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Los físicos describen extrañas 'cuasipartículas' que desafían la clasificación

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Ilustración conceptual del fermión de Majorana.

Las partículas conocidas como fermiones (ilustración) no pueden compartir el mismo estado.Crédito: Román Andrade 3Dcienca / Biblioteca de Imágenes Científicas

Los físicos teóricos han propuesto la existencia de un nuevo tipo de partícula que no encaja en las clasificaciones tradicionales de fermiones y bosones. Su “partícula parabólica” descrita en naturaleza El 8 de enero1no es el primero que se propone, pero el modelo matemático detallado que lo caracteriza podría dar lugar a experimentos en los que se genere utilizando una computadora cuántica. La investigación también indica la posibilidad de que existan en la naturaleza partículas elementales no descubiertas.

En un desarrollo separado, se publicó a fines del año pasado en ciencias2los físicos demostraron experimentalmente por primera vez otro tipo de partícula que no es ni un bosón ni un fermión (un “ion”) en un hipotético universo unidimensional. Cualquieron ya esta creado Sólo en sistemas 2D.

Debido a su comportamiento inusual, tanto las cuasipartículas como los anyons algún día podrían desempeñar un papel en hacer que las computadoras cuánticas sean menos propensas a errores.

Propiedades de las partículas

En una época en la que los físicos comenzaban a comprender la estructura de los átomos, Hace un sigloEl teórico nacido en Austria Wolfgang Pauli propuso que dos electrones no podían ocupar el mismo estado: que si dos electrones se veían obligados a estar en el mismo estado, surgiría una fuerza repulsiva entre ellos. El principio de exclusión de Pauli es crucial para la forma en que los electrones que orbitan alrededor de un núcleo atómico se organizan en capas, en lugar de que todos ellos queden relegados al estado de energía más bajo posible.

Pauli y otros pronto se dieron cuenta de que esta regla de exclusión empírica se aplicaba no sólo a los electrones, sino a una clase más amplia de partículas, incluidos protones y neutrones, a las que llamaron fermiones. Por el contrario, las partículas a las que les gusta compartir el mismo estado (lo que incluye, por ejemplo, los fotones de un rayo láser) se conocen como bosones. (Paoli y sus colaboradores también descubrieron por qué el hecho de que una partícula sea un fermión o un bosón está relacionado con el momento angular intrínseco de la partícula, o “giro”).

Matemáticamente, la propiedad básica de los fermiones es que cuando dos de ellos cambian de posición, la “función de onda” que representa su estado cuántico colectivo cambia, lo que significa que se multiplica por -1. Para los bosones, la función de onda permanece sin cambios. Los primeros teóricos cuánticos sabían que, en principio, podría haber otros tipos de partículas cuyas funciones de onda cambien de maneras más complejas cuando intercambian posiciones. En la década de 1970, los investigadores descubrieron los anyons, que sólo pueden existir en universos con una o dos dimensiones.

Los físicos Ziyuan Wang, ahora en el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Garching, Alemania, y Caden Hazard de la Universidad Rice en Houston, Texas, han construido un modelo de cuasipartículas que pueden existir en cualquier número de dimensiones y con propiedades diferentes a aquellas. encontrado en fermiones o bosones. En particular, estas partículas están sujetas a su propio tipo de exclusión de Pauli. “No es del todo sorprendente que esto sea posible”, dice Kasia Regzner, física matemática de la Universidad de York en el Reino Unido. “Pero aún así es genial”.

Wang dice que se le ocurrieron las extrañas reglas de intercambio por casualidad en 2021, mientras se preparaba para su doctorado. “Fue el momento más emocionante de mi vida”, dice. Wang añade que debería ser posible, aunque difícil, alcanzar estos estados de cuasipartículas en una computadora cuántica.

aniones 1D

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Cam Fowler brilla en el juego número 1000, Blackhawks y Blues se ponen físicos: conclusiones clásicas del invierno

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Escrito por Scott Powers, Mark Lazerus y Jeremy Rutherford

Chicago – escena nhl La pista ubicada entre las líneas de primera y tercera base en Wrigley Field no decepcionó en el Clásico de Invierno del martes, cuando una gran multitud desafió la lluvia fría y los vientos tempestuosos para disfrutar de la vista, los fuegos artificiales y un breve concierto de Smashing Pumpkins. el Black Hawk Llegaron en el tren L y salieron de la estación Addison con los patines al hombro, como niños caminando hacia un estanque. El tiempo (en su mayor parte) mejoró a tiempo, todo se hizo según lo previsto y la NHL realmente no podía pedir más.

Entonces el disco cayó.

El ambiente era prístino, pero el juego era tan desequilibrado y entrecortado como el de Black Hawk. Blues Hizo lo que hicieron los Blackhawks y los Blues en el evento emblemático de la temporada regular de la liga. St. Louis anotó dos goles tempranos en el juego de poder y nunca miró hacia atrás, obteniendo una victoria por 6-2. St. Louis tiene ahora marca de 3-0 en el Clásico de Invierno y Chicago tiene marca de 0-5.

Aquí hay algunas conclusiones:

cam fowlerquien antes era la selección general número 12 Patos de Anaheim En 2010, jugó 991 partidos para la organización antes de ser traspasado a los St. Louis Blues el 14 de diciembre.

La esposa de Fowler, Jasmine, señaló que su partido número 1.000 en la NHL será en el Winter Classic en Chicago.

“Todo el día va a ser muy surrealista”, dijo Fowler el lunes en vísperas del partido al aire libre. “El partido en sí será una experiencia increíble y, cuando combinemos los logros personales, será un día especial”.

Fowler no sabía en ese momento lo especial que era.

En su segundo turno, el defensor anotó su primer gol del partido en el juego de poder y los Blues tomaron una ventaja de 1-0.

Alguien agarró el disco y momentos después el recuerdo estaba en posesión del entrenador atlético de los Blues, Ray Burrell.

Al final de la segunda mitad, Fowler anotó su segundo gol del partido, consolidando lo que seguramente será un recuerdo de la carrera de un jugador que creció a unas tres horas de distancia en Windsor, Ontario.

Peter Mrazek Esta fue la razón principal por la que los Blackhawks estuvieron en juegos durante la mayor parte de los primeros dos meses de la temporada. Partido tras partido, los mantuvo competitivos, tal como lo hizo la temporada pasada.

Pero Mrazek no ha estado cerca del portero en todo el mes de diciembre. En los seis partidos que jugó Mrazek en el mes, permitió cuatro o más goles en cinco partidos, y el otro se fue en la primera mitad por una lesión. Con los cinco goles que concedió el martes, terminó el mes deteniendo 110 de 134 tiros para un porcentaje de salvamento de .821.

Mrazek se perdió algunas semanas en diciembre por una lesión en la cadera. La apertura del martes fue la tercera desde su regreso. Los Blackhawks estaban aprovechando la red más de lo esperado porque Laurent BrossoitProblemas de lesiones, pero Mrazek no cree que la carga de trabajo haya contribuido a su lesión. Sin embargo, los Blackhawks son conscientes de que Mrazek tiene un historial reciente de lesiones en la ingle y es posible que deban tener cuidado con él en la ofensiva. Podrías pensar que esto significa más iniciación. Arvid Söderblom Durante la segunda mitad de la temporada, o al menos hasta que Brossoit esté listo para regresar. Soderblom no estuvo mucho mejor en su último inicio, permitiendo cinco goles en el partido. Estrellas de Dallas Domingo.

En cualquier estadio de béisbol, los vestuarios no son ideales para un equipo de hockey que viene por unos días. Pero Wrigley Field resultó ser un desafío adicional para los Blues visitantes, y para un jugador en particular.

Para llegar desde la pista de patinaje hasta el vestuario de los Blues, los jugadores caminaban en patines a través del dugout y subían una gran cantidad de escaleras. Lo hicieron antes del partido, durante el intermedio y, por supuesto, después de la bocina final.

Pues bien, tras el primer tiempo del partido del martes, las cámaras de TNT captaron al delantero de los Bleus Alexei Torobchenko Dio un paso aterrador a la vez mientras bajaba las escaleras y regresaba al hielo.

El enfoque cauteloso de Torobchenko puede haber provocado algunas risas entre quienes vieron el video, pero puede decir que terminó el partido de manera segura sin romperse ninguno de sus tobillos.

Connor Bedard Ha sido la cara del Clásico de Invierno desde que se anunció por primera vez hace 11 meses. Ha sido entrevistado desde dentro del famoso marcador de campo, ha estado practicando bateo con el ex jugador de los Cachorros Ryan Dempster, ha lanzado pelotas de tenis desde los tejados al otro lado de la calle, ha sido parte de innumerables sesiones de fotos y ha sido el centro de atención durante los últimos dos días. Y aunque a Bedard no le gusta particularmente la atención extra que está recibiendo, ciertamente aprecia la oportunidad que tienen los Blackhawks en Wrigley Field.

“Es un edificio antiguo, y eso me parece realmente fascinante, la historia del deporte”, dijo. “Es un gran lugar. Tuve que recorrerlo un poco y caminar por la sala y esas cosas… Es divertido estar aquí”.


Las camisetas de Connor Bedard estaban por todas partes dentro y fuera del Wrigley Field. (Scott Powers/El Atlético)

Bedard es la razón principal por la que los Blackhawks eligieron albergar este juego. Ya es uno de los nombres más importantes del deporte y una de las caras más comercializables de la liga. Después de practicar y patinar en familia el lunes, Bedard dijo que el Clásico de Invierno ya era “una de las experiencias más geniales de mi vida hasta ahora, y el juego ni siquiera ha comenzado todavía”.

Sin embargo, una vez que todo empezó, el talento de los Blackhawks, de 19 años, no fue un factor importante. Aparte de la gran posibilidad de rebote poco antes Dylan Holloway Le dio a los Blues una ventaja de 4-1 en el segundo tiempo, y Bedard estuvo mayoritariamente tranquilo. Terminó con solo un pase secundario para un gol tardío de poder. Tyler Bertuzzi.

Blues Zach Bolduc Ciertamente tuvo un gran éxito en el partido cuando sacó. sala de taylor En el banquillo.

Momentos antes de que los Blackhawks dejaran caer oficialmente el balón, los líderes del equipo… Nick Foligno y brayden shane – Participar en una caída de disco de celebración.

Por supuesto, todos fueron sonrisas para esa foto, pero no estaban sonriendo al final de la segunda mitad.

Después de que Fowler diera a los Blues una ventaja de 5-1, Foligno y Schenn se enfrentaron en el enfrentamiento que siguió.

Con los Blues en el asiento del conductor, Shane probablemente no necesitaba convocar la pelea, y probablemente estaba dudando de sí mismo después de que Foligno consiguió dos golpes, pero eso es hockey.

(Imagen superior: Danielle Bartel/Imagine Images)



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Franz Wagner y el Orlando Magic se enorgullecen de ser “físicos” y hacer que todo funcione

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Los Ángeles – magia de orlando adelante Franz Wagner Es el Jugador de la Semana de la Conferencia Este, la octava elección del Draft de la NBA de 2021 y se encuentra en el último año de su contrato de novato antes de que comience su extensión de cinco años y 224 millones de dólares. Pero todavía no es exactamente un nombre conocido. esta semana, el atleta Le preguntó cómo describiría su juego a las personas que no lo han visto jugar.

“No sé si hay alguien con quien pueda decir que realmente juego cerca”, dijo el alemán de 23 años, que vio crecer al miembro del Salón de la Fama Dirk Nowitzki. “Creo que definitivamente soy como un base alto, diría eso. Soy un jugador perimetral, pero muy alto. Intento hacer muchas cosas diferentes ahí fuera. Y espero que cuando me vean jugar, “Ven que me estoy divirtiendo y que estoy jugando por las razones correctas. Eso es lo que espero que la gente vea”. Cuando me ven jugar”.

La gente también verá una estrella –y un equipo– en ascenso. Esto fue evidente el jueves por la noche, Cuando Wagner metió un triple ganador más Lakers de Los Ángeles Ala Cam se sonroja Dándole a Orlando la victoria 119-118, que es la séptima victoria del Magic en los últimos ocho juegos.

“Está en la parte superior de la llave, estoy mirando”. Galeno sugiere Dijo sobre la posesión final de Orlando con el balón en las manos de Wagner. “Tenemos un hombre en cada ala y normalmente quieres quitar uno de ellos, así tienes espacio para conducir. Llegó al punto en el que no quería tomar atajos y estropearlo, así que lo miré fijamente y dijo: 'Tienes que acertar'.

Y eso es exactamente lo que hizo Wagner, culminando una actuación de 37 puntos y 10 asistencias. Lo que es aún más impresionante es que la reciente buena racha de Orlando se produjo sin un delantero All-Star. Paolo Bancheroque se desgarró el oblicuo el 30 de octubre vs. toros de chicago Ha estado marginado desde entonces. El Magic cayó a 3-6 en un momento, pero gracias en gran parte a Wagner, pudieron cambiar las cosas.

Durante este tramo de dos semanas, en el que Orlando ganó siete de ocho partidos, Wagner promedió 28,1 puntos, 6,9 asistencias, 2,1 robos y 2,6 triples por partido. Contra los Lakers, Wagner tuvo 11 asistencias y cuatro robos, el máximo de la temporada, por segunda noche consecutiva. Ha estado haciendo todo mientras jugaba como ala-pivote, con la selección de primera ronda Tristan da Silva comenzando como alero pequeño con Banchero fuera.

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Hollinger: Franz Wagner escribe la historia del origen de los All-Stars

“Creo que se trata más de quién maneja el balón en el pick-and-roll y cosas así, esa siempre es una gran clave”, dijo Wagner el miércoles sobre sus responsabilidades con o sin Banchero en la cancha. “Siento que estaba haciendo más de lo que me pidieron hace un tiempo con Paolo fuera, pero, sinceramente, no ha sido un cambio tan grande.

Wagner, que mide 6 pies 10 pulgadas y pesa 220 libras (aunque insiste en que es más grande: “¡230! ¡Pon un poco más, 230! ¡Estoy trabajando!”), siempre ha desempeñado un papel ofensivo versátil para Orlando. Él y Banchero fueron titulares la temporada pasada, cuando el Magic llegó a la postemporada por primera vez en cuatro años. Orlando todavía dirige su ofensiva a través de Banchero para comenzar la temporada, a pesar de la selección de Suggs y la lotería de 2023. Antonio Negro En octubre se les dio más responsabilidad. Con Banchero fuera, los toques por partido de Wagner aumentaron de 46,4 en octubre a 72,2 en noviembre.

Además de crear oportunidades para él y para los demás, Wagner sigue siendo un jugador hábil sin balón. Su tiro de tres puntos, que está en un aceptable 35 por ciento esta temporada, llega después de un año olvidable la temporada pasada. Pero Wagner siempre ha sido un cortador agudo, utilizando constantemente su combinación de tamaño y agilidad para presentarse como un objetivo atractivo.

Las contribuciones ofensivas de Wagner son cruciales, especialmente para un equipo del Magic que ocupó el puesto 22 en eficiencia ofensiva la temporada pasada y ha caído al puesto 25 esta temporada. Fue irónico que el Magic venciera a los Lakers por tres puntos considerando que el Magic es el equipo con menos precisión en tiros de tres puntos de la liga esta temporada con un 30,9 por ciento.

Pero Orlando es un equipo ganador por su forma de defender. El Magic permite 105,2 puntos por cada 100 posesiones, la segunda mayor cantidad Trueno de la ciudad de Oklahoma y Cohetes de Houston. Orlando es la única defensiva de la Conferencia Este clasificada entre las ocho mejores. Podría decirse que el Magic es la defensa más física de la liga, con una plantilla que prioriza el tamaño posicional.

“Eso es algo en lo que los entrenadores se han concentrado mucho y estamos muy orgullosos de ello como equipo”, dijo Wagner sobre el físico de Orlando. “Al comenzar la temporada, incluso la temporada pasada, al llegar al campo de entrenamiento, probablemente hay algunas cosas que deberían considerarse faltas. Realmente no sancionamos esas cosas en la práctica. Creo que simplemente se convierte en un hábito. Y creo que a lo largo del curso “… No van a sancionar todas las faltas, ¿sabes a qué me refiero? Así que es difícil hacer eso en 82 juegos, pero creo que estamos haciendo un buen trabajo. de jugar duro cada partido.

Además de Wagner, Banchero de 6-10 y 250 libras y Da Silva de 6-8 como delanteros, Orlando tiene tres centros útiles de 270 libras. Wendell Carter Jr. (Actualmente lesionado) 6-11, 245 libras Moritz Wagner (hermano de Franz) y 6-10, 250 libras Goga Bitadze. Los bases son 6-5 Suggs (que todavía defiende como un jugador de fútbol) y 6-7 Black. El asiento cuenta con un protector de peso de 210 libras. Gary Harris6-6 selección de lotería de 2023 Jett Howard Y un ala-pivote de 6-10 jonathan isaac. El entrante “promedio” puede ser el doble de grande NBA héroe Papa Kentavious Caldwellun escolta de 6-5 y 204 libras que, a sus 31 años, es el jugador de mayor edad en la rotación.

Toda esa juventud y tamaño le permite al Magic liderar la NBA en la menor cantidad de puntos permitidos de segunda oportunidad, ocupar el segundo lugar en porcentaje de rebotes defensivos y puntos permitidos en la pintura y el cuarto en porcentaje de pérdidas de balón del oponente. Magia perdida Clippers de Los Ángeles el miércoles, pero forzó 25 pérdidas de balón en el partido.

Esta es una continuación de cómo lució el Magic la temporada pasada, cuando ganaron 47 juegos y terminaron quintos en la Conferencia Este. solo lobos de minnesota y celtas de boston Fueron mejores a la defensiva que Orlando en 2023-24. Esta fue la primera vez desde 2010-11 que el Magic tuvo una defensa entre los cinco primeros. Los temas comunes esta temporada y la pasada incluyeron aspectos negativos como una alta tasa de faltas (24° en tasa de intentos de tiros libres de los oponentes la temporada pasada, 22° esta temporada) pero también aspectos positivos como permitir un bajo número de triples (Orlando terminó cuarto en la menor cantidad de intentos de tiros). 3 permitidos la temporada pasada y ocupa el tercer lugar esta temporada).

Ver el partido de Orlando no es para personas débiles de corazón. El Magic ocupa el puesto 25 en ritmo esta temporada y nunca ha estado por encima del 24 en puntos por partido durante las cuatro temporadas del entrenador Jamal Moseley. Promedian 106,8 puntos por partido, lo que ocupa el primer lugar en… 76ers de Filadelfia y Pelícanos de Nueva Orleans. Ningún equipo permite menos puntos por partido (103,2) que Orlando. Los Clippers son el único otro equipo de la NBA que no anota ni permite al menos 110 puntos.

“El primero arriba 80”, dijo el entrenador de los Clippers, Tyronn Lue, antes del partido del miércoles contra el Magic, refiriéndose a lo duro que es el juego ofensivo para ambos equipos.

Mosley dijo que sus jugadores “estuvieron completamente de acuerdo en cómo queremos jugar”.

“No sé si somos el equipo más físico de la liga o no”, dijo Mosley, quien era el coordinador defensivo del equipo. Mavericks de Dallas Antes de asumir el mando de Orlando en 2021. “La película muestra mucho. Vemos películas, miramos tiros, miramos la defensa, miramos cómo golpeamos la pelota de baloncesto. Cómo intentamos hacerlo mejor sin cometer faltas. Realmente no es un número, más que cualquier otra cosa, pero creo que nuestra capacidad para mirarlo realmente y verlo y saber exactamente de qué estamos tratando de deshacernos, qué estamos tratando de imponer.

Con un récord de 10-7, Orlando está cerca de donde estaba la temporada pasada, con una oportunidad real de tener la ventaja de jugar en casa en la primera ronda de los playoffs. El fuerte juego de Wagner con Banchero fuera de la alineación, combinado con el hecho de que el Magic es uno de los cuatro equipos del Este con un récord ganador, le da a Wagner una oportunidad real de hacer su primera aparición en el Juego de Estrellas. Aún queda trabajo por hacer, pero Wagner está contento con el lugar donde se encuentran ahora él y su equipo, y eso fue antes de anunciar el enfrentamiento de su equipo contra los Lakers.

“Creo que estoy jugando bien”, dijo Wagner el miércoles por la noche. “Es una situación nueva para mí. Así que trato de tomarla como un desafío y tratar de crecer a partir de ella. Y ya sabes, trato de hacerlo lo mejor que puedo en cada partido”.

(Foto de Franz Wagner y Kentavious Caldwell Pope: Julio Aguilar/Getty Images)



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Predicción: 2025 es el año en que la computación cuántica avanza de qubits físicos a qubits lógicos

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La computación cuántica ha sido durante mucho tiempo un tema de fascinación y entusiasmo, y promete resolver problemas complejos que exceden con creces las capacidades de las computadoras clásicas. A medida que nos adentramos en 2025, esta tecnología transformadora está preparada para dar un gran salto adelante, avanzando de qubits físicos a qubits lógicos. Este cambio representa un momento crucial en el viaje de la industria cuántica, que allana el camino para desarrollos interesantes en diversas industrias y aborda desafíos técnicos que, hasta ahora, han limitado el potencial de las computadoras cuánticas.

Anticipando el salto de los qubits físicos a los lógicos

De forma similar a los clásicos. Computadoras Los bits se utilizan para almacenar información, ya que las computadoras cuánticas se basan en el uso de qubits físicos para almacenar información cuántica. Desafortunadamente, los qubits físicos son sensibles al ruido ambiental, lo que los hace propensos a errores y no son adecuados para resolver grandes problemas computacionales. Esta limitación se puede superar mediante la corrección de errores cuánticos, que codifica información en múltiples qubits físicos para crear unidades más confiables y resistentes a errores llamadas qubits lógicos. Esta transformación permitirá que las computadoras cuánticas aborden problemas del mundo real, trasladando la tecnología de aplicaciones experimentales a aplicaciones prácticas a gran escala.

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Los físicos han domesticado por primera vez partículas fundamentales de muones en un haz altamente controlado

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Un trabajador camina a lo largo de una línea de haz de neutrinos en las instalaciones experimentales de neutrinos en J-parc en el pueblo de Tokai en 2008.

Un trabajador de las instalaciones de experimentos de neutrinos en el Complejo de Investigación del Acelerador de Protones de Japón (J-PARC) en Tokai.Crédito de la imagen: Dai Kurokawa/EPA/Shutterstock

Por primera vez, los investigadores han acelerado muones (los primos más pesados ​​e inestables de los electrones) en un haz estrictamente controlado, acercando la visión del colisionador de muones a la realidad.

Un equipo del Complejo de Investigación del Acelerador de Protones de Japón (J-PARC) en Tokai disparó un rayo láser a una corriente de muones para detener las partículas que se mueven rápidamente. A continuación, los investigadores utilizaron un campo eléctrico para acelerar estos muones “enfriados” hasta aproximadamente el 4% de la velocidad de la luz. Los resultados, que aún no han sido revisados ​​por pares, se publicaron el 15 de octubre en el servidor de preimpresión arXiv.1.

Este logro representa un “gran paso adelante” en el enfoque necesario para construir una comunidad colisionador lunarque pueden usarse para realizar mediciones exquisitamente sensibles necesarias para descubrir nueva física, pero son más pequeños y probablemente más baratos de construir que otros colisionadores de partículas, dice Tova Holmes, física de partículas de la Universidad de Tennessee, Knoxville.

Los muones son partículas fundamentales de vida corta que son casi idénticas a los electrones, pero son más de 200 veces más masivas. Durante la última década, ha habido un impulso cada vez mayor hacia la construcción de un colisionador de muones compacto que pueda igualar o superar las energías logradas por los colisionadores de protones y electrones en expansión, como el Gran Colisionador de Hadrones de 27 kilómetros de largo del CERN, el laboratorio europeo de física de partículas cerca de Ginebra. , Suiza. Un colisionador de muones de 10 kilómetros de largo puede producir partículas con la energía equivalente a la de una máquina de protones de 90 kilómetros de diámetro, porque los muones son partículas fundamentales, lo que significa que toda su energía se destina a cada colisión. Por otro lado, se producen colisiones de protones entre sus quarks constituyentes.

Partículas difíciles

Pero los muones son muy difíciles de acelerar porque existen sólo dos microsegundos antes de desintegrarse en un electrón y dos tipos de partículas. neutrino. También disparan en diferentes direcciones a diferentes velocidades, lo que los hace difíciles de domesticar con un haz estrecho y de alta intensidad. Aunque los investigadores han acelerado muones antes, los haces están “muy alejados”, dice el coautor del estudio Shusei Kamioka, físico de partículas de la Organización de Investigación de Aceleradores de Alta Energía en Tsukuba, Japón. Como resultado, los haces son demasiado rebeldes para usarse en mediciones sensibles.

Para superar este obstáculo, Kamioka y sus colegas dispararon un haz de muones cargados positivamente, un análogo de la antimateria muónica llamada antimuones, en un aerogel de sílice, un material similar a una esponja que a menudo se utiliza como aislante térmico. Cuando los muones positivos chocan con los electrones del aerogel, se forman átomos de muonio neutros. Los investigadores dispararon un láser a estos átomos para despojarlos de sus electrones, convirtiéndolos nuevamente en muones positivos que estaban casi congelados en su lugar. Este proceso de enfriamiento hizo que las velocidades y direcciones de las partículas fueran uniformes.

Luego, los investigadores utilizaron un campo eléctrico para acelerar estos lentos muones a una energía de 100 keV, logrando una velocidad de aproximadamente el 4% de la velocidad de la luz.

Aunque los resultados son prometedores, aún queda un largo camino por recorrer antes de que los colisionadores de muones se conviertan en una realidad, afirma Holmes. Este enfoque deberá ampliarse para producir haces más estrechos y de mayor densidad, afirma.

Kameoka dijo que él y sus colegas están desarrollando la tecnología para acelerar los muones al 94 por ciento de la velocidad de la luz y esperan lograrlo para 2028. “Este es nuestro próximo hito”, dice.

Además de construir un futuro colisionador, los físicos podrían utilizar haces de muones de alta energía en experimentos que podrían ir más allá del modelo estándar de física de partículas, como medir con precisión el misterioso magnetismo del muón, que ha demostrado ser más fuerte de lo que predice la teoría, dice Kamioka.

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Los físicos observan por primera vez quarks entrelazados

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La rueda de 100 toneladas fue bajada 80 metros bajo tierra en la caverna ATLAS en el nivel del LHC del CERN.

El detector ATLAS, parte del Gran Colisionador de Hadrones, está situado a 100 metros bajo tierra, donde mide diversas propiedades de partículas de alta energía.Fuente: Maximilian Price/CERN

Los científicos lo han notado por primera vez. Entrelazamiento cuántico – Es el estado en el que las partículas se mezclan, por lo que pierden su individualidad y no pueden describirse por separado – entre quarks. Este logro, logrado en el CERN, el laboratorio europeo de física de partículas cerca de Ginebra, Suiza, puede abrir la puerta a futuras investigaciones de información cuántica en partículas de altas energías.

El entrelazamiento se ha medido en partículas como electrones y fotones durante décadas, pero es un fenómeno delicado y más fácil de medir en ambientes de baja energía o “silenciosos”, como refrigeradores ultrafríos que contienen Computadoras cuánticas. Colisiones de partículas, como las que ocurren entre protones en el CERN Gran Colisionador de Hadronesson relativamente ruidosos y tienen mucha energía, lo que hace que el enredo causado por sus escombros sea mucho más difícil de medir, como escuchar un silbido en un concierto de rock.

Para observar el entrelazamiento en el LHC, los físicos que trabajan en el detector ATLAS analizaron alrededor de un millón de pares de quarks top y antitop, las partículas fundamentales más pesadas conocidas y sus contrapartes de antimateria. Encontraron evidencia estadísticamente convincente de entrelazamiento, lo informaron en septiembre del año pasado y lo describieron en detalle hoy en Science Daily. naturaleza1Los físicos que trabajan en el otro detector principal del LHC, el CMS, también confirmaron la observación del entrelazamiento en un informe publicado en el servidor de preimpresión arXiv en junio.2.

“Es realmente interesante porque es la primera vez que se puede estudiar el entrelazamiento con las energías más altas posibles obtenidas con el LHC”, dice Julia Nigro, física de partículas de la Universidad Purdue en West Lafayette, Indiana, que trabajó en el análisis del CMS.

Los científicos no tenían ninguna duda de que los pares de quarks superiores podían entrelazarse. Modelo estándar de física de partículas La mejor teoría actual sobre las partículas fundamentales y las fuerzas a través de las cuales interactúan se basa en la mecánica cuántica, que describe el entrelazamiento. Pero los investigadores dicen que esta última medición sigue siendo valiosa.

“En realidad no se espera que la mecánica cuántica se rompa, ¿verdad?”, dice Juan Aguilar Saavedra, físico teórico del Instituto de Física Teórica de Madrid. “Tener un resultado predecible no debería impedirle medir las cosas que importan”.

Picos temporales

Hace años, durante una pausa para el café, Yoav Avek, físico experimental de la Universidad de Chicago en Illinois, y Juan Muñoz de Nova, físico de la materia condensada de la Universidad Complutense de Madrid, se preguntaron si se podría observar el entrelazamiento en un colisionador. Su conversación se convirtió en un trabajo de investigación.3 quien estableció un camino para medir el entrelazamiento utilizando top quarks.

Los pares de quarks top y anti-top que surgen después de la colisión de protones tienen vidas extremadamente cortas: duran alrededor de 10-25 Artículos de segunda clase. Luego se descomponen en moléculas de vida más larga.

Estudios previos4 Descubrieron que durante sus cortas vidas, los quarks superiores pueden tener un “giro” coherente, una propiedad cuántica similar al momento angular. Afek y Muñoz de Nova se dieron cuenta de que esta analogía podría ampliarse para mostrar que los espines de los quarks superiores no sólo están correlacionados, sino que están verdaderamente entrelazados. Han seleccionado un parámetro, Dpara describir el grado de correlación. si D Si es inferior a -1/3, los quarks superiores se entrelazarán.

Parte de lo que hizo que la propuesta de Avek y Muñoz de Nova finalmente funcionara fue la corta vida útil de los quarks top. “Nunca se podría hacer eso con quarks más ligeros”, dice James Howarth, físico experimental de la Universidad de Glasgow en el Reino Unido, que formó parte del análisis ATLAS con AFIC y Muñoz de Nova. Los quarks realmente odian la separación, por lo que después de sólo 10 minutos, los quarks pueden descomponerse en quarks más pequeños.-24 El quark top se desintegra lo suficientemente rápido como para no tener tiempo de “convertirse en hadrones” y perder su información de espín al mezclarse, dice Haworth. En cambio, añade, “toda esta información se transfiere a sus propias partículas de desintegración”. Esto significa que los investigadores pueden medir las propiedades de los productos de desintegración para trabajar hacia atrás e inferir las propiedades de los top quarks originales, incluido el espín.

Después de medir experimentalmente el giro del quark top, los dos equipos compararon sus resultados con las predicciones teóricas. Pero los modelos de producción y desintegración del quark top no coincidían con las mediciones del detector.

Los investigadores de ATLAS y CMS han abordado la incertidumbre de diferentes maneras. Por ejemplo, el equipo de CMS descubrió que agregar “toponio” (un estado hipotético en el que un quark superior y un antiquark están unidos) a sus análisis ayudó a que la teoría y los experimentos concordaran mejor.

Al final, ambos experimentos alcanzaron fácilmente el umbral de entrelazamiento de -1/3, con la medición ATLAS D Eso es -0,537 y CMS mide -0,480.

Coronación

La observación exitosa del entrelazamiento de los quarks top puede mejorar la comprensión de los investigadores sobre la física de los quarks top y allanar el camino para futuras pruebas de entrelazamiento de alta energía. Hay otras partículas, por ejemplo bosón de HiggsIncluso se pueden utilizar para realizar la prueba de Bell, que es una prueba más estricta de reticulación.

Afek dice que el experimento del quark top puede cambiar la forma de pensar de los físicos. “Al principio fue un poco difícil convencer a la comunidad” de que el estudio valía la pena, dice. Después de todo, el entrelazamiento es la base de la mecánica cuántica y ha sido verificado una y otra vez.

Pero el hecho de que el entrelazamiento no haya sido explorado a fondo a altas energías es justificación suficiente para Avik y otros entusiastas del fenómeno. “La gente se ha dado cuenta de que ahora se pueden empezar a utilizar colisionadores de hadrones y otros tipos de colisionadores para realizar estas pruebas”, afirma Haworth.

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Las celebraciones del 30.º aniversario de PlayStation comienzan con una banda sonora digital, obsequios físicos y una prueba gratuita de Gran Turismo 7.

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entre lanzamiento Astrobot y el La revelación de PS5 Pro parece accidentalPuede que te hayas perdido detalles sonyCelebraciones planeadas para celebrar el 30 aniversario de PlayStation.

A Publicación oficial del blog en PlayStation BlogEn un artículo escrito por la vicepresidenta de marketing global de Sony Interactive Entertainment, Isabel Tomatis, detalla lo que podemos esperar de este gran aniversario para la marca PlayStation.

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Los físicos transforman moléculas en un estado cuántico exótico, poniendo fin a una búsqueda de décadas

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Datos de distribución de velocidad del gas de átomos de rubidio, que muestran condensados ​​de Bose-Einstein.

Datos de distribución de velocidades de un gas de átomos de rubidio antes, durante y después de la aparición de los condensados ​​de Bose-Einstein. El pico se forma cuando todos los átomos ocupan el estado de energía cuántica más bajo posible.Crédito: Instituto Nacional de Estándares y Tecnología/Biblioteca de Imágenes Científicas

El extraño estado de la materia se volvió más extraño y más útil. Los físicos han logrado enfriar moléculas hasta el punto de que cientos de ellas encajan entre sí, formando un estado cuántico gigante. Estos sistemas podrían usarse para explorar físicas exóticas, como la creatividad. Sólidos que pueden fluir sin resistencia.O podría constituir la base de un nuevo tipo de computadora cuántica.

Los físicos han estado creando estados similares, conocidos como condensados ​​de Bose-Einstein, con átomos desde 1995, y Lo utilizan para comprender una amplia gama de fenómenos cuánticos.. Pero también ansiaban fabricar esos condensadores a partir de moléculas estables. Las moléculas interactúan de maneras más complejas que los átomos, lo que brinda mayores oportunidades para la investigación y las tecnologías cuánticas. Pero también es difícil enfriarlos hasta las milmillonésimas de grado por encima del cero absoluto necesarias para formar condensados.

“Los físicos llevan más de una década intentando crear condensados ​​de partículas de Bose-Einstein”, dice Giacomo Valtolina, físico del Instituto Fritz Haber de Berlín. Investigación publicada en naturaleza el 3 de junio1“Él es el primero en lograr este objetivo”, afirma. “Este artículo es muy interesante”.

grotesco

Los físicos cuánticos predijeron en la década de 1920 que cuando la materia se enfriara hasta cerca del cero absoluto, comenzaría a comportarse de maneras extrañas. El principio de incertidumbre de Heisenberg Cuanto más precisamente conozcamos el momento de una partícula, dice, mayor será la incertidumbre en su ubicación. Si el material se enfría tanto que se vuelve casi estacionario, la incertidumbre en su posición aumenta. Una vez que la incertidumbre se vuelve mayor que la distancia entre las partículas, se vuelven indistinguibles y se superponen para ocupar un único estado cuántico de menor energía, el condensado de Bose-Einstein.

Este sistema exhibe un comportamiento cuántico colectivo bien controlado a escala microscópica, lo que permite a los investigadores utilizarlo como campo de juego para simular fenómenos como Tipos extraños de magnetismo Y el Radiación de Hawking emitida por un agujero negro típico. Los condensados ​​se han utilizado como sensores cuánticos y relojes atómicos. Hasta que fue al espacio.

Las moléculas son más complejas que los átomos, afirma Sebastian Weyl, físico de la Universidad de Columbia en la ciudad de Nueva York, quien dirigió el trabajo reciente. Pueden girar y vibrar de maneras que son imposibles para los átomos, y las moléculas polares (que tienen extremos cargados tanto positiva como negativamente) pueden interactuar a grandes escalas a través de fuerzas electromagnéticas. Dado que estas interacciones de largo alcance “determinan las propiedades de la materia que nos rodea”, los condensados ​​moleculares permitirán a los físicos simular y comprender una gama mucho más amplia de fenómenos, afirma.

Pero hay un problema. “En comparación con los átomos, las moléculas son más difíciles de controlar y enfriar”, dice Zoe Yan, física de la Universidad de Chicago en Illinois.

Las estructuras sueltas conocidas como partículas de Fishbach ya se han convertido en condensados ​​anteriormente. Pero en las moléculas estables, la etapa final del enfriamiento, que es la conversión de las nubes en condensado, se ve frustrada por reacciones químicas entre las moléculas en colisión. Estas interacciones calientan las moléculas y hacen que escapen de la nube, dejando muy pocas moléculas con las que trabajar.

Weil y su equipo encontraron una manera de evitar estas colisiones en una nube de moléculas polares, cada una formada por un átomo de sodio y un átomo de cesio. El equipo aplicó dos tipos diferentes de campos de microondas a la nube, uno para hacer girar las partículas y el otro para hacerlas oscilar. Juntos, estos campos orientan las moléculas de modo que siempre se repelen entre sí. “Esto resultó ser fundamental”, dice Will.

Esta repulsión evitó colisiones, lo que permitió al equipo enfriar aún más las moléculas expulsando las más calientes, sin perder demasiadas. El resultado fue un condensado de más de 1.000 moléculas, enfriado a 6 milmillonésimas de grado por encima del cero absoluto. La característica distintiva de los condensados ​​de Bose-Einstein “se manifiesta claramente”, afirma Valtolina.

Los resultados son “sorprendentes”, dice Yan. “Realmente inspirarán y motivarán al resto de la comunidad molecular fría”.

Etapas extrañas

Los condensados ​​moleculares de Bose-Einstein se pueden utilizar de innumerables formas. Una posibilidad, dice Valtolina, es crear fases exóticas de supersolidez, donde el sólido fluya sin resistencia. Hasta ahora esto sólo se había logrado en gases atómicos con interacciones magnéticas, y ahora puede lograrse en moléculas polares, cuyas interacciones son “mucho más fuertes”, afirma.

Los físicos también podrán probar predicciones sobre cómo se comportará esta materia exótica. Al ajustar los campos de microondas para permitir cierta interacción entre las moléculas, el equipo espera ver el sistema separarse en gotas cuánticas, una nueva fase de la materia, dice Weil. Al confinar los condensados ​​en dos dimensiones con un láser, el equipo también espera observar las moléculas mientras se organizan, bajo un microscopio, para formar una especie de cristal. “Esto es algo que nunca fue posible”, dice Will.

Weil añade que las moléculas de condensado también podrían constituir la base de un nuevo tipo de ordenador cuántico. Debido a que cada partícula se encuentra en un estado conocido e idéntico, se puede separar para formar bits cuánticos, o qubits, las unidades de información en una computadora cuántica. Los estados de espín cuántico de las partículas, que pueden usarse para almacenar información, pueden permanecer fuertes durante minutos, lo que permite cálculos largos y complejos.

La reacción ante el artículo “fue algo que nunca antes había experimentado”, dice Weil. “A la gente realmente le gusta el potencial de esto”.

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