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Silvana TapiaJosé EdelsteinFrancis VillatoroIgnacio CrespoHéctor SocasJuan Carlos GilGastón Giribetdistancia niveles energéticos antihidrógenocampo magnético cero estado fundamentalprecisión mediciones hidrógenoverificación comportamiento antihidrógenoniveles energéticos antihidrógeno campos magnéticospendiente recta distancia niveles antihidrógenofrecuencia fotón transición energía antihidrógenoFrancis Villatoroexperimento AlfaElon MuskHéctor SocasJuan Carlos Gilalfa 2CPTNatureTeslaAlfa
Precisión mediciones Hidrógeno
Con
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Francis Villatoro explica cómo se determina la distancia entre dos niveles energéticos en el antihidrógeno, comparándola con las mediciones realizadas previamente en hidrógeno.
…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 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…
Significado #1 · Palabras #1
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 #7transición antihidrógeno microondascampo magnético tesla antihidrógenofrecuencia fotón emitido transiciónestado fundamental hidrógeno anti-hidrógeno…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 #1 · Palabras #1distancia niveles energéticos antihidrógenocampo magnético cero estado fundamentalprecisión mediciones hidrógenoverificación comportamiento antihidrógenoniveles energéticos antihidrógeno campos magnéticospendiente recta distancia niveles antihidrógenofrecuencia fotón transición energía 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 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…
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 #12transición electrónica antihidrógenoátomos atrapados en la trampamecanismo exploración antihidrógenofrancis villatoro medición niveles energéticos…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 #5precisión 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 trillium…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…
Francis Villatoro explica cómo se resolvió un problema relacionado con la medición del radio del protón gracias a una nueva técnica.
Habla: Francis VillatoroSignificado #16medición indirecta radio del protónnueva técnica desviación cinco por cientoradio del protón técnica precisa…precisas de lo que en realidad era. Entonces cuando se descubre eso, y se descubre que la nueva medida que es mucho más precisa, la nueva metodología para medir es mucho más adecuada, se resuelve el problema. Y eso es lo que ha pasado con el radio del protón. Había una técnica basada en medir de manera indirecta el radio del protón, básicamente midiendo el átomo de hidrógeno, y esa medida indirecta daba unos resultados que parecían coherentes con un cierto tamaño. Y de repente descubrimos que con una nueva técnica pues había una desviación, no recuerdo, pero era como del 5%, era muy poquito, pero era una medida mucho más precisa, mucho más focalizada en lo que es el radio del protón, era básicamente en lugar de utilizar el átomo de Hidrógeno, utilizar un átomo en el que sustituyo el electrón por un muón, es un átomo muónico; entonces el átomo muónico está mucho más cerca del protón, porque el muón tiene mucha más masa, 200 y pico, 210 veces o algo así, la masa del electrón. Entonces,…
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 #4radio 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…