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By LA FABRICA DE LA CIENCIA La Fábrica de la Ciencia (LFDLC)
El primer condensado de Bose-Einstein y simulación cuántica del efecto Hall con Francis Villatoro. Prog 592. LFDLC

El primer condensado de Bose-Einstein y simulación cuántica del efecto Hall con Francis Villatoro. Prog 592. LFDLC

6/17/2024 · 37:16
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Description of El primer condensado de Bose-Einstein y simulación cuántica del efecto Hall con Francis Villatoro. Prog 592. LFDLC

Hoy vuelve nuestro amigo Francis Villatoro para hablar de dos noticias publicadas en su sección de Naukas de la Ciencia de la Mula Francis.
En la primera noticia nos comenta nuestro amigo y colaborador Francis Villatoro sobre los primeros condensados de Bose–Einstein (BEC) de átomos de rubidio (Cornell y Wieman) y de sodio (Ketterle). La clave fueron las técnicas criogénicas de enfriamiento evaporativo, que atrapan los átomos en un pozo de potencial cuya profundidad se reduce de forma gradual para que se evaporen las moléculas con mayor energía cinética. Desde entonces se ha intentado lograr un BEC molecular; el primer gran paso se publicó en Science en 2008, el enfriamiento de un gas de rubiduro de potasio, KRb, a 350 nK (nanokelvins), usando la técnica STIRAP (STImulated Raman Adiabatic Passage). Tras muchos intentos fallidos, ahora se publica en Nature el primer BEC molecular de cesiuro de sodio, NaCs, formado por unas 250 moléculas enfriadas a 6 ± 2 nK que se mantiene durante 1.8 ± 0.1 segundos (tiempo en el que se van perdiendo moléculas hasta que su número es inferior a unas 100 y el BEC se desaparece). Todo un alarde técnico ha sido necesario para enfriar unas 30 000 moléculas de NaCs desde una temperatura de 700 ± 50 nK a tan solo 6 ± 2 nK en unos 3 segundos. Un hito que espero que muchos otros logren replicar en el próximo año.
La siguiente noticia Francis nos comenta sobre el efecto Hall cuántico fraccionario que es un fenómeno contraintuitivo observado en materiales 2D bajo campos magnéticos intensos y enfriados a temperaturas criogénicas. Las cuasipartículas de tipo electrón se comportan como un líquido cuántico con fuertes correlaciones e interacciones mutuas que da lugar a nuevas cuasipartículas con carga fraccionaria, como 1/3, 1/5, o 1/7 de la carga del electrón. Además, en lugar de números cuánticos enteros o semienteros se observan valores fraccionarios, como 2/5, 4/9, 11/7, o incluso 5/23. Se publica en Science la primera simulación óptica de este efecto usando fotones en interacción. Se ha logrado simular un nivel de llenado de los niveles de Landau de 1/2 (con electrones se logran niveles de llenado 1/3, 1/5, etc.). Se ha usado una matriz de 4×4 cúbits superconductores controlados por microondas que actúan como cavidades para fotones. Como ya es habitual con las simulaciones cuánticas, los autores titulan su artículo con «realización» en lugar de «simulación». Pero que no te confunda, solo es una simulación en un ordenador cuántico analógico, cuya novedad es que promete ser escalable.

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Buenos días queridos amigos de la fábrica de la ciencia hoy vuelve con nosotros nuestro amigo y colaborador francis villatoro muy buenos días francis muy buenos días un placer estar contigo y con todos los oyentes el placer es nuestro porque ya estábamos hablando fuera de micrófonos que hacía tiempo que no no lo teníamos la sección de de la noticia de la mula a quien la fábrica de la ciencia pero hoy ya volvemos a todos los oyentes seguidores de la fábrica ellas ya sabéis que he estado un tiempo fuera de órbita pero qué que ahora ya volvemos con muchas fuerzas que con muchas ganas de hacer cosas chulísimas y vamos a comenzar hablando de la noticia de la de la mula francis y hay una aquí el primer condensado de bose-einstein de moléculas hablarnos de esto si esto es un artículo que se ha publicado en la revista han hecho que digamos la revista como más famosa y prestigiosa al menos dice impacto de la generalistas la que tiene el índice más alto en los últimos años y es un trabajo que no recuerda un poco la la idea de lo que son los condensados bose-einstein que fueron la primera vez jefe que se lograron en laboratorio fue en el año mil novecientos cinco y que quienes lo lograron que pronto grupos independientes le recibieron el premio nobel en el año dos mil uno seis años más tarde o sea que tuvieron un gran éxito de estos resultados que era como muy esperado todo el mundo esperaba que las técnicas de enfriamiento permitieran ver esa transición de fase que predijo pero einstein vos y se predijo en la década de los mil novecientos veinte cuando yo tengo un gas cuyos átomos o moléculas se comportan como bosones lo puso son como los fotones o como el bosón de higgs son partículas que les gusta agregar si no les gusta estar juntas entonces cuando tú vas bajando la temperatura dura baja la energía cinética que tienen cada uno de esos átomos o moléculas y ellos pues tratan de colocarse en el estado de menor energía y cuando se colocan en el estado de menor energía como que les gusta estar juntos entonces los que están próximos al estado de menor energía acaban en el estado de menor energía esto es un fenómeno que desde el punto de vista de de la emisión es lo que permite en última instancia el láser que fue un fenómeno predicho por einstein en la década de los mil doscientos diez novecientos quince y que en el caso de los que sabemos es quien permite eso permite que conforme tú tengas un conjunto de moléculas en su estado o de átomos en su estado de menor energía ese estado es como especialmente atractivo y los que estén próximos a ese estaba acaban colocándose también en ese estado y ese estado se caracteriza porque es un estado cuántico común a toda esa distribución de partículas cada uno de los átomos de las moléculas en el condensado de bose-einstein se comporta como si fuera indistinguible entre sí como si no pudiéramos ver la diferencia entre unos y otros y entonces la descripción cuántica es una función de onda que no es individual para cada átomo molécula sino que es una una función de onda colectiva con lo que tenemos un estado cuántico macroscópico y eso pues tiene interés sobre todo en ciencia básica o para estudiar ciertos fenómenos cuánticos desde cosas tan éxodo chicas como ya se ha propuesto el tirar para hacerla caída libre de un condensado bose-einstein en una trampa sueltas el condensado y con la gravedad que vaya cayendo y poder medir la gravedad pues como un objeto de una masa extremadamente pequeña porque los condensado bose-einstein de átomos pues se ha logrado que tengan millones decenas de millones de átomos pero claro la masa que tiene pues es muy pequeñita una de las ideas sobre todo en ciertas cosas de metrología cuántica y y ahora de carlos condensado de bose-einstein había una idea ya efusión al descubrirse al poderse fabricar los primeros condensados en mil veinticinco que es la idea de hacer condensados también de moléculas porque desde punto vista cuántico un la molécula cuyos espines de los electrones en las capas más externas sea un número par de electrones pues se comporta como las espinas tienen del electrón tiene un espigón medio cuando sumó un medio a parejas pues me quedo con un spin entero entonces la molécula también puede comportarse como un pozo y por lo tanto también se puede compensar en un condensado bose-einstein de una cosa que se intentó decir vamos a aplicar las técnicas de enfriado de gases formados por átomos individuales se logró iniciar

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