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Detección de materia oscura con computadoras cuánticas

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Detección de materia oscura con computadoras cuánticas

En un nuevo avance, los científicos del Fermilab del Departamento de Energía de EE. UU. han encontrado una manera de detectar la materia oscura utilizando computadoras cuánticas.

La materia oscura representa alrededor del 27% del balance de materia y energía del universo, pero los científicos no saben mucho al respecto. Saben que hace frío, lo que significa que las partículas que componen la materia oscura se mueven lentamente. También es difícil detectar directamente la materia oscura porque no interactúa con la luz. Sin embargo, los científicos del Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) del Departamento de Energía de EE. UU. han descubierto una forma de usar computadoras cuánticas para buscar materia oscura.

Aaron Chou, investigador principal de Fermilab, trabaja en la detección materia negra gracias a la ciencia cuántica. Como parte del programa QuantISED de la Oficina de Física de Alta Energía del DOE, desarrolló una forma de utilizar qubits, el componente principal de[{» attribute=»»>quantum computing systems, to detect single photons produced by dark matter in the presence of a strong magnetic field.

How quantum computers could detect dark matter

A classical computer processes information with binary bits set to either 1 or 0. The specific pattern of ones and zeros makes it possible for the computer to perform certain functions and tasks. In quantum computing, however, qubits exist at both 1 and 0 simultaneously until they are read, due to a quantum mechanical property known as superposition. This property allows quantum computers to efficiently perform complex calculations that a classical computer would take an enormous amount of time to complete.

“Qubits work by manipulating single excitations of information, for example, single photons,” said Chou. “So, if you’re working with such small packets of energy as single excitations, you’re far more susceptible to external disturbances.”

Akash Dixit

Akash Dixit works on the team that uses quantum computers to look for dark matter. Here, Dixit holds a microwave cavity containing a superconducting qubit. The cavity has holes in its side in the same way the screen on a microwave oven door has holes; the holes are simply too small for microwaves to escape. Credit: Ryan Postel, Fermilab

In order for qubits to operate at these quantum levels, they must reside in carefully controlled environments that protect them from outside interference and keep them at consistently cold temperatures. Even the slightest disturbance can throw off a program in a quantum computer. With their extreme sensitivity, Chou realized quantum computers could provide a way to detect dark matter. He recognized that other dark matter detectors need to be shielded in the same way quantum computers are, further solidifying the idea.

“Both quantum computers and dark matter detectors have to be heavily shielded, and the only thing that can jump through is dark matter,” Chou said. “So, if people are building quantum computers with the same requirements, we asked ‘why can’t you just use those as dark matter detectors?’”

Where errors are most welcome

When dark matter particles traverse a strong magnetic field, they may produce photons that Chou and his team can measure with superconducting qubits inside aluminum photon cavities. Because the qubits have been shielded from all other outside disturbances, when scientists detect a disturbance from a photon, they can infer that it was the result of dark matter flying through the protective layers.

“These disturbances manifest as errors where you didn’t load any information into the computer, but somehow information appeared, like zeroes that flip into ones from particles flying through the device,” he said.

Aaron Chou

Scientist Aaron Chou leads the experiment that searches for dark matter using superconducting qubits and cavities. Credit: Reidar Hahn, Fermilab

So far, Chou and his team have demonstrated how the technique works and that the device is incredibly sensitive to these photons. Their method has advantages over other sensors, such as being able to make multiple measurements of the same photon to ensure a disturbance was not just caused by another fluke. The device also has an ultra-low noise level, which allows for a heightened sensitivity to dark matter signals.

Even the slightest disturbance can throw off a program in a quantum computer. With their extreme sensitivity, Aaron Chou realized quantum computers could provide a way to detect dark matter.

“We know how to make these tunable boxes from the high-energy physics community, and we worked together with the quantum computing people to understand and transfer the technology for these qubits to be used as sensors,” Chou said.

From here, they plan to develop a dark matter detection experiment and continue improving upon the design of the device.

Using sapphire cavities to catch dark matter

“This apparatus tests the sensor in the box, which holds photons with a single frequency,” Chou said. “The next step is to modify this box to turn it into kind of a radio receiver in which we can change the dimensions of the box.”

By altering the dimensions of the photon cavity, it will be able to sense different wavelengths of photons produced by dark matter.

Sapphire Photon Cavities

These new sapphire photon cavities will help lead the team closer to running dark matter experiments that combine aspects from both physics and quantum science. Credit: Ankur Agrawal, University of Chicago

“The waves that can live in the box are determined by the overall size of the box. In order to change what frequencies and which wavelengths of dark matter we want to look for, we actually have to change the size of the box,” said Chou. “That’s the work we’re currently doing; we’ve created boxes in which we can change the lengths of different parts of it in order to be able to tune into dark matter at different frequencies.”

The researchers are also developing cavities made from different materials. The traditional aluminum photon cavities lose their superconductivity in the presence of the magnetic field necessary for producing photons from dark matter particles.

“These cavities cannot live in high magnetic fields,” he said. “High magnetic fields destroy the superconductivity, so we’ve made a new cavity made out of synthetic sapphire.”

Developing these new, tunable sapphire photon cavities will lead the team closer to running dark matter experiments that combine aspects from both physics and quantum science.

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SpaceX lanza 23 satélites Starlink desde Florida (vídeo, fotos)

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SpaceX lanza 23 satélites Starlink desde Florida (vídeo, fotos)

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.

Un cohete SpaceX Falcon 9 lanza 23 satélites de Internet Starlink a órbita desde la estación espacial de Cabo Cañaveral en Florida, el 30 de octubre de 2024. (Crédito de la imagen: SpaceX)

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.

Un cohete SpaceX Falcon 9 se encuentra en la cubierta de un barco en el mar poco después de poner en órbita 23 satélites de Internet Starlink desde la estación espacial de Cabo Cañaveral en Florida, el 30 de octubre de 2024. (Crédito de la imagen: SpaceX)
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La NASA anuncia 9 posibles lugares de alunizaje para la misión lunar Artemis 3

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La NASA anuncia 9 posibles lugares de alunizaje para la misión lunar Artemis 3

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.

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Mattel renueva sus espacios de trabajo a medida que los empleados regresan a la oficina

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Mattel renueva sus espacios de trabajo a medida que los empleados regresan a la oficina

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.

Mattel planea trasladar sus estudios a un edificio recientemente renovado de 60.000 pies cuadrados para 2025.

(Cortesía de Continental Development Corp.)

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.

Espacios de trabajo dentro de un edificio de oficinas.

El interior de un edificio al que Mattel trasladará sus estudios para 2025. Mattel ha firmado un contrato de varios años para alquilar las oficinas en 831 S. Douglas St.

(Cortesía de Continental Development Corp.)

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.

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«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.

Una zona de terraza

Un patio con fogatas es parte de las comodidades del edificio.

(Cortesía de Continental Development Corp.)

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.

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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.

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