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In his public talk, Prof. Narayan will summarize our knowledge of Black Holes in the universe. He will describe how Black Holes are discovered, how their properties are measured, and what the results mean. He will also discuss the many ways in which Black Holes influence their surroundings and the profound effect they have had on the evolution of the universe.

En mi conferencia haré una introducción a la Física Cuántica y a continuación pasaré a discutir diferentes casos en los que los fenómenos cuánticos juegan un papel determinante en el trabajo de diferentes máquinas médicas. De hecho, los ejemplos que explicaré recorrerán la historia de la medicina moderna, la del siglo XX, desde el punto de vista de la terapia como de la inspección. Para todo ello tendré que echar mano, por ejemplo, del principio de incertidumbre de Heisenberg, del efecto túnel de la corriente eléctrica y del espín, de la resonancia atómica. Todo ello para explicar, entre otros casos, cómo se “ve” el corazón, cómo se detectan los pensamientos, porque el feto de la madre roba el oxígeno a la sangre de su madre para poder vivir.

El azar es un concepto fascinante que atrae el interés de diversas comunidades, desde filósofos a físicos y matemáticos. Por otro lado, los números aleatorios se han convertido en un recurso de gran utilidad práctica, puesto que son utilizados en, por ejemplo, aplicaciones criptográficas o la simulación de sistemas físicos y biológicos. Hasta ahora, cualquier propuesta para la generación de números aleatorios adolece de los siguientes problemas: (i) certificación: ¿cómo se puede probar que los números generados son aleatorios?, (ii) privacidad: ¿cómo se puede garantizar que los números aleatorios son aleatorios, en el sentido de impredecibles, a cualquier otro observador externo y (iii) device-independent: ¿cómo afectan las imperfecciones en los dispositivos al proceso de generación de azar? En la charla se presentará un nuevo formalismo para la generación de azar que resuelve estos tres problemas: por medio de las correlaciones no-locales de los estados entrelazados, es posible generar números cuya aleatoriedad es certificable, privada e independiente de los dispositivos.

El estudio de la radiación cósmica ha sido la herramienta fundamental para avanzar en el conocimiento del Universo. La instrumentación experimental ha sido muy variada utilizándose para su ubicación laboratorios convencionales, globos sonda, satélites y plataformas espaciales. Está previsto que en 2011 la Estación Espacial Internacional esté totalmente operativa y disponible para la realización de medidas precisas y de larga duración de las componentes electromagnética y cargada de la radiación cósmica en ausencia de contaminación atmosférica. Una colaboración internacional ha construido un detector de física de partículas elementales, el espectrómetro AMS−02, para la realización de este tipo de medidas, algunas de las cuales tienen extraordinario interés en Astrofísica de Partículas, una disciplina científica fronteriza entre la Física de Partículas Elementales, la Astrofísica de Altas Energías y la Cosmología. En la planificación de la NASA este instrumento será enviado a la Estación Espacial en el año 2011. En esta conferencia se describirá la Estación Espacial Internacional (ISS) y el programa científico de AMS−02, en particular la búsqueda de antimateria cósmica primaria y la posible observación de señales de materia oscura.

According to Quantum Chromodynamics, which is the well established theory of strong interactions, quark and gluons are forced to live inside hadrons because of the property of confinement. However, under extreme conditions of temperature and pressure, a new phase called quark-gluon plasma is possible, where quarks and gluons became basically free. In the last years it has been possible to study this phase experimentally by using new facilities called Heavy Ion Colliders like the RHIC (Brookhaven) or the LHC (CERN).

There is a "Warped side" of our universe, consisting of objects and phenomena that are made solely or largely from warped spacetime. Examples are black holes, singularities (inside black holes and in the big bang), and cosmic strings. Numerical-relativity simulations are revolutionizing our understanding of what could exist on our universe's Warped Side; and gravitational-wave observations (LIGO, VIRGO, LISA, ...) will reveal what phenomena actually do exist on the Warped Side, and how they behave.

En una parte preliminar se recordarán unos pocos hechos experimentales obtenidos durante las últimas décadas, con énfasis en fenómenos puramente cuánticos como el entrelazamiento y el teletransporte, y también algunos hechos matemáticos elementales, con énfasis en las matrices hermíticas y unitarias. En una segunda parte se presentará un modelo matemático de la noción de q-ordenador y de conceptos subordinados como puertas q-lógicas, q-computación y q-algoritmos programas, con énfasis en los ejemplos, incluyendo la q-transformada de Fourier y el q-algoritmo de Shor de factorización en tiempo polinómico de números enteros positivos. A continuación se sumarizará un enfoque axiomático de la mecánica cuántica y se usará para relacionar las q-nociones anteriores con sus posibles realizaciones físicas, con énfasis en algunos problemas abiertos y en posibles líneas de trabajo futuro. La base de este material es la tesis de máster de Juanjo Rué,  "Un modelo matemático para la computación cuántica: fundamentos, algoritmos y aplicaciones" (julio de 2007), dirigida por Lluís Torner y el conferenciante.