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Silvana TapiaJosé EdelsteinFrancis VillatoroIgnacio CrespoHéctor SocasJuan Carlos GilGastón Giribetfactor de forma del antiprotónantiprotón y antihidrógenobarrera de 40 partes por millónestudio de la forma del protónFrancis Villatoroexperimento AlfaLHCCERNcolaboración AlfadoNatureTeslaAlfaCPTJosé Edelsteinniveles DTomás VilaAntimateriaÁtomosAntiprotonesPositronesHéctor Socas
Antiprotón y antihidrógeno
Con
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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.
…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…
Significado #1 · Palabras #1
Héctor Socas interrumpe una reflexión sobre la composición del equipo de OEB (Online Business School) para introducir un tema pendiente de la semana anterior: el espectro de la antimateria.
Habla: Héctor SocasPalabras #18espectro de la antimateriaantimateria manipulada por francisátomos de materia y antimateria…estoy muy subido con lo del libro. Vamos a cambiar de tema porque estoy... Bueno, igual que he roto una lanza por el equipo, también decir que son tres mujeres, si no recuerdo mal, y once hombres, ¿vale? O sea que también ahí se podía ver afinado un poquito. A ver, ¿de qué administración estamos hablando? Bueno, perdón, no me quiero tampoco extender más. Venga, Francis, se nos quedó pendiente la semana pasada hablar de esto del espectro de la antimateria, que queda muy bonita esa expresión: el espectro 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…
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 #1 · Palabras #1factor 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 #9 · Palabras #4espectrómetro 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 #7distancia 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 #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 comenta sobre un estudio reciente relacionado con antihidrógeno y menciona que aún no se ha investigado el factor de estructura del antiprotón, pero se espera una nueva estimación teórica en los próximos meses.
Habla: Francis VillatoroSignificado #4 · Palabras #3factor estructura antiprotón cernestimación teórica resultados experimentaleslhc colisiones semana pasada…en CPT, pero este artículo ni lo menciona, yo digo, que podría haber mencionado una línea, un revisor les podría haber exigido incluir una línea explicando cómo cambia el nuevo límite CPT, que obviamente mejora también en un par de horas de magnitud. Y tampoco han estudiado el factor de estructura, la forma del antiprotón, que es una cosa muy obvia y que probablemente se publicará en próximos meses el cálculo teórico, el nuevo cálculo, la nueva estimación teórica a partir de estos resultados experimentales. Así que es un resultado experimental muy interesante, que nos recuerda que en el LHC, perdón, en el CERN, se hacen muchas más cosas que lo que es solamente el LHC, del que hablábamos la semana pasada, que ya ha acabado sus colisiones, y es un artículo en la línea de lo que hacen este tipo de experimentos: el ir mejorando poco a poco. Alfa ha publicado cosas en 2018, en 2022, en 2024, en 2025; o sea, ha ido publicando diferentes medidas, entonces son medidas que, entre comillas, estaban basadas en lo que se había hecho en 2017. Ahora con este artículo de 2026, pues volverán a publicar toda…
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 #2resultados 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…
Héctor Socas responde a preguntas enviadas por los oyentes, comenzando con una consulta de Tomás Vila sobre el problema del radio del protón.
Habla: Héctor SocasSignificado #19 · Palabras #13problema radio protón ya resueltoantiprotón igual al protóntomas vila pregunta por protones…nos lo pone Luis Torres, que dice: les escribo desde Chile con el único propósito de expresarles mi más sincero agradecimiento por la maravillosa labor que realizan semana a semana. Pues muchísimas gracias, Luis. Muchas gracias. Eso nos alimenta la soberbia. Bueno, entonces vamos con algunas de las preguntas. Por ejemplo, Tomás Vila pregunta: ¿Cuál es el problema del radio del protón? ¿Podría verse el radio del antiprotón para ver si es igual que el del protón? Bueno, el problema del rayo del protón fue un problema histórico de interés durante una serie de años y que prácticamente ya está resuelto. Es el clásico problema que surge en las ciencias experimentales. Hay una manera en la que observamos la realidad, cierto objeto, con una cierta metodología, un esquema experimental típico, que se espera que sea el esquema experimental que me permita observar…
Francis Villatoro explica que, según la física y debido al principio CPT, el rayo del antiprotón debería ser idéntico al del protón.
Habla: Francis VillatoroSignificado #11 · Palabras #8átomos muónicos medición radio protónmediciones corregidas átomo hidrógenodiscrepancia protón átomos muónicosprincipio cpt antiprotón y protónmodos cuasi normales josé edelstein…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 teorías de gravitación con alta curvatura. Si la teoría es diferente, pues los modos son distintos. Pero hasta que no veamos los modos, no sabremos si se confirma la realidad general o si hay algún tipo de indicio de esas nuevas teorías que son el objeto de estudio de físicos teóricos como José. Muy…