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María RibesFrancis VillatoroHéctor Socasparapartículas cuasipartículas no localesinvestigadores wan y hazard universidad ricepartículas bail en fermionescuerdas de fermi conectan estadoscuasipartículas no locales robertsfermión bail no dirac o majoranacuatipartícula robusta computación cuánticacuerda completa requiere mucha energíapartículita de weill perturbación localcadena de estado destruye cuerdaqubits implementados en ordenadores cuánticosestados de tipo cuerda propuesta wann hazardparapartículas conectadas por estados cuerdaWanHazardUniversidad de RiceNatureteorema no-go de Dobliker, HaadFrancis VillatoroRobertspartículas de tipo Bailfermión de Diracfermión de MajoranaPauliGreenHaagDoblikerWannWeillMaríaHéctor SocasCoffee Break: Señal y Ruido
Parapartículas cuasipartículas no locales
Con
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Francis Villatoro explica cómo investigadores de la Universidad de Rice, Wan y Hazard, publicaron un artículo teórico en Nature sobre parapartículas.
…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, o menos de al año, es que si proponemos que estas parapartículas son cuasipartículas no locales, entonces evadimos el teorema no-go de Dobliker, Haad. Y Roberts. Y se dice, ¡qué maravilla! Esto es observable, ¿dónde? Potencialmente observable, obviamente, en medios materiales. ¿Qué es una partícula cuasi local? ¿Qué es una cuasi partícula no local? Pues básicamente una cuerda, imaginemos una cuerda; hay varios estados, por ejemplo las cuerdas de Fermi o las líneas de Fermi que son diferentes materiales que conectan ciertos estados, por ejemplo las partículas de tipo Bail. Las partículas de tipo Bail son un tipo de fermión que no es un fermión de Dirac o de Majorana sino que es un fermión de Bail y necesariamente tienen que estar conectados, van por parejas y tienen que estar conectados y se interpretan como que están conectados por una especie de cuerda y son los extremos de la cuerda. Entonces, esa partícula es muy robusta a nivel de computación cuántica etcétera, porque si yo quiero destruir la cuatipartícula, tengo que destruir la cuerda completa, lo que requiere mucha energía. Es un estado, digamos, encadenado; tengo una cadenita de cosas que van cambiando y lo que yo llamo partículas son lo que hay en los extremos de esa cuerda. Cualquier perturbación de uno de los extremos, es decir, de esa partículita de Weill que tengo en el extremo, es una perturbación local, no destruye la cuerda completa. Puede mover ese extremo de la cuerda, puede alterarlo, pero para destruir la cuerda completa requiere mucha más energía porque tengo que destruir toda la cadena de estado. Eso implica una robustez que implica que se cree que es una robustez que puede ser útil en ordenadores cuánticos para implementar cubils, a nivel teórico se puede hacer, etc. Por lo que nos plantean Wann y Hazard en Nature es que es posible que haya materiales en los que este tipo de estados de tipo cuerda sean estados que conecten parapartículas. Que yo tenga una parapartícula en un extremo y una parapartícula en el otro extremo. Eso es lo que ellos nos plantean. El artículo es fundamentalmente teórico; la matemática no es muy complicada. Estas matrices que hacen el intercambio entre partículas en el vector, en la lista de funciones de onda que me describe mi sistema de múltiples partículas, son matrices que son…
Significado #1 · Palabras #1
Héctor Socas y Francis Villatoro concluyen una discusión sobre agujeros negros supermasivos y su eficiencia energética, anunciando que posponen el tema de los excitones de carga fraccionaria para la próxima semana.
Habla: Héctor SocasPalabras #19excitones de carga fraccionaria pospuestostema excitantes para la semana próximaparapartículas como tema planteado…nervioso porque pensaba que ya estabas ahí poniéndolo para este año y entonces no. Ah, no, no, no. Sí, pues puede ser una gran noticia de años. Esto se confirmará seguramente con las siguientes observaciones. Habrá más artículos sobre este tema con seguridad. Y yo espero que esos artículos, bueno no me voy a enrollar más sobre esto, venga. Vamos con el siguiente tema, Francis. Teníamos, uy, la hora que es, pues creo que nos va a dar para uno, si quieres. Vamos a hablar de las parapartículas, que era el primero que teníamos planteado y dejamos el tema de los excitones de carga fraccionaria para la semana próxima. Qué pena, porque era un tema muy excitante, pero se lo dejamos para la semana próxima, venga, vamos con las parapartículas. Bueno, esto es una cuestión muy antigua, de los principios de la mecánica cuántica, alrededor de la década del 30, alrededor del año 1930 como saben nuestros oyentes en tres dimensiones cuando hablamos de partículas fundamentales tipo electrón, quor, fotón,…
Francis Villatoro explica cómo se puede demostrar matemáticamente que las partículas descritas por una parastadística son fermiones o bosones si son objetos locales.
Habla: Francis VillatoroSignificado #5 · Palabras #5parastadística partículas fermiones bosonespauli señor green teoremaparapartículas objetos localesbosón masivo spin 1función de onda parapartícula componenteslocalidad en electrones como objetospartículas físicas tipo electrónfermiones y bosones en partículas…una serie, un artículo numerado con varios artículos en 71, 72 y 74, de Dobliker, Haag y Roberts. Haag es uno de los padres de la teoría cuántica axiomática de Campos, es uno de los grandes genios de esa rama de la física y matemática de la década de los 60. Y ellos tienen un teorema no go, que dice: tenía razón Pauli, señor Green se siente, pero si esas parapartículas, esas partículas descritas por una parastadística, son locales, son objetos locales, se puede demostrar matemáticamente que esas partículas en realidad o son fermiones o son bosones. Los estados de la parapartícula, la parapartícula pues en lugar de tener, si el bosón masivo de spin 1 tiene 3 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 #7 · Palabras #18cuasipartículas en física materia condensadaartículos experimentales física materia condensadaestados no partículas observados materialesdistinguir electrones artículo reciente…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,…
Francis Villatoro explica cómo investigadores de la Universidad de Rice, Wan y Hazard, publicaron un artículo teórico en Nature sobre parapartículas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1parapartículas cuasipartículas no localesinvestigadores wan y hazard universidad ricepartículas bail en fermionescuerdas de fermi conectan estadoscuasipartículas no locales robertsfermión bail no dirac o majoranacuatipartícula robusta computación cuánticacuerda completa requiere mucha energíapartículita de weill perturbación localcadena de estado destruye cuerdaqubits implementados en ordenadores cuánticosestados de tipo cuerda propuesta wann hazardparapartículas conectadas por estados cuerda…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, o menos de al año, es que si proponemos que estas parapartículas son cuasipartículas no locales, entonces evadimos el teorema no-go de Dobliker, Haad. Y Roberts. Y se dice, ¡qué maravilla! Esto es observable, ¿dónde? Potencialmente observable, obviamente, en medios materiales. ¿Qué es una partícula cuasi local? ¿Qué es una cuasi partícula no local? Pues básicamente una cuerda, imaginemos una cuerda; hay varios estados, por ejemplo las cuerdas de Fermi o las líneas de Fermi que son diferentes materiales que conectan ciertos estados, por ejemplo las partículas de tipo Bail. Las partículas de tipo Bail son un tipo de fermión que no es un fermión de Dirac o de Majorana sino que es un fermión de Bail y necesariamente tienen que estar conectados, van por parejas y tienen que estar conectados y se interpretan como que están conectados por una especie de cuerda y son los extremos de la cuerda. Entonces, esa partícula es muy robusta a nivel de computación cuántica etcétera, porque si yo quiero destruir la cuatipartícula, tengo que destruir la cuerda completa, lo que requiere mucha energía. Es un estado, digamos, encadenado; tengo una cadenita de cosas que van cambiando y lo que yo llamo partículas son lo que hay en los extremos de esa cuerda. Cualquier perturbación de uno de los extremos, es decir, de esa partículita de Weill que tengo en el extremo, es una perturbación local, no destruye la cuerda completa. Puede mover ese extremo de la cuerda, puede alterarlo, pero para destruir la cuerda completa requiere mucha más energía porque tengo que destruir toda la cadena de estado. Eso implica una robustez que implica que se cree que es una robustez que puede ser útil en ordenadores cuánticos para implementar cubils, a nivel teórico se puede hacer, etc. Por lo que nos plantean Wann y Hazard en Nature es que es posible que haya materiales en los que este tipo de estados de tipo cuerda sean estados que conecten parapartículas. Que yo tenga una parapartícula en un extremo y una parapartícula en el otro extremo. Eso es lo que ellos nos plantean. El artículo es fundamentalmente teórico; la matemática no es muy complicada. Estas matrices que hacen el intercambio entre partículas en el vector, en la lista de funciones de onda que me describe mi sistema de múltiples partículas, son matrices que son…
Francis Villatoro explica cómo los revisores de Nature desafiaron a los autores del artículo a construir un modelo robusto de objetos bidimensionales y una formulación de segunda cuantización para parapartículas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #12 · Palabras #2revisores de nature desafían modelo bidimensionalformulacion segunda cuantización robusta parapartículashamiltoniano no local imposible realizar…como anudar y puedo jugar con ellas. Y eso también se ha planteado: el BREAD Computing es muy famoso como alternativa a, son como, no recuerdo cómo traducían al español los BREADS, BREAD. Pero en cualquier caso, es una matemática relativamente sencilla y entonces el artículo, ¿qué aporta? Bueno, ellos enviaron el artículo a Nature y los revisores le dijeron, pues tu modelo es un modelo básicamente de objetos bidimensionales, planteame un modelo de objetos bidimensionales y construyeme una formulación de segunda cuantización robusta, y eso es lo que han hecho Han construido una nueva segunda cuantización aplicada a parapartículas que tiene la gran ventaja de que aunque las cuasipartículas son no locales, la física, la dinámica, la describe por un hamiltoniano, si ese hamiltoniano es no local, eso es imposible de realizar, ¿vale? Si el hamiltoniano es no local, olvídate. Han logrado poner una nueva estadística cuántica, una nueva manera de cuantizar esos estados con operadores de creación de partículas, aniquilación de partículas, que cuentan el número de partículas en cada uno de sus estados, que permite construir operadores…
Francis Villatoro explica cómo investigadores han propuesto una opción para facilitar la observación experimental de parapartículas, utilizando un modelo simplificado de matriz de spines con solución exacta.
Habla: Francis VillatoroSignificado #8 · Palabras #12matriz de spines solución exactaparapartículas modelo simplificadofísicos experimentales observacionales soluciones exactasmaterial magnético spinet estado anormal…pues no solo hay hamiltonianos locales, pero yo te puedo construir un hamiltoniano local, aunque ese hamiltoniano local está describiendo la cuerda, la cadena de Estados. Pero lo relevante de la cadena son los extremos y los extremos son no locales. Entonces ellos han planteado esa opción y ponen un ejemplo de juguete extremadamente elemental. Es una especie de matriz de spines que tiene solución exacta y entonces han hecho la versión con parapartículas. En lugar de poner pequeños spines, un modelo de spines, pues han puesto una partícula en cada estado y logran la solución exacta, con lo que eso facilita la vida a los físicos experimentales observacionales porque tienen soluciones exactas de ese pequeño modelo en 2D que les van a permitir conocer cuáles son los posibles indicios observacionales que diferencian un estado normal en un material magnético con spinet de lo que sería un estado, entre comillas, anormal basado en parapartículas. Entonces un artículo en ese sentido interesante, por supuesto el artículo tiene 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.…
Francis Villatoro reflexiona sobre la posibilidad de observar cuasipartículas en un material aún desconocido y las investigaciones necesarias para ello.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #6cuasipartículas en material desconocidoinvestigaciones sobre cuasipartículas villatoroparapartículas observadas en añosmatrices r intercambio de partículasestadística cuántica función de particióndistinción fermiones bosones estadística cuánticacuasipartículas materiales propiedades termodinámicas…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, 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…
Héctor Socas concluye una discusión sobre agujeros negros estelares y procesos a menor escala, agradeciendo a Francis Villatoro por la conversación y mencionando la presencia de María.
Habla: Héctor SocasPalabras #17agujeros negros estelaresconversación con francis villatoropresencia de maría en el programa…más pequeñito por un factor de un millón y simplemente es el motor; en vez de ser un agujero negro supermasivo de millones de masas solares, es un agujero negro estelar de unas pocas masas solares, pero se dan los mismos procesos, solo que a menor escala. Bueno, pues yo creo que con esto lo dejamos porque estamos a punto de batir un récord de longitud y tampoco se trata de eso ahora. Estamos ya para esto, Francis: un placer, me lo he pasado muy bien, gracias. Gracias, muy bien; sí, hemos estado muy bien acompañados de María y hablando de cosas tan exóticas como las parapartículas. Parapartículas, genial; pues la semana que viene más y rescatamos. Los exitones, ¿vale? Y dejamos, nos planificamos la semana que viene para dejar más tiempo para preguntas y me voy a guardar esta lista de las de hoy y vamos a rescatar algunas de las de aquí, ¿vale? Para la semana que viene. Venga, un abrazo, pórtense bien,…