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Silvana TapiaJosé EdelsteinFrancis VillatoroIgnacio CrespoHéctor SocasJuan Carlos GilGastón Giribetespectrómetro colaboración alfadotrampa magnética antiprotones positronesantihidrógeno protón positróntransición antihidrógeno microondascampo magnético tesla antihidrógenofrecuencia fotón emitido transiciónestado fundamental hidrógeno anti-hidrógenocolaboración AlfadoFrancis VillatoroNatureTeslaAlfaJuan CarlosNature PhysicsPhysical Review Lettersexperimento Alfa
Antihidrógeno protón positrón
Con
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Francis Villatoro describe el dispositivo utilizado por la colaboración Alfa para medir espectros, explicando que es un espectrómetro con una trampa magnética donde se atrapar antiprotones y positrones.
…a publicar en Nature, pero es que estáis publicando un nuevo resultado nueve años después. Obviamente el instrumento ha mejorado muchísimo, pero eso es un poco lo más llamativo de este artículo para mí, ¿vale? Ya sabéis que yo soy muy radical en mi manera. De entender los artículos. Entonces, ¿qué ha hecho la colaboración Alfado? Bueno, básicamente la colaboración Alfado tiene un dispositivo que es un espectrómetro, que mide el espectro. Que básicamente es un tubo con una serie de solenoides y una serie de imanes que construye una trampa magnética que tiene como dos montañitas de campo magnético y un pozo. Y en ese pozo yo puedo atrapar partículas cargadas. Entonces yo inyecto, eso es como un tubo, inyecto por un lado antiprotones, inyecto por el otro lado positrones, que son antielectrones, y hay una serie de campos eléctricos y magnéticos que les baja la energía para que prácticamente acaben a muy baja velocidad justo 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…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica que una mejora clave en el nuevo artículo permite estimar el factor de forma del antiprotón al superar una barrera de 40 partes por millón.
Habla: Francis VillatoroSignificado #4 · Palabras #5factor de forma del antiprotónantiprotón y antihidrógenobarrera de 40 partes por millónestudio de la forma del protón…CPT, entonces este artículo prácticamente ni la menciona, porque la menciona como de pasada, es una cosa histórica que este tipo de cosas sirve para eso, porque si ponen el foco ahí ya no se puede publicar en hecho ¿Y qué es lo que permite el nuevo artículo? Bueno, hay una barrera, que son los 40 partes por millón; que por debajo de 40 partes por millón puedes estimar el factor de forma del antiprotón, en cierto sentido estudiar la forma del antiprotón. Eso se hace con el hidrógeno para estudiar la forma del protón y se puede aplicar al antihidrógeno, es decir, al antiprotón. Entonces, eso es, digamos, la novedad: hemos logrado bajar de la barrera de las 40 partes por millón para poder estimar el factor de forma del antiprotón. Claro, tú dices. Bueno, ¿dónde está el artículo? No aparece. Eso se menciona como el punto clave; la razón por la cual esto merece ser publicado en Nature es que a partir de este resultado otros equipos realmente teóricos acabarán estimando a partir de este resultado ese…
Francis Villatoro describe el dispositivo utilizado por la colaboración Alfa para medir espectros, explicando que es un espectrómetro con una trampa magnética donde se atrapar antiprotones y positrones.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1espectrómetro colaboración alfadotrampa magnética antiprotones positronesantihidrógeno protón positróntransición antihidrógeno microondascampo magnético tesla antihidrógenofrecuencia fotón emitido transiciónestado fundamental hidrógeno anti-hidrógeno…a publicar en Nature, pero es que estáis publicando un nuevo resultado nueve años después. Obviamente el instrumento ha mejorado muchísimo, pero eso es un poco lo más llamativo de este artículo para mí, ¿vale? Ya sabéis que yo soy muy radical en mi manera. De entender los artículos. Entonces, ¿qué ha hecho la colaboración Alfado? Bueno, básicamente la colaboración Alfado tiene un dispositivo que es un espectrómetro, que mide el espectro. Que básicamente es un tubo con una serie de solenoides y una serie de imanes que construye una trampa magnética que tiene como dos montañitas de campo magnético y un pozo. Y en ese pozo yo puedo atrapar partículas cargadas. Entonces yo inyecto, eso es como un tubo, inyecto por un lado antiprotones, inyecto por el otro lado positrones, que son antielectrones, y hay una serie de campos eléctricos y magnéticos que les baja la energía para que prácticamente acaben a muy baja velocidad justo 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 determina la distancia entre dos niveles energéticos en el antihidrógeno, comparándola con las mediciones realizadas previamente en hidrógeno.
Habla: Francis VillatoroSignificado #18distancia niveles energéticos antihidrógenocampo magnético cero estado fundamentalprecisión mediciones hidrógenoverificación comportamiento antihidrógeno…a cero, acaban convergiendo; fijaros que tienes como dos niveles arriba, dos niveles abajo, se van acercando conforme el campo magnético va bajando, hasta que llega un momento en que aparecen solo dos niveles, los niveles originales a campo magnético cero. Entonces, lo que tú tienes que estimar es la distancia que hay entre esos dos niveles; esto es una línea hiperfina, la distancia entre los dos niveles a campo magnético cero para el estado fundamental del antihidrógeno. Eso se ha calculado con el hidrógeno con una precisión muchísimo mayor, pero lo que queremos es verificar que el antihidrógeno se comporta como el hidrógeno, que es lo que esperamos. Entonces, para un campo magnético mucho más alto, lo que tengo es que Estos niveles se separan de forma lineal, entonces si yo tengo dos campos magnéticos puedo de manera 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…
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 #3transición electrónica antihidrógenoátomos atrapados en la trampamecanismo exploración antihidrógenofrancis villatoro medición niveles energéticos…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 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 #4almacenamiento 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 #5resultados 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…
Francis Villatoro explica cómo se resolvió una discrepancia en las mediciones del radio del protón utilizando átomos muónicos y mejorando las técnicas de medición con hidrógeno.
Habla: Francis VillatoroSignificado #11átomos muónicos medición radio protónmediciones corregidas átomo hidrógenodiscrepancia protón átomos muónicos…que pasa ni la última, ha pasado muchísimas veces en ciencia y seguirá pasando. Entonces el problema ya no existe entonces no merece la pena plantearlo básicamente es eso: medir con átomos muónicos y con el hidrógeno estimar de manera indirecta el radio del Protón, pues daba dos medidas distintas y hoy día sabemos que la medida correcta era la medida con los átomos muónicos. Y las nuevas medidas corregidas con el átomo de hidrógeno ya coinciden, están dentro de la banda del átomo muónico o hidrógeno muónico como se le llame. Y acerca de la pregunta del antiprotón, esperamos que sea Igual claro, por física deben de ser idénticos, ¿vale? Por el tema CPT el rayo del antiprotón tiene que ser el mismo que el del protón. Pero en ciencia tenemos que verificarlo, es lo que comentó José con los estudios estos de los modos cuasi normales en…