Dos siglos de física construidos sobre terreno inestable.
Durante más de 200 años, la termodinámica ha explicado por qué los motores funcionan y los refrigeradores se enfrían. Se conecta con la vida cotidiana porque comenzó como una herramienta de ingeniería. La gente quería maximizar la eficiencia térmica. Simple. Pero las matemáticas subyacentes nunca fueron del todo rigurosas.
Ahora eso cambia.
Bryan Roberts de la London School of Economics está reconstruyendo la teoría. Está abandonando los métodos tradicionales. En lugar de ello, utiliza la maquinaria pesada de la teoría cuántica de campos. Es una salida. Uno audaz.
Hay una especie de dos niveles en la terminámica”, dice.
Roberts divide el mundo en accesible e inaccesible. Piense en el pistón de un motor. Puedes agarrarlo. Muévelo. Eso es trabajo. Manipulación real y tangible. Luego está el calor. Energía perdida. El calor es difícil de precisar. No puedes sostenerlo como una llave inglesa. Roberts llama a esto energía oculta.
Los libros de texto estándar tratan el trabajo y el calor como iguales. Simplemente resúmelos. Roberts no está de acuerdo. Él ve jerarquía.
Introduzca la teoría del calibre.
Imagínese canicas rodando por el suelo. Parecen idénticos. Conchas blancas idénticas. Pero en el fondo, cada mármol tiene un color único. No puedes ver el color. Sólo puedes mirar el rollo.
Roberts mapea la termodinámica exactamente de esta manera. ¿El movimiento visible? Ese es el espacio observable. ¿Los colores ocultos? El espacio del paquete. Uno se proyecta sobre el otro. Como una sombra que revela la forma del objeto que la proyecta.
Esto importa.
¿Temperatura y entropía? Ya no son conceptos vagos. Roberts los define a través de esta proyección geométrica. Sirve para motores de automóviles. Funciona incluso para los agujeros negros. Una aplicación más fluida de normas donde antes no existían.
¿Suena esto como pura matemática abstracta?
Quizás no por mucho tiempo. Los experimentos con uniones moleculares ya lo insinúan. Sugieren una versión termodinámica del efecto Aharonov-Bohm. En la mecánica cuántica, las partículas cargadas detectan campos magnéticos ocultos con los que en teoría no deberían interactuar. El calor podría hacer algo similar. Variables ocultas que aparecen en la realidad física.
Roberts lo presentó en una conferencia en Irvine el 16 de junio. La reacción fue positiva. Lucas Céleri de la Universidad Federal de Goiás en Brasil piensa que la idea es hermosa.
Le preocupa la termodinámica cuántica. Las definiciones son confusas. Demasiadas versiones de “trabajo” y “calor” flotan por ahí. La teoría del calibre podría finalmente imponer orden. Céleri y su equipo ya están viendo resultados. Los resultados cuánticos estándar coinciden con el nuevo modelo.
La verdadera prueba permanece.
Relatividad especial. Las reglas de Einstein. Fusionarlos con la termodinámica es notoriamente difícil. Problemas matemáticos clásicos. Céleri sospecha que las estructuras de calibre hacen mejor el trabajo. Las matemáticas encajan con la física.
O no es así.
El tiempo dirá si las sombras pueden explicar la luz.
