El sondeo CALIFA (Calar Alto Legacy Integral Field Area, por sus siglas en inglés) anunció ayer su primera emisión pública de datos, que ofrece con un detalle sin precedentes una visión sobre cien galaxias del universo local. El objetivo final de este proyecto internacional, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), es caracterizar 600 galaxias del universo más cercano. El sondeo analizará propiedades de estas galaxias como la velocidad, la edad estelar, su composición química, etc.
Además de los datos del sondeo, se ponen a disposición del público dos publicaciones técnicas firmadas por miembros de la colaboración CALIFA en las que se describen los datos y se muestran algunas de sus aplicaciones científicas.
El investigador principal de CALIFA, Sebastián Sánchez, afirma: “Estoy muy contento de ver un sueño hecho realidad. Cuando pensamos en CALIFA por primera vez, hace cinco años, la perspectiva de hacer públicos unos datos tan maravillosos parecía muy lejana, ¡pero está ocurriendo justo ahora! Esperamos y confiamos en que la comunidad científica hará uso de esta oportunidad”.
Las galaxias son los productos finales de la evolución cósmica a lo largo de intervalos cosmológicos de tiempo, y su historia secreta se halla oculta en las propiedades de sus distintos componentes. CALIFA es un proyecto que se encuentra en plena ejecución en el Observatorio de Calar Alto, centrado en caracterizar las galaxias del universo local para tratar de descubrir estos ‘tesoros arqueológicos’.
CALIFA aplica para este fin la técnica llamada espectroscopia de campo integral (IFS, por sus siglas en inglés) a 600 galaxias del universo local. Los estudios observacionales tradicionales en astronomía extragaláctica recurrían a una de las dos técnicas clásicas: o bien la toma de imágenes, lo que brinda información detallada acerca de la estructura espacial de las galaxias, o bien la espectroscopia, que ofrece información sobre varias propiedades de las galaxias, pero poca -o ninguna- sobre la distribución espacial de estos rasgos. La reciente tecnología IFS permite tomar multitud de espectros de manera simultánea sobre muchos puntos de cada galaxia, gracias a una eficaz combinación de fibras ópticas y técnicas clásicas. CALIFA es el primer estudio IFS diseñado de manera explícita como un proyecto de tipo 'legado', que permite el uso inmediato por parte de la comunidad científica de los datos obtenidos. Cuando culmine, será el mayor estudio de esta clase que jamás se haya completado.
El espectrógrafo de campo integral empleado para el sondeo CALIFA en el Observatorio de Calar Alto, PMAS (en una configuración especial denominada PPAK), usa más de 350 fibras ópticas para cubrir un campo de visión de un minuto de arco (equivalente al tamaño aparente de una moneda de un euro situada a una distancia aproximada de 80 metros). De este modo se puede cartografiar por completo y en detalle todo un objeto extenso, como una galaxia.
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| El diagrama color-magnitud de 151 galaxias observadas por CALIFA. Para cada galaxia se muestra una imagen en color verdadero generada usando las imágenes en las bandas B (azul), V (verde) y R (rojo), reconstruidas a partir de los cubos de datos de CALIFA. En este diagrama las galaxias se hacen más débiles hacia la izquierda y más brillantes hacia la derecha; al mismo tiempo, son más frías (rojizas) en la parte alta y más calientes (azules) en la parte inferior. |
Los datos publicados ahora permiten generar mapas con distintas propiedades de las galaxias, como la velocidad, las edades estelares o la composición química, por mencionar solo unas pocas. Esta información permitirá ahondar en varias cuestiones cruciales relacionadas con la estructura y la historia de las galaxias que conforman el cosmos. Se espera obtener resultados, por ejemplo, acerca de qué procesos impulsaron la evolución de las galaxias a lo largo del tiempo, cómo se producen dentro de las galaxias (o en distintas regiones dentro de cada galaxia individual) los elementos químicos necesarios para la vida, cuáles son los fenómenos involucrados en las colisiones entre galaxias, etc. Esta información permite desvelar la historia no solo de una galaxia entera, sino también de sus partes constituyentes.
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| Un ejemplo de los resultados científicos que se pueden obtener a partir de los datos de CALIFA: una pila de mapas de una galaxia (NGC 5406) que muestran la distribución espacial de varias propiedades; de arriba hacia abajo: emisión de hidrógeno ionizado, velocidad del gas dentro de la galaxia, edad estimada para la población estelar, brillo en la banda visual. |
El Observatorio de Calar Alto es operado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC, Granada, España) y el Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA-MPG, Heidelberg Alemania). El observatorio garantiza 250 noches de observación (distribuidas en tres años) para el sondeo CALIFA con el telescopio reflector Zeiss de 3.5 m y, además, brinda apoyo para los procesos de toma, reducción y almacenamiento de los datos.
“La cantidad de ciencia que se puede hacer es simplemente increíble”, señala Jakob Walcher, responsable científico del proyecto CALIFA. “Podemos estudiar los procesos locales que impulsan la evolución de las galaxias y que tienen lugar en distintos sitios dentro de las galaxias, como la formación estelar, los efectos dinámicos, etc. Pero también podemos caracterizar globalmente las propiedades de las galaxias del universo local de un modo imposible hasta ahora. Por ejemplo, cartografiamos la distribución bidimensional de la masa estelar y de los elementos químicos que conforman las galaxias. Por último, el gran tamaño de nuestra muestra permitirá establecer comparaciones entre distintos tipos de galaxias”, detalla Walcher.
Para cubrir este esfuerzo enorme se requiere la participación de un gran consorcio de profesionales de la astronomía, cuya composición refleja la herencia hispano-alemana del observatorio. Pero también se incluyen participantes de todo el mundo hasta sumar un total de ochenta personas de trece países distribuidas en 25 centros de investigación con sedes en lugares tan alejados como Australia, Canadá o Estados Unidos.
Con diez investigadores involucrados en el proyecto CALIFA, bajo la coordinación de Jesús Falcón Barroso, el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) es uno de los grupos más activos de la colaboración. El IAC lidera el estudio del movimiento de las estrellas y del gas ionizado. Dichos estudios permitirán caracterizar el momento angular estelar, las peculiaridades en la rotación del gas ionizado o el patrón de velocidades de barras en galaxias espirales. El conjunto de estos resultados en la amplia muestra del proyecto CALIFA permitirá establecer de forma inequívoca los procesos dominantes en la evolución y el destino de las galaxias.
Físicos de la Universidad de Zurich han descubierto en el (LHC, Gran Acelerador de Hadrones) una nueva partícula compuesta por tres quarks . Un nuevo barión ha sido detectado por primera vez en el LHC. El barión conocido como Xi_b ^ * confirmando algunas ideas básicas de física de partículas, en como se enlazan los quarks.
En realidad, la partícula descubierta son 3 quarks combinados de una forma que no se había visto hasta ahora, se podría afirmar sin lugar a equivocarse, que estrictamente no es una nueva partícula, sino una nueva combinación de quarks.
las combinaciones de quarks forman un tipo de partíulas conocidas como hadrones, que a su vez se dividen en bariones (protones, neutrones) y mesones, así que una nueva combinación de quarks es algo importante.
El experimento CMS (Compact Muon Solenoid) del CERN, relata en el artículo publicado en arvix, describe la primera observación de la nueva partícula elemental.
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| Crédito imágen: CERN |
En física de partículas, la familia de bariones hace referencia a las partículas que se componen de tres quarks. Los quarks forman un grupo de seis partículas que difieren en sus masas y cargas. Todos los bariones que se componen de tres quarks ligeros (los quarks "arriba", "abajo" y "extraño") son conocidos por la ciencia. Sólo muy pocos bariones con quarks pesados se han observado hasta la fecha.
El barión observado, está compuesto un quark ligero y dos pesados; son un quark up, quark straange, y un quark bottom; juntos crean este nuevo barión que tiene una carga eléctrica neutral (o igual a 0) y un espín de 3/2 (1.5). Su masa es comparable con la de un átomo de litio. Con ello ya se han observado dos de los tres bariones predichos.
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Fuente: Universidad de Zurich | CERN
Diario de referencia: CMS Collaboration. Observation of an excited Xi(b) baryon. Physical Review Letters, Submitted 26 Apr 2012; [enlace]
El estudio más preciso hecho hasta el momento sobre los movimientos de las estrellas en la Vía Láctea no ha encontrado evidencias de materia oscura en un amplio espacio alrededor del Sol. De acuerdo con las teorías ampliamente aceptadas, las vecindades del Sol deberían estar repletas de materia oscura, una misteriosa sustancia invisible que solo puede detectarse de manera indirecta por la fuerza gravitatoria que ejerce. Pero, en este nuevo estudio, llevado a cabo en Chile por un equipo de astrónomos, las teorías no coinciden con los hechos observacionales. Esto puede significar que es bastante improbable que los intentos por detectar directamente partículas de materia oscura en la Tierra tengan éxito.
Utilizando, junto con otros telescopios, el telescopio MPG/ESO de 2,2 metros de ESO, en el Observatorio de La Silla, un equipo ha cartografiado los movimientos de más de 400 estrellas situadas a más de 13.000 años luz del Sol. Con estos nuevos datos han calculado la masa de materia en las vecindades de nuestro Sol, teniendo en cuenta un volumen cuatro veces mayor que el utilizado hasta ahora.
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| Recreación artística. Crédito: ESO / L. Calçada |
“La cantidad de masa derivada encaja muy bien con lo que vemos — estrellas, polvo y gas — en la región que rodea al Sol,” afirma el líder del equipo Christian Moni Bidin (Departamento de Astronomía, Universidad de Concepción, Chile). “Pero esto no deja espacio para materia extra — la materia oscura — que esperábamos encontrar. Nuestros cálculos muestran que debería haberse visto claramente en nuestras medidas. Pero, simplemente, ¡no estaba allí!”.
La materia oscura es una sustancia misteriosa que no puede verse, pero que se muestra por la atracción gravitatoria que ejerce en la materia que hay a su alrededor. Este ingrediente extra del cosmos se sugirió en un principio como explicación de por qué las partes más externas de las galaxias, incluyendo nuestra Vía Láctea, rotaban tan rápido, pero la materia oscura ahora también es un componente esencial de las teorías que intentan explicar cómo se formaron y evolucionaron las galaxias.
Hoy en día se acepta ampliamente que este componente oscuro constituye cerca del 80% de la masa del Universo, pese al hecho de que se ha resistido a todos los intentos de aclarar su naturaleza, que permanece a oscuras. Todos los intentos por detectar materia oscura en laboratorios en Tierra han sido un fracaso.
Midiendo cuidadosamente los movimientos de numerosas estrellas, particularmente aquellas que están lejos del plano de la Vía Láctea, el equipo pudo ir hacia atrás, deduciendo cuánta materia hay presente. Los movimientos son el resultado de la atracción gravitatoria mutua de todo el material, ya sea materia normal, como estrellas, o materia oscura.
Los actuales modelos de los astrónomos, que explican cómo se forman y rotan las galaxias, sugieren que la Vía Láctea está rodeada por un halo de materia oscura. No pueden predecir con precisión qué forma adquiere el halo, aunque se espera encontrar una gran cantidad de esta materia oscura en la región que rodea al Sol. Pero solo formas muy improbables para el halo de material oscura — como una forma muy alargada — pueden explicar la ausencia de materia oscura revelada en el nuevo estudio.
Los nuevos resultados también significan que los intentos por detectar materia oscura en la Tierra para explicar las extrañas interacciones entre las partículas de materia oscura y la materia “normal” tienen pocas probabilidades de éxito.
“Pese a los nuevos resultados, la Vía Láctea rota sin duda más rápido de lo que cabría esperar si solo fuera materia visible. Por tanto, si la materia oscura no está presente donde suponíamos que debía estar, debemos encontrar una nueva solución para el problema de la materia que falta. Nuestros resultados contradicen los modelos aceptados actualmente. El misterio de la materia oscura acaba de hacerse aún más misterioso. Los próximos sondeos, como el de la misión Gaia de la ESA, serán cruciales para dar un paso adelante en este punto”, concluye Christian Moni Bidin.
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Fuente: European Southern Observatory / ESO/eso1217 Press release de acuerdo con los derechos de copyright
Que una partícula escape al infinito significa dos cosas: que no parará nunca y algo más. Respecto a la primera cuestión, una partícula puede no detenerse nunca pero puede quedar atrapada, dando vueltas eternamente alrededor de un punto, sin salir de una región acotada.
No obstante, el ‘algo más’ sugiere que su trayectoria vaya más allá de los límites establecidos. Si nos imaginamos una superficie en forma de esfera de un radio tremendamente enorme, la partícula terminará atravesando dicha superficie hacia fuera, por muy grande que sea el radio.
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| Experimento para visualizar campos magnéticos. Imagen: Windell Oskay. |
Por ahora sólo es un estudio matemático teórico, pero dos investigadores de la UCM (Universidad Complutense de Madrid), Antonio Díaz Cano y Francisco González Gascón) acaban de probar que en ciertas condiciones los campos magnéticos pueden enviar partículas al infinito. Su estudio ha sido publicado en Quarterly of Applied Mathematics prestigiosa revista de la Sociedad Matetmática Americana (AMS de sus siglas en inglés).
Los investigadores han confirmado a través de ecuaciones que, algunas partículas cargadas pueden escapar al infinito. Una de las condiciones principales es, que las cargas se muevan bajo la acción de un campo magnético creado por espiras de corriente situadas en un mismo plano. Además se han de cumplir otros requisitos, como que la partícula deba encontrarse en algún punto de ese plano, con una velocidad inicial paralela al mismo y suficientemente lejos de las espiras.
“No afirmamos que estas sean las únicas condiciones para escapar al infinito, podría haber otras, pero hemos confirmado que en este caso se produce el fenómeno” “Nos hubiera gustado poder probar algo más general, pero las ecuaciones son mucho más complejas”. afirmó el director de la investigación Diaz-Cano.
Los investigadores reconocen que este estudio se plantea en situaciones ideales, “con un campo magnético y nada más”. La realidad siempre presenta otras variables a tener en cuenta, tales como el rozamiento, así que todavía queda lejos la posibilidad real de viajar hacia el infinito.
Y con esas, el movimiento de partículas en campos magnéticos es un problema de importancia en campos como la física de plasmas o la aplicada. Algunos de los retos que afrontan los científicos que estudian la energía nuclear de fusión es el confinamiento de partículas en campos magnéticos.
Aceleradores de partículas, como el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) también utilizan campos magnéticos. Bajo estas condiciones, las partículas no escapan al infinito, sino que permanecen dando vueltas hasta que adquieren la velocidad requerida en los experimentos.
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Fuente: AMS |SINCDiario de Referencia: A. Díaz-Cano and F. González-Gascón. Escape to infinity in the presence of magnetic fields. Quart. Appl. Math., August 26, 2011; 70 (2012), 45-51
En la década de 1930, el brillante físico italiano EttoreMajorana deduce de la teoría cuántica, la posibilidad de la existencia de una
partícula muy especial, una partícula que es su propia antipartícula: el
fermion de Majorana. Esta partícula estaría justo en la frontera entre la
materia y la antimateria
Leo Kouwenhoven, científico de la Universidad Tecnológica
de Delft, causó una gran expectación entre la comunidad científica, allá por el
mes de febrero, en relación a la
presentación de los resultados preliminares en un congreso científico en este aspecto. Hoy
en día, han publicado su investigación que fue financiada por la Fundación FOM y Microsoft.
Los Fermiones de Majorana son muy interesantes - no sólo
porque su descubrimiento abre un capítulo nuevo y desconocido de la física
fundamental, sino que también pueden jugar un papel importante en la
cosmología. Una teoría propuesta supone que la misteriosa "materia
oscura", que forma la mayor parte del universo, está compuesta de
fermiones de Majorana. Además, los científicos ven las partículas como los
bloques de construcción fundamentales para el ordenador cuántico. Este ordenador sería mucho más poderoso que el más potente existente, pero sólo existe en
teoría, hasta el momento. Un ordenador cuántico basado en fermiones de
Majorana es excepcionalmente estable y apenas sensible a influencias externas.
Por primera vez, los científicos del grupo de investigación
Leo Kouwenhoven se las ingenió para crear un dispositivo electrónico a
nanoescala en el que un par de fermiones
de Majorana “aparecen” en los extremos
de un nanocable. Lo hicieron mediante la combinación de un nanocable ,
fabricado por sus colegas de la Universidad Tecnológica
de Eindhoven, con un material superconductor y un fuerte campo magnético.
"Las mediciones de las partículas en los extremos de los nanocables no se explican de otra manera sino a través de la presencia de un par de fermiones de Majorana", dice Leo Kouwenhoven.
En teoría, es posible detectar un fermión de Majorana con un
acelerador de partículas como el CERN. El actual Gran Colisionador de
Hadrones parece ser lo suficientemente sensible para ese propósito, pero, según
los físicos, hay otra posibilidad: Los fermiones de Majorana también puede
aparecer en nanoestructuras diseñadas correctamente.
"¿Qué hay de mágico en la mecánica cuántica para que una partícula de Majorana sea creada de forma similiar a las que se pueden observar en un acelerador de partículas? "En 2010, dos grupos diferentes de teóricos de aportaron con una solución con nanocables, superconductores y un campo magnético fuerte. Tuvimos la suerte de estar muy familiarizados con esos componentes través de una investigación anterior." dijo Kouwenhoven
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| El dispositivo está hecho de un nanocable de antimonurio de indio, cubierto con un contacto de oro y parcialmente cubierto con un contacto superconductor de niobio. Los fermiones de Majorana fueron creados al final de los nanocables. (Copyright: Universidad Tecnológica de Delft 2012. |
Microsoft contacto con Leo
Kouwenhoven para ayudarles a llevar un programa especial de la FOM , en busca de fermiones de
Majorana, dando lugar a un resultado exitoso .
Ettore Majorana
El físico italiano Ettore Majorana era un teórico brillante
que mostró una gran comprensión de la física a una edad temprana. Descubrió
una solución hasta el momento desconocida para las ecuaciones de la cual los
científicos cuánticos pueden deducir las partículas elementales: El fermione de
Majorana. Prácticamente todas las partículas teóricas predichas por la teoría cuántica han sido halladas
en las últimas décadas, con pocas excepciones, como la enigmática partícula de
Majorana y el bosón de Higgs. Ettore Majorana fue una persona tan misteriosa y enigmática como las
partículas. En 1938 se retiró todo su dinero y desapareció durante un
viaje en barco desde Palermo a Nápoles. No se sabe si se suicidó, fue
asesinado o ha vivido con una identidad diferente todavía no se sabe. Nunca
se halló rastro de Majorana desde que tomó el barco.
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Fuente: Universidad Tecnológica de Delft
Diario de referencia: V. Mourik, K. Zuo, S. M. Frolov, S. R. Plissard, E. P. A. M. Bakkers, L. P. Kouwenhoven. Signatures of Majorana Fermions in Hybrid Superconductor-Semiconductor Nanowire Devices. Science, 2012; DOI:10.1126/science.1222360
Un equipo científico han creado la primera red primaria cuántica
basada en un internaz entre átomos y fotones. El grupo del MPQ (Instituto Max Planck de Óptica Cuántica) realiza la primera red primaria cuántica
basada en interfaces entre átomos y fotones.
Nuestra comunicación diaria se basa en sofisticadas redes,
con datos que se transfieren a la velocidad de la luz entre diferentes nodos. Una red de comunicación cuántica, es un reto enorme y
complejo construir . Estas redes cuánticas que difieren profundamente de redes
convencionales, aparte de darnos una idea sobre las cuestiones fundamentales de
la física, también podrían tener
aplicaciones en comunicaciones seguras, y ser utilizadas para la
computación distribuida cuántica.
Un requisito previo para hacer
funcionales las redes cuánticas funcionen, es crear nodos fijos que permitan el
intercambio de información cuántica en ambas direcciones.
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| Copyright: Andreas Neuzner, MPQ |
Un gran avance en este campo ha sido logrado por los
científicos en el grupo del profesor Gerhard Rempe, director del Instituto Max
Planck de Óptica Cuántica y el jefe de la división de Dinámica Cuántica: Los
físicos han puesto en marcha la primera red, cuantica elemental. Se trata de
un nodo compuesto de dos átomos individuales que se comunican a través del intercambio coherente de fotones
individuales.
"Este método de redes cuánticas es particularmente prometedor, ya que proporciona una perspectiva clara para una escalabilidad,"
La información cuántica es extremadamente frágil y no puede
ser clonada. Con el fin de evitar la alteración o incluso la pérdida de la
información, es necesario tener un perfecto control de todos los componentes de
la red cuántica. El más pequeño, la memoria estática de la información cuántica
es un solo átomo y, los fotones
individuales representan los mensajeros perfectos. La transferencia de
información eficiente entre un átomo y un fotón, sin embargo, requiere una
fuerte interacción entre los dos, que no puede lograrse con los átomos en un espacio libre. Tras una propuesta del profesor Ignacio Cirac (director del
MPQ y jefe de la división de la teoría y físico español reconocido
por sus investigaciones en computación cuántica y óptica cuántica),
el grupo del profesor Rempe, ha invertido muchos años trabajando en sistemas de óptica
cuántica., concretamente en las cavidades ópticas. Estas cavidades están
compuestas por dos espejos altamente reflectantes colocados a una distancia muy
corta. La emisión de fotones de un átomo dentro de una cavidad se dirige y
por lo tanto pueden ser enviados a otros nodos de la red de una manera
controlada. Un fotón al entrar en la cavidad se refleja entre los espejos
varios miles de veces. De esta manera, la interacción átomo-fotón está
fuertemente mejorado, y como consecuencia de ello, el átomo puede absorber al
fotón de manera coherente y con una alta eficiencia.
El experimento en las
cavidades dio como resultado que el átomo
estuviera permanentemente atrapado en la cavidad. Esto se logró a través
de rayos láser, es decir, provocando la
menor perturbación posible del átomo. En el siguiente paso, los físicos
lograron la emisión controlada de fotones individuales a partir del átomo
atrapado. Por último, se podría demostrar que el sistema de un solo átomo
de cavidades representa una interfaz perfecta para el almacenamiento de la
información codificada en un solo fotón, y fueron capaces de transferirlo a un segundo
fotón después de un tiempo de almacenamiento seguro. El presente trabajo
es otro hito en el camino hacia una red a gran escala cuántica. Por
primera vez, dos sistemas han sido conectados, y la información cuántica se
intercambió entre ellos con una alta eficacia y fidelidad.
Los dos sistemas, cada uno representa un nodo de la red, se
instalan en dos laboratorios separados por 21 metros y están
conectados a través de 60 metros de fibra óptica.
Las redes cuánticas tienen propiedades peculiares que no se
encuentran en las convencionales. Esto es debido al comportamiento
fundamentalmente diferente de la información intercambiada: mientras que un bit
clásico representa 1 ó 0, un bit cuántico puede tomar dos valores al mismo
tiempo, un fenómeno llamado "superposición coherente."
Una medida sin embargo proyecta el bit cuántico en uno de
los dos valores. En el átomo único, la información cuántica está
codificada en una superposición coherente de dos niveles de energía. Cuando
el átomo en el nodo A emite un fotón, estimulado por un pulso de luz de un
láser de control, su estado cuántico se proyecta sobre el estado de
polarización de los fotones. A través de la fibra óptica del fotón alcanza
el nodo B donde se absorbe coherentemente. Durante este proceso, el estado
cuántico originalmente preparado en el átomo A se transfiere sobre el átomo de
nodo en B. Como resultado, A es capaz de recibir el fotón próximo, mientras que
B está listo para enviar la información almacenada de vuelta a A o de cualquier
otro nodo.
Es esta característica simétrica y reversible lo
que hace que sea viable el procedimiento, disponible para configuraciones
de red arbitrarias, las cuales que constan de muchos nodos de átomos.. El
estado atómico cuántico es leídos
mediante la asignación de nuevo a la polarización de los fotones individuales
que pueden ser fácilmente medidos.
"Hemos sido capaces de demostrar que los estados cuánticos pueden ser transferidos mucho mejor que con cualquier red clásica. De hecho, se demuestra la viabilidad del enfoque teórico desarrollado por el profesor Cirac," explicaba el Dr. Stephan Ritter, líder del experimento .
En otro orden, los científicos lograron generar
"entrelazamiento cuántico" entre los dos nodos. El entrelazamiento es una
característica exclusiva de los objetos cuánticos. Los conecta de tal
manera que sus propiedades están fuertemente correlacionadas en una manera no
trivial, no importa lo lejos que están separados en el espacio. Este
fenómeno, pronosticado casi un centenar de años atrás, fue llamado por Albert
Einstein "acción fantasmal a
distancia". A fin de lograr entrelazamiento entre los dos nodos de la
red, la polarización del fotón emitido por un solo átomo A está ahora entrelazado
con el estado cuántico atómicoUna vez que el fotón es absorbido, este
enredo se transfiere a un átomo B. De hecho, esta es
la primera vez que el entrelazamientose ha creado entre partículas
masivas, separados por una distancia tan grande, lo que lo convierte el sistema
cuántico con partículas masivas más grande del mundo..
"Hemos realizado el primer prototipo de una red cuántica", Stephan Ritter concluye. "Logramos el intercambio reversible de información cuántica entre los nodos. Por otra parte, podemos generar entrelazamiento a distancia entre los dos nodos y mantenerlo durante unos 100 microsegundos, mientras que la generación del entrelazamietno sólo dura alrededor de un microsegundo. El entrelazamiento de dos sistemas separados por una gran distancia es un fenómeno fascinante en sí mismo. Sin embargo, también podría servir como un recurso para la teletransportación de información cuántica. Un día, esto no sólo podría hacer posible la comunicación de la información cuántica a través de distancias muy grandes, también podría permitir un Interner completamente cuántico "_________________________________________________________________________________
Fuente:
1.Stephan Ritter, Christian Nölleke, Carolin Hahn, Andreas Reiserer, Andreas Neuzner, Manuel Uphoff, Martin Mücke, Eden Figueroa, Joerg Bochmann, Gerhard Rempe. An elementary quantum network of single atoms in optical cavities. Nature, 2012; 484 (7393): 195 DOI:10.1038/nature11023
2.Max Planck Institute of Quantum Optics (2012, April 11). Breakthrough in quantum communication. ScienceDaily. Retrieved April 12, 2012, from http://www.sciencedaily.com/releases/2012/04/120411161604.htm
Física.
Coge un bolígrafo y apunta en la parte inferior de la Tabla Periódica
Los nombres hacen honor a los dos grupos que colaboraron en el descubrimiento,el Instituto Conjunto de Investigación Nuclear en Dubna, Rusia, y el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore , en Livermore, California. El equipo impactó iones de calcio ( elemento 20) en un blanco de curio,(elemento 96), para formar el elemento 116, que rápidamente decayó en el elemento 114. También produjeron el elemento 114 directamente por el disparo de iones de calcio en plutonio.
El Flerovium lleva el nombre del Laboratorio de Reacciones Nucleares Flerov , parte del Instituto Mixto de Dubna, donde fueron creados los átomos. Este laboratorio fue bautizado en honor al físico ruso Georgiy Flerov, un pionero en la investigación de iones pesados, que estableció la alianza entre EEUU y Rusia en 1989 para investigaciones conjuntas, junto con Ken Hulet de Livermore. Flerov murió en 1990; Hulet murió el año pasado.
El Livermorium tomó su nombre del laboratorio de Livermore, creado por Ernest Lawrence y Edward Teller en 1952. El Elemento 103, Laurencio, bautizado en 1965 por Lawrence el cual recibió el Premio Nobel de Física por inventar el ciclotrón en 1939 y murió en 1958 a la edad de 57 años. El Elemento 52, Telurio ,fue nombrado en 1798 proviniente de la palabra latina "tellus" (de la tierra) más de un siglo antes que el polémico y controvertido padre de la bomba de hidrógeno.
Muy pocos átomos de nuevos elementos se han producido para estudiar su composición química, pero el flerovium está justo debajo de plomo en la tabla periódica, y livermorium está justo debajo de polonio y el telurio. Los elementos 113, 115, 117 y 118 también han sido descritos , pero siguen sin nombre.
Los investigadores esperan que el Flerovium y Livermorium sean precedentes de una estabilidad , donde los elementos más pesados, tengan isótopos de una larga vida útil suficiente como para ser estudiados más a fondo o utilizados en la práctica.
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Fuente |Jeff Hecht from NewScientist
Los astrónomos estadounidenses Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt y Adam G. Riess son los ganadores del Premio Nobel de Física 2011 por sus estudios sobre el descubrimiento de la expansión acelerada del universo, informó ayer la Real Academia de Ciencias de Suecia.
Las observaciones realizadas por estos astrónomos, asociados en dos equipos distintos, de la explosión de un tipo concreto de estrellas al final de su vida (supernova) y el análisis de la luz emitida en esos momentos les permitió demostrar que el universo crece de forma acelerada y no cada vez más despacio, como se creía.
Perlmutter, nacido en 1959 en EEUU, dirige el Proyecto Cosmológico Supernova, en la Universidad de Berkeley.
Su colega Schmidt, nacido asimismo en Estados Unidos en 1967 y con nacionalidad además australiana, es profesor de la Universidad Nacional de Australia.
El tercer galardonado, nacido en Washington en 1969, es profesor de astronomía y física en Baltimore (EEUU).
El anuncio del galardón sigue al premio Nobel de Medicina otorgado ayer, que compartieron el estadounidense Bruce Beutler, el franco-luxemburgués Jules Hoffmann y el canadiense Ralph Steinman, fallecido el pasado viernes.
La entrega de los Nobel se realizará, de acuerdo a la tradición, en dos ceremonias paralelas, en Oslo para el de la Paz y en Estocolmo los restantes, el día 10 de diciembre, aniversario de la muerte de Alfred Nobel.
Beutler, Hoffman y Steinman (Imagen Nobel Prize)
Los tres científicos estadounidenses fueron reconocidos "por el descubrimiento de la expansión acelerada del universo a través de la observación de supernovas lejanas", informó la academia.
Pelmutter, Schmidt y Riess (Imagen Nobel Prize)
Perlmutter, nacido en 1959 en EEUU, dirige el Proyecto Cosmológico Supernova, en la Universidad de Berkeley.
Su colega Schmidt, nacido asimismo en Estados Unidos en 1967 y con nacionalidad además australiana, es profesor de la Universidad Nacional de Australia.
El tercer galardonado, nacido en Washington en 1969, es profesor de astronomía y física en Baltimore (EEUU).
El anuncio del galardón sigue al premio Nobel de Medicina otorgado ayer, que compartieron el estadounidense Bruce Beutler, el franco-luxemburgués Jules Hoffmann y el canadiense Ralph Steinman, fallecido el pasado viernes.
La entrega de los Nobel se realizará, de acuerdo a la tradición, en dos ceremonias paralelas, en Oslo para el de la Paz y en Estocolmo los restantes, el día 10 de diciembre, aniversario de la muerte de Alfred Nobel.
Nobel de Medicina para tres inmunólogos.
El estadounidense Bruce Beutler, el francés Jules Hoffmann y el canadiense Ralph Steinman han sido distinguidos por el Instituto Karolinska de Estocolmo con el Premio Nobel de Fisiología y Medicina 2011, según ha anunciado hoy la Fundación Nobel. Los tres científicos han sido galardonados por desentrañar los secretos más importantes del funcionamiento del sistema inmunológico, lo que ha permitido el desarrollo de vacunas contra enfermedades infecciosas o abrir nuevas vías en la lucha contra el cáncer.
Los Nobel de este año [en Fisiología y Medicina] revolucionaron nuestra comprensión del sistema inmunológico al descubrir los principios clave para su activación", dice el Instituto Karolinska en un comunicado. El trabajo de los tres investigadores tuvo importancia capital para el desarrollo de vacunas contra enfermedades infeccionas y de novedosas vías en el combate del cáncer. Sus trabajos han ayudado a poner las bases de fundaciones sobre la llamada inmunoterapia contra el cáncer, que enseña al propio sistema inmunológico a combatir las células tumorales. Un mejor entendimiento de la complejidad del sistema inmunológico también aporta pistas para el tratamiento de las enfermedades inflamatorias, tales como el reuma o la artritis, donde el sistema inmunológico acaba atacando al propio cuerpo.
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Fuente | Nobel Prize
Una onda gravitacional es una ondulación del espacio-tiempo producida por un cuerpo masivo acelerado. Las ondas gravitacionales constituyen una consecuencia de la teoría de la relatividad general de Einstein las cuales se transmiten a la velocidad de la luz. Estas ondas generan pequeñas fluctuaciones haciendo que, el tejido espacio tiempo se expanda y se contraiga, como las ondas en la superficie del agua al arrojar un objeto.
Hasta ahora no se ha podido detectar ninguna de estas ondas, dado que requieren de los detectores de compresión de luz más sensibles jamás fabricados, aunque, existen evidencias indirectas de ellas, como el decaimiento del periodo orbital observado en púlsares binarios.
Imagen LIGO
Un equipo de científicos de la University of Western Australia, liderados por el profesor David Blair, han hecho público en la revista Nature Physic, un informe sobre una nueva técnica que duplicaría la sensiblidad de los detectores de ondas gravitacionales.
Blair y su equipo afirman:
"El observatorio de ondas de gravedad GEO600, ubicado en Alemania, es la primera aplicación práctica de esta nueva tecnología, formando parte de una red mundial llamada LIGO (de sus siglas en inglés Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory).El observatorio medirá las diminutas variaciones en la distancia recorrida por dos mitades de un rayo láser que se ha dividido a lo largo de los brazos perpendiculares de un instrumento de un kilómetro de ancho llamado un interferómetro. Sin embargo, cualquier variación causada en los rayos por las ondas de gravedad es tan pequeña, que es ahogada por un efecto cuántico llamado fluctuaciones del vacío"
El espacio no está realmente vacío.
Estas fluctuaciones causadas por el principio de incertidumbre de la mecánica cuántica consiste en partículas virtuales entrando y saliendo de la existencia de períodos cortos.
Los científicos saben que es real, ya que dejan rastros detectables. Fotones virtuales que producen pequeños cambios en los niveles de energía de los átomos. Usando la técnica llamada “luz comprimida”, se puede cambiar la incertidumbre cuántica en las frecuencias de control de los detectores.
Mediante el uso de cristales especiales, se convierte al luz verde en luz infrarroja, transformando un fotón en dos.El entrelazamiento cuántico se aplica una propiedad predicha en 1935 por Einstein,Podolsky y Rosen en su formulación de la llamada paradoja EPR. El entrelazamiento cuántico ocurre cuando dos partículas subatómicas que interactúan están separadas, pero los cambios realizados en un afectará a la otra, aunque no estén físicamente conectadas.
dice Blair.
"Lo extraño es que cuando se observa, no hay nada , sin embargo, esta" nada " es la fluctuación del vacío, puede ser comprimida y sabemos que es real, porque varía la sensibilidad del detector"
Esto permitirá poner a prueba teorías, tales como el tiempo se detiene en la superficie de un agujero negro.
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Fuente | Nature Physic
Cita: University of Western Australia, Crawley, Western Australia 6009, Australia
No, no es broma. .A esta conclusión han llegado un grupo de investigadores de la Universidad de Bristol. Los científicos han realizado una serie de análisis sobre algunas rocas más antiguas del planeta. El estudio se publica hoy en la revista Nature y concluye que las reservas de metales preciosos en la Tierra son debidas a un bombardeo de meteoritos que ocurrió hace unos 3.900 millones de años.
Según el estudio, aproximadamente un 0,5% del manto terrestre proviene de una lluvia de meteoritos, y muestra con alta precisión como se incorporaron los metales preciosos en la composición externa de la capa terrestre.
Mientras se formaba la Tierra , el hierro fundido se hundió hacia el interior de la misma, para formar el núcleo, llevando con él la gran mayoría de metales preciosos. Se estíma que hay tal cantidad de estos metales en el nucleo, que se podría cubrir la superficie de todo el planeta y formar una capa de varios metros.
No obstante, se calcula que en el manto hay aproximadamente 20 trillones de toneladas de material procedente del espacio exterior. Por ello, los investigadores argumentan que esta abundancia de material se debe probablemente a una lluvia de meteoritos intensa, quedándose los materiales en el manto, una vez formado el núcleo terrestre.
El Dr Matthias Willbold y el Professor Tim Elliott, del Bristol Isotope Group, argumentaron que probar esta hipótesis ha sido muy complicado debido a la falta de exactitud en las mediciones de metales preciosos. No obstante, el analisis de un conjunto de rocas en Groenlandia, de una edad cercana a los cuatro mil millones de años, proporcionaron datos claves para entender la composición la Tierra poco después de la formación del núcleo y antes del “teorizado” bombardeo de asteroides.
En el estudio, se determino la composición isotópica del tungsteno de las rocas, un elemento muy peculiar y poco abundante en nuestra superficie.
El tungsteno se compone de varios isótopos, (átomos con las mismas características químicas pero masas ligeramente diferentes) El tungsteno es un elemento que tiene un comportamiento similar a los metales preciosos.
"Se observa un descenso de la relación del tungsteno, y la medida actual solo puede explicarse si aproximadamente el 0,5% del manto terrestre proviene de material meteórico, que contrarrestara el valor tras la lluvia de meteoritos"
Además, la composición isotópica en la Tierra es muy diferente que la del material meteórico, lo que permite usar estos isótopos para marcar la materia proveniente de asteroides.
El equipo de Willbold constató que la abundancia de este isótopo en la superficie actual de la Tierra era prácticamente homogénea. Sin embargo, detectaron determinadas rocas en el lugar del estudio (Groenlandia) con mayor presencia del isótopo.
Estos descubrimientos afianzan la posibilidad de que los meteoritos fueran la fuente originaria de estos metales, entre los que se encontrarían el oro, la plata y el platino entre otros, tras la formación del núcleo terrestre.
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Fuente | Nature Magazine
Cita: “The tungsten isotopic composition of the Earth’s mantle before the terminal bombardment”, Matthias Willbold, Tim Elliott y Stephen Moorbath. Nature 477: 195-198, 8 de septiembre de 2011 doi:10.1038/nature10399
Física cuántica
Kenton Brown, quien dirigió el proyecto como investigador postdoctoral del NIST
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Fuente | Arvix
Los físicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) han alcanzado un récord de baja probabilidad de error en el procesamiento de información cuántica de un solo bit cuántico (qubit) -el primer tipo de cambio publicado error lo suficientemente pequeño como para satisfacer las necesidades teóricas para la construcción de ordenadores cuánticos viable
Una ordenador cuántico podría resolver algunos problemas que actualmente no puedes ser abordados con la tecnología que se dispone. El experimento del NIST con un qubit berilio, es un hito para operaciones sencillas de la lógica cuántica. Sin embargo, un ordenador cuántico requerirá también de dos qubits con operaciones lógicas y tasas de error comparativamente bajas.
"Un error por cada 10.000 operaciones lógica es común a la hora de alcanzar un margen de error lo suficientemente bajo como para utilizar los protocolos de corrección de errores en una computadora cuántica. En general se acepta que los márgenes de error por encima de ésta cifra, inducen a más errores en las operaciones las cuales luego no se logran corregir. Hemos sido capaces de demostrar que tenemos un control suficiente sobre nuestro único qubit, siendo nuestra probabilidad de error de 1 por cada 50.000 operaciones de la lógica"
Secuencias de 10 longitudes diferentes, que van de 1 a 987 operaciones, fueron repetidas 100 veces. Los resultados medidos fueron comparados con los resultados teóricos. La longitud máxima de las secuencias se vio limitado por el hardware utilizado para controlar el experimento.
El margen de error tan bajo conseguido fue posible gracias a dos grandes cambios en la configuración del experimento. En primer lugar, los científicos manipularon el uso de microondas en lugar de los iones de los rayos láser. Luego, una antena de microondas se incorporó en una “trampa de iones”, con un ion cerca flotando por encima de 40 micrómetros de la superficie del campo magnético.
Cita:K.R. Brown, A.C. Wilson, Y. Colombe, C. Ospelkaus, A.M. Meier, E. Knill, D. Leibfried and D. J. Wineland. 2011. Single-qubit gate error below 10-4 in a trapped ion.Physical Review A Forthcoming. Preprint available at: http://arxiv.org/abs/1104.2552.
Parece ser que la "partícula de Dios" no se deja atrapar tan fácilmente.
Imagen simulada. FOTO SINC / CERN / ATLAS
Los experimentos ATLAS y CMS del Gran Colisionador de Hadrones (LHC, siglas en inglés), siguen estrechando el cerco a la partícula postulada en los años sesenta como parte de un mecanismo que otorgaría masa al resto.
El bosón es una partícula hipotética masiva, predicha por el modelo estándar de la física de partículas.
El LHC de Suiza, lleva tiempo detrás de dicha partícula. Al parecer y según informa la "Agencia SINC", se excluye su presencia en un rango de masas que va de los 145 a los 488 gigaelectronvoltioos (GeV), o sea, un 95% de probabilidades de no encontrarlo. Dichos datos han sido expuesto en un simposium celebrado en Mubai (India), donde el ATLAS y el CMS han lleagado a dicha conclusión.
España colabora con el CERN en un casi 9% de su presupuesto y dicha colaboración es promovida por el CEPAN (Centro Nacional de Física de Partículas Astropartículas y Nuclear).
Artículo completo | agenciasinc
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Notas: El electronvoltio (símbolo eV), es una unidad de energía que toma un electrón cuando es acelerado por una diferencia de potencial de 1 voltio. Dicho valor se obtiene experimentalmente y equivale aproximadamente a. 1,602176462 × 10-19 Julios.
Artículo completo | agenciasinc
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Notas: El electronvoltio (símbolo eV), es una unidad de energía que toma un electrón cuando es acelerado por una diferencia de potencial de 1 voltio. Dicho valor se obtiene experimentalmente y equivale aproximadamente a. 1,602176462 × 10-19 Julios.
En física de altas energías, el electronvoltio resulta una unidad muy pequeña, por lo que son de uso frecuente múltiplos como el Megaelectronvoltio MeV o el GigaelectronvoltioGeV.
Enlaces: Agencia SINC | CERN-LHC Fuente: Agencia SINC | CERN|
