vacuum_energy.py: A Scientific-Grade Python Tool for Vacuum Energy, Casimir Force, and Phenomenological QG Modeling

Título

vacuum_energy.py: A Scientific-Grade Python Tool for Vacuum Energy, Casimir Force, and Phenomenological QG Modeling (v22.0-final-solution)

Creadores

• Galaz Amengual, Juan de Dios (Orquestador y Desarrollador Principal)

Descripción

vacuum_energy.py (v22.0-final-solution) es una herramienta científica de código abierto en Python, desarrollada para explorar las implicaciones fenomenológicas de una nueva escala de corte física (nu_c) que conecta la cosmología con la mecánica cuántica. Este paquete ha sido el motor computacional del manuscrito "h como Ciclo y Evento Elemental: Un Puente entre la Mecánica Cuántica y la Cosmología".

Esta versión definitiva va más allá del cálculo de la densidad de energía del vacío (rho_textvac) y la fuerza de Casimir. Ha sido robustecida para responder a un riguroso proceso de revisión por pares, incorporando análisis avanzados que abordan directamente las críticas sobre la consistencia teórica y la validación experimental.

Novedades en esta Versión (v22.0)

• Modelo Cuantitativo de Errores Sistemáticos: Implementa un modelo físico para las correcciones de la fuerza de Casimir debido a la rugosidad de la superficie y efectos térmicos, basado en el formalismo estándar.

• Análisis chi2 Robusto: La función de cálculo de chi-cuadrado ha sido corregida para usar un ajuste de amplitud, permitiendo una comparación rigurosa entre el modelo teórico (ideal y corregido) y los datos experimentales.

• Validación de la "Tensión de Casimir": El script ahora demuestra cuantitativamente cómo la inclusión de errores sistemáticos resuelve la tensión observada entre la nu_c cosmológica y los datos de laboratorio, reduciendo el chi2 a un valor físicamente aceptable.

• Generación Completa de Figuras: Reproduce las 13 figuras clave del paper, incluyendo los nuevos gráficos casimir_with_corrections.pdf y chi2_analysis_casimir.pdf.

Funciones Principales

• Cálculo de rho_textvac: Integración de alta precisión de la energía de punto cero con filtros UV personalizables (exponencial, gaussiano, lorentziano).

• Fuerza de Casimir: Cálculo de la fuerza ideal y cuantitativamente corregida por efectos sistemáticos.

• Análisis Estadístico: Cálculo de chi2 para validar el modelo contra datos experimentales.

• Consistencia con QED: Incluye modelos ilustrativos para la corrección a g-2 y el desplazamiento de Lamb.

• Visualización para Publicación: Generación de gráficos vectoriales (PDF a 300 dpi) listos para su inclusión en artículos científicos.

• Interfaz de Línea de Comandos (CLI): Extensible y completa (--nu-c, --plot-all, --potential, etc.) para un control total sobre los cálculos y la generación de figuras.

• Reproducibilidad: El código es auto-contenido y está diseñado para garantizar la total reproducibilidad de los resultados presentados en el paper asociado.

Requisitos

• Python geq3.9

• NumPy geq1.26

• SciPy geq1.12

• Matplotlib geq3.8

• Joblib (opcional, para paralelización)

Uso Rápido

# Instalar dependencias
pip install numpy scipy matplotlib joblib

# Ejecutar cálculos y generar todas las figuras
python vacuum_energy.py --generate-all-plots

Palabras Clave y Temáticas (Keywords & Subjects)

Campos Fundamentales

• Cosmología (Cosmology)

• Mecánica Cuántica (Quantum Mechanics)

• Gravedad Cuántica (Quantum Gravity)

• Teoría Cuántica de Campos (Quantum Field Theory, QFT)

• Física Teórica (Theoretical Physics)

Conceptos Teóricos Clave

• Constante de Planck (Planck's Constant)

• Energía del Vacío (Vacuum Energy)

• Problema de la Constante Cosmológica (Cosmological Constant Problem)

• Energía Oscura (Dark Energy)

• Frecuencia de Corte (Cutoff Frequency)

• Regularización UV (UV Regularization)

• Grupo de Renormalización (Renormalization Group, RG)

• Gravedad Segura Asintóticamente (Asymptotic Safety)

• Quintaesencia (Quintessence)

• Teoría de Campos Efectiva (Effective Field Theory)

Fenómenos y Observables

• Efecto Casimir (Casimir Effect)

• Momento Magnético Anómalo (g-2)

• Desplazamiento de Lamb (Lamb Shift)

• Ondas Gravitacionales (Gravitational Waves)

• Fondo Estocástico de Ondas Gravitacionales (Stochastic Gravitational-Wave Background)

• Axiones (Axions)

• Materia Oscura (Dark Matter)

• Fondo Cósmico de Microondas (Cosmic Microwave Background, CMB)

Métodos y Herramientas

• Python

• SciPy

• NumPy

• Matplotlib

• Simulación Numérica (Numerical Simulation)

• Análisis Estadístico (Statistical Analysis)

• Chi-cuadrado (chi2)

• Código Abierto (Open Source)

• Ciencia Reproducible (Reproducible Science)

Palabras Clave de Alto Impacto (para Búsqueda Amplia)

• Nueva Física (New Physics)

• Más Allá del Modelo Estándar (Beyond the Standard Model)

• Unificación (Unification)

• Cosmología Teórica (Theoretical Cosmology)

• Fenomenología de Gravedad Cuántica (Quantum Gravity Phenomenology)