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María RibesFrancis VillatoroHéctor Socascuasipartículas en física materia condensadaartículos experimentales física materia condensadaestados no partículas observados materialesdistinguir electrones artículo recienteelectrones indistinguibles por definicióncuasipartículas electrón en materiales asimétricosestructura de bandas asimétricas y electronesFrancis VillatoroFrancesco TopánArcaiz
Distinguir Electrones Artículo reciente
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Francis Villatoro explica que existen artículos experimentales en física de la materia condensada donde se observan estados que no son partículas, sino cuasipartículas.
…teórico rescatando la idea. Ellos se dan cuenta de un pequeño cambio: el teorema no-go de Dobliker, Haag y Roberts aplica a partículas locales. Pero, ¿y qué pasa con las partículas no locales? Mira, pero una partícula no local, ¿qué es una partícula no local? No es que resulta que ya hay artículos observacionales, experimentales, en física de la materia condensada en diferentes materiales en los que se observan estados, que no son partículas, son cuasipartículas. Cuando alguien dice ahora ha habido un artículo reciente que decía: se ha descubierto cómo distinguir dos electrones en un material. Perdona, dos electrones, los electrones son indistinguibles por definición de electrón. Lo que se ha descubierto es que los electrones, entre comillas, las cuasipartículas de tipo electrón y de tipo hueco que se observan en ciertos materiales, cuando la estructura de bandas muestra una asimetría, pues yo puedo tener máximos y mínimos en esa estructura de bandas asimétricos y, por lo tanto, los estados que corresponden en la banda de valencia o de conducción a esas asimetrías son cuasi partículas de tipo electrón distinguibles entre sí. Entonces lo que nos plantean estos dos investigadores, Wan y Hazard, que son de la Universidad de Rice en Estados Unidos y que han publicado en Nature un artículo teórico, que esto es algo realmente fascinante; se publica un artículo teórico al año en Nature,…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica la diferencia entre fermiones y bosones en física cuántica, relacionándola con el comportamiento estadístico de las partículas cuando se intercambian.
Habla: Francis VillatoroPalabras #5fermiones y bosones física cuánticaintercambio partículas comportamiento estadísticoelectrón indistinguible en fermioneselectrones indistinguibles superposición funcionesmedida débil electrones mantiene lugarfunción de onda común electrones indistinguiblesfrancis villatoro explica indistinguibilidad electrones…en inglés Son partículas que tienen una propiedad que es continua, que es un ángulo, y tienen dos valores, para el ángulo cero y para el ángulo pi, pues corresponden a bosón o fermión, y para los ángulos intermedios pues tienen esa propiedad intermedia Pero En tres dimensiones, eso son en dos dimensiones, pero en tres dimensiones solo tenemos fermiones y bosones. ¿A qué viene esta diferencia? Pues básicamente al comportamiento estadístico de estas partículas cuando se hacen intercambios. Cuando yo tengo un electrón y tengo otro electrón, ambos son absolutamente indistinguibles; no hay absolutamente ninguna manera de distinguirlos. Claro que me dirá, bueno, pero si uno está aquí y el otro está allí, los puedo distinguir. Pero no, si están suficientemente cerca como para que la función de onda que describa a ambos electrones sea común, es imposible saber cuál es cuál. Saber, si yo hago una medida de uno en un lugar y no lo destruyo, una medida débil que lo mantenga en ese lugar y hago de nuevo una segunda medida, ya no sé si lo que estoy midiendo es el que antes midí o el otro; y esa indistinguibilidad hace que la función de onda que Describe a ese sistema de dos partículas indistinguibles sea una función que vive, obviamente, en un espacio de fases en el que hay coordenadas asociadas a ambas partículas; es decir, es un espacio de fases de seis dimensiones, ¿vale? Las funciones de ondas…
Francis Villatoro plantea una pregunta sobre la aplicación de la simetría de intercambio a múltiples funciones de onda, comparándolo con cómo en la teoría cuántica de campos se asocian varios campos a las partículas.
Habla: Francis VillatoroPalabras #9simetría de intercambio función ondateoría cuántica de campos fotón electróncampos asociados partícula cuánticapolarización del electrón laboratorioestados de partículas distinguibles…fermiones existen en una naturaleza doble: los fermiones son fermiones y antifermiones, es decir, las partículas son excitaciones dentro de un vacío y puedo tener más de un tipo de partícula; y los fermiones tengo partículas y antipartículas, los bosones no. Pero, fijaros, una cuestión que uno se puede plantear es: ¿esta simetría de intercambio sobre la función de onda la puedo aplicar a varias funciones de ondas que forman una especie de representación vectorial de mi sistema físico? Es decir, igual que en la teoría cuántica de campos, a las partículas que conocemos, el fotón, el electrón, etc., les puedo asociar varios campos, componentes de lo que es el campo cuántico de esa partícula. De tal manera que yo, por ejemplo, con un electrón, tengo dos campos que describen el electrón y otros dos campos que describen el positrón. Yo puedo observar en laboratorio excitaciones de uno de esos campos y eso le llamamos polarización del electrón. Puedo observar electrones de izquierdas y electrones de derechas. Eso se puede hacer en laboratorio. Son campos claramente distinguibles con sus estados de partículas. Es como si hubiera dos tipos de electrones y hay dos tipos de positrones. ¿Eso podría pasar también con la función de onda cuántica no relativista? Pues sí, no hay ningún problema. Eso ya lo concibió, lo ideó Pauli alrededor de 1930. La idea de que con la función de onda de la mecánica cuántica no relativista yo puedo tener varias…
Francis Villatoro explica las implicaciones de la localidad en partículas físicas como electrones, indicando que deben ser objetos locales.
Habla: Francis VillatoroSignificado #17localidad en electrones como objetospartículas físicas tipo electrónfermiones y bosones en partículas…componentes, pues la parapartícula masiva pues tiene un cierto número de componentes: las hay con 4 componentes, las hay con 5, las hay con 6, las hay con 7, o sea, depende de las matrices que tú pongas, de las componentes que tú pongas en tu función de onda. Entonces, lo que demostraron es que si esas partículas son locales, y obligatoriamente, si van a ser partículas físicas tipo electrón, etc., obligatoriamente tienen que ser objetos locales, tienen que ser objetos que estén en un cierto lugar, en cierto lugar no en una partícula; pues necesariamente están hechas de fermiones y bosones. Lo que describe la paraestadística no son un nuevo tipo de partícula en tres dimensiones, sino un sistema de bosones y fermiones. Y tengo varias versiones, bosones y fermiones, dependiendo de las matrices que yo estoy usando para representar esa simetría de…
Francis Villatoro explica que existen artículos experimentales en física de la materia condensada donde se observan estados que no son partículas, sino cuasipartículas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1cuasipartículas en física materia condensadaartículos experimentales física materia condensadaestados no partículas observados materialesdistinguir electrones artículo recienteelectrones indistinguibles por definicióncuasipartículas electrón en materiales asimétricosestructura de bandas asimétricas y electrones…teórico rescatando la idea. Ellos se dan cuenta de un pequeño cambio: el teorema no-go de Dobliker, Haag y Roberts aplica a partículas locales. Pero, ¿y qué pasa con las partículas no locales? Mira, pero una partícula no local, ¿qué es una partícula no local? No es que resulta que ya hay artículos observacionales, experimentales, en física de la materia condensada en diferentes materiales en los que se observan estados, que no son partículas, son cuasipartículas. Cuando alguien dice ahora ha habido un artículo reciente que decía: se ha descubierto cómo distinguir dos electrones en un material. Perdona, dos electrones, los electrones son indistinguibles por definición de electrón. Lo que se ha descubierto es que los electrones, entre comillas, las cuasipartículas de tipo electrón y de tipo hueco que se observan en ciertos materiales, cuando la estructura de bandas muestra una asimetría, pues yo puedo tener máximos y mínimos en esa estructura de bandas asimétricos y, por lo tanto, los estados que corresponden en la banda de valencia o de conducción a esas asimetrías son cuasi partículas de tipo electrón distinguibles entre sí. Entonces lo que nos plantean estos dos investigadores, Wan y Hazard, que son de la Universidad de Rice en Estados Unidos y que han publicado en Nature un artículo teórico, que esto es algo realmente fascinante; se publica un artículo teórico al año en Nature,…
Francis Villatoro explica cómo ciertos estados de tipo cuerda podrían distinguirse como asociados a partículas o no, basándose en un artículo reciente de Francesco Topán.
Habla: Francis VillatoroPalabras #3estados cuerda partícula francisco topánhamiltoneros locales estados intermediosdiferencias estados tipo cuerda…su parte especulativa, probablemente para generar eco mediático; dicen al final, bueno y no descartamos que en teoría cuántica de campos puedan existir también para partículas. Esto es un pegote que han puesto ahí porque eso no tiene ni pie ni cabeza, ¿vale? Para darse bombo y de que también... Pero en este caso, lo interesante es que en ciertos materiales podría llegar algún día a distinguirse si ciertos estados de tipo cuerda, que tengo estados tipo partícula a pares conectados por una especie como de cadenita de estados intermedios, son estándares asociados a partículas de baile, etc. o son estados asociados para partículas. Y eso nos lo plantea un artículo que se ha publicado en Arcaiz reciente de un tal Francesco Topán, que nos plantea en 20 páginas, nos discute cómo podrían ser esas pequeñas diferencias. Son difíciles de ver; son muy difíciles de ver, así que no se puede anticipar que en las próximas décadas quizás se necesiten más de una década de investigación experimental para lograr observar, pero a priori nada lo impide. Dado que los hamiltoneros son locales, nada impide que en Un sistema de cuasipartículas, en un material adecuado, no sabemos cuál, no sabemos qué propiedad tiene que tener, etc. Eso habrá que estudiar en los próximos años, se puedan llegar a observar este tipo de parapartículas. Entonces es un tema muy interesante,…
Francis Villatoro continúa hablando sobre un artículo reciente y explica cómo calcula matrices R que representan el intercambio de partículas, estimando la estadística cuántica asociada.
Habla: Francis VillatoroPalabras #7matrices r intercambio de partículasestadística cuántica función de particióndistinción fermiones bosones estadística cuánticacuasipartículas materiales propiedades termodinámicas…no sabemos qué propiedad tiene que tener, etc. Eso habrá que estudiar en los próximos años, se puedan llegar a observar este tipo de parapartículas. Entonces es un tema muy interesante, pero lo que yo quiero que quede un poco en la mente de los... Bueno, El artículo nos calcula, nos pone varios ejemplos de matrices R, de matrices que hacen el intercambio, que representan el intercambio, y estima la estadística cuántica, la función de partición asociada a la estadística cuántica asociada a esas partículas, y muestra que es claramente distinta de la de fermiones y la de bosones. Con lo que hay propiedades termodinámicas de estos estados de tipo cuasipartícula en materiales que podrían ser la base para distinguir este tipo de partículas de los estados convencionales, pero yo os digo que no parece, al menos a mí. No me parece que vaya a ser fácil que esto se vaya a observar experimentalmente, pero queda esa ruta; ahí ha habido esa apuesta por parte de Nature de decir: vamos a dar un golpe en la mesa, vamos a publicar este artículo puramente teórico y ver si hay suerte…