuevos efectos". Y todo esto, según Feynman, abriría nuevas posibilidades, por ejemplo, en el campo de la síntesis de moléculas por parte de los químicos. "Resulta interesante que, en principio, es posible que un físico sintetizase cualquier molécula que un químico le dibujase. Se le dan las órdenes y el físico sintetiza la molécula. Pero ¿cómo? Colocando los átomos allí donde el químico le ha indicado previamente. Y así creamos la sustancia. Si desarrollamos la capacidad de ver lo que estamos haciendo y de realizar cosas a nivel atómico, ayudaremos a resolver muchos problemas

planteados por la química y la biología". Aparece aquí, por tanto, una de las ideas básicas de la nanotecnología y que consiste en un cambio de estrategia a la hora de fabricar estructuras: el paso de una tradición top-down a un futuro bottom-up.

A pesar de lo obvio que le resultaba a Feynman que la dirección a seguir fuese la planteada en su discurso, hizo falta que pasarán al menos 30 años para que sus ideas empezasen a concretarse. Y el principal motivo fue la falta de herramientas adecuadas que permitiesen la manipulación de átomos y moléculas. Durante su discurso, Feynman ya propuso algunas soluciones para ciertos problemas que él mismo planteaba, como por ejemplo: ¿Por qué no podemos escribir los 24 volúmenes de la Enciclopedia Británica en la cabeza de un alfiler? o ¿cómo disminuir el tamaño de las computadoras? Sin embargo, sus respuestas involucraban algo técnicamente imposible para la época. Fue en 1981 cuando dos investigadores, G. Binning y H. Rohrer, mientras trabajaban en los laboratorios de IBM en Zürich, inventaron el microscopio de efecto túnel. Estos investigadores ganaron el Premio Nobel en 1986, abriendo un mundo nuevo: la posibilidad de ver y manipular átomos y moléculas y permitiendo, por tanto, que muchas de las ideas de Feynman pudiesen ponerse en práctica.

Otra idea básica que aparece siempre que se habla de nanotecnología, también mencionada por Feynman a lo largo de su discurso, es la necesidad de tomar la Naturaleza como modelo para fabricar objetos que funcionen de manera parecida: "Un sistema biológico puede llegar a ser extremadamente pequeño. La mayor parte de las células son diminutas, pero a la vez muy activas: producen numerosas sustancias, se mueven, se contonean, realizan todo tipo de cosas maravillosas y todo en una escala muy pequeña. También son capaces de almacenar información. Consideremos la posibilidad de que nosotros también pudiésemos construir un objeto extremadamente pequeño capaz de realizar las funciones que nosotros deseemos". En este postulado está la base de lo que medio siglo después llamamos biología sintética.

Por último y con un cierto toque de humor, al finalizar el discurso, Feynman se pregunta: ¿Quién debe llevar a cabo las ideas propuestas y por qué debería hacerse? Y puesto que su respuesta es que debería ser (aparte de por motivos económicos) por pura diversión, acaba proponiendo un pequeño concurso entre universidades para ver quién puede reducir más el tamaño de, por ejemplo, las letras escritas en un objeto.

Bibliografía http://es.wikipedia.org/wiki/Richard_Feynman http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1965/feynmanbio.html http://es.wikiquote.org/wiki/Richard_Feynman http://amasci.com/feynman.html http://cmcaamendez.jimdo.com/origenes/discurso-de-freynman/