Noticias Científicas y Artículos del Equipo Facultativo
Nanoelectrónica Ultrarrápida con Nuevos Transductores de Plasmón
El futuro de la electrónica pasa por los circuitos nanoelectrónicos, los fotones y los plasmones. Los circuitos nanoelectrónicos ofrecen la posibilidad de controlar el transporte de cargas a escala nanométrica. Los elementos fotónicos permiten velocidades de procesamiento y transporte de datos con una capacidad superior a 1000 veces (> THz) a la de los componentes electrónicos. Sin embargo, la longitud de onda relativamente grande de la luz exige que los componentes ópticos sean demasiado grandes para competir en tamaño con la nanoelectrónica actual. Este problema se resuelve utilizando plasmones e integrándolos con circuitos nanoelectrónicos, lo que da lugar a un verdadero híbrido de óptica y electrónica a nanoescala. El resultado es una combinación de las pequeñas dimensiones de la nanoelectrónica con la rápida velocidad de funcionamiento de la...
Las Partículas de Materia Oscura Siguen sin Detectarse tras Dos de los Experimentos más Sensibles hasta la Fecha
El mayor detector de materia oscura del mundo,XENON1T, y un detector secundario,PandaX-II,, han publicado informes sobre los experimentos más recientes para detectar supuestas partículas de materia oscura. Con las mediciones más sensibles hasta la fecha, ambos equipos informan que no se han detectado partículas de materia oscura en ninguno de los dos detectores, un resultado que coincide con las nulas detecciones en el gran Colisionador de Hadrones y en otras instalaciones de detectores subterráneos.
Esquema del detector.
Para muchos de los que continúan con la búsqueda de la detección de partículas masivas de interacción extremadamente débil, los resultados se están utilizando para reducir el rango de posibles propiedades de la materia oscura y la sección transversal de las posibles interacciones con la materia "normal". Sin embargo, para otros investigadores, la preponderancia de la falta de...
Creación de Dispositivos Cuánticos más Eficientes Utilizando las Propiedades Cuánticas del Electrón
Una característica importante de los canales de nanotubos de carbono de pared simple ultralimpios es que un pequeño voltaje de puerta puede convertirlos en dispositivos de tipo n (dopados con electrones) en dispositivos de tipo p (dopados con agujeros). De este modo, es posible crear transistores cuánticos con características drásticamente diferentes bajo dopaje de electrones o de agujeros. El problema es que las propiedades de transporte intrínsecas de estos nanotubos son en su mayoría simétricas y para tener un dispositivo funcional es necesario crear una asimetría de transporte e-h.
La resolución de este problema permitiría crear transistores de nanotubos con una gigantesca asimetría de transporte e - h. Ello dará lugar a aplicaciones en la física de los sistemas nanoelectromecánicos de tamaño casi molecular, a dispositivos de qubits reducidos y a la creación...
Inversión del Flujo en un Sistema Cuántico
En la Física Clásica, las leyes termodinámicas determinan cuál será el flujo de materia o energía. Básicamente, se puede resumir con la famosa máxima: "La naturaleza aborrece el vacío". Todos los flujos tienden a homogeneizar las distintas regiones del espacio. Por ejemplo, si consideramos diferentes cuerpos en contacto, ambos alcanzarán las mismas temperaturas y, en este punto, se dice que están en equilibrio termodinámico entre sí. En un sistema, su estado de equilibrio termodinámico viene determinado por propiedades intensivas como la temperatura, la presión, el volumen, etc. Cuando el sistema está en equilibrio termodinámico, tiende a permanecer en este estado infinitamente y no cambiará espontáneamente.
El ejemplo más conocido de la termodinámica clásica de no equilibrio es la afirmación de Clausius: "Es imposible...
Nueva Confirmación del Valor Muónico del Radio del Protón
El conocimiento preciso del radio del protón es esencial, no sólo para comprender su estructura. Así, el estudio del átomo de hidrógeno ha sido el núcleo del desarrollo de la física moderna.
En 2013, este radio se extrajo de la espectroscopia láser del hidrógeno muónico (μp). Un hidrógeno muónico es un protón orbitado por un muón, que es una partícula subatómica elemental similar al electrón pero 207 veces más pesada. Fue un avance cuando el resultado mostró un valor para el radio de carga del protón que era significativamente menor, en cuatro desviaciones estándar, que las determinaciones anteriores utilizando hidrógeno regular. Esta discrepancia y su origen han atraído mucha atención en la comunidad científica, con implicaciones para el llamado Modelo Estándar de la física.
Desde entonces,...
Construcción del Experimento Subterráneo más Largo para Estudiar los Neutrinos
Los neutrinos son una de las partículas fundamentales que componen el universo. También son una de las menos conocidas. Los neutrinos son similares al electrón, el más conocido, pero con una importante diferencia: los neutrinos no tienen carga eléctrica. Por ello, no se ven afectados por las fuerzas electromagnéticas que actúan sobre los electrones. Por lo tanto, tienen muy poca interacción con la materia y son increíblemente difíciles de detectar. Los neutrinos son capaces de atravesar grandes distancias en la materia sin verse afectados por ella.
Para detectar los neutrinos se necesitan detectores muy grandes y muy sensibles. Normalmente, un neutrino de baja energía viaja a través de muchos años-luz de materia normal antes de interactuar con algo. En consecuencia, todos los experimentos con neutrinos terrestres se basan en la medición de la ínfima fracción de...
Nuevas Oscilaciones Cuánticas en el Grafeno
Las oscilaciones de las propiedades físicas de los materiales con el campo magnético son un fenómeno bien conocido e importante en la física. A pesar de tener una gran variedad de manifestaciones experimentales, sólo hay unos pocos tipos básicos de oscilaciones: las de origen cuántico o semiclásico. Las oscilaciones cuánticas están determinadas por la cuantización de Landau de los niveles de energía de los metales en campos magnéticos elevados y suelen observarse a temperaturas muy bajas y en materiales metálicos monocristalinos muy limpios.
El estudio de estas oscilaciones nos proporciona información importante sobre las propiedades de las partículas y los átomos. Por ejemplo, permite cartografiar la superficie de Fermi. También permite extraer información sobre las masas y el camino libre medio de las cuasipartículas y el grado de...
Nuevos Avances en el Aprendizaje Automático Cuántico
El aumento de la potencia de cálculo y la disponibilidad de datos ha llevado a las técnicas de aprendizaje automático a obtener resultados impresionantes en diversos campos como la regresión, la clasificación y la generación de datos. A pesar de estos éxitos, los supercomputadores clásicos se enfrentan a la complejidad de algunos problemas y la computación cuántica parece convertirse en una solución viable para acelerar las cosas (a viable solution). El aprendizaje automático es un campo en el que los algoritmos cuánticos pueden superar el enfoque clásico y se espera que los recursos cuánticos proporcionen ventajas para los problemas de aprendizaje. De hecho, el aprendizaje en presencia de ruido y ciertos problemas computacionalmente difíciles en el aprendizaje automático se identifican como direcciones prometedoras para el campo. También hay que abordar...
La Carrera por la Supremacía Cuántica
La revolución de la computación cuántica es un tema serio desde la década de 1980. En esa época, los teóricos se dieron cuenta de que un computador basado en la mecánica cuántica tenía el potencial de superar ampliamente a los computadores ordinarios o clásicos, en determinadas tareas.
Lo que hace que el computador cuántico sea tan especial es que nos ofrece un tercer tipo de bits donde los computadores típicos sólo tienen dos. En la computación cuántica, existe la superposición cuántica -esa extraña nube de "quizás" que ocupa una partícula antes de que observemos su existencia cimentada como uno de dos estados diferentes- para resolver problemas computacionales de gran complejidad. Estas máquinas pueden realizar tareas mucho más allá de la capacidad de los supercomputadores más potentes de la actualidad. Este nuevo...
Memorias Cuánticas para una Red de Internet Cuántica
La investigación sobre la comunicación cuántica es muy activa y recientemente se ha producido un gran avance en cuanto a la comunicación cuántica Tierra-Satélite, Teleportación y Comunicaciones Cuánticas por Satélite. Otro tema importante es el de la memoria cuántica, un elemento esencial para construir cualquier sistema cuántico y, en particular, para las redes cuánticas.
Las redes cuánticas construidas a partir de nodos cuánticos interconectados por fibra óptica abren múltiples oportunidades, como redes de criptografía cuántica de alta velocidad, computadores cuánticos a gran escala y simuladores cuánticos. Los requisitos para una tecnología de nodos cuánticos escalables son (i) el almacenamiento de información cuántica en una memoria cuántica, y (ii) la conversión bajo demanda de esta...
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