Autor: Guillermo Perez Nadal

Las inscripciones están reabiertas hasta el 13/4. Los que quieran inscribirse y aún no lo hicieron, corran ahora!

En abril tenemos fecha de final. Será el jueves 16/4, de 9 a 14hs. Para inscribirse, mándenme un mail con una anticipación mínima de 3 días hábiles. El examen tendrá una parte escrita en la que deberán desarrollar un tema, y una parte oral en la que les preguntaré sobre lo que escribieron o cualquier otro tema del programa de la materia.

Los docentes de esta materia hemos decidido arrancar las clases el lunes que viene, 30 de marzo. La primera clase será todo teórica, para que haya un poco de margen entre teórica y práctica. Es decir, tendremos 5 horas de teórica, pero no se asusten, que vamos a tener varios descansos para que no se haga pesado.

En estos días actualizaremos el cronograma para que refleje los cambios que ocurrieron en el inicio del cuatrimestre.

Nos vemos el lunes 30/3, 17hs en el aula 2!

Mañana, miércoles 25 de marzo, el paro continúa, pero algunos de los docentes de la materia vamos a estar en el aula 2 (el aula de la cursada) a las 17hs (la hora de arranque de la teórica) para charlar de la situación con aquellos de ustedes que quieran venir. Así nos vemos las caras un poco, y les podemos contar nuestro punto de vista sobre la situación, y ustedes nos pueden expresar sus opiniones e inquietudes, y consultar lo que quieran. Así pues, nos vemos mañana con los que quieran!

Los docentes de esta materia adherimos al paro en protesta por el no cumplimiento de la ley de financiamiento universitario, que obliga al gobierno a volver al nivel de financiamiento y salarios de finales de 2023. Al no cumplirse esta ley, nuestros salarios se deterioran y se complica el funcionamiento de las universidades públicas.

La universidad pública es un tesoro que hay que cuidar. Si no hacemos algo, el deterioro va a profundizarse, la universidad va a perder cada vez más docentes y la situación puede volverse irreversible. Por eso acompañamos la medida de no arrancar el cuatrimestre. Aunque nos pesa, porque nos encanta la física estadística y tenemos muchas ganas de empezar a hablar de ella.

Sugiero que se suscriban a esta página para estar al día de todas las novedades, que iremos anunciando por acá. 

Para este mes de diciembre las fechas y horarios de final van a ser los siguientes:

jueves 11/12 de 14 a 19hs
viernes 19/12 de 16 a 21hs
lunes 22/12 de 9 a 14hs

Si quieren rendir en alguna de estas fechas, por favor escríbanme por lo menos 3 días antes. No va a haber inscripción por siu, lo haremos por mail.

El final va a tener una parte escrita donde les voy a pedir que desarrollen un tema en detalle, y una parte oral donde les voy a preguntar sobre lo que escribieron. Todos los temas del programa de la materia (es decir, todo lo que vimos en clase) son susceptibles de entrar. La bibliografía que seguí durante las clases es la que está recomendada en esta página, especialmente Tong, Huang, Pathria y Callen. También, si hay algo que no se entiende ni de mis clases ni de ninguno de esos 4 libros, una alternativa que pueden consultar es el Peliti, también recomendado.

Suerte a todos!

Como ya se viene el segundo parcial, este lunes (1/12) van a tener todo práctica, desde las 9hs. Hoy en la teórica dije que el lunes iba a dar un resumen de lo que habíamos visto, pero he decidido cambiar de planes porque ahora lo más importante son las consultas y la preparación del parcial.

Mucha suerte a todos!

En la teórica de hoy hablamos de la primera obtención experimental de un condensado de Bose-Einstein. Eso fue en 1995, 70 años después de que Einstein predijera este fenómeno, y lo lograron dos equipos: el de Eric Cornell y Carl Wieman, de la universidad de Colorado Boulder (el de la izquierda y el de la derecha de la foto respectivamente), y el de Wolfgang Ketterle, del MIT (el del medio). Por ese hallazgo, los tres físicos ganaron el Nobel en 2001. Lograr un condensado requirió llegar a temperaturas del orden del nanokelvin, 9 ordenes de magnitud por debajo de la temperatura del espacio exterior (o la temperatura a la que se licúa el helio). Para aprender más sobre las técnicas que usaron para llegar a tan bajas temperaturas, recomiendo ver la charla Nobel de Carl Wieman. Y para aprender sobre cosas que se pueden hacer con un condensado, como la interferencia cuántica macroscópica que discutimos en clase, recomiendo ver la charla Nobel de Ketterle.

Por último, en la clase de hoy hablamos un poquito de superconductores y superfluidos. Acá tienen un video para ver algunas de las cosas locas que hace el helio superfluido:

En la teórica del miércoles pasado estuvimos hablando de magnetismo de fermiones, y nos restringimos al caso 2D porque es un poco más simple. Dijimos que, en ese caso, el momento magnético total debido a la interacción spin-campo magnético se puede calcular exactamente para todo valor de la temperatura y el campo magnético, pero dejé esta cuenta para ustedes. El alumno Agustín De Leonardis hizo la cuenta y graficó los resultados. Están en este colab. Gracias Agustín!

Ahora que ya terminamos con la ecuación de Boltzmann, es buen momento para hablar de historia de la física estadística.

Los padres de la física estadística son tres: Maxwell, Boltzmann y Gibbs.

Maxwell dio el puntapié inicial con su distribución para las velocidades de las partículas de un gas, luego llamada distribución de Maxwell-Boltzmann. Eso fue en 1860, unos diez años después de que se formulara la segunda ley de la termodinámica… Y cinco años antes de que Clausius introdujera la noción de entropía! Eso nos habla de lo pegadas en el tiempo que están la termodinámica y la física estadística: no se desarrollaron en épocas claramente separadas, sino que lo hicieron casi al mismo tiempo. Por otra parte, una nota de color (nunca mejor dicho): en 1861, un año después de que Maxwell descubriera su distribución, se publicó la primera foto en color de la historia aplicando un método ideado por el propio Maxwell:

Boltzmann hizo muchísimo por la distribución de Maxwell-Boltzmann: primero de todo obtuvo su ecuación dinámica para la función de distribución (la ecuación de Boltzmann), y con esa ecuación pudo ver que la distribución de Maxwell-Boltzmann se preserva en el tiempo, como vimos en clase. No sólo eso: también probó el teorema H (que no hemos llegado a discutir en clase), de donde se sigue que toda distribución inicial evoluciona con el tiempo hacia la de Maxwell-Boltzmann. Todo eso fue en 1872. Poco después, en 1877, Boltzmann introdujo su fórmula para la entropía:

En realidad, Boltzmann sólo dijo que la entropía es proporcional al logaritmo del número de microestados, no se preocupó por la constante de proporcionalidad. El primero en ver que esa constante es la misma que aparece en la ecuación de estado del gas ideal fue Planck, en su paper famoso sobre la radiación de cuerpo negro. Y fue el propio Planck el que sugirió grabar la fórmula en la lápida de Boltzmann (foto) cuando éste murió en 1906.

Ah, la muerte de Boltzmann… Boltzmann se suicidó. No se sabe qué causas lo llevaron a esta muerte trágica, pero es posible que tengan algo que ver los ataques que recibieron sus ideas. Eran tiempos en que la teoría atómica no estaba bien establecida, y tenía en contra a gente de renombre como el filósofo Ernst Mach, muy influyente en esa época. No fue hasta principios del siglo XX, con el trabajo de Einstein sobre el movimiento browniano y los experimentos posteriores de Jean Perrin, que la teoría atómica fue aceptada mayoritariamente.

Por último, Gibbs. En 1902, Gibbs introdujo los ensambles canónico y grancanónico, y se dio cuenta de que en todos los ensambles la entropía se podía escribir como

S=-k Σp_i log p_i,

fórmula que mucho después Shannon convertiría en la base de su teoría de la información. También vio que cada ensamble se obtiene maximizando esta cantidad sujeta a distintos vínculos, aunque no le dio un rol central a esta idea. Ese rol central se lo dio Jaynes mucho tiempo después, en 1957. La forma como nosotros introdujimos los ensambles es básicamente el enfoque de Jaynes.