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Noticias de ciencia y artículos de la Facultad

Nueva Técnica Computacional para Resolver la Ecuación de Schrödinger Para Muchas Partículas

Uno de los objetivos de la teoría de la estructura electrónica es describir con precisión sistemas poliatómicos cada vez más complejos. La cuestión más difícil en este tipo de problemática de muchos cuerpos es describir la correlación de los electrones. Mientras que el 99% de la cuestión se resuelve con el principio de variación clásico, en el 1% restante ocurre mucha física importante. Para estudiar este 1%, existen tres métodos conocidos y uno de ellos se denomina Teoría de Cúmulos Acoplados.

La suposición básica de la teoría de cúmulos acoplados es que la función de onda exacta de muchos electrones puede generarse mediante la operación de un operador exponencial sobre un único determinante. El operador de excitación puede escribirse como una combinación lineal de excitaciones simples, dobles,...

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La Liquidez de los Materiales Granulares

física de materiales Dec 22, 2017

Es fácil caminar por la arena de una playa. Pero pisar una piscina de bolas es enseguida más difícil. Tanto la arena como las piscinas de bolas son materiales granulares. Este tipo de materiales están formados por conjuntos de pequeñas partículas o granos. Su particularidad es que pueden comportarse como sólidos o líquidos en función de su densidad y otros parámetros físicos.

La física de los materiales granulares es compleja y en las últimas décadas se han propuesto muchos modelos. Sin embargo, la industria utiliza mucho estas propiedades físicas para procesar materiales utilizando, por ejemplo, "lechos fluidizados". Estos lechos particulares están formados por una mezcla de fluido y sólido y presentan propiedades similares a las de los fluidos. Se considera una mezcla heterogénea de fluido y sólido que puede representarse mediante una única...

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Invención de un Componente Esencial para los Computadores Cuánticos

Por: Dr. Olivier Alirol, Físico de Resonance Science Foundation 

Una de las dificultades de fabricar sistemas cuánticos es que los qubits deben mantenerse coherentes durante todo el proceso. Así, debido a la tecnología actual, los qubits deben estar muy cerca unos de otros, a una distancia entre 10 y 20 nm, para poder comunicarse. Esto deja poco espacio para colocar la electrónica necesaria para que un computador cuántico funcione. Y una de estas partes esenciales para hacer un circuito funcional es el circulador.

El circulador, al igual que el aislante, es crucial en los sistemas de comunicación para la manipulación de las señales. Por ejemplo, en el caso de una señal de RF, el aislador puede utilizarse para proteger a otros componentes de RF de una reflexión excesiva de la señal. Por otro lado, el circulador de RF suele utilizarse para controlar la dirección del flujo de la...

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La Disposición Especial de la Materia en las Biomoléculas Protege la Coherencia Cuántica

Se han producido fotones cuánticos entrelazados en una clase de macromoléculas biológicas conocidas como proteínas verdes fluorescentes (derivadas de organismos bioluminiscentes como las medusas). Además de producir fotones entrelazados, se descubrió que la estructura y la forma de la proteína verde fluorescente (GFP) protegían los fotones de la decoherencia por fuentes ambientales. El reciente experimento ha dado un vuelco al pensamiento convencional reinante sobre la posibilidad de estados cuánticos no triviales en el sistema biológico.

"Las proteínas fluorescentes (FPs) han recibido una importante atención en la investigación biomédica (microscopía de fluorescencia, dinámica intracelular y tecnología de genes reporteros) debido a su alta eficiencia cuántica en los procesos de absorción-emisión, y a su capacidad para fusionarse con otras...

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Nueva Comprensión del Mecanismo de los Superconductores de Alta Temperatura

física cuántica Dec 20, 2017

Desde que en 1986 se descubriera la superconductividad de alta temperatura en los compuestos de óxido de cobre denominados cupratos, los científicos han tratado de entender cómo estos materiales pueden conducir la electricidad sin resistencia a temperaturas cientos de grados por encima de las temperaturas ultrabajas que requieren los superconductores convencionales. Estas propiedades, más allá de ser un verdadero reto científico, tienen también un enorme interés para fines industriales, ya que permiten un ahorro potencialmente enorme en la generación y el transporte de electricidad.

Uno de los mejores materiales candidatos a superconductor de alta temperatura siguen siendo los cupratos. Los resultados recientes sugieren que la causa del fenómeno está relacionada con las franjas fluctuantes. Los experimentos han establecido que las franjas de carga son universales en los superconductores de cupratos...

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Nueva Forma de Crear un Monopolo Magnético

En la teoría de Maxwell, sólo faltaba una pieza para una simetría perfecta entre las fuerzas eléctricas y magnéticas, los monopolos magnéticos. Como demostró teóricamente Dirac, la existencia de este único monopolo magnético explicaría la cuantización de la carga eléctrica en todo el Universo. Desde entonces, la búsqueda de estos monopolos magnéticos -como partículas elementales reales o cuasipartículas efectivas- ha sido una gran preocupación para los físicos y es de gran importancia. Su existencia o descubrimiento podría conducir a la unificación de las interacciones fundamentales, otro gran problema de nuestro siglo.

A pesar de la falta de pruebas experimentales de los monopolos elementales en la naturaleza, los monopolos magnéticos pueden surgir de forma indirecta o matemática. Por ejemplo, la rotación nuclear de...

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La Ruptura de las Ondas de Electrones Proporciona Nuevas Pistas sobre la Superconductividad de Alta Temperatura

Por: Dra. Amira Val Baker, Astrofísica de Resonance Science Foundation

La superconductividad es un efecto muy buscado, pero por desgracia sólo entra en este estado a temperaturas extremadamente bajas. Los conductores normales son dispendiosos e ineficientes, por lo que el deseo de comprender la superconductividad y replicar los efectos a temperaturas más altas es primordial.

Un equipo de científicos cree ahora que puede estar al borde de estos importantes conocimientos. En un experimento realizado en el Laboratorio Nacional de Brookhaven, el equipo dirigido por Hu Miao utilizó una técnica denominada dispersión inelástica de rayos X resonante (RIXS) para seguir la posición y la carga de los electrones.

Lo que descubrieron es que a altas temperaturas, cuando la superconductividad desaparece, poderosas ondas de electrones comienzan a desacoplarse y a comportarse de forma independiente. El estudio de estas ondas permite...

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Una Partícula sin Masa que Podría Revolucionar la Electrónica

Por: Dr. Olivier Alirol, Físico de Resonance Science Foundation 

En 2015, tras 85 años de búsqueda, los investigadores confirmaron la existencia de una partícula sin masa llamada fermión de Weyl. Con la capacidad única de comportarse como materia y antimateria dentro de un cristal, esta cuasipartícula es como un electrón sin masa. La historia comenzó en 1928, cuando Dirac propuso una ecuación para la unificación fundacional de la mecánica cuántica y la relatividad especial al describir la naturaleza del electrón.  Esta nueva ecuación sugería tres formas distintas de partículas relativistas: los fermiones de Dirac, de Majorana y de Weyl. Y recientemente, se ha descubierto un análogo de los fermiones de Weyl en ciertos materiales electrónicos que presentan un fuerte acoplamiento orbital de espín y un comportamiento...

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Nuevos Conocimientos sobre la Dinámica del Campo Magnético de los Agujeros Negros

En 2015, los astrónomos confirmaron por primera vez la existencia de un intenso campo magnético alrededor del horizonte de sucesos de un agujero negro supermasivo. Este descubrimiento tan esperado encajaba una pieza importante en la comprensión del modo en que los agujeros negros afectan al espacio que los rodea. Este descubrimiento fue de gran importancia porque se cree que estos campos magnéticos impulsan a los agujeros negros supermasivos. Además, puso décadas de trabajo teórico en un terreno de observación sólido.

Los agujeros negros son mucho más complejos que la representación común como enormes aspiradoras galácticas que aspiran todo lo que se acerca demasiado. En realidad, son más bien motores cósmicos. Actúan como un convertidor que bombea materia y libera una intensa radiación que puede ser expulsada a través de miles de años luz en...

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Astrónomos Analizan un Sistema Estelar Anómalo en Busca de Indicios de una Civilización Inteligente Avanzada

Evaluación de las especulaciones sobre los datos del telescopio espacial Kepler de que una megaestructura alienígena puede ser la causa de la extraña señal de ocultación espectral de KIC 8462852.

Por: William Brown, Biofísico de Resonance Science Foundation

Detección de exoplanetas; la misión Kepler

La Kepler Mission es un programa de la NASA para localizar e identificar planetas habitables en nuestra región local de la galaxia. Para ello, se analiza la luz de estrellas lejanas recogida por el telescopio espacial Kepler. Cuando un planeta pasa por delante de la estrella a la que orbita, lo que se conoce como tránsito, la luz de la estrella sufrirá una reducción de luminosidad muy diminuta, aunque detectable (los planetas grandes también son potencialmente identificables por el "bamboleo" gravitatorio que provocan en la estrella madre).

Este ligero descenso de la luminosidad de la...

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