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Isabel CorderoAlberto ApariciBorja TosarJuan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor Socasenions con cualquier ánguloalones en materiales bidimensionalesestados alónicos en materiales planosmateriales holcuánticos superficie alónfrancis villatoro enions y alonesestados alónicos en nanohilosordenador cuántico microsoft nanohilosmateriales unidimensionales mayoranaestados alónicos en gas tonks girardotgas cuántico publicado en nature 2004tonks de au en francéscondensado bose einstein átomosmicrokelvin nanokelvin temperatura condensaciónfunción de onda estado comúnmillones de átomos función macroscópicaNatureGirardgas de Tonks-GirardotFrancis VillatoroBose-EinsteinTonks-GirardotHans-Christoph NargelEuropaBruselasAustrianano Kelvincondensado de Bose-EinsteinMicrosoftestados Majoranacondensados de Bose-EinsteinAlberto ApariciGriegoHéctor SocasWilsonInvestigación y CienciaAlonesInglésAnions
Estados alónicos en gas Tonks Girardot
Ep516: Premios Princesa de Asturias; El Enigma del He; Bacterias en Agua Pesada; Alones
13 de junio de 202511 momentos
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Francis Villatoro explica la primera observación firme de estados alónicos en un sistema unidimensional de bosones, concretamente en un gas cuántico llamado gas de Tonks-Girardot.
…que haya un cambio de fase con un cierto ángulo, positivo y negativo significa un cambio de 180 grados, de pi radianes, y en dos dimensiones tengo la posibilidad de que haya un ángulo arbitrario, cuando yo hago ese intercambio de dos partículas. Eso hace Que en dos dimensiones las partículas se llaman enions, pueden tener cualquier spin, cualquier ángulo asociado a este intercambio y eso en español se traduce como alones. Entonces en dos dimensiones hemos visto estados de tipo alónico en materiales planos, en materiales bidimensionales. Por ejemplo, en los materiales que presentan estados holcuánticos, son materiales tridimensionales, pero en su superficie observo estados de tipo alón. Pero había una cuestión interesante y Era observar ese tipo de estados alónicos en cadenas unidimensionales, en materiales unidimensionales. Claro, los materiales unidimensionales ahora están muy de moda con el tema de los nanohilos para observar estados de tipo mayorana; esto del ordenador cuántico de Microsoft y compañía en nanohilos nadie ha sido capaz de observar este tipo de estados alónicos. Entonces se publica ahora en Nature la primera observación bastante firme de estados alónicos en un sistema unidimensional de bosones que es un tipo de gas cuántico que es el gas de Tonks-Girardot. Tonks es T-O-N-K-S y Girard de Au en francés. Eso es un tipo de gas que es una cosa que se publicó en el año 2004 en Nature. En estados condensados de Bose-Einstein, a muy baja temperatura, muy cerca del cero, estamos hablando de microkelvin, de nanokelvin: un gas de átomos que tengan en su última capa dos electrones, se comportan por tanto como bosones, se puede condensar en un estado condensado. Es un estado en el que hay hasta millones de átomos pero todos se describen con una única función de onda y esa es la clave: están en un estado común, una función de onda de estado de tamaño macroscópico. Bien, una de las cosas que se puede hacer bueno para construir estos estados condensados por Einstein se utilizan trampas magnéticas y la trampa magnética más elemental pues es una especie de pozo de pozo tipo pues un paraboloide sección transversal que sea bastante elíptica, con lo que yo puedo alargar…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica cómo se puede aprovechar la metaestabilidad del helio para calcular con alta precisión las energías de ionización, diferenciando entre estados singlete y otros tipos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #7estados metaestables del helioconfiguración electrónica básica del helionivel fundamental del helio 1sespectros del helio con 12 decimalestécnicas de metrología en el heliometaestabilidad del helioenergías de ionización con helioestados singlete en helioestados de spin 1 en heliospin total apuntando hacia arribaátomos de helio con spin menos 1francis villatoro explica el spin…en métodos numéricos puedo calcular esos niveles con una precisión similar, aunque un poquito peor por ordenador; lo hacemos un poquito peor que lo que podemos hacer con el experimento, pues uno espera que haya una perfecta coincidencia y resulta que no. Hay estados del helio, estados electrónicos de los electrones en los que tengo; son metaestables. Tengo el helio en el nivel fundamental, en el nivel 1s, en el número cuántico principal igual a 1, me caben dos electrones con espines opuestos. Pero tengo estados metaestables del helio en el que Uno de los electrones está en el nivel superior, en el 2; tengo un electrón en el nivel 1 y un electrón en el nivel 2. Estos son estados metaestables, pero en el helio son lo suficientemente estables como para que podamos utilizar las técnicas de metrología de muy alta precisión para calcular sus espectros con 12 dígitos decimales. O sea que podemos aprovechar esa metaestabilidad para calcular con alta precisión, por ejemplo, las energías de ionización. Y básicamente hay dos tipos de estados cuando tengo el estado que se llama singlete, que es el estado en el que el spin que está en el nivel 1 tiene una dirección y el spin que está en el nivel 2 tiene el sentido contrario entonces uno tiene digamos spin 1 medio y el otro tiene menos 1 medio y la suma es digamos 0, es un estado singlete. El spin total es 0 pero tengo también estados de spin 1 en la que ambos electrones apuntan en el mismo sentido, los dos para arriba o los dos para abajo, sus spines. Y esos estados de spin 1 total tienen tres posibilidades: El spin 1 total, el spin puede ser menos 1, 0 o más 1. ¿Qué significa ese spin 0? Bueno, ese spin 0 significa que en el estado cinglete, con los spines, uno en el nivel 1 y otro en el nivel 2, apuntando en direcciones contrarias, ese estado es antisimétrico. Es decir, desde el punto de vista cuántico tengo una suma, una combinación lineal…
Francis Villatoro explica la primera observación firme de estados alónicos en un sistema unidimensional de bosones, concretamente en un gas cuántico llamado gas de Tonks-Girardot.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1enions con cualquier ánguloalones en materiales bidimensionalesestados alónicos en materiales planosmateriales holcuánticos superficie alónfrancis villatoro enions y alonesestados alónicos en nanohilosordenador cuántico microsoft nanohilosmateriales unidimensionales mayoranaestados alónicos en gas tonks girardotgas cuántico publicado en nature 2004tonks de au en francéscondensado bose einstein átomosmicrokelvin nanokelvin temperatura condensaciónfunción de onda estado comúnmillones de átomos función macroscópica…que haya un cambio de fase con un cierto ángulo, positivo y negativo significa un cambio de 180 grados, de pi radianes, y en dos dimensiones tengo la posibilidad de que haya un ángulo arbitrario, cuando yo hago ese intercambio de dos partículas. Eso hace Que en dos dimensiones las partículas se llaman enions, pueden tener cualquier spin, cualquier ángulo asociado a este intercambio y eso en español se traduce como alones. Entonces en dos dimensiones hemos visto estados de tipo alónico en materiales planos, en materiales bidimensionales. Por ejemplo, en los materiales que presentan estados holcuánticos, son materiales tridimensionales, pero en su superficie observo estados de tipo alón. Pero había una cuestión interesante y Era observar ese tipo de estados alónicos en cadenas unidimensionales, en materiales unidimensionales. Claro, los materiales unidimensionales ahora están muy de moda con el tema de los nanohilos para observar estados de tipo mayorana; esto del ordenador cuántico de Microsoft y compañía en nanohilos nadie ha sido capaz de observar este tipo de estados alónicos. Entonces se publica ahora en Nature la primera observación bastante firme de estados alónicos en un sistema unidimensional de bosones que es un tipo de gas cuántico que es el gas de Tonks-Girardot. Tonks es T-O-N-K-S y Girard de Au en francés. Eso es un tipo de gas que es una cosa que se publicó en el año 2004 en Nature. En estados condensados de Bose-Einstein, a muy baja temperatura, muy cerca del cero, estamos hablando de microkelvin, de nanokelvin: un gas de átomos que tengan en su última capa dos electrones, se comportan por tanto como bosones, se puede condensar en un estado condensado. Es un estado en el que hay hasta millones de átomos pero todos se describen con una única función de onda y esa es la clave: están en un estado común, una función de onda de estado de tamaño macroscópico. Bien, una de las cosas que se puede hacer bueno para construir estos estados condensados por Einstein se utilizan trampas magnéticas y la trampa magnética más elemental pues es una especie de pozo de pozo tipo pues un paraboloide sección transversal que sea bastante elíptica, con lo que yo puedo alargar…
Francis Villatoro explica que los estados condensados de Bose-Einstein alargados, conocidos como 'cigarrillos' en inglés, no son unidimensionales y por tanto no permiten estudiar estados alónicos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #13 · Palabras #8condensados bose einstein cigarrillosestados aniónicos en condensadospotenciales profundos para unidimensionalidad…sección transversal que sea bastante elíptica, con lo que yo puedo alargar los estados condensados de Bose-Einstein y formar lo que se llaman puros, cigarro en inglés, cigarro puro. Son estados condensados de Bose-Einstein muy alargados, pero no son unidimensionales, no son estados en los que yo pueda estudiar estados aniónicos. Entonces se trabajó mucho a principios de la década del 2000 en tratar de ver si podíamos volver lo más unidimensional posible estos condensados Bosestein Y lo que se descubrió es que se puede hacer utilizando potenciales extremadamente profundos que Son el propio potencial que confina es como forma de cigarro entonces yo pongo el contestado Seinstein y el contestado Seinstein pierde muchísimos átomos, perdón, en este proceso pierde muchísimos átomos pero acaban colocándose los átomos como en fila y se…
Francis Villatoro explica cómo la formación de pozos electromagnéticos verticales en condensados de Bose-Einstein alargados genera una fuerza repulsiva entre los átomos, lo que resulta en un gas de Tonks-Girardot.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #3gas tonks girardot alineación verticalcondensados bose einstein pozos electromagnéticosfuerza repulsiva entre átomosobservación experimental gas tonks girardot 2004…de trampa para atrapar esos condensados Bosch-Eisting de manera alargada y ahora pongo un láser transversal que a una cierta forma como pozo electromagnético, una onda estacionaria con unos pozos en vertical y hace que se coloquen los átomos en cada uno. De esos pozos en vertical y aparece el equivalente a una especie de fuerza repulsiva entre los átomos que hace que se alineen en vertical; que se llama un gas de Tonks-Girardot. Fue una propuesta teórica que se observó experimentalmente en el año 2004. Es decir, en los últimos 20 años, muchos grupos de Investigación en el mundo son capaces de fabricar en laboratorio este tipo de estado de condensado boseiste. Francis, por ubicarme yo, entiendo que el interés de estos condensados unidimensionales es que sepas que cada uno de los átomos tiene solo dos…
Francis Villatoro plantea una pregunta sobre la posibilidad de crear estados cuánticos intermedios al combinar dos casos extremos: un gas cuasi unidimensional de Tonks-Girardot y un estado original con ángulo cero.
Habla: Francis VillatoroSignificado #3 · Palabras #2gas cuasi unidimensional tons-girardotestados fermiónicos con ángulo piángulo cero como estado originalconstrucción de estados intermedios francis villatoro…Padar, el más famoso es el último autor, Hans-Christoph Nargel. Son relativamente famosos en este campo y trabajan básicamente en Europa, en Francia y en Bruselas, y en Isbruck, en Austria; o sea, son varios países, una colaboración de varios países europeos. Lo que han querido observar es, si tenemos esos dos casos extremos, si interpretamos este estado, este gas cuasi unidimensional, que parece que es unidimensional de Tons-Girardot como un estado fermiónico con ángulo pi y tengo el estado original que tenía ángulo cero, ¿puedo hacer estados con un ángulo intermedio? ¿Alones? ¿Puedo construir enions en este sistema? La idea es generar un defecto. Yo puedo, formado este estado, aquí lo que hacen es utilizar un truco que es el truco de crear un potencial, eso hoy día se sabe hacer desde hace mucho tiempo, crear un potencial que atrapa en forma de huevera. ¿Habéis visto las…
Francis Villatoro describe cómo utiliza láseres cruzados para formar condensados en pozos potenciales, creando pequeños condensados verticales con entre 25 y 50 átomos en cada uno.
Habla: Francis VillatoroPalabras #18láseres cruzados para condensadoscondensados verticales con 37 átomosestados tons-girardot en pozospocitos para el huevo con láseres…en forma de huevera. ¿Habéis visto las hueveras donde en cada huequecito pongo un huevo? Pues pongo unos potenciales que forman como una matriz de pozos, los pozos son bastante profundos y bastante alargados, mucho más que en una huevera y lo que hago es Un condensado o sexting, le aplico estos potenciales con una serie de láseres que se cruzan y logro que se formen; después aplico los láseres transversales para construir estos estados de Tons-Girardot y consigo que en cada pocito, en cada lugar para el huevo, tengo un pequeño condensado de este tipo vertical con unos pocos átomos. Unos pocos átomos son entre 25 y 50. En mediana unos 37. Entonces, tengo en cada pozo; tengo un grupito de átomos todos alineados en vertical. Y en cada pocito. En unos pozos tengo más y en otros tengo menos. Y ahora lo que aplico es, se sabe aplicar un Pulso que hace que se genere un defecto. Uno de esos átomos hago que uno de sus electrones salte a un nivel superior, cambie su spin y no sé cuál. Si aplico este pulso durante mucho tiempo, varios podrán cambiar, pero si lo aplico en un tiempo muy corto, en…
Francis Villatoro describe cómo, tras crear un defecto en un condensado de átomos alineados verticalmente, observa el estado resultante y controla su fase mediante la duración del pulso láser.
Habla: Francis VillatoroPalabras #13condensado de átomos alineados verticalmentepulso láser controla la faseestado cuántico en función del pulsoanión y alón tras el cambio…yo tengo muchos pozos con muchas cadenitas en vertical y en las que meto un defecto. Claro, este defecto está deslocalizado porque esto es un condensado, es decir, yo no puedo decir qué átomo es el que está cambiado, pero sí sé que la función de onda ahora es Una suma, una superposición cuántica de todos los posibles casos, que haya cambiado el primero, que haya cambiado el segundo, que haya cambiado el tercero, que haya cambiado el cuarto. Tengo ese sistema y ahora yo lo que tengo es que observar cómo es ese estado y resulta que ese estado en función de la duración del pulso yo controlo su fase. Ese único átomo que ha cambiado tiene una fase con un cierto ángulo. Entonces se comporta como un anión, como un alón. Se ha medido la población de estos pequeños condensados 1D, con estos estados de superposición, y se ha observado que es una técnica meteorológica bastante… Podríamos entrar en detalles, pero no vamos a hacerlo. Permite distinguir entre las cadenas que tienen…
Francis Villatoro explica cómo las mediciones de alones en sistemas bidimensionales eran indirectas hasta ahora, pero este sistema ofrece una alternativa más directa.
Habla: Francis VillatoroSignificado #15 · Palabras #4medidas de alones bidimensionales indirectasalón en estado de superposición cuánticagas de versiones del alónfrancis villatoro y mediciones directas…teórico este es un sistema, entre comillas, relativamente sencillo, se pueden obtener soluciones exactas, se puede comparar con mucho detalle con los experimentos y promete ser una plataforma con mucho futuro a nivel experimental para observar este tipo de Estados y compararlos con la realidad porque hasta ahora las medidas de alones en sistemas bidimensionales pues muchas eran mucho más indirectas. Aquí parece todo como mucho más directo, pero todavía no hemos podido controlar el colocar donde yo quiero el alón. Si lo que tengo es un estado de superposición, tengo un alón en un estado digamos de superposición cuántica en posición y está en todas las posiciones posibles y además lo tengo distribuido en un gas que son muchas versiones y cada uno en diferentes lugares. Lo que yo tengo metrológicamente no se está trabajando uno a uno; no estoy cogiendo uno de estas cadenitas y mirando ahí lo que pasa. Sino que estoy obteniendo medidas de todo el campo, de todo lo que tengo atrapado en este momento. Es decir, que esto es un primer paso, una especie de versión inicial de lo que podrá ser esto dentro de cuatro o cinco años, que supongo que se logrará…
Héctor Socas interrumpe a Alberto Aparici para preguntarle a Francis Villatoro sobre la relevancia del trabajo realizado con los 'alones' o 'anayons', y si su importancia radica en la propia realización de estos o en su potencial aplicación en computación.
Habla: Alberto ApariciPalabras #11anayons y computaciónrealización de alones francis villatorotrabajo anayons potenciales aplicaciones…nicho muy concreto en el que esto es ideal, pues entonces sí darían el premio Nobel. Pero tiene que estar muy claro ese nicho, si no, no lo van a dar. Aquí en el chat, los amigos nos recuerdan que Gastón propuso la traducción Cualquierones, Cualquierones, sí. Supongo que esto de los alones, un momentito Alberto; porque venía del griego, creo recordar. Sí, venía del griego. Sí, Alberto, perdona que te interrumpí. Yo tengo una pregunta para Francis: si lo relevante de este trabajo en concreto es la realización de los alones estos, de los anayons, creo que se dicen, o si es que tiene esa potencialidad de usarse para computación o algo por el estilo. No, no, no, aquí lo relevante solamente es la realización de los aniones porque había estos alones, ¿no? Porque había una competencia. Vale, en este tipo de sistemas bidimensionales había muchos grupos que estaban tratando de obtenerlo y eso ha adelantado…
Francis Villatoro comenta sobre su preferencia por usar el término 'alones' para referirse a los aniones, basándose en una traducción de un artículo antiguo publicado en Investigación y Ciencia.
Habla: Francis VillatoroPalabras #12alones como traducción de anionesartículo wilson en investigación y cienciaetimología de la palabra alones…mezclando con los Aniones O es Anyones Yo creo que acá todo el mundo dice Anions Anions, vale Al menos, mira maestro, es la forma en la que yo lo vengo diciendo hace años, ahora capaz que todo el mundo se ríe de mí, capaz que ahora me imitan Desde hace años Sí, yo no sé cómo se pronuncia, pero como el primer artículo sobre años que yo leí, que era de Wilson, en español lo publicaron en Investigación y Ciencia, lo tradujeron como alones y justificaban con la etimología de la palabra, que era la más correcta, no sé qué. Yo siempre he intentado usar la palabra alones, que se supone que es la, entre comillas, más correcta en español, aunque nadie la use. Sí, y dado que la inglesa es dificilísima de pronunciar, pues está muy bien tener un... Yo suelo decir eni, ¿no? Eni. Sí, sí, pero viste cómo es el inglés. El inglés es como una especie de forma, la forma más concisa de hacer cosas sin sentido con pocas letras, ¿no? No hay ninguna regla fonética, pero en este caso tiene todo el sentido del mundo porque es de any ones, puede…
Francis Villatoro explica la transición a un estado condensado de Bose-Einstein, detallando las condiciones prácticas necesarias para lograrlo.
Habla: Francis VillatoroSignificado #5condensado bose einstein nano kelvingas con trillones de átomosmillones de átomos condensados francis villatoro…frío y muy aislado del entorno; de tal manera que no haya de coherencia con otro, que no haya interacción fuera del sistema. La clave es la frialdad, ¿no? A los bosones les encanta cuando, claro, porque en principio la transición a condensado Bose-Einstein En teoría es a temperatura cero, pero en la práctica ocurre a una temperatura pequeña; pero estamos hablando de temperatura de eso, de nano Kelvin. Entonces, cuando tú aíslas ese condensado, tú partes de un gas que tiene trillones de átomos, o muchísimo más, cuatrillones, y lo reduces a unos millones de átomos condensados. Has perdido mogollón en el proceso de enfriamiento, has perdido muchísimos átomos. Y esos estados adquieren ese estado condensado a temperaturas muy bajas. Y es delicado en cuanto a temperatura. Pero si tú mantienes bien la temperatura, pierdes de vez en…