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Silvana TapiaIgnacio CrespoJuan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor SocasBorja Tosarpolilitones propagantes con momento linealcondensado de polilitones momento cerointerferencia de polilitones propagantesinterferencia polaritones momentos linealescondensado bose einstein patrón interferenciamodelo teórico propagación hacia ceroholografía de los polaritoneslínea nodal en condensado bose einsteinmontañitas en condensado bose einsteincondensado bose einstein estructura simétricainterferencia estados momento lineal condensadodensidad polaritones oscilación diagramateoría predice interferencia polaritonescondensado como superfluidoenergía influye patrón interferenciapotencia láser controla patrónpatrón cambia frecuencia evo seinsteindistancia rayas función energíadistancia oscilaciones polaritones constantescondensados umbral segundo estado curiosopatrón interferencia densidad polaritonessupersólido polaritones condensadopatrón cristalino polaritonessimetría rota polaritones momento lineal cerokr resonante polaritones estados positivos negativosfases distintas polaritones simetríaestado supersólido rompe simetríapatrón fijo distancia fija sistemaestructuras bandas independientes energía artículo teóricocondensado de Bose-EinsteinFrancis VillatoroBose-Einsteinpares de CooperKR por resonantecondensado Bose-Einsteinverano de 2024770 nanómetrosPhysical Review Letters4 Kelvin
Condensados y patrones de interferencia
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Francis Villatoro explica cómo un modelo teórico predice que la interferencia resultante de polaritones con momentos lineales opuestos se manifiesta como un patrón sobre un condensado de Bose-Einstein en el centro del dispositivo.
…el negativo, para que la suma sea cero. Y se conserve la energía; la energía sigue siendo la misma, estoy al mismo nivel energético y tengo dos polaritones que tienen un momento lineal, es decir, una velocidad, si queréis, opuesta, igual y opuesta. Entonces, yo tengo dos polilitones propagantes porque ahora tienen momento lineal; en el condensado tenían momento lineal igual a cero, pero ahora tienen un momento lineal, uno positivo y otro negativo, los dos iguales, y los dos se propagan, y cuando se propagan pueden interferir y formar un patrón de. Interferencia. Entonces, lo que propone el modelo teórico es que ese patrón de interferencia, si los dos uno se propaga hacia el cero y el otro hacia el cero, acaba resultando en un patrón de interferencia sobre el condensado de Bose-Einstein que tengo en el centro del dispositivo. En el condensado me va a aparecer la forma típica. Del perfil de intensidad, esto se ve por luminescencia; se pueden hacer imágenes. Se llama holografía de los polaritones. Yo puedo ver una imagen de cómo está la luz ahí en el condensado y lo que se ve básicamente es que hay una línea nodal y como dos montañitas: una montañita hacia arriba y otra montañita, si queréis entre comillas un culo; el culo este que tiene dos partes. Pues esa es la idea. Hay una parte oscura central, que no llega a cero, pero bueno, tienes una cosa que sube, una parte central más oscura y una parte que sube simétrica al otro lado. Tengo esa estructura; esa es la estructura de cómo se ve el condensado. Bien. Cuando aparecen estos estados con momento lineal distinto de cero que interfieren entre sí en el condensado, tiene que aparecer una oscilación de la densidad de polaritones. Tengo que ver como un diagrama de interferencia superpuesto a este culo, ¿vale? Imaginaros el... Y eso lo que predice la teoría es que si Se comporta ese condensado como un superfluido; el patrón de interferencia dependerá de la energía. Si yo estoy en un cierto nivel de energía, o estoy en un nivel de energía más alto o más bajo, se lo puede controlar también con la potencia del láser. Puedo, digámoslo así, el patrón cambia de frecuencia, entonces aparece en el condensado Evo Seinstein con su línea nodal un patrón de rayas cuya distancia yo puedo ir modificando en función de cómo modifique la energía; pero lo que predice la teoría es que si yo sigo incrementando la potencia. hay un Un nuevo umbral, el primer umbral es el que da lugar al condensado, hay un segundo umbral que da lugar a un estado curiosísimo en el que el patrón de interferencia, la distancia entre esas oscilaciones que aparecen en la densidad de los polaritones en el condensado, se mantiene constante y es independiente de la energía. Un sistema en el que tengo unas rayitas, unos sitios donde hay más densidad de prolitones o menos densidad y cuya diferencia, la distancia entre donde tengo un máximo de densidad y un mínimo, se mantiene constante e independiente de la energía. A eso es a lo que se le llama un supersólido. ¿Por qué? Porque tengo un patrón, que es un patrón entre comillas cristalizado, un patrón entre comillas cristalino. Se ha roto una simetría, es una simetría asociada, bueno, cuando yo tengo estos polaritones que están en el condensado y que están en momento lineal igual a cero y que se lanzan por parejas hacia esos estados con un momento positivo y negativo, se llama KR por resonante, no hay realmente una resonancia, pero bueno, se utiliza ese término, que están los dos Hay una simetría en el sistema que permite que tengan fases distintas. Tienen una amplitud, pero además la función de onda que representa este sistema tiene además una fase y la fase puede ser distinta, pero la suma de las fases tiene que ser cero. Bien, pues cuando yo paso al supersólido, yo consigo romper esa simetría, rompo esa simetría y eso es lo que me genera un patrón fijo, un patrón con una distancia fija, que depende de ciertas propiedades del sistema, que hace que en el condensado aparezcan esas estructuras de bandas independientes de la energía. Entonces eso es lo que predecía el artículo teórico, ya os digo, el artículo teórico, según cuentan los autores, esto lo descubrieron en el verano de 2024 y en. Paralelo enviaron el artículo teórico y el experimental. Primero comprobaron: no quisieron quemar la gallina del huevo de oro; si publicas el artículo teórico rápidamente, la competencia te hace el experimento y te lo quita. Entonces, para no quemarse, no…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro continúa explicando el concepto de supersólido, comparándolo con fenómenos observados en superconductores y mencionando la creación de análogos a condensados de Bose-Einstein en sistemas ópticos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #10condensados bose einstein y bosonescorrelaciones larga distancia en átomosindistinguibilidad entre los átomos del condensadopares cooper en superconductoresanálogos bose einstein sistemas ópticoscondensados en sistemas ópticos…escitones polaritones, y los escitones son, en un semiconductor, parejitas electrón hueco, entonces tengo un estado en el que la luz está acoplada a partículas materiales. Es decir: hombre, una cosa que puede uno pensar que pueda generar un tipo de solidez. Pero bueno, hay que aclarar bien lo que se entiende por supersólido. En los condensados de Bose-Einstein, cuando yo tengo un bosón, un gas, por ejemplo, de bosones, de átomos que se comportan como bosones, a muy baja temperatura puede formarse un condensado de Bose-Einstein. Es un condensado en el que aparecen correlaciones de larga distancia entre los átomos o las moléculas o lo que forme el condensado y esas correlaciones de larga distancia se representan con una función de onda común a todo el condensado. Es como si la individualidad de los átomos se perdiera, se genera una cierta indistinguibilidad entre los átomos que forman el condensado fuera un objeto macroscópico. Eso ocurre, por ejemplo, con los pares de Cooper en los superconductores y con otros materiales. Se han podido construir en sistemas ópticos tanto análogos a condensados de Bose-Einstein como en ciertos sistemas ópticos se ha logrado un condensado. Y uno de esos sistemas son los sistemas en los Que se acoplan estados de luz, cuasipartículas, que se llaman polaritones, que se acoplan a estados de electrón hueco. Los electrones y huecos en un semiconductor son también cuasipartículas, que se ligan por una fuerza de Coulomb. Es como una especie de…
Francis Villatoro explica cómo es posible conseguir la condensación tanto de excitones como de polaritones en un material específico, y menciona las bajas temperaturas necesarias para observar estos fenómenos.
Habla: Francis VillatoroPalabras #20condensación excitones boséistenpolaritones estado común interacción luzenergías polaritones no linealidades 10 kelvintrabajo científico a 4 kelvin…por electrones, etc. Pero a varios, a loops, no son interacciones a primer orden. Bien, pues yo en un material que permita la propagación de la luz y que tenga electrones disponibles que se puedan emparejar en estos excitones a baja temperatura, yo puedo Conseguir tanto que los excitones se condensen en un condensado de Boséisten como que los polaritones, en rigor, excitones polaritones, es decir, es la parecita, el estado común de interacción de la luz con estos electrones se condense en un condensado. Las energías de interacción entre las no linealidades entre los polaritones son del orden de equivalente a unos 10 Kelvin, con lo que para ver estos condensados se trabaja por debajo de esas temperaturas. En este trabajo, por ejemplo, se ha trabajado a 4 Kelvin. Entonces, eso equivale en energía a mili-electrón voltios, a pocos mili-electrón voltios: 2, 3 mili-electrón voltios. Entonces ya se había demostrado en este tipo de materiales la posibilidad de formar un condensado sexting; entonces lo que yo observo es que…
Francis Villatoro explica las características de un condensado Bose-Einstein estático en un sistema experimental donde la luz entra y se dispersa.
Habla: Francis VillatoroSignificado #15condensado bose einstein estáticoluz dispersa en dispositivosistema experimental de francis villatorocondensado boseeinstein forzadopulsos de luz de 100 centosegundosláser pulsado a 770 nanómetrosfrancis villatoro y condensados bosestein…en el que cuando yo irradio con un láser, con luz en ese sistema, excito que los electrones se emparejen con los huecos y además la luz se acopla a esas parejitas electrón hueco. entonces este sistema ya se vio hace unos años que se puede condensar En un condensado Bose-Einstein, claro esto fijaros que estamos hablando un condensado Bose-Einstein estático, pero yo tengo aquí la luz. La luz entra en el dispositivo y se dispersa en el dispositivo y sale del dispositivo; es decir, este es un sistema que forma un condensado Bose-Einstein, pero que tiene que ser un sistema forzado porque es. disipativo, es decir, cuando yo inyecto luz, la luz se pierde, con lo que se formaría un condensado Bosestein que rápidamente se, si yo genero un pulso de luz, genero un condensado que rápidamente se dispersa y se diluye. Para mantenerlo en tiempo yo tengo que generar muchos pulsos. Aquí se generan del orden de 30 millones de pulsos, son pulsos de 100 centosegundos de longitud con estos 770 nanómetros en el láser. Entonces yo genero un láser pulsado que mantiene, por tanto es un sistema forzado. Yo mantengo el estado condensado, a muy baja temperatura, pero además inyectando constantemente luz. Bien, Este sistema ya se había logrado y lo que se observó es que a veces, cuando yo miro la curva de dispersión de los polaritones, lo que yo observo es que esta curva de dispersión, los polaritones en un condensado de átomos, normalmente es necesario que los…
Francis Villatoro explica cómo la creación de dos bandas parabólicas, al cruzarse, genera un mínimo donde se puede colocar el estado del condensado.
Habla: Francis VillatoroSignificado #20condensado con energía mínimabandas parabólicas y vértice en vnúmero de ondas cero en condensado…más curioso es que en algunos casos puedo incluso conseguir una doble banda. Es decir, tengo una doble parábola, tengo una parábola y otra parábola, es decir, tengo dos máximos, y fijaros cuando yo tengo dos parábolas con dos máximos, cuando se cruzan, en el Punto que se cruzan, ahí tengo un mínimo. Yo puedo hacer que el condensado tenga la energía que corresponde a ese mínimo; fijaros, una parábola que sube, otra parábola que sube, llegan a su máximo, están separados los dos máximos y ahora bajan de forma parabólica y llega un momento que se cruzan y ahí aparece como una especie de vértice en forma de V. Ahí es donde coloco el estado del condensado. Ahí puedo hacer que eso corresponda a que el número de ondas sea cero. Pero fijaros qué pasa. Eso ya se observó en estudios previos. Yo puedo inyectar, o sea, yo estoy constantemente poniendo el láser, inyectando polaritones en ese mínimo y puedo hacer: aumentando la potencia en milivatios del láser, puedo conseguir que se acumulen más polaritones en…
Francis Villatoro explica cómo un modelo teórico predice que la interferencia resultante de polaritones con momentos lineales opuestos se manifiesta como un patrón sobre un condensado de Bose-Einstein en el centro del dispositivo.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1polilitones propagantes con momento linealcondensado de polilitones momento cerointerferencia de polilitones propagantesinterferencia polaritones momentos linealescondensado bose einstein patrón interferenciamodelo teórico propagación hacia ceroholografía de los polaritoneslínea nodal en condensado bose einsteinmontañitas en condensado bose einsteincondensado bose einstein estructura simétricainterferencia estados momento lineal condensadodensidad polaritones oscilación diagramateoría predice interferencia polaritonescondensado como superfluidoenergía influye patrón interferenciapotencia láser controla patrónpatrón cambia frecuencia evo seinsteindistancia rayas función energíadistancia oscilaciones polaritones constantescondensados umbral segundo estado curiosopatrón interferencia densidad polaritonessupersólido polaritones condensadopatrón cristalino polaritonessimetría rota polaritones momento lineal cerokr resonante polaritones estados positivos negativosfases distintas polaritones simetríaestado supersólido rompe simetríapatrón fijo distancia fija sistemaestructuras bandas independientes energía artículo teórico…el negativo, para que la suma sea cero. Y se conserve la energía; la energía sigue siendo la misma, estoy al mismo nivel energético y tengo dos polaritones que tienen un momento lineal, es decir, una velocidad, si queréis, opuesta, igual y opuesta. Entonces, yo tengo dos polilitones propagantes porque ahora tienen momento lineal; en el condensado tenían momento lineal igual a cero, pero ahora tienen un momento lineal, uno positivo y otro negativo, los dos iguales, y los dos se propagan, y cuando se propagan pueden interferir y formar un patrón de. Interferencia. Entonces, lo que propone el modelo teórico es que ese patrón de interferencia, si los dos uno se propaga hacia el cero y el otro hacia el cero, acaba resultando en un patrón de interferencia sobre el condensado de Bose-Einstein que tengo en el centro del dispositivo. En el condensado me va a aparecer la forma típica. Del perfil de intensidad, esto se ve por luminescencia; se pueden hacer imágenes. Se llama holografía de los polaritones. Yo puedo ver una imagen de cómo está la luz ahí en el condensado y lo que se ve básicamente es que hay una línea nodal y como dos montañitas: una montañita hacia arriba y otra montañita, si queréis entre comillas un culo; el culo este que tiene dos partes. Pues esa es la idea. Hay una parte oscura central, que no llega a cero, pero bueno, tienes una cosa que sube, una parte central más oscura y una parte que sube simétrica al otro lado. Tengo esa estructura; esa es la estructura de cómo se ve el condensado. Bien. Cuando aparecen estos estados con momento lineal distinto de cero que interfieren entre sí en el condensado, tiene que aparecer una oscilación de la densidad de polaritones. Tengo que ver como un diagrama de interferencia superpuesto a este culo, ¿vale? Imaginaros el... Y eso lo que predice la teoría es que si Se comporta ese condensado como un superfluido; el patrón de interferencia dependerá de la energía. Si yo estoy en un cierto nivel de energía, o estoy en un nivel de energía más alto o más bajo, se lo puede controlar también con la potencia del láser. Puedo, digámoslo así, el patrón cambia de frecuencia, entonces aparece en el condensado Evo Seinstein con su línea nodal un patrón de rayas cuya distancia yo puedo ir modificando en función de cómo modifique la energía; pero lo que predice la teoría es que si yo sigo incrementando la potencia. hay un Un nuevo umbral, el primer umbral es el que da lugar al condensado, hay un segundo umbral que da lugar a un estado curiosísimo en el que el patrón de interferencia, la distancia entre esas oscilaciones que aparecen en la densidad de los polaritones en el condensado, se mantiene constante y es independiente de la energía. Un sistema en el que tengo unas rayitas, unos sitios donde hay más densidad de prolitones o menos densidad y cuya diferencia, la distancia entre donde tengo un máximo de densidad y un mínimo, se mantiene constante e independiente de la energía. A eso es a lo que se le llama un supersólido. ¿Por qué? Porque tengo un patrón, que es un patrón entre comillas cristalizado, un patrón entre comillas cristalino. Se ha roto una simetría, es una simetría asociada, bueno, cuando yo tengo estos polaritones que están en el condensado y que están en momento lineal igual a cero y que se lanzan por parejas hacia esos estados con un momento positivo y negativo, se llama KR por resonante, no hay realmente una resonancia, pero bueno, se utiliza ese término, que están los dos Hay una simetría en el sistema que permite que tengan fases distintas. Tienen una amplitud, pero además la función de onda que representa este sistema tiene además una fase y la fase puede ser distinta, pero la suma de las fases tiene que ser cero. Bien, pues cuando yo paso al supersólido, yo consigo romper esa simetría, rompo esa simetría y eso es lo que me genera un patrón fijo, un patrón con una distancia fija, que depende de ciertas propiedades del sistema, que hace que en el condensado aparezcan esas estructuras de bandas independientes de la energía. Entonces eso es lo que predecía el artículo teórico, ya os digo, el artículo teórico, según cuentan los autores, esto lo descubrieron en el verano de 2024 y en. Paralelo enviaron el artículo teórico y el experimental. Primero comprobaron: no quisieron quemar la gallina del huevo de oro; si publicas el artículo teórico rápidamente, la competencia te hace el experimento y te lo quita. Entonces, para no quemarse, no…
Francis Villatoro describe un patrón observado en experimentos con condensados, caracterizado por una zona central oscura rodeada de dos manchas con oscilaciones en su amplitud.
Habla: Francis VillatoroSignificado #6 · Palabras #12oscilaciones en amplitud de condensadosestructura cristalina de supersolidezláser inyección potencia oscilaciones…y que la señal clave del supersólido es este patrón de franjas con una anchura independiente de la energía. Entonces ya han hecho el experimento y han observado que sí, que eso es así ¿vale? Han diseñado el dispositivo y han comprobado que aparece ese. Patrón, pero aquí la gran pregunta es: el patrón, ya os digo, imaginaros dos, una zona central oscura y dos manchas, dos manchas así como con montañitas, con oscilaciones en su amplitud. La clave es que esas oscilaciones a partir de cierta potencia de inyección del láser están fijadas y por tanto tienen una estructura, entre comillas, repito, cristalina y de ahí la supersolidez. ¿Esto es un análogo a un supersólido o es un supersólido? Según los autores esto es un supersólido, no es un análogo a un supersólido porque el mecanismo que da lugar a esto es un mecanismo físico que es esa generación; se llama conversión paramétrica de paso…
Francis Villatoro plantea una duda sobre si los resultados presentados en un artículo científico constituyen una prueba definitiva de supersólido, advirtiendo sobre la necesidad de considerar la rotura de simetría y sus implicaciones.
Habla: Francis VillatoroPalabras #19rotura de simetría en supersólidosimulaciones numéricas physical review letterspatrón de interferencia y energíaexpertos en supersolidez advierten…que se logra esto experimentalmente, es decir, observar un supersólido en cristales fotónicos con excitones polaritones. Esto es un sistema forzado y disipativo; también sería la primera vez que se ve un supersólido en un sistema que es forzado y disipativo. La cuestión clave es, ¿realmente lo que se muestra en ese artículo, que está en perfecto acuerdo con las simulaciones numéricas publicadas en Physical Review Letters, es una prueba definitiva de que es un supersólido? Los expertos en supersolidez dirán: cuidado, cuidado; tú afirmas que ha habido una rotura de simetría, que esa simetría es una simetría 1, una simetría de fase, que te permitía que el patrón de interferencia tuviera unas bandas con una distancia que dependía de la energía. Esa simetría la ha roto y ha fijado esa estructura con una distancia típica, pero esa rotura de simetría tiene que venir acompañada de. Bosones de Goldstone. En física de estado sólido ocurre lo mismo que en física de partículas. Cuando se rompe una simetría aparecen unas partículas escalares, la famosa es el bosón de Higgs. Pero aquí suelen ser partículas sin masa, el equivalente a…
Francis Villatoro explica cómo un material puede moverse saltando de átomo en átomo sin tener una simetría continua, comparándolo con la solidez observada en imágenes de condensados.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #4movimiento átomo a átomocondensados y patrones de interferenciasolidez en condensadosrotura de la simetría continua…tiene una red cristalina y cuando yo me muevo, pues aquí paso por átomo, aquí paso por vacío, aquí paso por átomo, entonces veis pegando como saltito, no tengo una simetría; la simetría es a salto, una simetría discreta, de traslación discreta, si me muevo la Cantidad adecuada, la distancia de la red, la unidad de la red; yo puedo ir saltando de... de átomo en átomo, pero no tengo una simetría continua. Entonces, cuando te aparece en las imágenes que vemos de este condensado, aparece ese patrón de interferencia estático, ahí quieto; pues yo digo: esto es como si fuera la solidez. Entonces aquí el punto clave es la rotura de la Simetría y cuando el punto clave es la rotura de la simetría, lo que necesitamos es una demostración de que de verdad ha habido una rotura de simetría y ahora mismo lo que tenemos es una rotura de simetría aparente. Es verdad que antes del umbral de…