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

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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.