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Francis VillatoroHéctor SocasJosé EdelsteinGastón Giribetkitaev y cadena unidimensional de átomosestados de energía cero conocuasipartículas sin masa kitaevmasa efectiva curvatura parábolacruce parábolas cadena unidimensionalestados masa cero nivel fermienergía cero estado fermiestados energía cero cadena unidimensionalestructura bandas y estados ligadoshilito y puntas estados energéticosKitaevFrancis Villatoronivel de FermiEstados de AndreevEstados de MayoranaHéctor SocasFermiestado de FermiMicrosoftNayakEstados de AndrézJosé EdelsteinEstados de Andréfsuperconductor de tipo Snivel de energía de Fermi
Estados de energía cero cono
Ep501: Asteroide; Computación Cuántica; Agujero Negro; Nubes Interestelares
27 de febrero de 20258 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 Fermi. Pues en esta cadena unidimensional resulta que esos estados se Localizan en los extremos de la cadena; tengo como un hilito y en las puntas del hilito tengo estados de este tipo y son estados que están ligados entre sí porque en la estructura de bandas yo he dicho que tengo un cruce pero en realidad no tengo un cruce. La estructura de bandas es una cosa. Periódica cuando yo pongo el periodo en el espacio de blog, en el espacio en el que se construye la estructura de banda resulta que el cruce, digamos, a la izquierda es un cruce en plan sube algo recto y continúa por aquí recto; es decir, no hay una X, sino…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica cómo la probabilidad de que los electrones salten por encima del nivel de energía de Fermi permite la conducción eléctrica en materiales a temperaturas finitas.
Habla: Francis VillatoroPalabras #17nivel energía fermi cero absolutoelectrones saltan nivel fermibandas valencia y banda conducciónconducción eléctrica temperaturas finitascuasi partículas estados electrónicos…de un material, para estudiar la conducción, yo tengo lo que es el nivel de energía relleno; a lo que está relleno todos los estados de estos niveles. Todos estos niveles en las bandas, todas las bandas están rellenas hasta un cierto tope de energía. Eso se llama el nivel de energía de Fermi. Entonces, eso ocurre al cero absoluto de temperaturas. Cuando tú tienes una temperatura finita, pues hay una probabilidad de que haya estados, son estados electrónicos, electrones, pero se comportan como cuasi partículas, que salten por encima del nivel de Fermi de la parte que está por debajo a la parte que está por encima. La parte que está por debajo se llama las bandas de valencia y la parte que está por arriba es la banda de conducción y cuando se producen esos saltos a temperaturas finitas tú puedes conducir eléctricamente en el material, eso es un poco la idea de la conducción entonces. Claro, cuando el salto de banda, el salto entre la banda de valencia y la banda de conducción es muy grande, tengo un aislante; un material aislante es un material en el que conforme sube la temperatura no hay suficiente energía para que los estados…
Francis Villatoro explica cómo la colisión de las parábolas cóncavas y convexas en el nivel de Fermi crea estados de energía cero, conocidos como modos cero.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #3colisión parábolas cóncavas convexasnivel fermi y energía ceroestados de energía cero francis villatoromodos cero en el fermi…es que vaya acercándose, el band gap se va cerrando. Ese salto se va cerrando y cuando se va cerrando llega un momento en que colisionan las dos parábolas. En el nivel de Fermi tengo una parábola y tengo la parábola que tiene su máximo y la parábola que Tiene su mínimo coinciden exactamente en el nivel de Fermi. Ahí lo que tengo es un estado, tengo estado de energía cero, porque el salto desde la parábola de abajo a la parábola de arriba, como están en contacto, es cero, requiere energía cero. Ahí tengo estados de energía cero, esos estados se llaman modos cero. Pero lo que ocurre En muchos materiales es que esto continúa, que la transición de fase continúa y lo que pasa es que ocurre una inversión del bandgap; es decir, la parábola de abajo supera el nivel de Fermi y la parábola de arriba baja por debajo del nivel de Fermi con lo que…
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 parábolacruce parábolas cadena unidimensionalestados masa cero nivel fermienergía cero estado fermiestados energía cero cadena unidimensionalestructura bandas y estados ligadoshilito y puntas estados energéticos…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 Fermi. Pues en esta cadena unidimensional resulta que esos estados se Localizan en los extremos de la cadena; tengo como un hilito y en las puntas del hilito tengo estados de este tipo y son estados que están ligados entre sí porque en la estructura de bandas yo he dicho que tengo un cruce pero en realidad no tengo un cruce. La estructura de bandas es una cosa. Periódica cuando yo pongo el periodo en el espacio de blog, en el espacio en el que se construye la estructura de banda resulta que el cruce, digamos, a la izquierda es un cruce en plan sube algo recto y continúa por aquí recto; es decir, no hay una X, sino…
Francis Villatoro explica cómo los estados de energía cero en una estructura unidimensional se encuentran en los extremos y están ligados entre sí, compartiendo propiedades como el espín.
Habla: Francis VillatoroSignificado #5 · Palabras #12estados energía cero estructura unidimensionalspines estados ligados villatorocomputación cuántica topológica estados…acaban coincidiendo en un mismo cruce. Pero en la manera habitual, que es poner en medio los momentos lineales igual a cero, resulta que esa cruz está como partida por la mitad, en vertical, y tengo un trozo en un extremo y un trozo en el otro extremo. Entonces, en el material tengo esos estados colocados en los extremos de esta estructura unidimensional, pero físicamente corresponden a lo mismo, por eso están ligados entre sí. Son dos estados no localmente conectados, es decir, están conectados porque en realidad, en última instancia, son lo mismo. Entonces, esos estados pueden tener spines y tienen spines ambos para arriba o ambos para abajo, y son estados que están ligados, que yo puedo mover un poquito. La idea de la computación cuántica topológica es que yo puedo, idealmente, matemáticamente es muy fácil. ¿Vale? Yo lo puedo mover dentro del hilo, ¿vale? Yo lo puedo mover dentro del hilo, dejo este en el extremo, dejo por ejemplo el izquierdo en el extremo y puedo mover el derecho a lo largo del hilo manteniendo esa conexión que tienen entre los dos. Eso se…
Francis Villatoro continúa explicando los desafíos en la creación de qubits, señalando que tras la observación inicial de señales de Estados de Mayorana, surge una pregunta importante sobre los estados de masa no cero más cercanos, conocidos como estados de Andréf.
Habla: Francis VillatoroPalabras #11estados de mayorana de masa ceroestados de andref no son topológicosnanohilo con superconductor tipo smaterial convencional requiere estados de mayorana…entre el punto cuántico, que es el que voy a utilizar para controlar y para medir ese nanohilo y el estado que se supone que está en el extremito. Al poner esos contactos se observaron las primeras señales aparentemente de estados de mayorana de masa cero. Aquí hay un problema importante. Hemos dicho estados de mayorana de masa cero. ¿Cuáles son los estados de masa no cero más próximos? Eso se llaman estados de Andréf. Los estados de Andréf no son topológicos. La topología, es decir, que este material, que es muy convencional, el nanohilo con el superconductor de tipo S, se comporte de manera topológica, requiere esos estados de masa cero. y claro, un físico como José me dirá, pero vamos A ver, Francis, pero ¿cómo que he estado de masa? Cero, cero no existe en física; nada tiene cero en física, solo a nivel del papel sí, en una hoja en blanco yo puedo escribir con letra negra todos los ceros que yo quiera, pero en física, ¿cómo yo distingo…
Francis Villatoro explica la transición entre los estados de Andreev y los Estados de Mayorana, destacando que estos últimos son considerados un estado ideal con energía cero, aunque su fabricación física es considerada imposible.
Habla: Francis VillatoroSignificado #3 · Palabras #2estados de mayorana energía cerotransición andreev masa distinta cerofabricación física estados mayorana imposibletransición andreez estados mayoranaestados de mayorana con energía cerohipótesis central trabajo francis villatoro…escribir con letra negra todos los ceros que yo quiera, pero en física, ¿cómo yo distingo algo muy pequeño de cero? O sea, como digo que, claro, aquí eso es lo que no se sabe; no se sabe dónde está el umbral, tiene que haber un umbral, se supone que hay una. transición de fase entre estos estados de Andreev, que son estados de masa distinta de cero, perdón, he dicho masa, tenía que haber dicho energía, de energía muy pequeña, distinta de ceros, y los estados de los de Mayorana, que son estados, son modo cero porque tienen energía cero. se cree que el estado ideal con energía cero no se puede fabricar, es imposible, físicamente es imposible, pero que puede que haya estados con muy baja energía que se comporten como el estado de Mayorana, esa es la hipótesis de todo este trabajo. Entonces yo tengo estados de Andreez con energía muy pequeña pero distinta de cero que en un cierto límite se produce una transición de fase y aparecen estados de Mayorana que equivalen a tener energía cero. Francis, perdona porque nos estamos acercando ya al final del bloque, déjame hacer una muy breve de dos minutos resumen. De la importancia de esto y a ver si lo he entendido bien yo, que a lo mejor no, y me corrige si hay algo que no digo bien. Al final, la cuestión es que un ordenador cuántico, la computación cuántica requiere tener bits cuánticos; es decir, los bits son…
Francis Villatoro explica que actualmente nadie ha estudiado la configuración mencionada con estados de Andréz y logrado reproducir un efecto similar al observado. Anticipa que en los próximos meses o un año y medio, un equipo experimental podría replicar este experimento.
Habla: Francis VillatoroPalabras #10estados andréz efecto replicableenergía nivel fermi estados andrézequipo experimental estados de andrézartículo sugiere estados mayorana…dos para arriba o los dos para abajo los dos para arriba o los dos para abajo, dos para arriba, aguantan un tiempo, ahora pasan para abajo, transiciones rápidas arriba, pero siempre así y ellos dicen que eso es un indicio de que esos estados son de mayorana y si es verdad que hasta ahora nadie había estudiado esta configuración con estados garantizados de Andréz y había logrado reproducir con estados de Andréz que son estados de baja energía pero mucho mayor que lo que es el nivel de Fermi por lo tanto no es energía cero ver este efecto ya se está trabajando en ello es muy posible que los próximos meses quizás un año quizás un año y medio hay un equipo experimental que haga lo mismo con estados de Andréz entonces automáticamente este artículo tendría que son porque sugiere que se está haciendo con Estados de Mayorana, ¿Vale? Pero bueno, probablemente ya veremos si lo rechazan o no; probablemente no, porque está poniendo que hay una especie de movida colectiva para que no tenga dos rechazos Microsoft en Nature, ¿vale? O sea que probablemente este artículo, aunque se…
Francis Villatoro comenta sobre las dificultades para demostrar la energía cero en estados de mayorana, a pesar de confiar en el nuevo liderazgo del equipo de Microsoft liderado por Nayak.
Habla: Francis VillatoroSignificado #9 · Palabras #7energía cero estados de mayorananayak liderando equipo microsoftexperto mundial estados de mayorana…porque este trabajo ya hay gente que es capaz de replicarlo, que se va a poner a replicarlo y vamos a ver si con estados de Andreev observan exactamente el mismo comportamiento, que yo me temo que sí, yo me temo que van a observar el mismo comportamiento. El Datsarma, que lo echaron de Microsoft, ya ha dicho; yo confío mucho en lo que Nayak está haciendo en Microsoft y su nueva línea de liderazgo en el equipo, pero recordemos que energía cero es imposible de demostrar, así que probablemente nunca se observe en estados de energía cero y por tanto nunca se observe en los estados de mayorana, y lo dice uno de los mayores expertos mundiales; pero que confía, confía en que Nayak tenga alguna idea feliz y revolucione el cambio. Pero wow, eso es como no decir nada, entonces esa es la circunstancia en la que estamos; no tenemos nada y ya veremos si algún día tenemos algo. Voy a hacer una cosa que no pensé que haría nunca: que es citar a Ronald Reagan con un famoso eslogan que era “Trust but verify”, ¿no? Confía pero comprueba; pues confiamos exactamente, para mí lo que tiene valor son los artículos científicos, ¿vale? Lo que…