Como ya anunciamos el último día de clase, el próximo lunes (11 de junio) arrancamos con la práctica computacional. Empezaremos en el aula de siempre con una breve explicación, y después bajaremos a los laboratorios de computación para empezar a trabajar. Acá tienen la guía de la práctica computacional (obra de Nahuel Freitas), donde, además de los problemas que tienen que resolver, se explica muy bien el método que vamos a usar. Léanla antes de venir a clase! Y acá tienen un script incompleto de Matlab, que tienen que completar ustedes y les va a servir de punto de partida para resolver la guía. Por último, ésta es la traducción de ese script a Python. Una vez resueltos los ejercicios, tendrán que hacer un breve informe que nos entregarán en una fecha que anunciaremos próximamente. Saludos y a divertirse programando!

Ahora que ya pasó el parcial, vuelve a ser tiempo de interesarnos por cosas que van un poco más allá de lo que vemos en clase. En esta ocasión, la historia de la física estadística. En realidad, la física estadística (guía 3) es posterior a la teoría cinética de los gases (guía 4). Esta última empezó con Bernoulli a principios del siglo XVIII, aunque en ese tiempo fue ignorada porque la mayoría de la comunidad científica creía en la teoría del calórico. Un siglo después fue repescada por Clausius, Maxwell y Boltzmann y se puso de moda. Después de que Boltzmann formulara su teorema H y “probara” así la segunda ley de la termodinámica, hubo polémica con su amigo Loschmidt, que apuntó que las ideas de Botzmann iban en contra de la invariancia de la mecánica clásica bajo inversión temporal. Fue a raíz de esta discusión que Boltzmann dio con la famosa fórmula que hoy adorna su lápida en cementerio central de Viena (foto), marcando el inicio de la física estadística. Los distintos ensambles, la interpretación de la entropía en términos de probabilidades, la observación de que la física estadística no vale sólo para gases sino para sistemas macroscópicos en general, e incluso el propio término “física estadística”, son obra del aburrido pero gran físico estadounidense Josiah Willard Gibbs. Todo esto está explicado de forma amena en este artículo escrito por un observador privilegiado: el físico austríaco Dieter Flamm, nieto del mismísimo Boltzmann.

Consideren el sistema de la figura: un recipiente dividido en dos compartimentos, y un gas repartido de manera uniforme entre ambos. En la pared que separa los compartimentos hay una válvula que sólo puede abrirse hacia la izquierda. ¿Qué va a pasar? A primera vista parecería que, poco a poco, las moléculas de la derecha van a ir cambiando de compartimento, hasta que todo el gas esté en el compartimento de la izquierda. ¡Pero eso violaría la segunda ley! En el estado final tendríamos menos entropía que en el inicial. Podríamos usar este sistema para hacer barcos que avanzaran por el mar sin necesidad de combustible, sólo aprovechando el aire circundante. La respuesta correcta es que no, el gas se va a quedar en su estado inicial (¿se les ocurre por qué?). Uno entonces podría decir, bueno, reemplacemos la válvula por un señor muy pequeño que abre una puertecita sólo para dejar pasar moléculas de la derecha hacia la izquierda. Este señor, llamado el demonio de Maxwell (porque fue imaginado por primera vez por Maxwell en 1871), ¿violaría la segunda ley? La respuesta, de vuelta, es no, y en este caso tiene que ver con el aumento de entropía asociado al borrado de información. Todo esto está explicado de forma maravillosamente clara en este artículo que me hizo llegar ya hace unos años Nahuel Freitas.