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María RibesLuisa AchaerandioBorja TosarIgnacio CrespoFrancis VillatoroHéctor Socastrampas antimateria confinamiento sin contactotrampas penning big bang theoryantimateria penning teoríatrampas de penning antimateriacampos electromagnéticos antiprotonesmovimiento magnetrón ciclotróncampo eléctrico cuadrupolar axialBig Bang TheoryPennytrampas de PenningHéctor Socastrampa de PenningInstituto Basterguerotrampa de Penning criogénicatrampas de Penning criogénicasFrancis Villatoro
Trampas de Penning
Con
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Héctor Socas introduce el tema de las trampas de antimateria y explica su funcionamiento básico: mantener la materia confinada sin contacto físico.
…se puede simplemente meter en una caja, meter eso en el camión y llevártelo, ¿no? Tienes que hacerlo de tal forma que esos 92 antiprotones no toquen absolutamente nada, y eso es muy difícil de hacer, y es la razón por la cual esto es un logro tan alucinante. y esto nos lleva al tema que es las trampas de antimateria, cómo funciona una trampa de antimateria tienes que mantenerla confinada pero sin que toque nada, cómo puedes mantener algo confinado sin que toque nada entonces hay una cosa que se llaman trampas de penning, no penning la de Big Bang Theory Penny, Penny, Penny, Si no es Penny terminado en ING y es un poco lo estándar, la tecnología estándar para este tipo de cosas que lo que hace es usar campos electromagnéticos. ¿Tienes que tener un campo magnético fuerte a lo largo del eje de la trampa? Que lo que hace es que estas partículas, que recordemos son partículas cargadas, son antiprotones porque tienen carga eléctrica. Entonces el campo magnético hace que se queden girando; al tener una carga eléctrica, se quedan girando en torno al campo y luego también tienen algo de precesión, de movimiento magnetrón se llama, ciclotrón y magnetrón se llaman estos movimientos. Y luego hay un campo eléctrico cuadrupolar que la tiene confinada en la dirección axial, que si se intenta ir mucho hacia, digamos, la dirección arriba-abajo. O sea, imaginemos que el campo magnético está en la dirección arriba-abajo; pues ese campo magnético la mantiene confinada en el plano horizontal y luego un campo eléctrico la mantiene confinada en la dirección arriba-abajo.…
Significado #1 · Palabras #2
Héctor Socas introduce el tema de las trampas de antimateria y explica su funcionamiento básico: mantener la materia confinada sin contacto físico.
Habla: Héctor SocasSignificado #1 · Palabras #2trampas antimateria confinamiento sin contactotrampas penning big bang theoryantimateria penning teoríatrampas de penning antimateriacampos electromagnéticos antiprotonesmovimiento magnetrón ciclotróncampo eléctrico cuadrupolar axial…se puede simplemente meter en una caja, meter eso en el camión y llevártelo, ¿no? Tienes que hacerlo de tal forma que esos 92 antiprotones no toquen absolutamente nada, y eso es muy difícil de hacer, y es la razón por la cual esto es un logro tan alucinante. y esto nos lleva al tema que es las trampas de antimateria, cómo funciona una trampa de antimateria tienes que mantenerla confinada pero sin que toque nada, cómo puedes mantener algo confinado sin que toque nada entonces hay una cosa que se llaman trampas de penning, no penning la de Big Bang Theory Penny, Penny, Penny, Si no es Penny terminado en ING y es un poco lo estándar, la tecnología estándar para este tipo de cosas que lo que hace es usar campos electromagnéticos. ¿Tienes que tener un campo magnético fuerte a lo largo del eje de la trampa? Que lo que hace es que estas partículas, que recordemos son partículas cargadas, son antiprotones porque tienen carga eléctrica. Entonces el campo magnético hace que se queden girando; al tener una carga eléctrica, se quedan girando en torno al campo y luego también tienen algo de precesión, de movimiento magnetrón se llama, ciclotrón y magnetrón se llaman estos movimientos. Y luego hay un campo eléctrico cuadrupolar que la tiene confinada en la dirección axial, que si se intenta ir mucho hacia, digamos, la dirección arriba-abajo. O sea, imaginemos que el campo magnético está en la dirección arriba-abajo; pues ese campo magnético la mantiene confinada en el plano horizontal y luego un campo eléctrico la mantiene confinada en la dirección arriba-abajo.…
Héctor Socas explica que las trampas de Penning estándar son insuficientes para confinar pequeñas cantidades de antimateria y se requiere una trampa de Penning criogénica.
Habla: Héctor SocasSignificado #3 · Palabras #1trampa penning criogénica antimateriatemperaturas bajas trampas penningruido térmico del entornoantimateria aniquilación moleculardesorción superficie trampatrampas penning criogénicas circuitossuperconductores para campos magnéticos fuertesimanes superconductores aceleradores partículas…O sea, imaginemos que el campo magnético está en la dirección arriba-abajo; pues ese campo magnético la mantiene confinada en el plano horizontal y luego un campo eléctrico la mantiene confinada en la dirección arriba-abajo. Hasta aquí todo bien, esto funciona bastante bien, pero cuando estamos hablando de unas pocas partículas antimateria eso no es suficiente, sino que hay que ir a un paso más que es la trampa de Penning criogénica, que es la que tienen aquí, que viene a ser lo mismo pero además muy muy muy frío. Es decir, tienes que tener esos campos electromagnéticos total pero además tiene que estar a temperatura bajísima. ¿Por qué? Por tres razones. Primero, por evitar el ruido térmico del entorno. Quieres que esto esté lo más estable y lo más quieto posible. segundo, para poder mantener el vacío, tienes que hacer un vacío muy muy vacío porque cualquier molécula que haya por ahí moviéndose va a entrar en contacto con la antimateria y se va a aniquilar, entonces tiene que estar eso muy vacío y para que se mantenga vacío tiene que estar muy frío porque si no a poco que haya algo de temperatura hay esto como se llama, desorción creo que se llama, que es que las moléculas se sueltan de la superficie En la propia superficie de la trampa se van a liberar moléculas y quieres evitar eso Y luego por otra Parte, porque estos campos los generas con superconductores. O sea que parte de la trampa es todo un circuito superconductor que genera ese campo magnético tan fuerte. Un poco como los imanes con superconductores que hay en los aceleradores de partículas. Entonces, bueno, eso, lo de tener también un ruido térmico bajo es importante porque hay unos sensores que son los que controlan que realmente sigas teniendo dentro de esas partículas y esos sensores se basan en medir la carga de las partículas que tienes…
Héctor Socas explica cómo investigadores han logrado reducir el tamaño de una trampa para antimateria, que normalmente requiere un laboratorio completo.
Habla: Héctor SocasSignificado #6 · Palabras #3trampa penning en contenedorsuperconductores y campo electromagnéticominiaturización de laboratorio antimateriatrampa antimateria miniaturizadaimán superconductor en containersistema criogénico de helio líquidobaterías para alimentar tecnología…en este caso, se mantiene toda la trampa a unos 8 Kelvin; 8 grados por encima del cero absoluto. 8 Kelvin es, bueno, una temperatura bajísima, o sea que esos son camiones como los de ultracongelados, muy fríos, más todavía que los de los ultracongelados. Entonces, al final, lo que ha hecho esta gente es meter todo eso, que normalmente tienes que tener un laboratorio entero para tener todo esto que he dicho. Así que si la trampa de Penning, que si los superconductores, que si el campo electromagnético y tal, todo eso, meterlo en un camión, tienes que meter en el container; lo que han hecho es miniaturizar todo eso que normalmente es un laboratorio entero. Lo miniaturizas de forma que en un container te puedas meter toda esa tecnología: el imán superconductor, el sistema criogénico de helio líquido, la cámara de vacío, las baterías. Olvide decirlo porque claro, todo eso consume energía mantener todo eso, entonces tienes que tener para alimentar todo eso pues usar un sistema de baterías y luego la estabilidad mecánica, o sea, tienes que tener. Una amortiguación brutal porque eso va a ir en un camión, va a pasar por baches, por... Ustedes imagínense, ¿no? Vas ahí con el camión... Se te sale la antimateria. Que llevas antimateria ahí. Se te sale ahí. Se te sale. Es como cuando vas detrás de un camión…
Francis Villatoro describe un experimento donde antiprotones fueron transferidos de una trampa principal a una trampa portátil ubicada en un camión.
Habla: Francis VillatoroPalabras #7antiprotones de trampa principaltrampa portátil en un camiónfrancis villatoro experimento antiprotones…que eso en la vida real empieza a existir ahora pero solo puede llevar 92 antiprotones, o sea que da para imaginarte un suspiro no para explotar el Vaticano y pesa una tonelada y ocupa lo que es un container de un camión, o sea que, bueno, es un pasito. En este experimento los sacaron; ellos tienen la trampa en el laboratorio principal. Los sacaron de la trampa del laboratorio principal, lo pasaron a la trampa portátil que va en el camión. Dio una vueltecita al laboratorio y fueron, dicen, pocos kilómetros; volvió al laboratorio, volvieron a sacarlos del camión y lo metieron en la trampa. Es decir, ese paso que acabas. De comentar al final, que has dicho que todavía no se ha logrado, sí se logró; se llevó al laboratorio y entonces el éxito es haber logrado eso, ¿no? La vuelta con el camión y haber recuperado los 92 antiprotones sin perder ninguno. ¿Cuál es el objetivo?…