The Spacetime Metric

Perfil

Carlos Barceló

Investigador científico en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), Granada

Barceló estudia la gravedad análoga y semiclásica. Con Stefano Liberati y Matt Visser, revisa cómo otros sistemas físicos pueden modelar aspectos del espacio-tiempo curvo. Su investigación conjunta sobre modelos de propulsión por curvatura calcula cómo se comportan los campos cuánticos en geometrías propuestas del espacio-tiempo y cómo la forma de la burbuja y la dimensionalidad afectan a la acumulación de energía cerca de los horizontes.

Afiliaciones

  • Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC

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Bibliografía

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Entradas bibliográficas publicadas: 5. Mostrando 15 de 5.

  1. Obra incluida en la bibliografía

    Trabajo académico · 2011

    Analogue Gravity

    1. Carlos Barceló(Autoría)
    2. Stefano Liberati(Autoría)
    3. Matt Visser(Autoría)

    En esta revisión de 2011, Barceló, Liberati y Visser explican cómo las ondas en materiales pueden obedecer ecuaciones semejantes a las de campos en un espacio-tiempo curvo. Un flujo suficientemente rápido puede impedir que el sonido avance contra la corriente, creando un equivalente acústico del horizonte de un agujero negro. Comparan ondas de agua, condensados atómicos ultrafríos y sistemas ópticos, examinando los límites de cada analogía. Recogen experimentos de emisión de Hawking estimulada clásica en agua y un horizonte sonoro en un condensado mantenido estable unos ocho milisegundos. Entonces, detectar reproduciblemente radiación de Hawking cuántica espontánea seguía siendo un objetivo experimental. Distinguen esta geometría efectiva para las ondas de las ecuaciones que gobiernan la gravedad: reproducir la propagación en espacio-tiempo curvo no reproduce automáticamente la dinámica gravitatoria de Einstein.

  2. Obra incluida en la bibliografía

    Trabajo académico · 2009

    Semiclassical instability of dynamical warp drives

    1. Stefano Finazzi(Autoría)
    2. Stefano Liberati(Autoría)
    3. Carlos Barceló(Autoría)

    Finazzi, Liberati y Barceló amplían las correcciones cuánticas para motores de curvatura desde burbujas eternas a velocidad fija hasta el caso más realista de una burbuja superlumínica creada a partir de un espacio-tiempo inicialmente plano. Trazan la estructura causal de los espacio-tiempos de curvatura eternos y dinámicos y calculan en ellos el tensor de energía-impulso renormalizado de un campo cuántico. Un observador en el centro de una burbuja superlumínica ve en general un flujo térmico de partículas de Hawking, que se vuelve altísimo si la materia exótica procede de un campo cuántico que cumple desigualdades cuánticas. La energía-impulso crece exponencialmente en la pared delantera de la burbuja, de modo que estas geometrías son inestables frente a la retroacción semiclásica.

  3. Obra incluida en la bibliografía

    Trabajo académico · 2022

    Warp Drive Aerodynamics

    1. Carlos Barceló(Autoría)
    2. Valentin Boyanov(Autoría)
    3. Luis J. Garay(Autoría)
    4. Eduardo Martín-Martínez(Autoría)
    5. Jose M. Sánchez Velázquez(Autoría)

    Barceló, Boyanov, Garay, Martín-Martínez y Sánchez Velázquez analizan si la materia cuántica puede desestabilizar un espacio-tiempo de motor de curvatura. Buscan puntos de corrimiento al azul infinito, parecidos al horizonte interior de un agujero negro con su inestabilidad semiclásica, y los clasifican según el comportamiento de las geodésicas cercanas. Las burbujas de curvatura en 2+1 dimensiones o más resultan probablemente estables: solo contienen puntos divergentes aislados, de modo que la energía desestabilizadora acumulada sigue siendo finita. La estructura causal hallada en el caso 1+1 se mantiene en dimensiones superiores, al menos a lo largo de un eje. Cualquier inestabilidad restante por acumulación de densidad de energía puede reducirse aún más con formas y trayectorias de burbuja más aerodinámicas.

  4. Obra incluida en la bibliografía

    Trabajo académico · 2001

    Analogue gravity from Bose-Einstein condensates

    1. Carlos Barceló(Autoría)
    2. S Liberati(Autoría)
    3. Matt Visser(Autoría)

    Carlos Barceló, S. Liberati y Matt Visser se preguntan hasta dónde pueden llegar los condensados de Bose-Einstein al producir una métrica efectiva genérica que imite la cinemática de la relatividad general. Usan una ecuación de Schrödinger no lineal muy general, con una masa tensorial dependiente de la posición y una no linealidad arbitraria. A momentos bajos, las excitaciones de fase del condensado obedecen una ecuación de d'Alembert para una métrica efectiva lorentziana genérica en 3+1 dimensiones fijada por el campo de fondo. A momentos altos, la aproximación eikonal da una relación de dispersión tipo Bogoliubov y recupera la física newtoniana no relativista. La métrica efectiva aparece de forma genérica salvo que las fuerzas entre átomos sean atractivas, lo que convierte a los condensados en un sistema muy prometedor para estudiar la cinemática de la relatividad general.

  5. Obra incluida en la bibliografía

    Trabajo académico · 2000

    Scalar fields, energy conditions and traversable wormholes

    1. Carlos Barceló(Autoría)
    2. Matt Visser(Autoría)

    Carlos Barceló y Matt Visser muestran cómo una teoría de campo escalar clásica simple y aparentemente inofensiva puede violar las condiciones de energía. Un campo escalar acoplado de forma no mínima a la curvatura con acoplamiento positivo viola con facilidad todas las condiciones de energía estándar, incluida la condición de energía nula promediada. Al resolver la gravedad con ese campo sin masa en configuraciones esféricas estáticas, encuentran una rama entera de agujeros de gusano atravesables para cada acoplamiento positivo. Esto generaliza su caso anterior de acoplamiento conforme igual a un sexto. Para que existan estos agujeros de gusano, el campo escalar debe alcanzar valores transplanckianos en algún punto, y los autores discuten cómo puede acomodarlo la física teórica actual.