Los físicos han descubierto una nueva fase de la materia, el «estado líquido de bose quiral». Este estado, descubierto a través de la exploración de la frustración cinética en los sistemas cuánticos, exhibe propiedades sólidas como el espín de electrones inmutable y el entrelazamiento de largo alcance. El descubrimiento, que requiere altos campos magnéticos para la observación, amplía nuestra comprensión del mundo físico y podría tener aplicaciones en la codificación de datos digitales tolerantes a fallas.
Para los físicos experimentales, la frustración cuántica lleva a un descubrimiento fundamental
«El estado líquido de bose quiral» es una nueva fase de la materia, según el profesor Amherst de la UMass.
Un equipo de físicos, incluido el profesor asistente de la Universidad de Massachusetts, Tigran Sedrakyan, anunció recientemente en la revista Naturaleza que han descubierto una nueva fase de la materia. Llamado «el estado quiral de líquido bose», este descubrimiento abre una nueva vía en el esfuerzo de siglos para comprender la naturaleza del mundo físico.
En condiciones cotidianas, la materia puede ser un sólido, un líquido o un gas. Pero una vez que te aventuras más allá de lo cotidiano, a temperaturas que se aproximan[{» attribute=»»>absolute zero, things smaller than a fraction of an atom or which have extremely low states of energy—the world looks very different. “You find quantum states of matter way out on these fringes,” says Sedrakyan, “and they are much wilder than the three classical states we encounter in our everyday lives.”
Sedrakyan has spent years exploring these wild quantum states, and he is particularly interested in the possibility of what physicists call “band degeneracy,” “moat bands” or “kinetic frustration” in strongly interacting quantum matter.
Rendering of the moat band, which frustrates particles and leads to the chiral bose-liquid state. Credit: Tigran Sedrakyan
Typically, particles in any system bump into each other, and in so doing they cause predictable effects, like billiard balls knocking into each other and then reacting in a predictable pattern. In other words, the effects and the particles are correlated. But in a frustrated quantum system, there are infinite possibilities that stem from the interaction of particles—perhaps the billiard ball levitates or zooms off at an impossible angle—and some of these infinite possibilities can lead to novel quantum states.
What Sedrakyan and his colleagues have done is to engineer a frustration machine: a bilayer semiconducting device. The top layer is electron-rich, and these electrons can move freely. The bottom layer is filled with “holes,” or places that a roving electron can occupy. Then the two layers are brought extremely close together—interatomic close.
If the number of electrons in the top layer and holes in the bottom layer were equal, then you would expect to see the particles acting in a correlated manner, but Sedrakyan and his colleagues designed the bottom layer so that there is a local imbalance between the number of electrons and holes in the bottom layer. “It’s like a game of musical chairs,” Sedrakyan says, “designed to frustrate the electrons. Instead of each electron having one chair to go to, they must now scramble and have many possibilities in where they ‘sit’”.
This frustration kicks off the novel chiral edge state, which has a number of surprising characteristics. For instance, if you cool quantum matter in a chiral state down to absolute zero, the electrons freeze into a predictable pattern, and the emergent charge-neutral particles in this state will all either spin clockwise or counterclockwise. Even if you smash another particle into one of these electrons, or you introduce a magnetic field, you can’t alter its spin—it’s surprisingly robust and can even be used to encode digital data in a fault-tolerant way.
Even more surprising is what happens when an outside particle does smash into one of the particles in the chiral edge state. To return to the billiard-ball metaphor, you would expect to send the eight-ball flying when the cue ball smacks into it. But if the pool balls were in a chiral bose-liquid state, all 15 of them would react in exactly the same way when the eight-ball was struck. This effect is due to the long-range entanglement present in this quantum system.
It is difficult to observe the chiral bose-liquid state, which is why it has remained hidden for so long. To do so, the team of scientists, including theoretical physicists Rui Wang and Baigeng Wang (both of Nanjing University) as well as experimental physicists Lingjie Du (Nanjing University) and Rui-Rui Du (Peking University) designed a theory and an experiment that used an extremely strong magnetic field that is capable of measuring the movements of the electrons as they race for chairs.
“On the edge of the semiconductor bilayer, electrons and holes move with the same velocities,” says Lingjie Du. “This leads to helical-like transport, which can be further modulated by external magnetic fields as the electron and hole channels are gradually separated under higher fields.” The magneto-transport experiments therefore successfully reveal the first piece of evidence of the chiral bose-liquid, which the authors also call the “excitonic topological order” in the published paper.
Reference: “Excitonic topological order in imbalanced electron–hole bilayers” by Rui Wang, Tigran A. Sedrakyan, Baigeng Wang, Lingjie Du and Rui-Rui Du, 14 June 2023, Nature. DOI: 10.1038/s41586-023-06065-w
This work was supported by the National Key R&D Program of China, the National Natural Science Foundation of China, the Program for Innovative Talents and Entrepreneurs in Jiangsu, the Xiaomi Foundation, the Chinese Academy of Sciences, and the National Science Foundation.
SpaceX puso en órbita otro lote de sus satélites de Internet Starlink desde la Costa Espacial de Florida esta tarde (30 de octubre).
Un cohete Falcon 9 coronado por 23 naves espaciales Starlink despegó de la estación espacial de Cabo Cañaveral hoy a las 17:10 EDT (21:10 GMT).
La primera etapa del Falcon 9 regresó a la Tierra para un aterrizaje vertical aproximadamente ocho minutos después del despegue, como estaba previsto. Aterrizó en el dron SpaceX “A Shortfall of Gravitas”, estacionado en el Océano Atlántico.
Este fue el decimocuarto lanzamiento y aterrizaje de este propulsor en particular, según un Descripción de la misión SpaceX.
La etapa superior del Falcon 9 continuó su viaje hacia el cielo. Desplegará los 23 satélites Starlink en la órbita terrestre baja (LEO) aproximadamente 64 minutos después del despegue, si todo va según lo planeado.
SpaceX ya ha lanzado más de 100 misiones Falcon 9 en 2024, aproximadamente dos tercios de las cuales están dedicadas a construir la megaconstelación Starlink.
La compañía de Elon Musk opera actualmente cerca de 6.500 satélites Starlink en LEO, y cada vez hay más satélites en crecimiento, como muestra el despegue de hoy.
La NASA ha perfeccionado su lista de posibles lugares de aterrizaje cerca del polo sur de la Luna para su Misión Artemisa 3cuyo objetivo es devolver a los astronautas a la superficie lunar no antes de 2026.
Los nueve sitios preseleccionados, que fueron publicados por la NASA el lunes 28 de octubre, son geológicamente diversos y cada uno tiene el potencial de proporcionar nueva información sobre planetas rocososrecursos lunares y la historia de nuestra sistema solarsegún un declaración por la agencia.
Las ubicaciones específicas en las regiones candidatas se seleccionarán después de que se seleccionen las fechas objetivo del lanzamiento de Artemis 3, según el comunicado, porque estas fechas «dictarán las trayectorias orbitales y las condiciones ambientales de la superficie».
«Cualquiera de estas regiones de aterrizaje nos permitirá hacer ciencia asombrosa y hacer nuevos descubrimientos», dijo Sarah Noble, geóloga lunar de la División de Ciencias Planetarias de la sede de la NASA en Washington, DC, en el comunicado de prensa.
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La misión Artemis 3 tiene como objetivo aterrizar lo suficientemente cerca de áreas cercanas al polo sur de la Luna que nunca ven la luz del sol. En esos lugares, conocidos como regiones persistentemente sombreadas, los científicos sospechan que las capas de hielo que no se han distribuido durante miles de millones de años podrían contener pistas sobre la historia del sistema solar y proporcionar a los astronautas sistemas de soporte vital y combustible para cohetes.
Los MNT en regiones actualizadas también admiten aterrizajes por EspacioXdel Starship Human Landing System (HLS), que transportará a dos astronautas desde nave espacial orión atracado en órbita lunar en la superficie de la luna. EL Astronave HLS está diseñado para servir como hábitat para los miembros de la tripulación durante su estadía de una semana en la luna. También está previsto enviarlos de regreso a Orión cuando el tiempo venir.
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El contrato de SpaceX con NASA requiere que ejecute con éxito un aterrizaje de demostración sin tripulación en la superficie de la Luna antes de transportar astronautas en la misión tripulada Artemis 3. Retrasos en el desarrollo de Starship y también. problemas con el escudo térmico con la cápsula de Orión retrasó la misión Artemis 3 hasta al menos septiembre de 2026aproximadamente un año después de su fecha de lanzamiento original.
A principios de este año, la NASA nota Starship ha superado con éxito varias pruebas de sistemas de acoplamiento, así como más de 30 hitos relacionados con su desarrollo HLS. El siguiente paso crítico es que Starship HLS demuestre la transferencia de propulsor en órbita, ya que Starship no puede volar directamente a la Luna y debe repostar combustible en órbita. Tierra órbita con propulsor proporcionado por una rápida sucesión de al menos 10 lanzamientos de Starship antes de zarpar hacia la luna.
Al mismo tiempo, el desarrollo de un componente crítico por boeing para el nuevo de la NASA Sistema de lanzamiento espacial (SLS), llamado Bloque 1B –un cohete robusto diseñado para aumentar la cantidad de carga que SLS puede entregar a la Luna– cayó recientemente bajo una nube de incertidumbre cuando el gigante aeroespacial supuestamente consideró vender su negocio espacial en un contexto de crecientes problemas financieros. .
A informe exclusivo El Wall Street Journal señaló el viernes pasado (25 de octubre) que las discusiones de Boeing sobre la venta de sus operaciones espaciales, una medida encabezada por el nuevo director ejecutivo de la compañía, Kelly Ortberg, se encontraban «en una etapa temprana». Tampoco está claro qué parte del negocio podría venderse y es posible que la empresa mantenga su papel en el desarrollo de SLS, señala el informe.
Se espera que el vuelo inaugural del SLS Bloque 1B sea la misión de alunizaje Artemis 4, ahora programada para finales de 2028.
Mattel, el fabricante de juguetes detrás de grandes marcas como Barbie y Hot Wheels, está modernizando sus propiedades inmobiliarias, trasladando sus estudios y su centro de diseño a nuevos hogares.
La compañía, con sede en El Segundo, planea trasladar sus estudios a un edificio recientemente renovado de 60,000 pies cuadrados para 2025. Mattel firmó un acuerdo de varios años para arrendar el espacio de oficinas en 831 S. Douglas St.
El edificio, ubicado cerca de la actual sede de Mattel en Continental Boulevard, incluye estudios que la compañía utilizará para tomar fotografías y videos para promocionar sus productos, así como un patio con fogatas, una parrilla y un área de cocina. El edificio está cerca de otros servicios, incluidos restaurantes, un club deportivo de alto nivel, hoteles y tiendas. Durante los últimos 30 años, Mattel ha alojado sus estudios en su campus, que incluye varios edificios.
La transacción inmobiliaria es parte de los esfuerzos de Mattel para renovar sus oficinas, ya que la compañía apunta a impulsar la productividad y la creatividad en el lugar de trabajo y al mismo tiempo atraer nuevos empleados. A medida que los trabajadores comienzan a regresar a la oficina después de la pandemia de COVID-19, las empresas están tratando de hacer que la oficina sea más atractiva para los empleados acostumbrados al trabajo remoto.
El edificio industrial, que forma parte del campus de Continental Park de Continental Development Corp., fue transformado recientemente para incluir un área de producción de estudio para satisfacer las necesidades creativas de Mattel.
«Los empleadores han estado trabajando para darles a sus empleados razones para querer regresar a la oficina e interactuar con sus pares», dijo Bob Tarnofsky, vicepresidente ejecutivo de bienes raíces de Continental Development. «Las comodidades que ofrecen son muy superiores a las que normalmente veíamos antes de COVID». »
A medida que los empleadores reconsideran el futuro del trabajo, no es raro que las empresas firmen contratos de arrendamiento a más corto plazo, dijo Tarnofsky. Mattel, sin embargo, firmó un contrato de arrendamiento a largo plazo. Se negó a decir cuánto pagó Mattel por el contrato de arrendamiento y cuánto dura.
Este año, Mattel también anunció que trasladaría su centro de diseño, ubicado en Mariposa Avenue durante más de tres décadas, a un edificio recientemente renovado en 2026. El centro, donde los empleados diseñan cabello, ropa y otras piezas de juguete, se ubicará en un espacio de oficinas de 167,767 pies cuadrados conocido como Grand + Nash en 2160 E. Grand Ave. Mattel compró el espacio por 59 millones de dólares a New York Life Insurance.
«Nos estamos embarcando en una importante modernización interior de nuestra sede en 333 Continental Boulevard, infundida con los mismos principios de diseño e inspirada en los esfuerzos de modernización de oficinas de Mattel en todo el mundo», David Traughber, vicepresidente senior de finanzas y director de Mattel. bienes raíces globales, dijo en un comunicado.
Los edificios que actualmente albergan el centro de diseño y operaciones de estudio de Mattel son instalaciones arrendadas que la compañía dejará libres.
En diciembre de 2023, Mattel tenía aproximadamente 33.000 empleados en más de 35 países de todo el mundo, según el informe anual de la empresa. La empresa tiene aproximadamente 2000 empleados en El Segundo y ofrece a sus empleados un ambiente de trabajo híbrido.