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Los físicos están construyendo un láser atómico que puede permanecer encendido para siempre

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Los físicos están construyendo un láser atómico que puede permanecer encendido para siempre

Los físicos de la Universidad de Amsterdam están construyendo un láser atómico que puede permanecer encendido indefinidamente. Crédito: UVA

Hoy en día, imaginar nuestra vida diaria sin láseres es difícil. Los láseres se utilizan en impresoras, reproductores de CD, dispositivos de medición, punteros, etc.

Lo que hace que los láseres sean tan especiales es que utilizan ondas de luz coherentes: toda la luz dentro de un láser vibra completamente sincronizada. Mientras tanto, la mecánica cuántica nos dice que las partículas como los átomos también deben considerarse ondas. Como resultado, podemos construir ‘[{» attribute=»»>atom lasers’ containing coherent waves of matter. But can we make these matter waves last, so that they may be used in applications?

In research that was published in the journal Nature on June 8, a team of physicists from the University of Amsterdam shows that the answer to this question is affirmative.

Getting bosons to march in sync

The concept that underlies the atom laser is the so-called Bose-Einstein Condensate, or BEC for short.

Elementary particles in nature occur in two types: fermions and bosons. Fermions are particles like electrons and quarks – the building blocks of the matter that we are made of. Bosons are very different in nature: they are not hard like fermions, but soft: for example, they can move through one another without a problem. The best-known example of a boson is the photon, the smallest possible quantity of light.

But matter particles can also combine to form bosons – in fact, entire atoms can behave just like particles of light. What makes bosons so special is that they can all be in the exact same state at the exact same time, or phrased in more technical terms: they can ‘condense’ into a coherent wave. When this type of condensation happens for matter particles, physicists call the resulting substance a Bose-Einstein Condensate.

Coherent Matter Waves

The central part of the experiment in which the coherent matter waves are created. Fresh atoms (blue) fall in and make their way to the Bose-Einstein Condensate in the center. In reality, the atoms are not visible to the naked eye. Image processing by Scixel. Credit: UvA

In everyday life, we are not at all familiar with these condensates. The reason: it is very difficult to get atoms to all behave as one. The culprit destroying the synchronicity is temperature: when a substance heats up, the constituent particles start to jiggle around, and it becomes virtually impossible to get them to behave as one. Only at extremely low temperatures, about a millionth of a degree above absolute zero (about 273 degrees below zero on the Celsius scale), is there a chance of forming the coherent matter waves of a BEC.

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Fleeting bursts

A quarter of a century ago, the first Bose-Einstein Condensates were created in physics labs. This opened up the possibility to build atom lasers – devices that literally output beams of matter – but these devices were only able to function for a very short time. The lasers could produce pulses of matter waves, but after sending out such a pulse, a new BEC had to be created before the next pulse could be sent out.

For a first step towards an atom laser, this was still not bad. In fact, ordinary, optical lasers were also made in a pulsed variant before physicists were able to create continuous lasers. But while the developments for optical lasers had gone very fast, the first continuous laser being produced within six months after its pulsed counterpart, for atom lasers the continuous version remained elusive for more than 25 years.

It was clear what the problem was: BECs are very fragile, and are rapidly destroyed when light falls on them. Yet the presence of light is crucial in forming the condensate: to cool a substance down to a millionth of a degree, one needs to cool down its atoms using laser light. As a result, BECs were restricted to fleeting bursts, with no way to coherently sustain them.

A Christmas present

A team of physicists from the University of Amsterdam has now managed to solve the difficult problem of creating a continuous Bose-Einstein Condensate. Florian Schreck, the team leader, explains what the trick was. “In previous experiments, the gradual cooling of atoms was all done in one place. In our setup, we decided to spread the cooling steps not over time, but in space: we make the atoms move while they progress through consecutive cooling steps. In the end, ultracold atoms arrive at the heart of the experiment, where they can be used to form coherent matter waves in a BEC. But while these atoms are being used, new atoms are already on their way to replenish the BEC. In this way, we can keep the process going – essentially forever.”

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While the underlying idea was relatively simple, carrying it out was certainly not. Chun-Chia Chen, first author of the publication in Nature, recalls: “Already in 2012, the team – then still in Innsbruck – realized a technique that allowed a BEC to be protected from laser cooling light, enabling for the first time laser cooling all the way down to the degenerate state needed for coherent waves. While this was a critical first step towards the long-held challenge of constructing a continuous atom laser, it was also clear that a dedicated machine would be needed to take it further.

“On moving to Amsterdam in 2013, we began with a leap of faith, borrowed funds, an empty room and a team entirely funded by personal grants. Six years later, in the early hours of Christmas morning 2019, the experiment was finally on the verge of working. We had the idea of adding an extra laser beam to solve a last technical difficulty, and instantly every image we took showed a BEC, the first continuous-wave BEC.”

Having tackled the long-standing open problem of creating a continuous Bose-Einstein Condensate, the researchers have now set their minds on the next goal: using the laser to create a stable output beam of matter. Once their lasers can not only operate forever but can also produce stable beams, nothing stands in the way of technical applications anymore, and matter lasers may start to play an equally important role in technology as ordinary lasers currently do.

Reference: “Continuous Bose–Einstein condensation” by Chun-Chia Chen, Rodrigo González Escudero, Jirí Minár, Benjamin Pasquiou, Shayne Bennetts and Florian Schreck, 8 June 2022, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-022-04731-z

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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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