European Researchers Night

The European Researchers Night is an event that takes place at the end of September every year. We (Elena, Carlos, Camilo and Eduardo) participate in its Madrid edition as part of the UAM activities.

2016

It took place on 30th of September. Elena del Valle, Carlos Sánchez Muñoz, Juan Camilo López Carreño and Eduardo Zubizarreta carried out an activity on Quantum Mechanics for a young public (8-17 years old) in Spanish.

Here you can find out how it went and some photos!

Trataremos los siguientes conceptos:

• estado cuántico, función de onda y su representación matemática en forma de ket,
• superposición cuántica, frente al estado único en física clásica
• concepto de cuasipartícula, superposición de otras partículas, como el polaritón (= foton + excitación material)
• colapso de la función de onda como resultado de la medida
• imposibilidad de observar el estado sin destruirlo
• probabilidad en el resultado de la medida en relación a los coeficientes de los estados posibles que forman la superposición en la función de onda
• computación cuántica basada en la superposición cuántica

Nos disfrazaremos de los siguientes personajes:

• Carlos de Erwin Schrödinger, uno de los padres de la mecánica cuántica, la función de onda y su ecuación de movimiento o la superposición cuántica que hizo célebre gracias a la paradoja de su famoso gato medio vivo medio muerto.
• Camilo de Isaac Newton, representante de la física clásica.
• Elena no se disfrazará particularmente para representar a los científicos de hoy en día, a sí misma.
• Eduardo se disfrazará de gato de Schrödinger.

La actividad requiere colocar un par de posters, el primero simplemente mostrará una función de onda en grande, en su representación de ket, como suma de otros 4 ket vacíos de contenido. El segundo poster contendrá los conceptos clave discutidos, enumerados y representados mediante algunas imágenes, para fijar las ideas discutidas en la actividad, durante una pequeña reflexión final que servirá de conclusión.

La actividad consiste en la creación de un estado cuántico y una teatralización de su medida en el laboratorio, un experimento mental a la Einstein. Para ello realizaremos los siguientes pasos:

1. Elena se presenta e introduce la actividad y a los personajes. Durante el resto de pasos estaremos conversando, cada uno en un papel, enfrentando la intuición que proporciona la física clásica defendida por Newton, con los sorprendentes efectos de la física cuántica presentados por Schrödinger.
2. Nos familiarizamos con los participantes con algunas preguntas tanto sobre ellos mismos como sobre su conocimiento previo respecto a la actividad.
3. Creamos el estado cuántico de un globo, usando la propiedad cuántica del color (que es lo mismo que su energía), para ello 4 niños inflan 4 globos de colores diferentes y los colocan dentro de los 4 ket dibujados en el poster 1.
4. Explicamos el concepto de estado cuántico y superposición mediante la metáfora de los globos.
5. Discutimos el concepto de medida y colapso de la función de onda y lo teatralizamos mediante el siguiente experimento casi mental: repartimos aleatoriamente 4 palos entre otros 4 niños y se ponen cada uno frente a uno de los kets, sacan su palo a la vez y lo usan para intentar explotar cada globo. Solo 3 tienen pincho y lo explotan. Uno queda inflado representando el resultado de la medida y el colapso de la función de onda al estado de ese color.
6. Discutimos el concepto de estadística en la medida y la igualdad en la probabilidad de obtener cada color ya que en este ejemplo todos los estados tienen el mismo coeficiente. Repetimos el experimento con otros voluntarios y vemos que van saliendo los otros colores también.
7. Repetimos el experimento unas cuantas veces más, esta vez colocando dos o tres globos del mismo color, cambiando así su coeficiente en la función de onda y la probabilidad de que se mida.
8. Acabamos repasando estos conceptos en el poster 2, explicando algunas ideas más avanzadas como las cuasipartículas, el entanglement, la computación y las comunicación cuánticas, etc.

• UAM link

2015

In September 2015, the evening of the 25th, in Madrid, Elena del Valle participated in the European Researchers Night, with this introduction and an activity on the HOM experiment, as part of the TecnoUAM activities. This was one of the outreach activities planned for the SQUIRREL Marie Curie project undertaken in 2014.

It was a cooperative quiz game to help the general public discover and have a feel for the secrets of quantum mechanics, based on one long-term goal of the Squirrel project: the HOM effect. This is the summary of my activity:

Contando la cuántica. A través de un divertido juego de preguntas los asistentes se enfrentarán al sentido común que rige el mundo de las cosas grandes, para desentrañar así los sorprendentes secretos del mundo de las cosas diminutas.

It was a very popular activity with plenty of science lovers and good questions!