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Antiátomos Hidrógeno atrapados Nature
Con
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Francis Villatoro explica una mejora significativa en la cantidad de antiátomos de hidrógeno atrapados, pasando de 194 a 24.000, y cuestiona si esta mejora justifica su publicación en Nature.
…cosas muy en el estado del arte, justo en el borde y cuando ya se logra algo, volver a publicar lo mismo, aunque sea un poquito mejor, no se suele publicar, ¿no? Francis, disculpa, son cuatro partes por millón, ¿no? Han mejorado dos órdenes de magnitud. Exactamente, de 400 partes por millón a 4 partes por millón. Son dos órdenes de magnitud; atrapaban del orden de 194 antihidrógenos en 2017 y ahora se estima que es del orden de 24.000 antiátomos de hidrógeno los atrapados. Hay un salto enorme entre 194 y 24.000, pero la cuestión es si realmente merece ser publicado en Nature. Lo sorprendente es que el informe de los revisores acompaña al artículo de manera abierta y el primer revisor en la primera frase que dice, dice literalmente eso. es un avance importante haber pasado de 400 a 4 pero realmente merece ser publicado en la revista Nature, ¿Cuál es realmente? ¿Qué es lo que permite trabajar con 4 ppm que no permite trabajar con 400? Porque si no hay nada relevante, esto no merece aparecer…
Significado #1 · Palabras #1
Héctor Socas y Francis Villatoro discuten los avances recientes en el estudio de la antimateria, específicamente un artículo publicado en la revista Nature sobre la división del antihidrógeno.
Habla: Francis VillatoroSignificado #15experimento alfa resultados 2017estructura perfina estado fundamental antihidrógeno…de la antimateria; suena muy evocador, y la verdad que si lo piensas es flipante lo que estamos haciendo: estamos manipulando ya realmente antimateria. Hemos pasado de partículas, de antiprotones, de positrones, ya hablar de átomos; ya un átomo es materia. Podemos decir si las otras cosas lo son o no, pero un átomo es materia, ¿no? Y podemos empezar a hacerle espectros a esa antimateria, ¿no? Y, bueno, ya llevamos tiempo haciéndolo, pero hay una noticia que nos querías comentar sobre nuevos resultados del experimento alfa Exactamente. Es un artículo que se ha publicado en la revista Nation. Se publicó el 27 de mayo y el artículo se titula Medida con cuatro partes por millón de la división, del splitting, de la estructura perfina del estado fundamental del antihidrógeno. El título es relativamente parecido al mismo resultado que obtuvo Alfa ya sobre este asunto en 2017. La colaboración Alfa ha mejorado mucho el instrumento, porque ahora ya el instrumento ya no se llama Alfa, sino se llama Alfa 2, pero bueno, básicamente es la misma colaboración, la misma filosofía, la misma, digamos, estructura del experimento; lo que pasa…
Francis Villatoro explica una mejora significativa en la cantidad de antiátomos de hidrógeno atrapados, pasando de 194 a 24.000, y cuestiona si esta mejora justifica su publicación en Nature.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1antiátomos hidrógeno atrapados naturesalto enorme 194 a 24000revisores artículo naturaleza abierta…cosas muy en el estado del arte, justo en el borde y cuando ya se logra algo, volver a publicar lo mismo, aunque sea un poquito mejor, no se suele publicar, ¿no? Francis, disculpa, son cuatro partes por millón, ¿no? Han mejorado dos órdenes de magnitud. Exactamente, de 400 partes por millón a 4 partes por millón. Son dos órdenes de magnitud; atrapaban del orden de 194 antihidrógenos en 2017 y ahora se estima que es del orden de 24.000 antiátomos de hidrógeno los atrapados. Hay un salto enorme entre 194 y 24.000, pero la cuestión es si realmente merece ser publicado en Nature. Lo sorprendente es que el informe de los revisores acompaña al artículo de manera abierta y el primer revisor en la primera frase que dice, dice literalmente eso. es un avance importante haber pasado de 400 a 4 pero realmente merece ser publicado en la revista Nature, ¿Cuál es realmente? ¿Qué es lo que permite trabajar con 4 ppm que no permite trabajar con 400? Porque si no hay nada relevante, esto no merece aparecer…
Francis Villatoro explica cómo se excita una transición en el antihidrógeno utilizando microondas y ondas electromagnéticas. Describe la aplicación de un campo magnético para mejorar la medición de la energía o frecuencia del fotón emitido.
Habla: Francis VillatoroSignificado #6transición antihidrógeno microondascampo magnético tesla antihidrógenofrecuencia fotón emitido transiciónestado fundamental hidrógeno anti-hidrógeno…donde se encuentra la trampa. Y en esa trampa yo voy acumulando muchos; la mayoría pues acaban siendo expulsados de la trampa, pero un cierto porcentaje se quedan en esa trampa y forman antihidrógeno, ¿vale? Se encuentran el protón y el positrón y forman el. Antihidrógeno y entonces yo ahora con básicamente microondas, con ondas electromagnéticas, puedo excitar una transición entre dos estados del antihidrógeno asociados a la presencia de un campo magnético. Se aplica un campo magnético básicamente de un Tesla, aquí se han aplicado dos; en 2017 se aplicó uno, 1.03 Tesla, ahora se han aplicado dos, a veces 1.03 y a veces 1.07. Eso permite tener dos puntos y lo que permite es mejorar la medida de la estimación de la energía o si queréis la frecuencia del fotón emitido en la transición asociada a medir ese estado electrónico. Como sabéis, el estado fundamental del hidrógeno, y del anti-hidrógeno es el mismo, tiene dos niveles, un nivel electrónico degenerado, porque te puedes poner un spin, con el spin, digamos, para arriba y para abajo, puedes poner los dos estados del spin, porque el campo del electrón tiene dos campos, dos componentes, y entonces caben el mismo nivel energético los dos, sin incumplir el teorema, perdón, el principio de exclusión de Pauli; y cuando tú metes un campo magnético, ambos se desdoblan. Entonces tú tienes esos dos niveles que están un poquito separados y cuando pones…
Francis Villatoro explica cómo se miden las diferencias entre niveles energéticos en antihidrógeno, enfatizando la necesidad de un mecanismo para expulsar ciertos átomos de la trampa.
Habla: Francis VillatoroSignificado #3trampa magnética antihidrógeno nivelesniveles superiores antihidrógeno estados fundamentalesniveles inferiores antihidrógeno expulsión rápidaantihidrógeno atrapado durante horastransición electrónica antihidrógenoátomos atrapados en la trampamecanismo exploración antihidrógenofrancis villatoro medición niveles energéticos…más sencilla estimar la pendiente de la recta y por tanto estimar la distancia que hay entre esos dos niveles y eso es lo que se ha estimado; esa energía, esa diferencia, básicamente ya os digo, se mide en frecuencia del fotón que se emite en la transición. Entonces lo que yo hago es meter en la trampa, fijaros, hay una diferencia entre los dos niveles que están arriba, el D y el C, y los dos niveles que están abajo, el B y el A. Los niveles que están arriba son: se ha diseñado la trampa para que sean estados fundamentales del antihidrógeno que se mantengan atrapados; es decir, en la trampa magnética esos niveles quedan, esos antihidrógenos quedan atrapados durante un cierto tiempo, claro, esto no es infinito, pero se ha logrado atrapar durante horas. Y sin embargo los niveles de abajo son niveles que hacen lo contrario: la trampa ha sido diseñada para que los expulse. Son niveles que cuando tengo un antihidrógeno en ese estado BA, el desdoblado de abajo, rápidamente, en muy poco tiempo, es expulsado de la trampa. Claro. Esta es la manera en la que yo puedo medir estas diferencias, porque si quedaran atrapados todos los átomos y cuando llega la transición electrónica entre un estado y otro, el antihidrógeno sigue en la trampa, pues yo prácticamente no puedo explorarlo; necesito algún mecanismo de exploración que sea que algo salga fuera de la trampa y eso pasa con los que están abajo. Entonces, lo que se estudia aquí son las transiciones entre los dos niveles de arriba y los niveles de abajo. Yo puedo excitar una transición DA entre el más alto de los de arriba y el más bajo de los de abajo, recordar, DCBA hacia abajo, pues una transición…
Francis Villatoro explica las consecuencias de aplicar una transición energética desde el nivel A del antihidrógeno, indicando que provoca la expulsión de los átomos en estado D.
Habla: Francis VillatoroSignificado #19transición energética nivel a antihidrógenoexpulsión átomos estado destado a expulsa átomos…las transiciones entre los dos niveles de arriba y los niveles de abajo. Yo puedo excitar una transición DA entre el más alto de los de arriba y el más bajo de los de abajo, recordar, DCBA hacia abajo, pues una transición DA y puedo hacer una transición CB. Bien, pues si yo aplico la transición de A, lo que ocurre es que todos los átomos que están en el estado D acaban siendo expulsados, porque transitan abajo, caen al estado A y el estado A los expulsa. Y yo ya puedo observarlo y tener una señal de que estaban ahí en ese estado D. Después, en una segunda fase, esto va con dos etapas, esa es la primera etapa, en la segunda etapa hago lo mismo, exícito, tengo que cambiar la frecuencia de las microondas que meto dentro de la trampa, hago que se produzca la transición CB, entonces todos…
Francis Villatoro explica la razón por la cual no se puede invertir el orden del experimento con antihidrógeno, respondiendo a una pregunta planteada por dos de los tres revisores de Nature.
Habla: Francis VillatoroSignificado #9revisores nature experimento antihidrógenoresonancia transiciones a estado dtransición cb frecuencias parecidas…los que estaban en el estado C y ya tengo que volver a repetir el experimento. Entonces, se repite muchas veces. En cada replicación del experimento se almacenan unos 1500 antihidrógenos y se hace este proceso en dos etapas. Esto no se puede hacer al revés. Fijaros qué pasa con los revisores en Nature. Dos de los tres revisores preguntan esto: ¿Por qué no repiten el experimento haciéndolo al revés? Porque no podemos. Porque si citamos primero la transición CB, como las frecuencias son muy parecidas, acaba ocurriendo por resonancia transiciones de A, y entonces pierdo muchísimos de los que están en el estado D. Si hago la transición, fíjate, tengo los dos arriba, los dos abajo, entre los dos que están más cercanos, el C y el B, pues hay muchos D que bajan al estado A. Eso lo han añadido, han añadido una pequeña frase en el artículo, entre comillas, para tontos. Pero ya os digo que lo preguntan dos de los revisores, como diciendo: ¿y esto por qué no lo hacéis al revés? Para confirmar que el resultado está bien hecho. es un experimento relativamente muy técnico con muchísimos detalles que se han mejorado, alfa 2 es mucho mejor que alfa, no solo es almacenar mucho más antihidrógenos y midiendo pues la frecuencia de las microondas que se emiten en esa transición yo soy capaz…
Francis Villatoro explica que Juan Carlos se sorprendió por la magnitud de la mejora en el experimento, que implica pasar de almacenar cientos a decenas de miles de antiátomos.
Habla: Francis VillatoroPalabras #10almacenamiento antiátomos experimentomejora órdenes magnitud juan carlosinyección protones positrones medidaresultado 2017 almacenamiento antiátomos…con este artículo de 2026, pues volverán a publicar toda una serie de nuevas medidas adicionales a esta, y bueno, pero ya no las publicarán en Nature; ya estas cosas se publican ya en Nature Physics o en revistas de... de Physical Review, Review Letters, etc. Y nada, es un resultado muy interesante por eso, porque como contaba Juan Carlos, ¿no? Como decía, se asombraba Juan Carlos, que son dos órdenes de la magnitud de mejora en un experimento, ¿no? Pero claro, eso es que hemos pasado de almacenar cientos a almacenar decenas de miles, ¿no? Hemos pasado, los números eran almacenar casi 200, 194 antiátomos, fue el resultado de 2017, se almacenaban cada vez que se, porque se inyectaban millones de protones y positrones, pero solo se lograba almacenar el tiempo suficiente para realizar la medida, 20. Ahora se están logrando, el número de inyecciones de protones y positrones básicamente es muy parecido, pero ahora se logra. almacenar dentro de la trampa 1.500. Entonces se mide 1.500, después se repite la medida y se repite y se repite y así se llegó a 24.000; o sea que es un resultado interesante y nos muestra que la meteorología sigue avanzando y si lo queremos ver desde el…
Francis Villatoro explica que los resultados del experimento con antihidrógeno son compatibles con los del hidrógeno, aunque la precisión alcanzada en el hidrógeno es mucho mayor.
Habla: Francis VillatoroSignificado #7resultados experimento antihidrógeno compatibleprecisión hidrógeno partes por billónexperimento antihidrógeno requiere cinco décadasavances hidrógeno superan experimento antihidrógeno…con un poco de prisa porque Silvana no va, bueno, tiene alguna restricción de tiempo, podemos luego, podemos pasar al tema que proponía Silvana y luego si quieres podemos volver a este si hay comentarios, dudas o quejas El resumen en ocho palabras es que No se encontró ninguna diferencia con el hidrógeno, ¿verdad, Francis? Exactamente, los resultados son perfectamente compatibles con el hidrógeno. En el hidrógeno estamos hablando de partes por billón en lugar de por millón. Alcanzar con ese tipo de experimentos un antihidrógeno, la precisión que se logra con el hidrógeno va a requerir a este ritmo muchas décadas, cinco décadas. Claro, y para entonces ya con el hidrógeno habremos avanzado. También muchas más, porque claro, la materia la tenemos que conocer mejor que la antimateria, casi que por definición. El hidrógeno alcanza, yo creo, ya prácticamente lo alcanzable; está al nivel de número de decimales de las constantes físicas mejor…