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Cuasipartículas sin masa Kitáev
Ep501: Asteroide; Computación Cuántica; Agujero Negro; Nubes Interestelares
27 de febrero de 20254 momentos
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Francis Villatoro explica cómo Kitaev observó en una cadena unidimensional de átomos que los puntos de cruce entre dos parábolas se asemejan a un cono formado por dos líneas rectas, generando estados de energía cero.
…de abajo supera el nivel de Fermi y la parábola de arriba baja por debajo del nivel de Fermi con lo que tengo dos parábolas, la de arriba y la de abajo, que se cruzan en dos puntos que están al nivel de Fermi. Eso se llama una inversión de la estructura. entonces lo que observó Kitaev es que en ciertas circunstancias, en esta cadena unidimensional de átomos: Los puntos de cruce, fijaros que tenemos dos parábolas que se cruzan con dos puntitos ahí cruzándose. Si miráis los puntitos, la estructura de banda se parece mucho a un cono, a cruzar dos líneas rectas. O sea, que tengo estados de energía cero que se comportan como cuasipartículas sin masa. La masa efectiva de las cuasipartículas es la curvatura de esta parábola. Pero Claro, cuando yo cruzo estas dos parábolas, lo que tengo son como dos cruces, un cruz y otro cruz al nivel del estado de Fermi y esos cruces aproximadamente son líneas rectas. Entonces tengo estados de masa cero y de energía cero porque están en el nivel de…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica cómo los superconductores tipo P pueden comportarse como materiales topológicos y describe el modelo de juguete propuesto por Kitáev en 2001 para entender este fenómeno.
Habla: Francis VillatoroPalabras #4superconductores tipo p materiales topológicosmodelo kitáev fermiones superconductor topológicotransición de fase estados 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 aclara que la cuasipartícula de tipo Majorana descrita no tiene relación con las partículas de Majorana propuestas para explicar neutrinos o en supersimetría, sino que se trata de un estado de masa efectiva cero.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #3estados majorana computación cuánticacuasipartícula tipo majorana masa efectiva ceroneutrino y majorana supersimetríaestados mayorana en superconductores topológicosestructura de bandas de materialespartículas masa cero física partículas…están conectados el uno con el otro. Y se puede construir un modelo de tipo Fermión de Mayorana para la parejita de esos dos modos. Entonces son cuasipartículas como localizadas en esos extremos de esa cadena y los puedo interpretar como si fueran los dos Estados de una cuasipartícula de tipo Majorana. Pero es una cuasipartícula de tipo Majorana que no tiene nada que ver con las partículas de tipo Majorana. Es decir, no tiene nada que ver ni con los Majoranas como candidato a explicar el neutrino, ni los Majoranas en supersimetría, ni nada por el estilo porque es un estado de masa efectiva cero. ¿Una partícula de masa cero? Eso es una cosa. Desde el punto de vista de la física de partículas no tiene sentido, pero en materiales sí ocurre. Para entender bien ese material, lo suyo es recurrir a la estructura de bandas. Lo que tenemos es un material, un superconductor topológico, en el que tenemos una estructura de bandas. Recordar que la estructura de bandas es los niveles electrónicos en los átomos; cuando tengo muchos átomos todos iguales, pues dos niveles son muy parecidos pero no pueden coincidir, pues se ponen muy cercanos. Entonces yo tengo como bandas, la que tengo, yo…
Francis Villatoro explica cómo Kitaev observó en una cadena unidimensional de átomos que los puntos de cruce entre dos parábolas se asemejan a un cono formado por dos líneas rectas, generando estados de energía cero.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1kitaev y cadena unidimensional de átomosestados de energía cero conocuasipartículas sin masa kitaevmasa efectiva curvatura parábola…de abajo supera el nivel de Fermi y la parábola de arriba baja por debajo del nivel de Fermi con lo que tengo dos parábolas, la de arriba y la de abajo, que se cruzan en dos puntos que están al nivel de Fermi. Eso se llama una inversión de la estructura. entonces lo que observó Kitaev es que en ciertas circunstancias, en esta cadena unidimensional de átomos: Los puntos de cruce, fijaros que tenemos dos parábolas que se cruzan con dos puntitos ahí cruzándose. Si miráis los puntitos, la estructura de banda se parece mucho a un cono, a cruzar dos líneas rectas. O sea, que tengo estados de energía cero que se comportan como cuasipartículas sin masa. La masa efectiva de las cuasipartículas es la curvatura de esta parábola. Pero Claro, cuando yo cruzo estas dos parábolas, lo que tengo son como dos cruces, un cruz y otro cruz al nivel del estado de Fermi y esos cruces aproximadamente son líneas rectas. Entonces tengo estados de masa cero y de energía cero porque están en el nivel de…
Francis Villatoro complementa la explicación de Gastón Giribet sobre el tamaño relativo de los quarks y el universo observable, detallando la enorme energía cinética que poseen estos quarks dentro de los protones.
Habla: Francis VillatoroSignificado #20energía cinética quarks protonesquarks cual arriba y abajomegalectrón voltios energía quarksmasa protón versus quarks…también tiene sus bemoles, que hablar de longitud de un quark. Lo que sí puedo decir es que la teoría de cuerda sí tiene una longitud propia, porque las cuerdas son cuerdas, y la longitud de cuerda de una cuerda es a un átomo lo que un átomo al sistema solar. Redundando lo que acaba de decir Gastón, es cierto que los quarts dentro de los protones, dentro de los nucleones, protones y neutrones, tienen una enorme energía cinética, una energía cinética muchísimo más grande que su masa, la masa de un cual arriba, un cual abajo, estamos hablando de pocos megalectrón voltios, pero tienen energías cinéticas del orden de un tercio de la masa del protón, es decir, del orden de 200 megalectrón voltios, 200, 300 megalectrón voltios Entonces, al Tener tan alta energía cinética, pues tienen una longitud de onda que podemos aproximarlo, digamos, a su tamaño típico de Compton, del orden de unos 10 a la menos 18 metros. Un átomo tiene un tamaño del orden de un astro, es decir, del orden de 10 a la menos…