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Héctor SocasJuan Carlos GilGastón GiribetBorja TosarFrancis VillatoroEthan Siegelpares cooper electrones fermiónicoscondensado bosón superconductividadfísicos dartmouth college modeloDartmouth CollegeCoopercondensado de pares de CooperGastón Giribetpares de Cooperteoría BCSFermiJorge SanelliNambúYonaLaicinoFrancis VillatoroLangCaldwellPrincipio de Exclusión de PauliElectronesFermionesEstrellas de neutronesÁtomosAgujero negro
Pares Cooper Electrones fermiónicos
Con
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Gastón Giribet explica cómo los pares de Cooper, formados por electrones fermiónicos, pueden condensarse, comparando el proceso con la superconductividad.
…va deformando la red de una manera que hace que básicamente haya como efecto resultante un potencial atractivo entre las partículas. Es un sketch bastante malo lo que estoy haciendo, pero grosso modo podemos decir que la teoría BSS funciona de esa manera. Y entonces se puede formar un condensado de estos pares de Cooper. Repito, los electrones que lo forman son fermiones, pero se puede formar fermiones, algo que es un bosón, y entonces puede condensar. Es un poco cómo funciona la superconductividad, muy mal explicado, muy rápidamente explicado, pero grosso modo es así. La idea es que es esto, con esto nos alcanza porque es este tipo de analogía la que estos dos físicos del Dartmouth College proponen como un modelo para la Materia oscura. La materia oscura no tiene nada que ver con la superconductividad en el sentido de que no estamos hablando de un estado de la materia; no estamos hablando de partículas que viven adentro de un material y entonces se vuelve este superconductor…
Significado #1 · Palabras #3
Gastón Giribet explica cómo funciona la teoría de superconductividad, detallando la formación de pares de Cooper y su relación con los fermiones.
Habla: Gastón GiribetSignificado #2 · Palabras #2pares de cooper y fermioneselectrones forman pares cooperspin semientero electrones fermiónprincipio exclusión pauli estrellas neutronesfermióneos reluctancia misma situaciónelectrónes estructura atómica nivelespares de cooper en superconductividadelectrones anti alineados girandosuperconductividad no materia oscurapares de cooper formados por electronesbosón sin giro intrínseco de electronesgaston giribet explica pares de cooper…superconductividad; la famosa teoría BCS que lo explica de la siguiente manera: cómo funciona la superconductividad. Bueno, cuando hay superconductividad, hay que diferenciar qué tipo de superconductividad vamos a hablar de la superconductividad más estándar. Entonces la teoría de superconductividad funciona de siguiente manera, los electrones forman pares, que se llaman pares de Cooper, se aparean y luego los pares de Cooper se vuelven por, recordemos que los electrones son fermiones, tienen spin un medio, tienen spin semientero. Entonces como tienen el spin sementero, los electrones si fuese un gas, seguirían la estadística de Fermi, es decir, los fermiones, los electrones en particular, tienen cierta renuencia a estar todos juntos Porque estar todos juntos limita el espacio en el que están y entonces tienden a Estar en el mismo estado y los fermiones no pueden estar en el mismo estado por el principio de exclusión de Pauli. Eso es lo que, por ejemplo, le da a las estrellas de neutrones la posibilidad de no haber colapsado totalmente y formar un agujero negro porque básicamente hay una presión adicional respecto a la que tendría un gas ideal que está dada por ese principio de exclusión de Pauli; esa reluctancia de los fermiones a estar en su misma situación, en el mismo estado. Los electrones no pueden estar en el mismo estado; algo más básico que eso todavía es lo que le da al átomo la posibilidad de tener una estructura atómica y que los electrones estén formando niveles porque son renuentes a estar en el mismo estado. Ahora, los electrones que forman pares de Cooper; estoy hablando de superconductividad todavía, no estoy hablando de materia oscura, estoy hablando de cómo funciona la superconductividad. Voy a hacer un sketch de cómo funciona la superconductividad: los electrones se juntan de a dos y forman una partícula que está compuesta de dos electrones, ya no es una partícula fundamental sino algo que podemos escribir como un par; se llama par de Cooper, que básicamente es un electrón y otro electrón pero no en el mismo estado sino con sus spins anti alineados. Los spins se pueden pensar como, no me gusta pensarlo como un giro intrínseco del electrón porque el electrón es una partícula puntual, hasta donde sabemos. Pero se puede pensar como si fuese un pequeño giro intrínseco de esa partícula puntual. Lo podemos pensar de esta manera. Entonces, básicamente, ese giro va para un lado o para el otro, y entonces lo que hacen es juntarse un electrón que gira para un lado y un electrón que gira para el otro, y forman juntos un par que es un bosón, porque no tiene ningún tipo de giro intrínseco; no porque no lo tuviera, está compuesto por dos electrones, pero como cada uno está girando por el lado contrario sobre su propio eje entonces básicamente es un bosón que no tiene giro intrínseco, se vuelve una partícula. Bueno, hay diferentes formas de acoplar esto, pero lo importante es que esto forma pares de Cooper. Ahora la primera pregunta que sale es: ¿cómo un electrón y otro electrón se aparean si los electrones tienen las dos cargas negativas y se repelen eléctricamente? Entonces en realidad Hay que pensar que la superconductividad es una propiedad de la materia y tiene que ver con cómo se comportan los electrones adentro de un conductor, adentro de un material, adentro de una red cristalina; entonces en realidad ahí las fuerzas que hay entre los…
Gastón Giribet explica cómo los pares de Cooper, formados por electrones fermiónicos, pueden condensarse, comparando el proceso con la superconductividad.
Habla: Gastón GiribetSignificado #1 · Palabras #3pares cooper electrones fermiónicoscondensado bosón superconductividadfísicos dartmouth college modelo…va deformando la red de una manera que hace que básicamente haya como efecto resultante un potencial atractivo entre las partículas. Es un sketch bastante malo lo que estoy haciendo, pero grosso modo podemos decir que la teoría BSS funciona de esa manera. Y entonces se puede formar un condensado de estos pares de Cooper. Repito, los electrones que lo forman son fermiones, pero se puede formar fermiones, algo que es un bosón, y entonces puede condensar. Es un poco cómo funciona la superconductividad, muy mal explicado, muy rápidamente explicado, pero grosso modo es así. La idea es que es esto, con esto nos alcanza porque es este tipo de analogía la que estos dos físicos del Dartmouth College proponen como un modelo para la Materia oscura. La materia oscura no tiene nada que ver con la superconductividad en el sentido de que no estamos hablando de un estado de la materia; no estamos hablando de partículas que viven adentro de un material y entonces se vuelve este superconductor…
Gastón Giribet explica una propuesta sobre la materia oscura, sugiriendo que podría estar formada por fermiones que forman pares de Cooper, similar a como funciona la superconductividad.
Habla: Gastón GiribetSignificado #8 · Palabras #4ferrones pares cooperteoría nambú yona laicinojorge sanelli físico chilenosupergravedad z de btz…a cierta baja temperatura, sino que estamos hablando de materias que inundan todo el cosmos o que la inundó en algún momento y que se comportan de alguna forma pero en el vacío. Bueno, pero la idea es la siguiente: ellos proponen también que la materia oscura podría estar formada por partículas que no son electrones, son otros electrones, son otros fermiones, pero son fermiones que también forman pares de Cooper son fermiones que a bajas energías tienen un potencial, un Lagrangian, una ecuación que gobierna su dinámica que se conoce mucho, es una teoría que se conoce como Nambú, Yona y Laicino, Nambú, Yona y Laicino, es una teoría en la que trabajó, yo la conozco porque me trabajó mucho un amigo mío, Jorge Sanelli, un renombrado físico chileno, el Z de BTZ, trabajaba mucho en esto y trataba en el contexto de supergravedad. es una teoría que tiene fermiones y tiene un término Que da cuenta de la energía cinética de los fermiones, el término de Dirac, un término de masa para los fermiones; estos fermiones pueden tener una pequeña masa, pero después tiene un término de acoplamiento que hace que los fermiones adquieran masa distinta…
Gastón Giribet introduce una nueva posibilidad para explicar la materia oscura, comparándola con el fenómeno de la superconductividad a través de analogías matemáticas.
Habla: Gastón GiribetSignificado #9 · Palabras #1superconductividad como analogía matemáticapares de cooper en fermionesred y atracción de electrones…oscura sea una combinación de estos: un poco de agujeros negros primordiales, quizá WIMPs, partículas masivas, un poco débilmente interactuantes que aún no vimos; no hemos detectado de manera directa, o también acciones, quizá los haya; eso es lo que es. Bueno, acá hay una nueva posibilidad, que se comportaría de la misma manera como materia oscura fría, pero que estaría dada por, igual que la superconductividad, solamente como analogía matemática, por fermiones que formarían pares, tal como ocurre adentro de un superconductor, con los electrones. Acá serían otros fermiones que forman pares de Cooper y estos pares de Cooper condensan y forman un condensado de pares de Cooper, muy parecido a lo que pasa dentro de la superconductividad. En la superconductividad lo que ocurre es que los electrones forman pares de Cooper, un electrón con otro electrón, que se atraen debido, aunque se repelan eléctricamente, a cómo la red se va acomodando para que ellos se atraigan y forman pares de Cooper, o sea, pares de electrón y otro electrón, que luego condensan. Bueno, acá sería lo mismo, pero con otros fermiones. Hay otros fermiones que están por ahí, que cuando al Principio de lo que se conoce en el universo, en la cosmología como la era de radiación, que es una era en la cual es una era del universo, no tan tan tan tan tan temprano, pero es donde mayormente el universo está gobernado por el gas de luz que…
Gastón Giribet explica cómo la materia oscura, en las primeras etapas del universo dominado por la radiación, se comportaba de manera similar a esta última.
Habla: Gastón GiribetPalabras #17materia oscura y radiación tempranapartículas fermiónicas en el universoecuación de estado similar a radiaciónpresión relativista de materia oscura…pasa a dominar la materia. Entonces, en la primera etapa del universo, cuando todavía la que domina es la radiación, al comienzo de esa etapa dominada por la radiación, se cree que esta materia, esta materia propuesta por Lang y Caldwell como propuesta de la Materia oscura, ahí en ese momento las partículas no formaban pares de Cooper todavía y había estos fermiones adicionales y se iban moviendo por ahí; tenía una ecuación de estado muy parecida a la de radiación, se comportaba como la radiación. ¿Qué quiere decir que se comportaba como la radiación? Que tiene una presión, mucha presión, que es la máxima que un gas relativista puede tener, que es un tercio de su densidad de energía; una presión en unidades donde la velocidad de luz es igual a 1, es donde la presión es un tercio de la densidad de energía. Entonces eso es como se comporta la radiación. Al principio la era dominada por la radiación; la radiación no eran solo fotones, no era solo radiación, sino también estas partículas. Pero a medida que se fue expandiendo el universo, se fue enfriando el universo; a medida que el universo se expande, se va…
Gastón Giribet explica cómo fermiones libres forman pares de Cooper y adquieren un valor de expectación, lo que provoca una ruptura espontánea de la simetría quiral.
Habla: Gastón GiribetSignificado #6 · Palabras #7pares cooper y observaciones cosmológicascoeficiente acoplamiento ecuaciones lagrangianascampo excitaciones pares cooperpares de cooper y fermiones libresruptura espontánea de la simetría quiralgiro del universo según gastón giribet…tarea y empezaron a formar estos pares de Cooper, se empezaron a agrupar de a dos, formar estos pares de Cooper y se fue enfriando y se comportó esta porción del gas que antes se comportaba como si fuesen fotones; se empezó a comportar como materia ordinaria. Entonces, para que esto sea compatible con las observaciones de cosmología hay que decir en qué momento en la historia térmica esto ocurrió y eso está relacionado con en qué momento esto forma un par de Cooper, tiene que ver con qué propensión hay de que se forme un par de Cooper y qué propensión hay de que se forme un par de Cooper tiene que ver con cuál es el coeficiente de acoplamiento de estas partículas en las ecuaciones lagrangianas que describen el campo, cuyas excitaciones son ellas, hay un montón de detalles técnicos pero básicamente la idea que encuentran es que este modelo es compatible con las observaciones y también con Que estas partículas al pasar de ser fermiones libres a formar pares de Cooper entre dos de ellas adquieren un valor de expectación. No hay tantas de ellas que giran para un lado como que giran para el otro; es decir, se rompe espontáneamente la simetría quiral. Ese es el término técnico para decir que el universo adquiere un sentido privilegiado de giro, lo ¿Cuál estos autores tratan de relacionar con el hecho de que hay más materia que antimateria en el universo, porque recordemos que por la simetría CPT que hay en el universo, la materia girando para un lado se comporta como la antimateria girando para el…
Gastón Giribet explica cómo, durante la era de radiación antes de que la materia dominara la expansión cósmica, ocurrió una transición de fase en la que se formaron pares de Cooper.
Habla: Gastón GiribetSignificado #13 · Palabras #15pares cooper en era radiacióntransición de fase cósmicamateria oscura inmediata giribet…materia girando para un lado se comporta como la antimateria girando para el otro? Entonces los tipos lo que tratan de hacer acá es hacer un modelo de materia oscura que buscando una analogía con superconductividad se comporte como materia oscura pero que en un momento durante la era de radiación antes de que la materia dominase la expansión cósmica donde solo los gases de fotones de luz la dominaban hay una transición de fase en los cuales forman pares de Cooper, estos pares de Cooper condensan y se comporta a partir de entonces como una materia oscura inmediata. Interactuante con nosotros, pero que dejó como recuerdo el hecho de que hay una cierta asimetría entre derecha e izquierda del universo; entonces quieren relacionar esto con la asimetría entre materia y antimateria del universo, y también quieren relacionar…
Francis Villatoro explica una posible solución para explicar la materia oscura fría, proponiendo el uso de fermiones hipotéticos que podrían formar un condensado.
Habla: Francis VillatoroSignificado #10 · Palabras #11condensado de fermiones hipotéticosbosones formando condensadospares de cooper en materia oscura fríafermiones para explicar materia oscura…masa de, yo que sé, micro, nano o mucho menos electrón voltio. son partículas extremadamente ligeras, mucho más ligeras que los neutrinos, que son, los neutrinos son materia oscura caliente. Por eso su contribución a la materia oscura tiene que ser pequeña. Entonces, con la acción, la única manera de explicar materia oscura fría es que formen un condensado, pero como son bosones, las acciones no tienen ningún problema en formar un condensado. Entonces aquí dicen: bueno, pues si los bosones forman condensados, ¿por qué no usamos directamente unos nuevos hipotéticos fermiones que no sabemos si existen o no? Y que probablemente no existan. Y los formamos pares de Cooper y hacemos que formen un condensado; es decir. entonces tú dices, bueno, entonces logramos lo mismo que las acciones, pero con un modelo más complicado, porque estoy usando unos fermiones de Dirac, etc. Ah, pero puedo meter el término este de Nambu, Jona Lassinio, para, Jona Lassinio es una persona, con…
Gastón Giribet reflexiona sobre las escalas de masa involucradas en la interacción de fermiones y su relación con la simetría entre materia y antemateria, expresando sorpresa por los resultados obtenidos.
Habla: Gastón GiribetPalabras #16interacción fermiones escala masacoeficiente acoplamiento distancia al cuadradotransición simetría materia antemateriafenomenología escalas de masa gastón giribet…dos escalas de masa, está la masa propia de estas partículas, porque cuando la grancha no baja de baja energía, está la masa de estas partículas, pero después hay una escala de masa que controla el acoplamiento cuártico, o sea, que sería la interacción de dos De estos pares de Cooper, o sea, de cuatro fermiones, que si uno mira el coeficiente de acoplamiento tendría que tener unidades de distancia al cuadrado, entonces uno lo escribe como uno sobre la masa al cuadrado; esa es otra escala de masa. Entonces sí, jugar con esas escalas a mí me sorprendió un poco; yo no soy un especialista en fenomenología, pero por lo poco que sé, me sorprendía mucho que me daba demasiado. Jugando un poco con cotas me daba que era demasiado tarde la transición como para que esto pudiese explicar la simetría entre materia y antemateria, pero bueno, yo no soy un experto; así que, pero jugando así un poco con cotas tampoco tratan de poner numeritos en eso con objeto de no pillarse los dedos. Pero bueno, es una propuesta interesante y a mucha gente le ha llamado mucho la atención. Esto de conectar superconductividad con física de partículas, que es lo que se hizo en 1964 por Higgs y compañía, se lleva haciendo desde el 64 hasta el 2024; pues…