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Precisión antihidrógeno Alfa 2
Con
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Francis Villatoro describe un experimento técnico para mejorar la medición del nivel energético de átomos de antihidrógeno, destacando una precisión significativamente mayor que las mediciones anteriores.
…A. Eso lo han añadido, han añadido una pequeña frase en el artículo, entre comillas, para tontos. Pero ya os digo que lo preguntan dos de los revisores, como diciendo: ¿y esto por qué no lo hacéis al revés? Para confirmar que el resultado está bien hecho. es un experimento relativamente muy técnico con muchísimos detalles que se han mejorado, alfa 2 es mucho mejor que alfa, no solo es almacenar mucho más antihidrógenos y midiendo pues la frecuencia de las microondas que se emiten en esa transición yo soy capaz de estimar cuánto es el nivel energético de ese átomo y se ha logrado pues un valor que bueno no creo que merezca la pena entrar en detalles, pues eso, dos órdenes de magnitud 100 veces más preciso que el valor que ya se conocía, ¿no? Esto obviamente tiene implicaciones en CPT, mejora los límites ya publicados previamente en CPT, pero este artículo ni lo menciona, yo digo, que podría haber mencionado una línea, un revisor les podría haber exigido incluir una línea explicando cómo cambia el nuevo límite CPT, que obviamente mejora también en un par de horas de magnitud. Y tampoco han estudiado el factor de estructura, la forma del antiprotón, que es una cosa muy obvia y que probablemente se publicará en próximos meses el cálculo teórico, el nuevo cálculo, la nueva estimación teórica a partir de estos resultados…
Significado #1 · Palabras #1
Héctor Socas y Francis Villatoro discuten los avances recientes en el estudio de la antimateria, específicamente un artículo publicado en la revista Nature sobre la división del antihidrógeno.
Habla: Francis VillatoroSignificado #9 · Palabras #3experimento alfa resultados 2017estructura perfina estado fundamental antihidrógenocolaboración alfa evoluciona a alfa 2instrumento alfa mejora a alfa 2mismo experimento filosofía colaboración alfa…de la antimateria; suena muy evocador, y la verdad que si lo piensas es flipante lo que estamos haciendo: estamos manipulando ya realmente antimateria. Hemos pasado de partículas, de antiprotones, de positrones, ya hablar de átomos; ya un átomo es materia. Podemos decir si las otras cosas lo son o no, pero un átomo es materia, ¿no? Y podemos empezar a hacerle espectros a esa antimateria, ¿no? Y, bueno, ya llevamos tiempo haciéndolo, pero hay una noticia que nos querías comentar sobre nuevos resultados del experimento alfa Exactamente. Es un artículo que se ha publicado en la revista Nation. Se publicó el 27 de mayo y el artículo se titula Medida con cuatro partes por millón de la división, del splitting, de la estructura perfina del estado fundamental del antihidrógeno. El título es relativamente parecido al mismo resultado que obtuvo Alfa ya sobre este asunto en 2017. La colaboración Alfa ha mejorado mucho el instrumento, porque ahora ya el instrumento ya no se llama Alfa, sino se llama Alfa 2, pero bueno, básicamente es la misma colaboración, la misma filosofía, la misma, digamos, estructura del experimento; lo que pasa es que ha mejorado muchísimos detalles y muchísimas cosas. Ahora comentaremos algunas de ellas para lograr un avance. El resultado de 2017 es el resultado de 400 partes por millón y ahora se han logrado 40 partes por millón. Uno de los puntos clave que probablemente algunos oyentes dirán, pero a ver, si miden lo mismo, pero lo miden un poquito mejor, aunque lo hagan nueve…
Francis Villatoro explica una mejora significativa en la cantidad de antiátomos de hidrógeno atrapados, pasando de 194 a 24.000, y cuestiona si esta mejora justifica su publicación en Nature.
Habla: Francis VillatoroSignificado #16antiátomos hidrógeno atrapados naturesalto enorme 194 a 24000revisores artículo naturaleza abierta…cosas muy en el estado del arte, justo en el borde y cuando ya se logra algo, volver a publicar lo mismo, aunque sea un poquito mejor, no se suele publicar, ¿no? Francis, disculpa, son cuatro partes por millón, ¿no? Han mejorado dos órdenes de magnitud. Exactamente, de 400 partes por millón a 4 partes por millón. Son dos órdenes de magnitud; atrapaban del orden de 194 antihidrógenos en 2017 y ahora se estima que es del orden de 24.000 antiátomos de hidrógeno los atrapados. Hay un salto enorme entre 194 y 24.000, pero la cuestión es si realmente merece ser publicado en Nature. Lo sorprendente es que el informe de los revisores acompaña al artículo de manera abierta y el primer revisor en la primera frase que dice, dice literalmente eso. es un avance importante haber pasado de 400 a 4 pero realmente merece ser publicado en la revista Nature, ¿Cuál es realmente? ¿Qué es lo que permite trabajar con 4 ppm que no permite trabajar con 400? Porque si no hay nada relevante, esto no merece aparecer…
Francis Villatoro explica que una mejora clave en el nuevo artículo permite estimar el factor de forma del antiprotón al superar una barrera de 40 partes por millón.
Habla: Francis VillatoroSignificado #15factor de forma del antiprotónantiprotón y antihidrógenobarrera de 40 partes por millónestudio de la forma del protón…CPT, entonces este artículo prácticamente ni la menciona, porque la menciona como de pasada, es una cosa histórica que este tipo de cosas sirve para eso, porque si ponen el foco ahí ya no se puede publicar en hecho ¿Y qué es lo que permite el nuevo artículo? Bueno, hay una barrera, que son los 40 partes por millón; que por debajo de 40 partes por millón puedes estimar el factor de forma del antiprotón, en cierto sentido estudiar la forma del antiprotón. Eso se hace con el hidrógeno para estudiar la forma del protón y se puede aplicar al antihidrógeno, es decir, al antiprotón. Entonces, eso es, digamos, la novedad: hemos logrado bajar de la barrera de las 40 partes por millón para poder estimar el factor de forma del antiprotón. Claro, tú dices. Bueno, ¿dónde está el artículo? No aparece. Eso se menciona como el punto clave; la razón por la cual esto merece ser publicado en Nature es que a partir de este resultado otros equipos realmente teóricos acabarán estimando a partir de este resultado ese…
Francis Villatoro explica cómo se excita una transición en el antihidrógeno utilizando microondas y ondas electromagnéticas. Describe la aplicación de un campo magnético para mejorar la medición de la energía o frecuencia del fotón emitido.
Habla: Francis VillatoroSignificado #6espectrómetro colaboración alfadotrampa magnética antiprotones positronesantihidrógeno protón positróntransición antihidrógeno microondascampo magnético tesla antihidrógenofrecuencia fotón emitido transiciónestado fundamental hidrógeno anti-hidrógeno…a publicar en Nature, pero es que estáis publicando un nuevo resultado nueve años después. Obviamente el instrumento ha mejorado muchísimo, pero eso es un poco lo más llamativo de este artículo para mí, ¿vale? Ya sabéis que yo soy muy radical en mi manera. De entender los artículos. Entonces, ¿qué ha hecho la colaboración Alfado? Bueno, básicamente la colaboración Alfado tiene un dispositivo que es un espectrómetro, que mide el espectro. Que básicamente es un tubo con una serie de solenoides y una serie de imanes que construye una trampa magnética que tiene como dos montañitas de campo magnético y un pozo. Y en ese pozo yo puedo atrapar partículas cargadas. Entonces yo inyecto, eso es como un tubo, inyecto por un lado antiprotones, inyecto por el otro lado positrones, que son antielectrones, y hay una serie de campos eléctricos y magnéticos que les baja la energía para que prácticamente acaben a muy baja velocidad justo donde se encuentra la trampa. Y en esa trampa yo voy acumulando muchos; la mayoría pues acaban siendo expulsados de la trampa, pero un cierto porcentaje se quedan en esa trampa y forman antihidrógeno, ¿vale? Se encuentran el protón y el positrón y forman el. Antihidrógeno y entonces yo ahora con básicamente microondas, con ondas electromagnéticas, puedo excitar una transición entre dos estados del antihidrógeno asociados a la presencia de un campo magnético. Se aplica un campo magnético básicamente de un Tesla, aquí se han aplicado dos; en 2017 se aplicó uno, 1.03 Tesla, ahora se han aplicado dos, a veces 1.03 y a veces 1.07. Eso permite tener dos puntos y lo que permite es mejorar la medida de la estimación de la energía o si queréis la frecuencia del fotón emitido en la transición asociada a medir ese estado electrónico. Como sabéis, el estado fundamental del hidrógeno, y del anti-hidrógeno es el mismo, tiene dos niveles, un nivel electrónico degenerado, porque te puedes poner un spin, con el spin, digamos, para arriba y para abajo, puedes poner los dos estados del spin, porque el campo del electrón tiene dos campos, dos componentes, y entonces caben el mismo nivel energético los dos, sin incumplir el teorema, perdón, el principio de exclusión de Pauli; y cuando tú metes un campo magnético, ambos se desdoblan. Entonces tú tienes esos dos niveles que están un poquito separados y cuando pones…
Francis Villatoro explica cómo se determina la distancia entre dos niveles energéticos en el antihidrógeno, comparándola con las mediciones realizadas previamente en hidrógeno.
Habla: Francis VillatoroSignificado #3 · Palabras #4distancia niveles energéticos antihidrógenocampo magnético cero estado fundamentalprecisión mediciones hidrógenoverificación comportamiento antihidrógeno…a cero, acaban convergiendo; fijaros que tienes como dos niveles arriba, dos niveles abajo, se van acercando conforme el campo magnético va bajando, hasta que llega un momento en que aparecen solo dos niveles, los niveles originales a campo magnético cero. Entonces, lo que tú tienes que estimar es la distancia que hay entre esos dos niveles; esto es una línea hiperfina, la distancia entre los dos niveles a campo magnético cero para el estado fundamental del antihidrógeno. Eso se ha calculado con el hidrógeno con una precisión muchísimo mayor, pero lo que queremos es verificar que el antihidrógeno se comporta como el hidrógeno, que es lo que esperamos. Entonces, para un campo magnético mucho más alto, lo que tengo es que Estos niveles se separan de forma lineal, entonces si yo tengo dos campos magnéticos puedo de manera más sencilla estimar la pendiente de la recta y por tanto estimar la distancia que hay entre esos dos niveles y eso es lo que se ha estimado; esa energía, esa…
Francis Villatoro explica cómo se miden las diferencias entre niveles energéticos en antihidrógeno, enfatizando la necesidad de un mecanismo para expulsar ciertos átomos de la trampa.
Habla: Francis VillatoroSignificado #5trampa magnética antihidrógeno nivelesniveles superiores antihidrógeno estados fundamentalesniveles inferiores antihidrógeno expulsión rápidaantihidrógeno atrapado durante horastransición electrónica antihidrógenoátomos atrapados en la trampamecanismo exploración antihidrógenofrancis villatoro medición niveles energéticos…más sencilla estimar la pendiente de la recta y por tanto estimar la distancia que hay entre esos dos niveles y eso es lo que se ha estimado; esa energía, esa diferencia, básicamente ya os digo, se mide en frecuencia del fotón que se emite en la transición. Entonces lo que yo hago es meter en la trampa, fijaros, hay una diferencia entre los dos niveles que están arriba, el D y el C, y los dos niveles que están abajo, el B y el A. Los niveles que están arriba son: se ha diseñado la trampa para que sean estados fundamentales del antihidrógeno que se mantengan atrapados; es decir, en la trampa magnética esos niveles quedan, esos antihidrógenos quedan atrapados durante un cierto tiempo, claro, esto no es infinito, pero se ha logrado atrapar durante horas. Y sin embargo los niveles de abajo son niveles que hacen lo contrario: la trampa ha sido diseñada para que los expulse. Son niveles que cuando tengo un antihidrógeno en ese estado BA, el desdoblado de abajo, rápidamente, en muy poco tiempo, es expulsado de la trampa. Claro. Esta es la manera en la que yo puedo medir estas diferencias, porque si quedaran atrapados todos los átomos y cuando llega la transición electrónica entre un estado y otro, el antihidrógeno sigue en la trampa, pues yo prácticamente no puedo explorarlo; necesito algún mecanismo de exploración que sea que algo salga fuera de la trampa y eso pasa con los que están abajo. Entonces, lo que se estudia aquí son las transiciones entre los dos niveles de arriba y los niveles de abajo. Yo puedo excitar una transición DA entre el más alto de los de arriba y el más bajo de los de abajo, recordar, DCBA hacia abajo, pues una transición…
Francis Villatoro describe un experimento técnico para mejorar la medición del nivel energético de átomos de antihidrógeno, destacando una precisión significativamente mayor que las mediciones anteriores.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1precisión antihidrógeno alfa 2medición frecuencia microondas átomolímite cpt artículo no mencionadodos órdenes de magnitud precisión…A. Eso lo han añadido, han añadido una pequeña frase en el artículo, entre comillas, para tontos. Pero ya os digo que lo preguntan dos de los revisores, como diciendo: ¿y esto por qué no lo hacéis al revés? Para confirmar que el resultado está bien hecho. es un experimento relativamente muy técnico con muchísimos detalles que se han mejorado, alfa 2 es mucho mejor que alfa, no solo es almacenar mucho más antihidrógenos y midiendo pues la frecuencia de las microondas que se emiten en esa transición yo soy capaz de estimar cuánto es el nivel energético de ese átomo y se ha logrado pues un valor que bueno no creo que merezca la pena entrar en detalles, pues eso, dos órdenes de magnitud 100 veces más preciso que el valor que ya se conocía, ¿no? Esto obviamente tiene implicaciones en CPT, mejora los límites ya publicados previamente en CPT, pero este artículo ni lo menciona, yo digo, que podría haber mencionado una línea, un revisor les podría haber exigido incluir una línea explicando cómo cambia el nuevo límite CPT, que obviamente mejora también en un par de horas de magnitud. Y tampoco han estudiado el factor de estructura, la forma del antiprotón, que es una cosa muy obvia y que probablemente se publicará en próximos meses el cálculo teórico, el nuevo cálculo, la nueva estimación teórica a partir de estos resultados…
Francis Villatoro explica que los resultados del experimento con antihidrógeno son compatibles con los del hidrógeno, aunque la precisión alcanzada en el hidrógeno es mucho mayor.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #2resultados experimento antihidrógeno compatibleprecisión hidrógeno partes por billónexperimento antihidrógeno requiere cinco décadasavances hidrógeno superan experimento antihidrógenoprecisión experimentos hidrógeno antihidrógenoconocimiento materia supera antimateriahidrógeno alcanza constantes físicas conocidaspartes por billón francis trilliumexperimento alfa 2 ratoncitosmedula espinal y microbiota silvana tapiamicrobiota estudios semanales nuevos…con un poco de prisa porque Silvana no va, bueno, tiene alguna restricción de tiempo, podemos luego, podemos pasar al tema que proponía Silvana y luego si quieres podemos volver a este si hay comentarios, dudas o quejas El resumen en ocho palabras es que No se encontró ninguna diferencia con el hidrógeno, ¿verdad, Francis? Exactamente, los resultados son perfectamente compatibles con el hidrógeno. En el hidrógeno estamos hablando de partes por billón en lugar de por millón. Alcanzar con ese tipo de experimentos un antihidrógeno, la precisión que se logra con el hidrógeno va a requerir a este ritmo muchas décadas, cinco décadas. Claro, y para entonces ya con el hidrógeno habremos avanzado. También muchas más, porque claro, la materia la tenemos que conocer mejor que la antimateria, casi que por definición. El hidrógeno alcanza, yo creo, ya prácticamente lo alcanzable; está al nivel de número de decimales de las constantes físicas mejor conocidas. El conocimiento satura también, es verdad. Cuando dijiste partes por billón, Francis, no estás traduciendo billón, sino realmente billón. Sí, sí, trillillón en inglés: Trillium, exacto, lo de Elon Musk, para el hidrógeno, repito, para el hidrógeno, para el antihidrógeno, para el antihidrógeno, nos ponía en el chat alguien que ahora no recuerdo. lo buscaré, que llamándose alfa 2 el experimento, podríamos haberlo llamado alfalfa, alfalfa, bueno, vamos con el siguiente tema, yo no sé si le daban alfalfa a los ratoncitos, Silvana, con los que Se hacen estos estudios entre la médula espinal y la microbiota Sí, yo he elegido este trabajo, tenía varios ahí que los dejaré para otra semana pero este me ha parecido muy interesante porque la microbiota es algo que no se satura esto cada vez da más que hablar y tenemos todas las semanas algún estudio nuevo Se ha hablado mucho durante los últimos años del eje intestino-cerebro. Sobre todo son estudios en los que ya sabemos que el intestino alberga muchísimos microorganismos que están vivos, que se alimentan de nuestra comida y que productos de su metabolismo…
Héctor Socas describe un estudio que revela tanto la morfología como la cinemática de una galaxia con núcleo central activo, haciendo referencia a observaciones realizadas en la línea Paschen Alpha.
Habla: Héctor SocasPalabras #16morfología galaxia núcleo central activolínea paschen alfa filamento occidentalserie balmer niveles hidrógenotransición pashen alpha nivel 3…y es el lugar donde el gas que viene de los filamentos exteriores, del medio intracumular, esos filamentos llegan ahí, se organizan como un disco antes de seguir hacia escalas mucho más pequeñas. Entonces, lo interesante de este paper es que no solo vemos morfología, no solo vemos una descripción de la imagen, sino que también hay cinemática. Hay observaciones de la línea de Pache en alfa, antes mencionaba Gastón la serie de Balmer, que son las líneas desde el nivel 2 del hidrógeno, del 2 al 3, al 4, al 5, etc. la siguiente es la de Pashen, que es a partir del nivel 3, entonces Pashen Alpha es la transición del 3 al 4 y en esa línea Pashen Alpha se ve que el filamento este occidental no solo llega hasta el disco circunuclear Sino que además cinemáticamente encajan, o sea, la velocidad del gas en el filamento, en el borde, concuerda con la velocidad en el disco dando a entender que hay una continuidad ahí, o sea, que no es solo una imagen en la que parece que se superponen sino…
Francis Villatoro explica cómo se resolvió una discrepancia en las mediciones del radio del protón utilizando átomos muónicos y mejorando las técnicas de medición con hidrógeno.
Habla: Francis VillatoroSignificado #7radio protón técnica átomo hidrógenoerrores sistemáticos experimentos antiguosmediciones muónicas radio protónátomos muónicos medición radio protónmediciones corregidas átomo hidrógenodiscrepancia protón átomos muónicos…tiene mucha más masa, 200 y pico, 210 veces o algo así, la masa del electrón. Entonces, con ese átomo mucho más pequeño, exploro mejor el tamaño del núcleo, es decir, del protón, y obtengo una mejor medida. Entonces, lo que se ha descubierto es que la nueva Medida, que daba un radio un poquito más pequeño, pues es la correcta, y revisando de manera adecuada los errores sistemáticos de los experimentos antiguos y mejorando las técnicas de la antigua técnica, que es usar el átomo de hidrógeno, se ha descubierto que no había ningún problema. Es decir, el problema del radio del protón no era un problema, fue un problema por esa competencia entre dos técnicas de medida diferentes y esto, ya os digo, no es la primera vez que pasa ni la última, ha pasado muchísimas veces en ciencia y seguirá pasando. Entonces el problema ya no existe entonces no merece la pena plantearlo básicamente es eso: medir con átomos muónicos y con el hidrógeno estimar de manera indirecta el radio del Protón, pues daba dos medidas distintas y hoy día sabemos que la medida correcta era la medida con los átomos muónicos. Y las nuevas medidas corregidas con el átomo de hidrógeno ya coinciden, están dentro de la banda del átomo muónico o hidrógeno muónico como se le llame. Y acerca de la pregunta del antiprotón, esperamos que sea Igual claro, por física deben de ser idénticos, ¿vale? Por el tema CPT el rayo del antiprotón tiene que ser el mismo que el del protón. Pero en ciencia tenemos que verificarlo, es lo que comentó José con los estudios estos de los modos cuasi normales en…