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Ignacio CrespoBorja TosarJosé EdelsteinIsabel CorderoFrancis VillatoroHéctor Socastensor quiralidad óptica francis villatoroestructura cristalina grupos simetría discretapropiedades ópticas materiales teoría de gruposestudio óptica década de los 90disulfuro plata galio estudios década 60tensor girógeno propiedades luz materialestructura simetría moléculas constituyentes materialpiezoquiralidad artículo naturecavalleri universidad oxfordradaeli instituto basplan ópticaquiralidad óptica inducida scienceFrancis VillatoroPierre CurieNatureNietzscheCavalleriUniversidad de OxfordRadaeliBasplanScienceA-G-A-S-2DFTBASViena
Propiedades ópticas materiales Teoría de grupos
Ep565: Introgresión; Eclipse; Inestabilidad Kelvin-Helmholtz; Piezoquiralidad
6 de agosto de 20266 momentos
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Francis Villatoro explica cómo una nueva idea en piezoquiralidad recuerda a conceptos utilizados en óptica que él mismo estudió en la década de 1990.
…de piezoquiralidad, y que es una cosa que uno dice, vamos a ver, piezoquiralidad, un concepto nuevo, si la piezoelectricidad, piezomagnetismo, ya los estudiaba Pierre Curie en el final del siglo XIX, si lo piezoalgo se lleva estudiando todo el siglo XX, ¿no? Es que utilizan una idea que es un tensor, una representación tensorial de la quiralidad que recuerda muchísimo a los tensores en óptica que yo estudié cuando tenía la carrera en el 90; que es una cosa como súper exótica. Es decir, son conceptos que ya se definieron, se introdujeron en el campo de la óptica. Claro, como los materiales tienen una estructura cristalina, una estructura discreta en una serie de grupos de simetría discreta que pueden tener las configuraciones que vemos cristalinas en los materiales, cómo se ven alteradas las propiedades ópticas de un material en función de las simetrías, de la teoría de grupos de los constituyentes de ese material, de las moléculas o de los átomos que constituyen el material; es algo que se estudiaba ya en los 60. Entonces, y había ya incluso resultados experimentales con el material con el que se han estudiado en este caso, en este caso se han usado un sulfuro de plata y gallo, A-G-G-A-S-2, si quieres un disulfuro, que es uno de los materiales clásicos de libro de texto que se estudió en los 60, que se publicó en hecho el estudio de lo que en aquel momento se llamaba el tensor girógeno. Un tensor asociado a cómo cambia las propiedades de la luz que atraviesa el material en función de la dirección por la que entra el material que depende de la estructura de la simetría propia de las moléculas constituyentes del material. Es decir, parece como que vuelven a estudiar lo mismo. Entonces uno se pregunta, ¿no? Lo primero que me ocurrió a mí cuando vi este artículo dije: ¿pero esto cómo se puede publicar en hecho? Esto lo tienen que haber hecho ya hace siglos, o sea, por lo menos hace 60 años o hace 30 años, ¿no? Y resulta que el grupo este, este grupo de investigación, que es un grupo liderado por Cavalleri, que se encuentra en la Universidad de Oxford y con Radaeli, que está a tiempo parcial en Oxford y que es director de un instituto del Basplan de óptica de materiales, los dos lideran este artículo que se publica en Nature. Ya publicaron a principios del año pasado en enero de 2025 en Science una cosa bastante parecida en otro material pero una cosa parecida que era en un material que no es quiral, que no tiene quiralidad óptica, inducir la quiralidad. Y tú dices: si ya publicaron lo mismo el año pasado, ¿cómo se publica ahora de nuevo en Mecho? O sea, te genera una serie de dudas que a mí... Este es de esos temas que si empiezo, no paro. Claro, es un tema en el que a mí me…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica cómo una nueva idea en piezoquiralidad recuerda a conceptos utilizados en óptica que él mismo estudió en la década de 1990.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1tensor quiralidad óptica francis villatoroestructura cristalina grupos simetría discretapropiedades ópticas materiales teoría de gruposestudio óptica década de los 90disulfuro plata galio estudios década 60tensor girógeno propiedades luz materialestructura simetría moléculas constituyentes materialpiezoquiralidad artículo naturecavalleri universidad oxfordradaeli instituto basplan ópticaquiralidad óptica inducida science…de piezoquiralidad, y que es una cosa que uno dice, vamos a ver, piezoquiralidad, un concepto nuevo, si la piezoelectricidad, piezomagnetismo, ya los estudiaba Pierre Curie en el final del siglo XIX, si lo piezoalgo se lleva estudiando todo el siglo XX, ¿no? Es que utilizan una idea que es un tensor, una representación tensorial de la quiralidad que recuerda muchísimo a los tensores en óptica que yo estudié cuando tenía la carrera en el 90; que es una cosa como súper exótica. Es decir, son conceptos que ya se definieron, se introdujeron en el campo de la óptica. Claro, como los materiales tienen una estructura cristalina, una estructura discreta en una serie de grupos de simetría discreta que pueden tener las configuraciones que vemos cristalinas en los materiales, cómo se ven alteradas las propiedades ópticas de un material en función de las simetrías, de la teoría de grupos de los constituyentes de ese material, de las moléculas o de los átomos que constituyen el material; es algo que se estudiaba ya en los 60. Entonces, y había ya incluso resultados experimentales con el material con el que se han estudiado en este caso, en este caso se han usado un sulfuro de plata y gallo, A-G-G-A-S-2, si quieres un disulfuro, que es uno de los materiales clásicos de libro de texto que se estudió en los 60, que se publicó en hecho el estudio de lo que en aquel momento se llamaba el tensor girógeno. Un tensor asociado a cómo cambia las propiedades de la luz que atraviesa el material en función de la dirección por la que entra el material que depende de la estructura de la simetría propia de las moléculas constituyentes del material. Es decir, parece como que vuelven a estudiar lo mismo. Entonces uno se pregunta, ¿no? Lo primero que me ocurrió a mí cuando vi este artículo dije: ¿pero esto cómo se puede publicar en hecho? Esto lo tienen que haber hecho ya hace siglos, o sea, por lo menos hace 60 años o hace 30 años, ¿no? Y resulta que el grupo este, este grupo de investigación, que es un grupo liderado por Cavalleri, que se encuentra en la Universidad de Oxford y con Radaeli, que está a tiempo parcial en Oxford y que es director de un instituto del Basplan de óptica de materiales, los dos lideran este artículo que se publica en Nature. Ya publicaron a principios del año pasado en enero de 2025 en Science una cosa bastante parecida en otro material pero una cosa parecida que era en un material que no es quiral, que no tiene quiralidad óptica, inducir la quiralidad. Y tú dices: si ya publicaron lo mismo el año pasado, ¿cómo se publica ahora de nuevo en Mecho? O sea, te genera una serie de dudas que a mí... Este es de esos temas que si empiezo, no paro. Claro, es un tema en el que a mí me…
Francis Villatoro explica el concepto de piezoquiralidad, relacionándolo con la piezoelectricidad y el piezomagnetismo, y describiendo cómo la deformación mecánica de un material puede alterar sus propiedades eléctricas o magnéticas.
Habla: Francis VillatoroPalabras #11piezoquiralidad con francis villatorodeformación mecánica propiedades eléctricasmateriales transparentes ondas electromagnéticassacacorchos estructura de espiral…o sea, se lee bien quizás podríamos empezar por el palabra, por decir lo que es la piezoquiralidad sí, ahora lo comento, entonces yo quería primero enfocar un poco el tema de por qué me llama la atención el paper, ¿no? ¿Qué es esto de la piezoquiralidad? Bueno, los materiales, la piezoelectricidad, el piezo magnetismo, es el hecho de que cuando yo deformo mecánicamente un material, pues cambian sus propiedades eléctricas o sus propiedades magnéticas. Una de las propiedades que tienen los materiales que son transparentes y que permiten el paso de ondas electromagnéticas es que te puede cambiar, cuando pasa una onda electromagnética; no estamos hablando de una onda plana, estamos hablando de un paquete de ondas que tiene una estructura, tiene un momento magnético orbital y tú puedes asumir que hay una especie de sacacorchos, como una especie de espiral de sacacorchos, y entonces el sacacorcho lo puedes mover en una dirección o lo puedes mover en la dirección contraria; es decir, eso te impone una cierta quiralidad en el material. ¿Qué es una quiralidad? ¿Qué es la quiralidad? La quiralidad es la asociada a la estructura de la mano. Cuando tú coges una mano y la proyectas en un espejo, tu mano izquierda en el espejo aparece reflejada como mano derecha. Es decir, eso es, tu mano tiene…
Francis Villatoro explica que el artículo científico actual complementa un experimento sencillo con una base teórica sólida, analizando los grupos de simetría que permiten la piezoquiralidad.
Habla: Francis VillatoroSignificado #13 · Palabras #3grupos de simetría piezoquiralidadpiezoquiralidad de 40000 materialesbase de datos piezoquiralidad materiales…y compruebo que de verdad ha cambiado la claridad. O sea, ese es el experimento, un experimento súper sencillo. Además, se han utilizado solo dos frecuencias. O sea, el experimento como tal es muy sencillo. Tan sencillo que uno dice: aquí falta chicha. Bueno, pues la chicha la rellenan con teoría. Lo que han hecho en este nuevo artículo es estudiar todos los grupos de simetría posibles: cuáles permiten este fenómeno de quiralidad y cuáles no, y en qué grado lo permiten. Han construido una base de datos de como 40.000 materiales con ese tipo de propiedades. La piezopiralidad de muchísimos materiales ha sido determinada en este estudio mediante trabajos teóricos. Es un trabajo teórico bastante intensivo de simulaciones por ordenador que ha dado lugar a esa enorme base de datos que será la base para que en el futuro otros investigadores con otros materiales estudien lo mismo. entonces ellos han tomado de toda esa base…
Francis Villatoro describe un experimento sencillo realizado con dos frecuencias para validar un modelo teórico sobre la polarización de la luz que atraviesa un material.
Habla: Francis VillatoroSignificado #10polarización de la luz enteraherciosmodelo teórico polarización luzmaterial libro piezoquiralidad…ves un experimento que dice: parece de juguete el experimento, parece que no tiene mucha chicha porque realmente el experimento, como han elegido el mejor material posible para caracterizar su piezoquinalidad basta hacer unos experimentos muy sencillos. Han cogido dos frecuencias y han visto que la curva de cómo cambia la polarización de la luz que atraviesa son ondas enterahercios, pero bueno, esas señales electromagnéticas enterahercios, cómo cambia su polarización, sigue perfectamente el modelo teórico. Y un ajuste tan bueno que solo con dos frecuencias, que tú dices con dos frecuencias pasa una única línea recta. O sea, parece que es demasiado poco. Con dos frecuencias es suficiente para ilustrar muy bien que este material, que esta propiedad existe en los materiales y han cogido como el material de libro, ¿no? El material que acabará apareciendo en todos los libros de texto cuando se hable de piezoquiralidad, ¿no? que te caracteriza todos los materiales y después te plantean un experimento relativamente muy sencillo, muy fácil de entender, en el que tienes un material a que lo excitas con una señal, creo que recordar que eran como 3 terahercios y esa señal es la que…
Francis Villatoro describe un artículo publicado en Nature que le resultó particularmente interesante debido a su combinación de teoría y experimentación.
Habla: Francis VillatoroPalabras #4piezoquiralidad linealidad del materialmodelo teórico óptica lineal piezoquiralidadmaterial perfecto interpretación modelos linealesmateriales ópticos quirales controlablestransformación quiralidad naturaleza artículodeformación mecánica tensión materialseñal electromagnética interaerción compresión…también en el régimen de terahercio, pero por otro número 034, no recuerdo el número exacto, y lo lanzan y con esa otra señal prueba chequean si de verdad ha cambiado la finalidad o no. Y lo hacen pues para diferentes ángulos y para diferentes intensidades. O sea que es un artículo muy sencillito, como muy breve; el modelo teórico que plantean es absolutamente trivial, o sea, entre comillas, porque es un modelo básicamente de óptica lineal, porque es que la linealidad de este material es extraordinaria, se ve justo en los bordes de la figura, pero ya para ángulos bastante grandes, una pequeña deformación; o sea, han cogido un material tan perfecto y tan maravilloso en el que todo se puede interpretar perfectamente utilizando modelos lineales, con lo que el modelo es tan sencillo que, entre comillas, cualquiera lo puede entender. Un artículo que me gustó, pues yo decía: me estoy enterando de todo, o sea, eso es raro. Un artículo en Nature, de enterarte tanto de la teoría como de la parte experimental, y yo os digo: es un artículo muy prometedor, porque es un material con propiedades ópticas quirales controlables. Yo voy a poder transformar el material que no tiene quiralidad en estado de quiralidad. Bueno, el secreto para esa transformación, esa deformación mecánica, esa tensión mecánica, básicamente, el secreto es coger una pequeña laminita, una laminita con un rectángulo con un grosor pequeño y o comprimirlo o estirarlo. Si yo comprimo el material, consigo una quiralidad; si lo estiro, consigo quiralidad de astrología. Pero esa compresión la hago con una señal electromagnética interaerción. Estrictamente no lo hago mecánicamente cogiendo una pinza, porque son materiales muy pequeñitos y la clave es esa. Con inyección de, entre comillas, luz, consigo alterar esas propiedades mecánicas. Eso me genera, claro, esa es la duda que yo tenía: o sea,…
Francis Villatoro explica cómo las ondas de terahercios alteran la estructura cristalina del material y menciona el uso de DFT (teoría funcional densidad) y BAS, un simulador de Viena, para realizar simulaciones.
Habla: Francis VillatoroSignificado #20 · Palabras #8ondas terahercios alteran estructura cristallinasimulaciones dft teoría funcional densidadbas simulador de viena…en el eje X o deformo en el eje Y, cambio la estructura cristalina de tal manera de que adquiere una nueva estructura cristalina que sí permite la quiralidad, solamente citando el material en esos ejes concretos. Pero el cambio se produce por la presión de la Onda electromagnética que le incide en que eso es lo que resulta difícil de visualizar. Claro, claro, estas ondas de traercio están alterando la estructura cristallina del material. Según el modelo teórico, eso lo han hecho con DFT, con teoría funcional densidad y han hecho simulaciones de la parte óptica con BAS, que es el de Viena, el simulador de Viena que es muy famoso. O sea, son simulaciones en principio creíbles, ¿vale? Yo os he de confesar que estoy reproduciendo con otro. Software estos cálculos porque es que todo esto es tan fácil que hasta yo puedo hacerlo. O sea, fijaros que yo no tengo ni idea de esto, o sea, yo no tengo; yo no soy experto en ese tipo de temas, ¿no? Pero les digo, un artículo, de estos artículos que se…