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Cómo la OMM mide la luz solar

La OMM ha lanzado un nuevo video sobre el papel fundamental que juega el Centro Mundial de Radiación de la OMM en la “Medición de la luz del sol”.

 

Si bien el clima de la Tierra está influenciado por muchos factores, entre ellos los gases de efecto invernadero, las temperaturas oceánicas y las erupciones volcánicas, el sol juega un papel particularmente central. Por lo tanto, los científicos confían en las mediciones de la radiación solar para estudiar la variabilidad y el cambio climáticos y pronosticar el clima.

 

El video fue lanzado a medida que la OMM organiza reuniones de alto nivel sobre las prioridades futuras para las ciencias e investigaciones meteorológicas, climáticas y ambientales. Hay un enfoque especial en traducir los avances científicos en servicios fáciles de usar para la sociedad.

“La radiación solar es realmente lo que nos da el tiempo y el clima que tenemos”, explica Thomas Peterson, presidente de la Comisión de Climatología de la OMM, en el video. “Los trópicos cálidos, los polos fríos, es la cantidad de energía solar que impacta y cómo se distribuye alrededor del planeta, cuánto se absorbe en el océano, cuánto golpea la superficie de la tierra”.

Las mediciones de radiación también son esenciales para los tomadores de decisiones en la industria de la energía solar. Para calcular cuánta electricidad producirá una instalación de energía solar propuesta, necesitan saber cuánta luz solar estará disponible en días soleados y días nublados, o en días cortos de invierno versus largos días de verano.

Según Oliver Knight, especialista senior en energía del Grupo del Banco Mundial, “las mediciones de radiación de alta calidad son fundamentales para aumentar la potencia solar.

Estas estimaciones son utilizadas por los responsables de la toma de decisiones y los inversores comerciales para identificar ubicaciones adecuadas para las plantas de energía solar”.

Sin embargo, medir la luz del sol no es tan fácil como parece. Las mediciones a largo plazo son comparables de un lugar a otro, de vez en cuando, y de instrumento a instrumento son esenciales. Esto requiere un esfuerzo especial para calibrar finamente miles de instrumentos terrestres en todo el mundo.

El P.M.O.D.  en Davos, Suiza, ha estado estudiando cómo medir la luz solar durante más de cien años. Sirviendo como el Centro de Radiación Mundial de la OMM desde 1971, mantiene el estándar principal para medir la irradiancia del Sol, la llamada Referencia Radiométrica Mundial. Esto garantiza que estos instrumentos altamente sensibles, conocidos como pirheliómetros, sean precisos y sus datos sean comparables.

“Nuestro papel es asegurarnos de que todos usen la misma escala precisa para medir la irradiación solar a fin de hacer que esas mediciones sean comparables entre sí y de las medidas que se tomaron en el pasado y que se tomarán en el futuro”, dijo Wolfgang Finsterle. El es responsable de mantener el “World Standard Group” que comprende los seis instrumentos de medición con los que se comparan los instrumentos de todo el mundo.

Sin esta colaboración internacional, liderada por la OMM para llevar a cabo este riguroso trabajo detrás de escena, los científicos tendrían una comprensión mucho más débil del sistema climático, y la industria de la energía solar sería menos eficiente.

El World Standard Group en el World Radiation Centre de la OMM  está en Davos

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La teoría cuántica retrocausal que mostraría cómo el futuro puede afectar al pasado

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Lo que Einstein llamó una acción “espeluznante” a distancia podría teóricamente ser la evidencia de la retrocausalidad, lo que sería la partícula equivalente a que tengamos un dolor de estómago hoy debido al mal almuerzo de mañana.

La retrocausalidad es principalmente un experimento de pensamiento en la filosofía de la ciencia basado en elementos de la física, sobre si el futuro puede afectar el presente y si el presente puede afectar al pasado. Una cuestión que se aborda a menudo en las consideraciones filosóficas de los viajes en el tiempo.

Si bien algunas discusiones sobre la retrocausalidad se limitan a la ciencia marginal o a la pseudociencia, algunas teorías físicas con legitimidad corriente han sido a veces interpretadas como conducentes a la retrocausalidad.

Tal es el caso de la investigación de un par de físicos de EE. UU. y Canadá, quienes examinaron más de cerca algunos supuestos básicos de la teoría cuántica y decidieron que a menos que descubriéramos que el tiempo necesariamente funcionaba de una manera, las mediciones hechas a una partícula podían hacer eco tanto atrás en el tiempo como en el futuro.

La mecánica cuántica es extraña. Y parte de esa rareza se reduce al hecho de que en un nivel fundamental, las partículas no actúan como bolas de billar sólidas rodando por una mesa, sino como una nube borrosa de posibilidades que se desplaza por una habitación.

Esta nube borrosa se pone en foco cuando tratamos de medir las partículas, lo que significa que sólo podemos ver una bola blanca golpear una negra hacia el agujero de la esquina, y nunca incontables bolas blancas golpear bolas negras en cada agujero.

Hay un argumento entre los físicos sobre si esa nube de posibilidades quizás representa algo real, o si es sólo una representación conveniente.

Un físico llamado Huw Price afirmó en 2012 que si las extrañas probabilidades detrás de los estados cuánticos reflejan algo real, y si nada restringe el tiempo a una sola dirección, la bola negra en esa nube de quizás podría, teóricamente, salir del agujero y golpear la bola blanca.

La teoría que podría probar que el futuro influye en el pasado

Matthew S. Leifer de la Universidad Chapman en California y Matthew F. Pusey del Instituto Perimeter de Física Teórica en Ontario también se preguntaban si el mundo cuántico podría ser diferente cuando se trata de tiempo.

La pareja intercambió algunos de los supuestos de Price y aplicó su nuevo modelo a algo llamado teorema de Bell, que es una gran cuestión en toda esta acción a distancia.

John Stewart Bell dijo que las cosas extrañas que suceden en la mecánica cuántica no pueden explicarse nunca por las acciones ocurren cerca. Es como si nada estuviera causando que la multitud de bolas de billar tome caminos tan variados. En un nivel fundamental, el Universo es aleatorio.

Pero ¿qué pasa con las acciones que ocurren en otro lugar o en algún otro tiempo? ¿Puede algo lejano influenciar esa nube sin tocarla?

Si dos partículas están conectadas en el espacio en algún punto, medir una propiedad de una de ellas instantáneamente establece el valor para la otra, no importa dónde se haya movido en el Universo.

Este “enredo” ha sido probado una y otra vez con el teorema de Bell, tapando las lagunas que podrían mostrar que realmente están interactuando a nivel local de alguna manera, a pesar de que parezca que lo hagan a una distancia.

Pero si la causalidad retrocediera, significaría que una partícula podría llevar la acción de su medida hacia atrás en el tiempo hasta cuando estaba enredada, afectando a su pareja.

Esa es la hipótesis que Leifer y Pusey estaban sopesando.

Científicos analizan avances en observatorio de rayos gamma

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Con el objeto de discutir y presentar los resultados científicos más recientes obtenidos por el observatorio de rayos gamma HAWC (High Altitude Water Cherenkov), desde hace dos días se reúnen en el estado de Morelos los investigadores mexicanos, estadounidenses y europeos integrantes de la colaboración internacional de dicho observatorio. A dos años y medio de su inauguración, el observatorio de rayos gamma HAWC ha obtenido aproximadamente el 25 por ciento de todos los datos que producirá a lo largo de su operación. Muchos de estos datos son descubrimientos novedosos. Los doctores Anna Lia Longinotti, Alberto Carramiñana Alonso y Daniel Rosa González, investigadores del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) y organizadores de la reunión, informaron que en ésta participan 85 investigadores y estudiantes de posgrado de Estados Unidos, México y Alemania y Polonia principalmente. A través de un comunicado informaron que HAWC es un observatorio panorámico de rayos gamma que cubre una zona amplia del cielo y detecta la emisión de rayos gamma de manera constante. “Siempre que mencionamos la palabra observatorio se piensa en algo que apunta, pero HAWC no apunta porque es un arreglo de detectores sumergidos en agua ultra pura. Los rayos gamma interaccionan con partículas en la atmósfera y las partículas generadas llegan al tanque de agua, produciendo la denominada luz Cherenkov que es registrada por los detectores”, explicó Anna Lia Longinotti. Los integrantes de la colaboración internacional HAWC se reúnen dos veces al año con el objeto de discutir detalles de la operación del observatorio y también presentar los resultados científicos. La de Morelos es la segunda reunión que se lleva a cabo en 2017. Por su parte, el doctor Carramiñana comentó que en las sesiones hay un mayor contenido científico, aunque también hablamos sobre la operación diaria del observatorio. En esta reunión se discutirá la expansión del observatorio. El astrofísico agregó que para abordar el tema de la ciencia con HAWC los asistentes se dividen en grupos de trabajo en los que se discuten tópicos como física de partículas, búsqueda de materia oscura, astronomía extragaláctica, astronomía galáctica, rayos cósmicos, solar, es decir, los temas de interés de HAWC. Daniel Rosa González agregó que entre los resultados destacan las observaciones de la nebulosa del Cangrejo, las cuales sirven para validar o cuantificar el desempeño del observatorio. También sobresale el catálogo de 39 fuentes detectadas por HAWC, 19 de las cuales no se habían descubierto antes. Casi todas estas fuentes están en el plano de la galaxia. Otro asunto que se tratará en la reunión tiene que ver con cómo asegurar el financiamiento de HAWC para los próximos años. Como se recordará, los fondos de HAWC provienen del Departamento de Energía de Estados Unidos, la National Science Foundation (NSF) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).

Crean el imán más potente del mundo

Su densidad magnética alcanza 44,14 teslas. Y la del campo magnético terrestre es solo de una millonésima de tesla

Crean el imán más potente del mundo

Los ingenieros del laboratorio National MagLab, en Florida, han creado un imán resistivo de 44,14 teslas, lo que le convierte en el más potente del mundo, superando al que hasta ahora ostentaba ese título, que tenía una potencia de 38,5 teslas y se encontraba en un laboratorio de China.

El tesla es una unidad que mide la densidad del flujo magnético. Para hacernos una idea de la potencia de esta máquina, baste decir que el campo magnético de la Tierra es aproximadamente de 60 microteslas (una millonésima de tesla). Lo que significa que el nuevo imán es más de 900.000 veces superior.

Los ingenieros estadounidenses han tardado dos años en conseguir su diseño, en el que han invertido más de tres millones de dólares. Y, podría decirse que este logro ha sido una especie de venganza, ya que anteriormente habían sido los chinos quienes les arrebataron a ellos el récord.

Por supuesto en el mundo hay imanes más potentes que este, pero no son del tipo resistivo, sino híbridos, y solo pueden mantener esa potencia tan alta durante un período de tiempo inferior a un segundo. En cambio, los resistivos como este lo hacen de forma continuada.

Pero, más allá del mero récord, la importancia de este logro reside en que los físicos cuentan ahora con una mejor herramienta para estudiar las propiedades de los materiales y realizar experimentos.

Confirman una predicción sobre los neutrinos realizada hace casi medio siglo

  • El experimento COHERENT observa por primera vez la colisión de neutrinos contra el núcleo de un átomo.
  • Los resultados, publicados en Science, han sido posibles gracias al detector de neutrinos más pequeño del mundo.
Confirman una predicción sobre los neutrinos realizada hace casi medio siglo
Fuente: Pixabay.

Un equipo internacional de científicos ha logrado confirmar una predicción sobre los neutrinos realizada hace casi medio siglo. El experimento COHERENT ha observado por primera vez la colisión de estas partículas contra el núcleo de un átomo, tal y como postuló de forma teórica en 1973 un investigador del Fermilab. Sus resultados, publicados hoy en la revista Science, han sido obtenidos gracias al detector de neutrinos más pequeño del mundo, situado en el Laboratorio Nacional Oak Ridge de Estados Unidos.

 

Los neutrinos, también conocidos como partículas fantasma, han traído de cabeza a la comunidad científica por su naturaleza esquiva. Al contrario que otras partículas del Modelo Estándar, los neutrinos sólo experimentan la interacción nuclear débil, además de la fuerza de la gravedad, lo que dificulta mucho las posibilidades que tienen los físicos de ‘cazar’ estas partículas. Los neutrinos típicamente interaccionan con protones individuales o neutrones dentro del núcleo de un átomo. Sin embargo, la denominada colisión coherente neutrino-núcleo que se ha observado ahora es una interacción diferente, ya que la partícula ‘ve’ la carga débil completa del núcleo como un todo y ‘choca’ contra él.

Hasta la fecha había resultado imposible observar la colisión de los neutrinos contra los núcleos de los átomos. Uno de los múltiples motivos que habían impedido confirmar la predicción era la dificultad tecnológica que representa la detección de la energía extremadamente baja del retroceso (recoil) del núcleo, único resultado de la interacción. “Imagine que los neutrinos son bolas de ping-pong golpeando una bola en los bolos. Las partículas van a provocar solo un pequeño impulso extra a esta pelota”, explica Juan Collar, uno de los autores del estudio en Science, para divulgar las dificultades técnicas que afrontó el experimento. La colaboración COHERENT está formada por noventa investigadores de dieciocho países diferentes.

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Juan Collar, profesor en la Universidad de Chicago y autor del estudio, muestra un prototipo del detector.

El hecho de haber determinado la dispersión elástica coherente neutrino-núcleo es un gran avance para la física, ya que puede servir para comprobar algunas de las propiedades de estas partículas, que cuentan con una masa particularmente pequeña con respecto a otras. Además, la detección de la primera colisión de neutrinos contra el núcleo de los átomos puede presentar aplicaciones científicas y tecnológicas muy interesantes, como la monitorización de reactores nucleares de forma no invasiva o el análisis de la dinámica de los neutrinos durante la formación de las estrellas o en la explosión de supernovas.

 

El estudio de estas partículas, que protagonizaron el premio Nobel de Física de 2015, ha sido realizado en el detector de neutrinos más pequeño del mundo. Los científicos utilizaron un ala especializada localizada en el sotano de la Fuente de Neutrones por Espalación, ubicada a su vez en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge. Este pasillo fue aislado con más de doce metros de materiales como hormigón y grava, con el fin de bloquear la posible interferencia de otras partículas. Posteriormente, los investigadores expusieron los neutrinos a una muestra de yoduro de cesio dopado con sodio en el detector, ya que contiene núcleos del tamaño ideal y genera un destello de luz suficiente como para observar su retroceso tras el impacto. Los datos presentados hoy, que fueron recopilados durante quince meses, demuestran que la colisión entre los neutrinos y el núcleo de los átomos se comporta tal y como los físicos sospechaban desde hace más de cuatro décadas.

Protones hacen vibrar la teoría de cuerdas

Después de siete años de trabajo de cientos de físicos teóricos y experimentales, ingenieros y programadores de diversos países, incluidos mexicanos, recientemente se dio a conocer el descubrimiento del plasma de quarks y gluones, la misteriosa “sopa primordial” en colisión de protones.

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La sorpresa es que esta sopa, de la cual provenimos nosotros y toda la materia a nuestro alrededor, y que se formó una millonésima de segundo después de la Gran Explosión que dio origen al universo, se encontró en colisiones de protones, ya que hasta el momento solo se había recreado en colisiones de iones pesados.

Este hallazgo, que reportó el experimento A Large Ion Collider Experiment (ALICE) del Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) en la prestigiada revista Nature, se suma a otras novedades que han surgido del estudio del plasma de quarks y gluones en años recientes, incluido el hecho de que esta sopa pudiera representar el primer acercamiento experimental de la teoría de cuerdas.

No hay verdades absolutas

58172538 sEn la ciencia no hay verdades absolutas. Los avances científicos que revolucionan el conocimiento se pueden dar en cualquier parte, e incluso en aquellas que ya se creían exploradas, lo cual quizás sea uno de los aspectos más excitantes para los científicos.

Tal es el caso del plasma de quarks y gluones (QGP, por sus siglas en inglés) que es como una sopa caliente, en la cual los protones y neutrones de los que estamos hechos están derretidos en sus componentes más básicos.

Producir este plasma es una verdadera hazaña porque hace falta generar temperaturas de billones de grados, es decir, cien mil veces más altas que las que existen en el centro del sol.

Tras décadas de esfuerzo, esto se logró con choques muy violentos de iones pesados (normalmente núcleos de plomo o de oro), en varios colisionadores de partículas, incluyendo el LHC.

Pero lo que recientemente sorprendió a los físicos es que se han encontrado evidencias de que el QGP se logra producir también en algunas colisiones de protones, lo cual es completamente extraño, ninguna teoría lo predice.

De hecho, el estudio de colisiones de protones no es una de las temáticas principales de ALICE, incluso en la jerga de los físicos y en los pasillos del LHC se decía que los estudios de las colisiones de protones eran estudios “de sesgo mínimo”, es decir, que no había muchas cosas nuevas que ver ahí.

“Mira cómo son las cosas, que ALICE viene a encontrar en colisiones de protones algo interesante (…) Y es que la ciencia es así, en donde tú piensas que ya no hay nada más que observar, te da la sorpresa”, así lo expresó Gerardo Herrera Corral, coordinador del grupo mexicano en el experimento ALICE.

Más de 60 mil horas de trabajo

Esta “sorpresa” no fue fácil de encontrar, ya que contrario a otros descubrimientos como el de las ondas gravitacionales, las cuales se manifestaron en el segundo día de operación de la nueva fase del Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser (LIGO, por sus siglas en inglés), el hallazgo del plasma de quarks y gluones en colisiones de protones tomó siete años.

Gerardo HerreraGerardo Herrera.En 2010 comenzó la primera corrida del LHC, y desde entonces empezaron a tomarse datos de las más de 600 millones de colisiones de protones por segundo que se realizan en el experimento ALICE. Esto es un gran reto, ya que cada minuto se genera una gran cantidad de información que luego debe ser analizada y procesada.

A finales de 2010, las colisiones de protones aún no arrojaban indicios del plasma de quarks y gluones. Posteriormente, toda la información que se generó en 2010 se comparó con la de 2011 y 2012.

En 2013 y 2014, el LHC estuvo en pausa para que sus equipos y detectores fueran reparados o actualizados. En ese lapso se añadió a ALICE el subdetector mexicano ALICE Diffractive (AD), el cual se sumó a los otros dos instrumentos mexicanos: ALICE Cosmic Ray Detector (ACORDE) y V0. Este último fue uno de los tres (de los 19 que conforman a ALICE) que participaron en el hallazgo del plasma de quarks y gluones en colisiones de protones.

Fue en ese tiempo que se empezó a ver que algo interesante podía resultar; pero antes de que la presencia del plasma de quarks y gluones se viera claramente, tuvieron que pasar más de 60 mil horas de trabajo de cientos de científicos de todo el mundo.

En las primeras reuniones solo estaba la gente de los detectores involucrados, y en la medida de que el análisis de los resultados se volvía más interesante y dejaba ver que algo nuevo estaba por descubrirse, más gente del experimento se involucraba.

“Son reuniones que se vuelven discusiones muy intensas y acaloradas, en las que se analizan todos los factores que pudieran arrojar datos erróneos. Antes de salir con la publicación y el anuncio de un descubrimiento tan importante, se debe analizar y revisar muchas veces todo, porque está en juego el trabajo y prestigio de cientos de científicos”, relató Herrera Corral, quien es miembro nivel III del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).

Así, después de más de 200 reuniones semanales a distancia, más de 50 mensuales y cinco anuales, se llegó a la conclusión de que lo que realmente estaban viendo los físicos en choques de protones era ese primitivo, denso y candente plasma de quarks y gluones.

Eso se tenía que comunicar a través de un artículo científico, y ahí empezó otro gran proceso de consenso, porque al ser una colaboración de cientos de científicos, la redacción de un paper no es cosa fácil.

El reto de hacer un paper con cientos de colaboradores

cuerdas rec1 8717Se estableció entonces un comité de cuatro personas que serían los encargados de redactar ese artículo, que recopilaba información y gráficas de las miles de notas técnicas que se generaron durante los siete años.

Ya que el artículo estuvo redactado pasó a un comité de revisión de la colaboración, para que todos los involucrados estuvieran conformes con lo que se mandaría a la editorial. “Otra vez, son discusiones intensas; los científicos peleamos hasta el tipo de gráficas que se van a utilizar”, comentó Herrera Corral.

Después de este proceso de redactar y llegar a un consenso respecto al artículo científico, por fin se procede a enviarlo a la editorial, y una vez que la editorial lo acepta hay un embargo total de la información. Nadie puede decir nada hasta que se publica.

Una vez que la editorial lo publica y manda su comunicado de prensa, los científicos dan conferencias a los medios de comunicación o charlas de divulgación en sus países, lo cual no es tan común que suceda en México, ya que los investigadores mexicanos están más enfocados en la producción científica para cumplir con los requisitos o “puntos” que establecen los sistemas de evaluación del país.

Y cómo no preocuparse si en estos experimentos se puede trabajar hasta 15 años —en el diseño, desarrollo e instalación de detectores— sin publicar un artículo científico. Esto le sucedió a los primeros científicos mexicanos que empezaron a colaborar en el LHC, como es el caso de Herrera Corral, adscrito al Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav).

No obstante, en el hallazgo del plasma de quarks y gluones en colisiones de protones, Gerardo Herrera Corral e Ildefonso León Monzón, investigador de la Universidad Autónoma de Sinaloa (UAS) —dos de los miembros mexicanos de la colaboración de ALICE—, ofrecieron una conferencia de prensa en la Ciudad de México.

Los científicos estaban emocionados por dar a conocer este hallazgo y, a pesar de que ambos investigadores tienen experiencia en la comunicación de la ciencia, resultó complicado explicar a la prensa por qué era tan importante este descubrimiento.

Oscar LoaizaÓscar Loaiza.Quizás lo que les faltó a los investigadores fue tiempo, porque no es sencillo explicar en 30 minutos y de forma entendible para personas que no son especialistas en física de altas energías, todo los aspectos interesantes del QGP, incluyendo el hecho de que podría ser la primera aproximación experimental de la teoría de cuerdas, la cual ha sido muy criticada por ser una propuesta muy abstracta.

¿Qué es la teoría de cuerdas?

La teoría de cuerdas es una propuesta para describir el origen microscópico de la gravedad, y propone que las partículas elementales que conocemos en la naturaleza, vistas muy de cerca, son en realidad cuerdas vibrantes y rotantes mucho más pequeñas que los núcleos atómicos, explicó Óscar Loaiza Brito, investigador del Departamento de Física, de la Universidad de Guanajuato, campus León.

A muy grandes rasgos, esta teoría propone que cada frecuencia de vibración de las cuerdas, como cada frecuencia de las cuerdas de una guitarra, corresponde a una partícula diferente, con sus propias características.

De esta manera, las cuerdas podrían describir simultáneamente a las partículas responsables de las cuatro fuerzas de la naturaleza: la gravedad, el electromagnetismo y las fuerzas nucleares débil y fuerte, indicó el físico teórico especialista en teoría de cuerdas.

Un viaje a las cinco dimensiones de Maldacena

Pero ¿cómo se relaciona esta teoría con el plasma de quarks y gluones? Pues resulta que “muy inesperadamente, el estudio del QGP ha tenido un impacto sobre las investigaciones en teoría de cuerdas, y viceversa”, explicó el investigador Alberto Güijosa Hidalgo, del Instituto de Ciencias Nucleares, de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

“La aplicación más famosa y más ambiciosa de la teoría de cuerdas es darnos una sola teoría que explique absolutamente todo lo que existe en el universo. Aunque hay muchos indicios prometedores, no sabemos si esa meta se logrará o no algún día. Pero en donde la teoría de cuerdas ya tuvo éxito es en otra aplicación muy diferente, menos ambiciosa, donde se le utiliza como una herramienta para tratar de entender una cosa a la vez”.

AlbertoGuijosa10Alberto Güijosa.Los quarks y los gluones interactúan entre sí a través de la fuerza fuerte, llamada así porque en muchas circunstancias de interés es muy intensa, es el “pegamento” más fuerte del universo. El aspecto más interesante del QGP que se encuentra en los experimentos es precisamente que la fuerza fuerte que opera entre sus constituyentes (quarks y gluones) es muy intensa, lo cual hace imposible analizar muchas de sus propiedades con los métodos tradicionales de la física de partículas.

No obstante, hace 20 años, el físico argentino Juan Maldacena, del Instituto para Estudios Avanzados en Princeton, Estados Unidos, hizo un revolucionario descubrimiento conocido como la correspondencia holográfica (o AdS/CFT), “que cambió radicalmente nuestra comprensión de la física teórica, y entre muchas otras cosas ha permitido estimar los valores de algunas propiedades del plasma de quarks y gluones, como por ejemplo, su viscosidad”, indicó Güijosa Hidalgo.

“Lo que es increíble es que estos estudios han tenido cierto éxito a pesar de que el cálculo procede traduciendo la situación de interés a otro lenguaje que a primera vista parece totalmente distinto. En específico, después de la traducción, el QGP se convierte en un hoyo negro que vive en más dimensiones”, señaló.

Estudiando las propiedades de ese hoyo negro, se pueden entonces hacer cálculos sobre el plasma que serían imposibles de realizar con otras técnicas. Por ejemplo, la viscosidad del QGP se determina calculando qué tan probable es que el hoyo negro absorba gravitones —partículas mensajeras de la fuerza de gravedad.

“Quizás esto suena completamente absurdo, pero una y otra vez, los resultados son cercanos a los que se extraen a partir de datos experimentales del QGP”, indicó Güijosa Hidalgo, miembro nivel II del SNI.

¿Y la cromodinámica cuántica?

No obstante, no todo es armonioso: una limitación importante de estos estudios es que el “diccionario” que nos proporciona Maldacena para hacer esta traducción “no lo conocemos directamente para la teoría que sabemos que describe al QGP y a la fuerza fuerte del mundo real, llamada cromodinámica cuántica (QCD, por sus siglas en inglés), que es parte del modelo estándar, la teoría que describe muy exitosamente la composición microscópica de todo lo que podemos ver en el universo”, explicó.

Pese a esta limitación, con el “diccionario” de la correspondencia holográfica se tiene acceso a muchas teorías diferentes, y entre ellas hay algunas que son hasta cierto punto similares a la cromodinámica cuántica.

“Los cálculos que se hacen con este método son entonces solo caricaturas burdas de los cálculos que en realidad quisiéramos poder hacer.  Pero, como es muy poco lo que podemos entender del QGP con otras herramientas, el nivel burdo de entendimiento que nos da la correspondencia holográfica representa un avance importante en nuestra comprensión del tema”, mencionó.

cuerdas rec2 8717De esta manera, los resultados aportados por la correspondencia holográfica han servido para demostrar que, al menos en teorías vagamente similares a la QCD, en verdad se puede tener una sopa caliente de gluones con las propiedades novedosas que se encuentran experimentalmente para el QGP.

Los estudios del plasma de quarks y gluones siguen adelante en ALICE y en los otros experimentos en el LHC (ATLAS, LHCb y CMS, este último también con participación mexicana), y en cualquier momento podrían arrojar nuevas sorpresas.

Por otra parte, hay físicos teóricos tratando de construir modelos cada vez más realistas del QGP y de otras sustancias con fuerzas intensas usando las herramientas de la correspondencia de Maldacena, y será interesante ver hasta qué punto sus resultados pueden seguirse aproximando a los datos experimentales.

Si bien esta correspondencia ya ha sido un avance revolucionario a nivel de física teórica, el éxito total para la teoría de cuerdas solo se logrará en caso de que sus predicciones puedan comprobarse con experimentos. Habrá que esperar entonces para ver si los choques de iones pesados o de protones pueden seguir haciendo vibrar la teoría de cuerdas.

 

Como el malo de Terminator: descubren una nueva tecnología que permite crear metal líquido

La tecnología permite crear un material maleable y autopropulsado que significaría cambios revolucionarios en la electrónica.

Como el malo de Terminator: descubren una nueva tecnología que permite crear metal líquido

Un grupo de científicos del Instituto Real de Tecnología de Melbourne, en Australia, cuyo estudio ha publicado la revista académica ‘Nature Comunications’, ha logrado considerables avances en la creación de un metal líquido extremadamente maleable y autopropulsado, similar al material del que estaba compuesto el villano de ‘Terminator 2’.

Si bien los científicos no han avanzado tanto como para recrear al temible robot T-1000, que podía cambiar de forma y convertirse en cualquier objeto, el nuevo estudio acerca esta posibilidad tras crear el material del que estaba hecho la legendaria máquina de exterminio: el metal líquido.

 

Se trata de un metal maleable y autopropulsado, una innovación que promete una realidad en la que los mecanismos basados en este material serán más parecidos a los seres vivos, ya que los distintos componentes de los sistemas podrán moverse de manera autónoma y comunicarse entre sí para formar nuevos circuitos como si se tratase de células vivas. Todo esto gracias a la capacidad de cambiar de forma y moverse, al contrario que los dispositivos actuales, fabricados con componentes en estado sólido.

Autopropulsión química

En sus experimentos los científicos han logrado que gotas de metal líquido sumergidas en agua se muevan de manera autónoma. Los investigadores no recurrieron a estimulantes mecánicos, electrónicos u ópticos externos.

La clave de la autopropulsión es únicamente la química. Para que las gotas se desplazaran, los científicos cambiaron las concentraciones de componentes ácidos, bases y sales en el agua. Aparte de moverse, las gotas cambiaron de forma.

Logran convertir hidrógeno en metal

Nuevo hito científico tras 80 años de estudio. Consiguen transformar el hidrógeno en metal.

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El hidrógeno conforma la mayor parte de la materia visible de nuestro universo y se había predicho, hace más de 80 años, que era posible convertirlo en metal. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Harvard en Cambridge (EE. UU.) lo ha conseguido sometiendo el hidrógeno a una presión mucho más alta que la que se había teorizado (los cálculos exponían que 25 gigapascales serían suficientes para lograr la transición a metal).

 

El proceso funciona de la siguiente manera: se colocan pequeñas muestras entre dos diamantes -que por sí solos no son suficientemente duros para contender con una presión extrema- y se intentan aunar. En este proceso sube la presión en la sustancia añadida (gracias a la altísima dureza de los diamantes) y se baja la temperatura hasta rondar los 200-270 grados centígrados bajo cero. Para hacer que el hidrógeno se haga metálico se ha necesitado una presión mayor que la del centro de la Tierra y casi 5 millones de veces superior a la que ejerce la atmósfera en el ser humano. En definitiva: resolvieron que entre los 465 y 495 GigaPascales se encuentra la presión adecuada para esta gran transformación.

 

 

Este hito científico de conversión del hidrógeno al metal (y probablemente sea capaz de conducir la electricidad y el calor) supondría una revolución dentro del mundo de la tecnología. Creo que aún no somos capaces de imaginarnos las repercusiones que, por ejemplo, podría tener este descubrimiento en el campo aeroespacial y en otras muchas áreas de la ciencia si consiguen que al reducir la presión el material sea estable.

 

El estudio ha sido publicado en la revista Science.

Miden por primera vez cómo absorbe la luz la antimateria

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CERN-Alpha-antimateria

Científicos del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) han disparado rayos láser contra átomos de antimateria (en concreto, de antihidrógeno). De esta forma, han observado por vez primera el espectro de emisión de luz del antihidrógeno y lo han comparado con el del hidrógeno convencional. 

En otras palabras: han medido las diferencias y similitudes entre la materia y la antimateria, lo que podría desvelar por qué la primera prevaleció tras el Big Bang sucedido hace 13.700 millones de años, y por qué hay en el cosmos galaxias, estrellas, planetas y seres vivos, en lugar de nada. 

Materia contra antimateria 

Los miembros del Proyecto Alpha del CERN han logrado este hito en un tubo de vacío del aparato Alpha (foto), instalado en la sede del laboratorio europeo en Ginebra. En ese tubo, capturaron átomos de antihidrógeno mediante campos magnéticos y los retuvieron durante alrededor de una décima de segundo, tiempo suficiente para hacer mediciones. 

 

En ese brevísimo intervalo, dispararon a los átomos un láser que les hizo emitir un espectro de luz (esto es lo que se ha medido por primera vez) y los “excitó” hasta permitirles escapar de su trampa y destruirse al entrar en contacto con materia convencional. 

El experimento ha demostrado que el espectro del antihidrógeno es igual al del hidrógeno, lo que se corresponde con lo que predice el modelo estándar de la física de partículas. Ahora, los investigadores intentarán perfeccionar la prueba para ahondar en los misterios de la antimateria. 

¿Por qué es tan importante este logro científico?

Retrocedamos hasta el Big Bang. En ese instante surgieron las partículas que componen todo lo que existe. Cada una de ellas tiene una contrapartida idéntica (una partícula de antimateria) de carga opuesta. Cuando ambas se tocan, se aniquilan mutuamente. 

Entonces, si hay igual cantidad de materia y antimateria y se destruyen al entrar en contacto, ¿por qué prevaleció la primera inmediatamente después del Big Bang y surgió el cosmos en lugar de la nada? ¿Dónde demonios está la antimateria? ¿Posee propiedades que se nos escapan? ¿O es que hay menos de la que se piensa? 

Para contestar estas preguntas es para lo que el Proyecto Alpha del CERN ahonda en las propiedades de la antimateria. Experimentos como el descrito buscarán sus diferencias con la materia. De hallarlas, contribuirán a explicar por qué pudo desarrollarse el universo. 

Foto: CERN

Tres avances científicos de China que te podrían cambiar la vida

 

Jia Jinfeng en una presentación en la que explica cómo su equipo capturó el fermión de Majorana, en Shanghai, el 22 de junio de 2016. [Foto / IC]

Shanghai, 04/01/2017 (El Pueblo en Línea) – Grandes proyectos científicos pueden acaparar los titulares de todo el mundo, pero a veces pequeños descubrimientos pueden conducir a grandes avances. Echemos un vistazo a los tres grandes avances científicos logrados por científicos chinos en 2016, que podrían marcar el comienzo de un futuro más brillante.

Fermión de Majorana

Si no sabes lo que significa fermión de Majorana no te preocupes. Ha sido un misterio durante 80 años hasta que finalmente fue descubierto por un grupo de investigadores de la Universidad Jiaotong de Shanghai hace apenas seis meses.

La capacidad de cálculo del ordenador cuántico ha sido ampliamente elogiada, ya que puede completar la tarea de cálculo del superordenador más rápido en un segundo. Sin embargo, los portadores de corriente de bits cuánticos pueden destruirse fácilmente si hay interferencia magnética, mientras que el fermión de Majorana garantiza una mejor protección de la información.

“Cuando escuché por primera vez la palabra fermión de Majorana pensé que necesitarían 20 años para encontrarlo”, dijo Jia Jinfeng, jefe del equipo de investigación.

Pero su equipo observó con éxito sus pistas por primera vez en los vórtices del campo magnético de un superconductor el pasado mes de junio, lo que ayudó a Jia a crear una computadora cuántica.