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Aluminio superconductor grado Kelvin
Con
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Francis Villatoro explica cómo Microsoft apostó por esta tecnología para construir qubits en 2010, basándose en un sistema que imita el comportamiento de un superconductor topológico de tipo P.
…conexión que tienen entre los dos. Eso se puede hacer con operadores cuánticos, básicamente aplicar campos magnéticos y polarizar con campos eléctricos y consigo hacer ese tipo de movimiento de estado. Y esa es la clave, digamos, de la computación cuántica. Claro, esto era todo con un superconductor de tipo P. Los superconductores de tipo P son muy difíciles de manejar en laboratorio, etc. Entonces, unos años más tarde, en 2008, se descubrió que hay un truco. Hay un truco absolutamente fascinante; y es que yo puedo utilizar un superconductor de tipo S. Pero en lugar de convertir en un hilito el superconductor de tipo P Yo puedo poner como una pequeña cinta de superconductor de tipo S y poner encima un hilito de un material que sea aislante, un semiconductor que sea aislante y si este hilito es suficientemente delgado, estamos hablando de pocos nanómetros, la cinta del superconductor abajo puede ser también un poquito más gordita, pueden ser como 60 nanómetros, consigo que, según los modelos teóricos, ese sistema se comporte de manera análoga al superconductor topológico de tipo P. Esto hizo que en 2008 se diera un salto de gigante porque ahora ya sí se podía fabricar fácilmente el laboratorio. Y eso hizo que en 2010 una gran compañía como Microsoft decidiera apostar por esta tecnología para construir qubits. Entonces, la idea es construir un pequeño nanohilo de un material semiconductor, en este caso es arceniuro de indio, InAs, sobre, en este caso es por debajo; cogen el nanohilo de arceniuro de indio y encima le ponen una pequeña cinta, una cosa delgadita, de aluminio. El aluminio es un superconductor, la temperatura crítica es del orden de un grado Kelvin. Todo esto funciona a milikelvins, o sea que a milikelvins no hay ningún tipo de duda de que el aluminio es un superconductor. En teoría, en los extremos de un nanohilo de ese tipo, que es una estructura, digamos, una heterostructura; tienes el hilito muy delgado del semiconductor y encima la pequeña cinta, es un material muy delgadito muy plano, con una pequeña cinta de aluminio. En teoría, en sus extremos aparecerían estados de mayorana. Entonces, eso se instrumentó en laboratorio; se le puso contacto en los extremos; se vio que al poner un contacto en el extremo se destruían estos estados, no aparecían.…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica las características de los superconductores tipo S y P, detallando cómo se forman los pares de Cooper y su comportamiento en cada tipo.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #3pares cooper en superconductores tipo sbosón de spin cero superconductor saluminio superconductor tipo spares cooper con spin arriba abajoestado de spin 1 superconductor psuperconductores tipo p materiales topológicosmodelo kitáev fermiones superconductor topológicotransición de fase estados superconductores…viene de un gran físico que acabará recibiendo el premio Nobel que se llama Kitáez, que construyó un modelo de juguete, un modelo muy sencillito, de una cadena de fermiones y en esa cadena de fermiones asumió que eran estados de un superconductor de tipo P. Los superconductores, los electrones se aparean; se llaman pares de Cooper, y como los electrones tienen spin, pues digamos, entre comillas, el spin para arriba, el spin para abajo, en la pareja de un par de Cooper, uno puede tener spin para arriba y el otro spin para abajo. Entonces, el estado, el par de Cooper se comporta como un bosón de spin cero; eso se llama un superconductor de tipo S. Esos son los superconductores originales: el aluminio que es un superconductor de tipo S, el mercurio, muchos materiales son superconductores de tipo S, pero también existen superconductores de tipo P. Los superconductores de tipo P en los pares de Cooper hay pares de Cooper de tres tipos: parece Cooper con los dos spins hacia arriba, con los dos spins hacia abajo y con un spin arriba y otro abajo. Es decir, es un estado de spin 1 que tiene tres estados: 1, 0 y menos 1. Entonces, este tipo de superconductores de tipo P, bajo ciertas circunstancias, se comportan como materiales topológicos; es decir, como un superconductor topológico. Y entonces lo que nos planteó Kitáev en el año 2001 es un modelo de juguete, pero de juguete unidimensional, de una cadena de fermiones en este tipo de material y lo que se observa en este modelo es que aparecen bajo ciertas circunstancias, cuando por supuesto baja mucho la temperatura, llega un momento en que hay una transición de fase a un estado en el que aparecen dos estados. Localizados en los extremos de esta cadena, es decir, en el primer fermión de la cadena y el último fermión de la cadena, aparecen dos estados que están exponencialmente decayentes. Son como los estados evanescentes en óptica. Esto lo hemos visto, yo qué sé,…
Francis Villatoro explica cómo la probabilidad de que los electrones salten por encima del nivel de energía de Fermi permite la conducción eléctrica en materiales a temperaturas finitas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #19nivel energía fermi cero absolutoelectrones saltan nivel fermibandas valencia y banda conducciónconducción eléctrica temperaturas finitascuasi partículas estados electrónicos…de un material, para estudiar la conducción, yo tengo lo que es el nivel de energía relleno; a lo que está relleno todos los estados de estos niveles. Todos estos niveles en las bandas, todas las bandas están rellenas hasta un cierto tope de energía. Eso se llama el nivel de energía de Fermi. Entonces, eso ocurre al cero absoluto de temperaturas. Cuando tú tienes una temperatura finita, pues hay una probabilidad de que haya estados, son estados electrónicos, electrones, pero se comportan como cuasi partículas, que salten por encima del nivel de Fermi de la parte que está por debajo a la parte que está por encima. La parte que está por debajo se llama las bandas de valencia y la parte que está por arriba es la banda de conducción y cuando se producen esos saltos a temperaturas finitas tú puedes conducir eléctricamente en el material, eso es un poco la idea de la conducción entonces. Claro, cuando el salto de banda, el salto entre la banda de valencia y la banda de conducción es muy grande, tengo un aislante; un material aislante es un material en el que conforme sube la temperatura no hay suficiente energía para que los estados…
Francis Villatoro explica cómo la estructura típica de un superconductor se relaciona con la óptica, describiendo la existencia de un salto de banda directo que involucra parábolas cóncavas y convexas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #14salto de banda directo superconductorparábola cóncava banda valenciaparábola convexa banda conducciónestructura típica superconductor óptica…suficiente energía para que los estados electrónicos en la banda de valencia puedan saltar a la banda de valencia y un semiconductor es cuando la distancia es pequeña y entonces hay una probabilidad y bajo ciertas circunstancias pues se producen esos saltos. Bien, la estructura típica de un superconductor, sobre todo en temas relacionados con óptica, es lo que se llama un salto de banda directo. Es decir, tengo como una parábola para la banda de Valencia y encima tengo una parábola invertida para la banda de conducción. La parábola de arriba es cóncava y la de abajo es convexa y tengo como dos montañitas, una montañita y un valle arriba y puedo pegar saltos en la zona. Más cercana, en ese ancho de banda ¿Qué pasa en ciertos materiales? En ciertos materiales el nivel de Fermi está justo en la mitad, el máximo de la parábola de abajo está por debajo del nivel de Fermi. El mínimo de la parábola por arriba está por encima del…
Francis Villatoro explica cómo Microsoft apostó por esta tecnología para construir qubits en 2010, basándose en un sistema que imita el comportamiento de un superconductor topológico de tipo P.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1superconductores tipo p difíciles laboratoriodescubrimiento truco superconductor tipo smanipulación estados ligados computación cuánticasuperconductor tipo p y cinta snanómetros hilito aislante semiconductormodelo teórico superconductor topológicofabricación laboratorio 2008microsoft qubits tecnología superconductornanohilo arceniuro indio inasaluminio superconductor grado kelvinestados de mayorana nanohilo…conexión que tienen entre los dos. Eso se puede hacer con operadores cuánticos, básicamente aplicar campos magnéticos y polarizar con campos eléctricos y consigo hacer ese tipo de movimiento de estado. Y esa es la clave, digamos, de la computación cuántica. Claro, esto era todo con un superconductor de tipo P. Los superconductores de tipo P son muy difíciles de manejar en laboratorio, etc. Entonces, unos años más tarde, en 2008, se descubrió que hay un truco. Hay un truco absolutamente fascinante; y es que yo puedo utilizar un superconductor de tipo S. Pero en lugar de convertir en un hilito el superconductor de tipo P Yo puedo poner como una pequeña cinta de superconductor de tipo S y poner encima un hilito de un material que sea aislante, un semiconductor que sea aislante y si este hilito es suficientemente delgado, estamos hablando de pocos nanómetros, la cinta del superconductor abajo puede ser también un poquito más gordita, pueden ser como 60 nanómetros, consigo que, según los modelos teóricos, ese sistema se comporte de manera análoga al superconductor topológico de tipo P. Esto hizo que en 2008 se diera un salto de gigante porque ahora ya sí se podía fabricar fácilmente el laboratorio. Y eso hizo que en 2010 una gran compañía como Microsoft decidiera apostar por esta tecnología para construir qubits. Entonces, la idea es construir un pequeño nanohilo de un material semiconductor, en este caso es arceniuro de indio, InAs, sobre, en este caso es por debajo; cogen el nanohilo de arceniuro de indio y encima le ponen una pequeña cinta, una cosa delgadita, de aluminio. El aluminio es un superconductor, la temperatura crítica es del orden de un grado Kelvin. Todo esto funciona a milikelvins, o sea que a milikelvins no hay ningún tipo de duda de que el aluminio es un superconductor. En teoría, en los extremos de un nanohilo de ese tipo, que es una estructura, digamos, una heterostructura; tienes el hilito muy delgado del semiconductor y encima la pequeña cinta, es un material muy delgadito muy plano, con una pequeña cinta de aluminio. En teoría, en sus extremos aparecerían estados de mayorana. Entonces, eso se instrumentó en laboratorio; se le puso contacto en los extremos; se vio que al poner un contacto en el extremo se destruían estos estados, no aparecían.…
Francis Villatoro explica cómo se pueden conectar estados de Majorana utilizando un material superconductor dispuesto en forma de letra 'H' entre dos nanohilos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #5estados de mayorana conectadosmaterial superconductor forma letra hnanohilos y estados de mayoranabraiding con material superconductor…de Majorana en un nanohilo será observar un comportamiento topológico. Por desgracia eso no es nada trivial, es extremadamente difícil. El comportamiento topológico que esperamos encontrar es lo que se llama el braiding, lo que se llama el trenzado de. los estados Si yo tengo dos nanohilos, en los extremos de un nanohilo tengo dos estados de mayorana conectados, en el otro nanohilo tengo dos estados de mayorana conectados Si yo ahora en mitad de ese nanohilo pongo un material superconductor, el mismo material superconductor que forme, digamos, no dos cintas, sino una letra H Imaginaros una letra H en la que en mitad del nanohilo tengo material superconductor que conecta y los dos palitos del H En los extremos el nanohilo va en los palos largos del H Y tengo los estados de mayorana en los extremos del nanohilo Bien, pues para hacer el braiding lo ¿Qué yo tengo que hacer es un estado de uno de los extremos por situarnos? No vamos a poner el nanohilo en la H, la letra H puesta en horizontal y tengo en el nanohilo de arriba, izquierda, derecha y en el nanohilo de abajo, izquierda, derecha. Entonces el…
Francis Villatoro explica cómo la construcción actual de estados de Majorana difiere significativamente de los intentos anteriores, que estaban respaldados por teoría.
Habla: Francis VillatoroPalabras #6estados de mayorana en nanohiloscontactos punto cuántico nanohilonanohilo superconductor aluminiomicrómetros grosor nanohilo…La teoría, lo que nos dicen los modelos teóricos, es que los estados están en los extremos del nanohilo. Tú los puedes mover y colocar ahí. Pero la teoría no nos dice que de manera espontánea aparezcan estados ahí porque yo diga que quiero que aparezcan. Fijaros que eso es muy diferente. Es decir, es muy diferente a lo que se pretendía hacer antes; que estaba apoyado por teoría. Ahora no tenemos un apoyo de teoría, lo que tenemos es hipótesis: si yo pongo unos contactos de tipo punto cuántico en dos puntos cualquiera del nanohilo muy largo, el nanohilo tiene como 3,5 micrómetros; el grosor de la parte de aluminio del superconductor son 60 nanómetros y el grosor de la parte del nanohilo son de orden de 3, 4 nanómetros. Entonces, yo pongo esos contactos por efecto túnel; me van a explorar, pongo básicamente tres puntos cuánticos: un punto cuántico pequeño, de área pequeña, un punto cuántico de área larga y un punto cuántico de área pequeña. Y digo, estos están cercanos, sin…
Héctor Socas contextualiza la temperatura del medio interestelar fuera de la burbuja local, situándola entre los 8.000 y 9.000 Kelvin, un valor intermedio entre la temperatura de la burbuja y la del medio interestelar.
Habla: Héctor SocasPalabras #17temperatura medio interestelar 8000 kelvinviento solar distancia tierra átomosburbuja local millones de kelvin…varios millones de años. Ahora, la nube tiene mayor densidad que la burbuja; tiene algo así como 0,2 átomos de hidrógeno por centímetro cúbico, vamos a decir uno, para redondear, un átomo por centímetro cúbico, lo cual es más que la burbuja, pero menos que El medio interestelar, fuera de la burbuja y la temperatura también algo intermedio son 8.000 Kelvin, 8.000, 9.000 Kelvin, no son los millones de Kelvin de la burbuja pero tampoco son los decenas de Kelvin del medio interestelar. Entonces, bueno, ese es un poco el contexto; si quieren ponerlo en contexto, el viento solar por ejemplo a la distancia de la Tierra son 5 o 10 átomos por centímetro cúbico. Perdón, una nota al pie especulativa con lo que dijiste antes, ¿no? Si vos decías que una de las cosas que especulaban. Es que el tránsito a través de esta nube podía haber tenido algo que ver con la evolución del humano, algún tipo de mutación biológica. Ponte el micrófono, por favor, que se te va. Algún tipo de mutación con el humano, qué sé yo, y siendo que el medio…
Héctor Socas y Francis Villatoro discuten sobre la posibilidad de obtener mejores muestras lunares para estudios relacionados con el aluminio y su impacto en las teorías sobre nubes moleculares.
Habla: Héctor SocasPalabras #18muestras lunares china chang e 6…en presentar esto como una técnica prometedora, a pesar de que ya yo creo que ya da resultados interesantes, y quizás sea también una llamada para a lo mejor obtener más muestras y poder que estén más específicamente pensadas. No sé si habría alguna forma de. Obtener muestras lunares que sean mejores para este tipo de estudios, pero bueno, ¿qué es una técnica prometedora? La Chang 'e 6 China ha traído muestras de la cara oculta; esas muestras también tienen que tener este aluminio. No hay ninguna razón por la cual deban tener menos aluminio que las de la cara visible. Efectivamente, sí, sí, totalmente cierto; no sé hasta qué profundidad penetraban pero creo que sí que eran metros, más de. Un metro creo que penetraba aquí hacían, ya digo, si yo no me he equivocado, porque la traducción a metros la hice yo. Ellos daban en columna de masa, pero creo que eran 40 centímetros y 2,5 metros, asumiendo la densidad típica del regolito a cada una de esas…