Los resultados cuestionan los méritos de los experimentos de axiones

Los primeros resultados de una serie de “experimentos de “iluminar a través de un muro” han puesto límites restrictivos a las propiedades del axión — una partícula hipotética que podría explicar la esquiva materia oscura. Los resultados, que fueron tomados por el experimento BMV en Toulouse, Francia y el experimento GammeV en el Fermilab en los Estados Unidos, ponen en duda los méritos de otros experimentos similares en desarrollo.

Láser en el experimento GammeV en el Fermilab en los Estados Unidos. (Crédito: GammeV/Fermilab)

La única prueba para los axiones llegó en 2005, cuando los investigadores del experimento PVLAS en Italia notaron una ligera rotación en la polarización de un rayo láser que pasaba a través de un campo magnético. Aunque los investigadores más tarde encontraron que de hecho era un error en los aparatos más que una verdadera señal de axiones, ya se había comenzado a construir muchos otros experimentos para ver si realmente podía haber axiones con el tipo de parámetros sugeridos por PVLAS — ALPS en el laboratorio DESY en Alemania; OSQAR en el CERN; LIPSS en el Laboratorio Jefferson en los Estados Unidos; y BMV y GammeV.

El principio de todos estos experimentos es lanzar un rayo láser a través de un campo magnético sobre un muro grueso que tiene un detector de fotones en el otro lado. Normalmente ninguno de los fotones del rayo pasaría a través del muro, pero si uno de los fotones del campo magnético se combinase con otro del rayo para producir un axión, el axión atravesaría el muro sin impedimentos. Una vez atravesado, este axión se convertiría de nuevo en fotón registrando una señal en el detector, demostrando de esta forma la existencia de los axiones.

Los experimentos BMV y GammeV no han detectado tal señal. El equipo BMV descarta la existencia de un axión con la masa de PVLAS y parámetros de acoplamiento de fotones con una certeza del 99,9% (Phys. Rev. Lett. 99 190403), mientras que el equipo GammeV incrementa esta certeza al 99,9999% (arXiv:0710.3783v1). El equipo de GammeV también puso la mayor restricción en la fuerza del acoplamiento de los axiones a fotones — suponiendo una masa aproximada de 1 meV — o menos de 5 × 10-7 GeV-1.

Pruebas ‘redundantes’

Carlo Rizzo del equipo de BMV dijo a physicsworld.com que esto hace que el resto de experimentos con axiones, los cuales aún tienen que publicar sus primeros datos, sean mayormente redundantes. “Hasta donde comprendo, no hay más razones especiales para buscar partículas similares a los axiones en el rango de masa y acoplamiento constante que ya han sido excluidos”, dijo.

Pero esta opinión no es compartida por Andreas Ringwald de DESY. Apunta que el experimento ALPS de DESY y otros serán más sensibles a la masa que un orden de magnitud, y por tanto podrían ser capaces de detectar otras partículas aparte de los axiones. Esto incluye nuevas partículas ligeras como las predichas en las extensiones “supersimétricas” del actual Modelo Estándar de la física de partículas. Con una pequeña modificación, dijo, los experimentos podrían ser capaces de detectar las hipotéticas partículas “camaleón”. Tales partículas, con cambios en su masa dependiendo de la densidad de materia en la que habitan, podrían explicar la expansión acelerada del universo.

“Creo que estos experimentos [de axiones] apenas han arañado un trozo de un terrotorio anteriormente desconocido”, dijo Ringwald. “Más experimentos como ALPS u OSQAR tienen el potencial de profundizar verdaderamente en parámetros del espacio anteriormente inexplorados”.


Autor: Jon Cartwright
Fecha Original: 21 de noviembre de 2007
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Los doctores desmontan el remedio de té herbal para la diabetes

Algunos doctores en Texas están echando agua fría sobre el té herbal mexicano por algunas afirmaciones de que es un remedio para la diabetes.

Dibepan es un remedio herbal para la diabetes que algunos juran que cambió sus vidas, informó la emisora de televisión KENS de San Antonio.

Los doctores, sin embargo, dicen que no están seguros.

“Nosotros supimos sobre esto en la web (y) esta gente es muy inteligente, no hay nada en la web sobre de esto. Sólo dicen que funcionan”, informó el Doctor Sherwyn Schwartz, un endocrinólogo e investigador de la diabetes del área de San Antonio, en la emisora de televisión.

El producto herbal de México salió a la venta en San Antonio hace seis meses. Fabricado a partir de la corteza de la raíz y hojas de un árbol que crece en el México tropical, los fabricantes de dibepan dicen que ayuda al proceso pancreático de la glucosa reduciendo a la normalidad los niveles de azúcar en sangre.

“Me siento mucho mejor. Tengo mucha más energía, y esto verdaderamente controla mi nivel de azúcar”, dice el consumidor de té Richard Sepulveda a KENS. Otros dicen haber dejado de administrarse su insulina sin efectos nocivos hasta el momento, informaron a la emisora de televisión.

“No estoy diciendo que funcione o no”, dijo Schwartz. “No conozco los efectos secundarios. No lo entiendo; ellos no me dan información”.


Fecha Original: 14 de noviembre de 2007
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El cielo nocturno en diciembre

En este mes, el día 22, a las 6:08 TU, el sol alcanza su máxima posición boreal, alcanzando su punto más alejado al sur del ecuador celeste, dando paso al invierno en el hemisferio norte, y al verano en el hemisferio sur.

En este mes, el día 22, a las 6:08 TU, el sol alcanza su máxima posición boreal, alcanzando su punto más alejado al sur del ecuador celeste, dando paso al invierno en el hemisferio norte, y al verano en el hemisferio sur. El solsticio es aquel instante en que el Sol se halla en uno de los dos trópicos, en este caso, en el trópico de Capricornio. El solsticio de diciembre hace, en el hemisferio boreal, que el día sea más corto y la noche más larga del año; y en el hemisferio austral, la noche más corta y el día más largo (cambio de estaciones).

Nebulosa Cabeza de Caballo (IC434) Crédito: HubbleSite

En las latitudes norte, las constelaciones de Orión y Taurus serán las protagonistas de estas noches, La Vía Láctea cruza desde Orión hasta la costelación de Aquila, pasando por Auriga, Perseus, Cassiopeia, Cepheus y Cygnus. Aparece en los cielos el triángulo de invierno, formado por las estrellas Sirius (de Canis Major), Procyon (de Canis Minor) y Betelgueuse (de Orión).

Durante este mes podremos disfrutar de la considerada como mejor segunda lluvia de estrellas del año, las Gemínidas, con radiante cercano a la estrela Cástor, la cual alcanza su máximo alrededor del día 14, pudiendo alcanzar una frecuencia de 1 meteoro por minuto. Son meteoros de velocidad moderada que radian de la constelación de Géminis. Aunque su declinación (+33º) la convierte en una lluvia de meteoros septentrional, su ascensión recta permite su visibilidad desde antes incluso de la medianoche. El cuerpo progenitor de las Gemínidas es el asteroide (3200) Phaeton. Esta relación fue puesta de manifiesto tras el descubrimiento del asteroide en 1983 por el satélite IRAS y fue la primera lluvia claramente relacionada con un asteroide. Aunque se cree que dicho asteroide es tan sólo un cometa extinto, y las partículas fueron eyectadas hace siglos.

Desde la península española se podrá contemplar la ocultación de las estrellas Asterope y Taigeta (pertenecientes al cúmulo estelar de las Pléyades) el día 21, entre las 21:30 y 22:25 horas TU.

Además de ser un magnífico momento para observar M42, en la constelación de Perseus también podremos divisar el cúmulo de las Hyades en Taurus (Mel 25), así como el cúmulo alfa de Persei, o Mel 20, en torno a su estrella central Mirphak . También es una magnífica ocasión para observar el doble cúmulo de Perseus, formado por los cúmulos NGC 869 y NGC 884.

El cielo en las latitudes sur se verá dominado por Orion, Taurus y Gemini en el norte, con Canis Major y Puppis cerca del cenit y en el sur estarásn las Nubes de Magallanes, con las constelaciones de Carina, Vela y Crux. Se acerca el verano y por eso se puede observar hacia el norte el triángulo de estrellas que nos lo avisa, formado por Betelgeuse en Orion, Sirius en Canis Major y Procyon en Camis Minor. La Gran Nube de Magallanes se sitúa muy alta en los cielos, siendo un momento muy interesante para intentar observar la Nebulosa de la Tarántula (NGC 2070). Cabe destacar que durante este y el siguiente mes es aconsejable observar los grandes cúmulos estelares de las Pléyades (M45) y las Hiades (Mel 25), ambas localizables en la constelación de Taurus.

Durante este mes habrá tres conjunciones con la Luna: el día 1 se aproximará Saturno a 2,4º, el día 24 será Marte que estará a 0,9º y por último Saturno se aproximará a 2,8º el día 28. El día 17, Mercurio estarán en conjunción superior y Júpiter, el día 23, se encontraá en conjunción con el Sol. Las mejores condiciones para la observación astronómica estarán entre los días 7 y 11 del mes, cuando la Luna tendrá su menor luminosidad (la Luna nueva tendrá lugar el día 9).

Venus podrá observase un par de horas antes del amanecer. Mercurio no será observable, pues el día 17 del mes alcanzará su conjunción superior, encontrándose detrás del Sol.. Marte será el dominante de las noches, siendo visible durante todas las horas nocturnas. Júpiter alcanzará su conjunción con el Sol, lo que lo hará inobservable. Saturno irá ganando terreno y cada vez se podrá observar un poco antes de la medianoche, disponiendo, según avance el mes, cada vez de más horas de observación. Tanto Urano como Neptuno, serán visibles durante las primeras horas nocturnas, aunque será necesaria ayuda óptica para ello.

Las constelaciones que alcanzan su momento de mejor visibilidad son Caelum, Dorado, Mensa, Lepus, Orion, Pictor, Columba, Camelopardalis y Auriga. Este mes lo dedicaremos a la constelación de Orion, una de las constelaciones más conocidas dada su espectacularidad y visibilidad, facilmente reconocible por sus tres características estrellas que forman el cinturón de Orión, conocidas tambien como las “Tres Marías”.

Constelación de Orion (El Cazador)
Nombre abreviado: Ori
Localización: AR 5,59 horas, Dec 4,58º
Franja de observación: 79ºN – 67ºS
Carta de la constelaciónEs una de las constelaciones más conocidas dada su espectacularidad y visibilidad, facilmente reconocible por sus tres características estrellas que forman el cinturón de Orión, conocidas tambien como las “Tres Marías”. Es visible desde casi todas las latitudes y su mejor visibilidad se da el 15 de diciembre. En esta constelación se encuentran varios objetos interesantes y famosos, como la Gran Nebulosa de Orión M42, la Nebulosa de Mairan M43 (parte de la Nebulosa de Orión) y la Nebulosa Cabeza de Caballo (en IC 434). La estrella mas brillante es la supergigante azul Rigel (Beta orionis) y la segunda es la gigante y rojiza Betelgeuse (Alpha orionis).Otras estrellas importantes de esta constelación son Bellatrix (arriba derecha), Saiph (abajo izquierda), Almitak, Almilam y Mintaka (de izquierda a derecha en el cinturón).Particularmente interesante para la observación con un telescopio modesto es su estrella Sigma ( s , debajo del cinturón, cerca de Anilak), de magnitud 4. Se trata de un sistema quíntuple, de las que se pueden apreciar bien a cuatro de ellas: la primera es la principal, y las otras tres compañeras se pueden observar dos a un lado y una muy cercana al otro. La quinta se trata de una estrella muy débil difícil de observar.

Estrellas mas importantes:

Belgeuse: Alpha de Orión (a)pergigante roja, tipo M. Magnitud 0,1. Distancia: 427 años luz.
Rigel – Algebar : Beta de Orión (b) . Supergigante azul, tipo B. Magnitud 0,08. Distancia: 773 años luz.
Bellatrix: Gamma de Orión (g) . Gigante azul, tipo B. Magnitud 1,64. Distancia: 243 años luz.
Mintaka: Delta de Orión (d) . Doble blanca, tipo B. Magnitudes 2,41 y 3,76. Distancia: 916 años luz.
Alnilam: Épsilon de Orión (e) . Supergigante azul, tipo B. Magnitud: 1,7. Distancia: 1.350 años luz.
Alniltak: Zeta de Orión (z) . Doble blanca, tipo B. Magnitudes: 1,82 y 3,95. Distancia: 815 años luz.
Saiph: Kappa de Orión (k) . Blanca, tipo B. Magnitud: 2,06. Distancia: 720 años luz.
Meissa – Meissa : Lambda de Orión (l) . Estrella tipo O. Magnitud: 3,54.

Objetos de interés:

M42/M43: Gran Nebulosa de Orión (M42) y Nebulosa de Mairan (M43). Es una nebulosa difusa. Está iluminada gracias a una estrella múltiple. El diámetro de la nebulosa está calculado en 30 años luz, y su distancia a la Tierra en 1.500 años luz. En el cielo se distingue claramente a la M42 como una mancha difusa de magnitud 4.
CR 69: Cúmulo abierto de magnitud 2,8. Tiene 20 estrellas y una nebulosa asociada.


NGC 1980: Nebulosa débil con algunas estrellas brillantes, es un cúmulo nebular. Magnitud 2,5.

CR 70: Cúmulo abierto formado por las estrellas del cinturón de Orión de magnitud 0,4.

NGC 1981: Cúmulo abierto pobre de unas 20 estrellas. Magnitud 4,2.
NGC 1999: Nebulosa de reflexión a 1.500 años luz de distancia.
IC 434:Nebulosa oscura Cabeza de Caballo.

Estrellas en color amarillo
Nebulosas en color verde
Galaxias en color azul
Cúmulos en color azul claro


Publicado originalmente por Vicente Díaz para El Cielo del Mes y cedido a Ciencia Kanija

Un mesón de cuatro quarks desafía la física y los físicos

Los físicos del experimento Belle del Laboratorio KEK en Japón descubrieron un curioso mesón bautizado Z(4430). Según algunos, se trataría de una partícula compuesta de cuatro quarks.

Los físicos del experimento Belle del Laboratorio KEK en Japón descubrieron un curioso mesón bautizado Z (4430). Según algunos, se trataría de una partícula compuesta de cuatro quarks. Tal cosa parece imposible o casi en el marco de la teoría de la cromodinámica cuántica.

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Tres ejemplos de mesones formados por un quark y por un antiquark designado por una barra sobre la parte superior.
© KEK Laboratory

Desde su introducción en el mundo de la física de las partículas al principio de los años 1960 por Gell-Mann, Ne’eman y Zweig, los quarks no han dejado de intrigar a los físicos por su comportamiento anormal respecto al de otras partículas elementales. Sin embargo, la teoría de las interacciones fuertes que dominaban el mundo de los hadrones construida con ellos, se mostró particularmente perfecta para describir experimentos en los aceleradores.

No obstante, las ecuaciones de la QCD (cromodinámica cuántica) que describen los intercambios de gluones entre los quarks, y son responsables de la estructura compuesta de los protones y de los neutrones, son notoriamente difíciles de resolver a causa de su estructura no lineal. Lo que hace que no siempre se comprenda muy bien por qué los quarks quedan confinados en los hadrones, aunque se ha progresado mucho desde finales de los años 1960, es casi siempre imposible predecir la masa de los protones y de los neutrones sin utilizar ordenadores.

A pesar de todo, la teoría implica de modo bastante sólido que los quarks pueden unirse sólo por pares de partícula-antiparticula, para formar mesones, y por tres para formar bariones.

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Las colisiones electrón-positrón producen numerosos tipos de partículas que se desintegran según diferentes modos en cadena. Aquí un excelente mesón (B) se desintegra en Z (4430) y él mismo da un charmonium también llamado mesón J/psi.
© KEK Laboratory

Fue pues con una cierta sorpresa que los experimentadores ocupados en analizar los productos de las reacciones de colisiones entre electrones y positrones, con el experimento BaBar del Centro del Acelerador Lineal de Stanford y Belle en el Laboratorio KEK, descubrieron importantes indicadores de la presencia de mesones constituidos por cuatro quarks.

¿Un estado excitado del charmonium?

A primera vista, esto no parecía la explicación más plausible. En efecto, los mesones, como los bariones, siendo compuestos a ejemplo de los átomos, poseen niveles de energía y pueden encontrarse en un estado excitado. La primera hipótesis presentada era pues que precisamente en presencia de este fenómeno con un mesón en estado de reposo y llamado aún charmonium porque está compuesto por un quark en reposo y por un antiquark en reposos (el reposos designa un estado cuántico análogo al espín para este tipo de quark), lo encontramos justamente en estado de desintegración de uno de los mesones inestables que podían interpretarse como constituido por 4 quarks.

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¡Ocurre entonces, que el méson Z (4430) hoy descubierto está cargado mientras que el charmonium es neutro! Parece pues difícil de creer que se trata de un estado de excitación. Además, Z (4430) se desintegra en charmonium y en un mesón ? (PI) cargado. Estamos pues en presencia de un candidato mesón con cuatro quarks que parece muy discernible de un estado excitado del charmonium al contrario que el otro mesón: el X(3872).

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La prueba de la existencia de Z(4430) con una resonancia en el índice de producción a 4430 de MeV.
© KEK Laboratory

No todos los físicos están todavía convencidos y algunos piensan que son necesarios aún nuevos experimentos. En efecto, si la existencia de un mesón con cuatro quarks se confirmara, habría que reexaminar las ecuaciones de la QCD, si no la teoría de las interacciones nucleares fuertes en si misma.


Agradecimiento a Xavier Civit por la traducción de este artículoAutor: Laurent Sacco
Fecha Original: 23 del 11 de 2007
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Lo innato y lo adquirido en el cosmos

El descubrimiento de galaxias “adolescentes” está dando a los científicos un mejor manejo de cómo las galaxias se transforman de “sexys” fábricas espirales de estrellas a casa de retiro sin forma para estrellas viejas.

A principios del siglo XX, Edwin Hubble descubrió que la Vía Láctea no está sola. Nuestra galaxia es sólo una de muchas “islas universo”, como las llamó Hubble, nadando en la inmensidad de los mares del espacio.

Ahora los astrónomos pueden medir la edad de cada galaxia, su actividad de formación estelar y otros datos relacionados, están uniendo las piezas y comprendiendo que las galaxias crecen poco a poco, como niños, pasando por sus visiblemente distintos años adolescentes antes de llegar a la edad adulta.


Una galaxia espiral clásica con brazos abiertos y vigorosa formación estelar, la joven galaxia NGC 300 está situada a aproximadamente siete millones de años luz de distancia en la constelación de Sculptor. Imagen del Explorador de Evolución Galáctica de la NASA. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Las Campanas

Los resultados se publicarán en el ejemplar de diciembre de la revista Astrophysical Journal proporcionando la prueba más firme hasta ahora sobre esta idea, llamada Teoría del crecimiento, en la cual las elegantes espirales (galaxias jóvenes) y las elípticas similares a manchas (galaxias viejas) están vinculadas evolutivamente.

Color codificado

Los científicos han pensado durante mucho tiempo que las galaxias jóvenes crecen hasta convertirse en viejas, refiriéndose a galaxias azules y rojas respectivamente. El color indica cómo de activamente está creando la galaxia nuevas estrellas. Las estrellas más jóvenes brillan en luz ultravioleta o azul, y por tanto las galaxias con gran actividad de creación estelar parecen azules. Las estrellas más viejas emiten luz infrarroja o roja. En las galaxias ancianas, su “reproducción estelar” ha comenzado a apagarse y por tanto las estrellas que quedan sólo vivirán el resto de su vida.


Esta imagen del Explorador de Evolución Galáctica de la NASA muestra una galaxia adolescente, NGC 1291, situada a aproximadamente 33 millones de años luz en la constelación de Eridano. Crédito: NASA/JPL-Caltech/CTIO

Aproximadamente la mitad de las galaxias son azules y la otra mitad rojas. Se ha propuesto que ambas están vinculadas, con las jóvenes azules pasando a galaxias pasivas rojas cuando agotan su material de formación estelar.

Si esta teoría es cierta, se esperaría ver una población de galaxias “adolescentes” en proceso de transición hacia viejas. Encontrar estas adolescentes es un problema difícil, dado que los cambios cósmicos ocurren a lo largo de miles de millones de años.

“La Teoría del crecimiento de la evolución galáctica predice que habría galaxias en transición”, dijo el autor principal Christopher Martin, investigador principal de la misión Explorador de Evolución Galáctica de la NASA (GALEX) en el Caltech de Pasadena, California. “Hallar estas galaxias requería de luz ultravioleta, dado que destacan especialmente en esta longitud de onda”.

Historia cósmica

Los datos de GALEX, lanzado en 2003, permitieron a Martin y sus colegas observar galaxias en luz ultravioleta a lo largo de 10 mil millones de años de historia cósmica. Los análisis de los investigadores de decenas de miles de imágenes tomadas por GALEX han revelado que las jóvenes galaxias espirales de hecho maduran en “adolescentes” antes de apagarse en ancianas elípticas.

Los detalles de esta imagen que surge ahora sugieren que una galaxia espiral podría fusionarse con otra espiral o tal vez con una galaxia de forma irregular antes de crear unas pocas ráfagas de estrellas de nuevo cuño. Finalmente, la galaxia comienza a agotar se producción estelar y se asienta al final de su vida como elíptica.

“Nuestros datos confirman que todas las galaxias comienzan su vida formando estrellas”, dijo Martin. “Entonces, a partir de una combinación de fusiones, el agotamiento del combustible y tal vez la supresión por parte de los agujeros negros, las galaxias finalmente dejan de producir estrellas”.

Los hallazgos también sugieren que algunas galaxias jóvenes pasan a la edad vieja rápidamente, mientras otras pasean placenteramente hacia sus años dorados.


Autor: Jeanna Bryner
Fecha Original: 19 de noviembre de 2007
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Físicos de la UWM implicados en un proyecto internacional para peinar el espacio buscando ondas gravitatorias

Investigadores de la UWM, respaldados por considerables fondos de la Fundación Nacional de Ciencia, están tomando un papel de liderazgo en la búsqueda de ondas gravitatorias en el espacio. Tal hallazgo cambiaría literalmente lo que conocemos sobre el cosmos.

Las series de números de LIGO son como pistas en un disco compacto, dice Patrick Brady. Esto significa que, una vez detectadas, las señales de ondas gravitatorias pueden ser convertidas en sonido. De hecho los científicos ya han simulado, basándose en predicciones matemáticas, cómo sonarían ciertos eventos espaciales. Cuando se fusionan dos agujeros negros, por ejemplo, se esperaría escuchar un “gorjeo” que representa el giro en espiral de los dos agujeros antes de colisionar. “La espiral puede continuar durante diez mil años”, dice Brady. “¡El sonido es la señal identificativa de los últimos segundos del proceso!”. Aquellos que analicen los datos del espacio podrían realmente escuchar los datos. En lugar de esto, los científicos buscan las señales usando ordenadores como Nemo.

Usar nuevas herramientas para observar el universo, dice Patrick Brady, a menudo ha conducido a descubrimientos que cambiaron el curso de la ciencia. La historia está llena de ejemplos.

“Galileo fue la primera persona en usar un telescopio para observar el cosmos”, dice Brady, profesor de física en la UWM. “Sus observaciones con la nueva tecnología llevaron al descubrimiento de las lunas que orbitaban Júpiter prestando apoyo al modelo heliocéntrico del Sistema Solar”.

Tal oportunidad existe hoy con un observatorio único que escanea el cielo, buscando una de las mayores predicciones de Einstein – las ondas gravitatorias.

Las ondas gravitatorias se producen cuando objetos masivos en el espacio se mueven violentamente. Las ondas portan la huella de los eventos que las causan. Los científicos ya tienen pruebas indirectas de que las ondas gravitatorias existen, pero no las han detectado directamente.

Los investigadores de la UWM, respaldados por considerables fondos de la Fundación Nacional de Ciencia, están tomando un papel de liderazgo en la búsqueda.

Es una empresa épica que involucra a aproximadamente 500 científicos de todo el mundo, incluyendo a Brady y otros miembros del Centro para Cosmología y Gravitación de la UWM: los profesores asociados Alan Wiseman y Jolien Creighton, y el profesor asistente Xavier Siemens.

Dos físicos adjuntos a la UWM, que trabajan en el Instituto Max Planck en Alemania, también están implicados – así como el profesor de la UWM Bruce Allen y la científico María Alessandra Papa.

“Es una oportunidad inimaginable de estar en la vanguardia del descubrimiento científico”, dice Creighton.

El Observatorio de Ondas Gravitatorias Interferómetro Láser, o LIGO, consta de detectores en dos lugares de los Estados Unidos gestionados por el Instituto Tecnológico de California (Caltech) y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT).

Los físicos de la UWM están analizando los datos generados por las instalaciones de LIGO.

El proyecto está financiado con una notable inversión tanto de fuentes federales como de la UWM. El año pasado, el grupo de LIGO de la UWM logró 3 millones de dólares en fondos de becas. Desde 1999, la UWM ha recibido más de 9 millones para el proyecto, con la mayoría de los mismos yendo al supercomputador Nemo que funciona discretamente en la segunda planta de Edificio de Física.

Alargado y apiñado

Los observatorios LIGO usan lásers para monitorizar con precisión la distancia entre una estación central y espejos suspendidos a 5 kilómetros de distancia a lo largo de unos brazos perpendiculares. Cuando una onda gravitatoria, una ola en el espacio-tiempo, pasa cerca, el espejo de uno de los brazos se moverá más cerca de la estación central, mientras que el otro espejo se moverá alejándose.

La medida en el cambio en la distancia causado por el alargamiento y apiñamiento es para lo que LIGO está diseñado, dice Wiseman.

Esos cambios son inconcebiblemente diminutos. LIGO puede registrar distorsiones a una escala tan pequeña, que es comparable a medir una milésima del tamaño de un núcleo atómico.

LIGO registra series de números – grandes cantidades de ellas – y alimenta con ellas a varios clústers de superordenadores en todo el país, incluyendo el clúster Nemo de la UWM.

Piensa en un disco duro moderno en un ordenador de sobremesa, el cual almacena aproximadamente 100 gigabytes. LIGO llena unos 10 de estos en Nemo cada día, dice Brady.

El trabajo del ordenador es obtener los patrones numéricos que representan las ondas gravitatorias enterradas en el ruido ambiental producido por grandes cantidades de otras vibraciones – desde vibraciones internas del equipo, a fluctuaciones magnéticas de tormentas, vibraciones sísmicas de los trenes que pasan a pocos kilómetros del observatorio, o de terremotos en la otra punta del mundo.

“Existen miles o incluso millones de señales distintas que podrían ser emitidas desde el espacio”, dice Wiseman. “Por lo que tienes que tomar cada segmento de datos individualmente. Esto resulta ser un formidable problema de computación”.

Nemo realiza muchos miles de millones de cálculos por segundo en su búsqueda de estas señales.

Para aumentar la capacidad de cómputo, UWM ofrece una forma de que cualquiera con un ordenador y una conexión a Internet de alta velocidad se una a la caza de tesoros astrofísica. Llamado “Einstein@Home, el programa comparte la potencia disponible del ordenador cuando los participantes no la están usando, y reúne esos recursos para ayudar en el filtrado de las masivas cantidades de datos procedentes de LIGO.

Posibles secretos

Los científicos admiten que las actuales instalaciones de LIGO necesitarán una mejora para aumentar las opciones de detectar ondas gravitatorias. Se han solicitado más fondos de la Fundación Nacional de Ciencia para hacer esto en los presupuestos de 2009 de los Estados Unidos, actualmente en proceso de aprobación.

Por ahora. La mejor esperanza es detectar eventos relativamente cercanos a la Tierra.

Por tanto, ¿cuál es la probabilidad de éxito?

“Los eventos que buscamos puede que sólo tengan lugar una vez cada millón de años en nuestra galaxia”, dice Wiseman, “pero si tus instrumentos son lo bastante sensibles como para ver estos eventos en, digamos, un millón de galaxias, entonces la probabilidad de detectar algo es mucho mayor”.

Las ondas gravitatorias pueden contener secretos sobre la naturaleza de los agujeros negros, las propiedades desconocidas de la materia nuclear y, tal vez, incluso de cómo se inició el universo.

“Sólo hemos sido capaces de informarnos sobre el universo desde que se enfrió”, dice Siemens. “Pero con las ondas gravitatorias, veremos el universo cuando era mucho más joven y caliente”.

Pero de nuevo, los científicos no lo saben con certeza.

“Creo que nos llevaremos una sorpresa”, dice Siemens. “Tenemos todas esas ideas sobre lo que pensamos que encontraremos, pero podría ser algo completamente distinto”.


Autor: Laura L. Hunt
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Planetas rocosos podrían habitar un popular cúmulo estelar cercano

Se han hallado evidencias de planetas rocosos en uno de los cúmulos estelares más queridos por la humanidad.

Imagen a color compuesta del cúmulo estelar de las Pléyades y región de los alrededores producida por Inseok Song del Centro de Ciencia Spitzer. La imagen fue creada combinando imágenes en bandas B, R e I a partir de imágenes individuales de la Investigación Digital del Cielo en capas de imágenes azul, verde y rojo, respectivamente. La situación de HD 23514 se muestra con la flecha amarilla. Crédito: Inseok Song/Digital Sky Survey, interior: Gemini Observatory/Lynette Cook

Los astrónomos han señalado una gruesa nube de polvo alrededor de una estrella en las Pléyades, o “las Siete Hermanas”, especulan que los restos en el cúmulo estelar se crearon a partir de colisiones de embriones de planetas rocosos o planetas completamente formados.

“Nuestras observaciones indican que planetas terrestres similares a los que tenemos en nuestro Sistema Solar son, probablemente, bastante comunes”, dijo Benjamin Zuckerman, astrónomo en la Universidad de California en Los Ángeles, que estuvo implicado en el descubrimiento.

Los hallazgos se detallarán en un próximo ejemplar de Astrophysical Journal.

Usando el Observatorio Géminis y el Telescopio Spitzer de la NASA, los investigadores hallaron que el polvo alrededor de HD 23514, una estrella de las Pléyades que es ligeramente más masiva y brillante que nuestro Sol, es cientos de miles de veces más grueso que en nuestro Sistema Solar.

Aunque las estrellas muy jóvenes de 10 millones de años o menos están habitualmente envueltas en gruesas nubes de polvo, HD 23514 tiene aproximadamente 100 millones de años, y su polvo “primordial” debería haberse disipado hace mucho. Por tanto, el polvo que ven los astrónomos ahora es probable que se generase por restos de segunda generación provocados por la colisión de grandes objetos.

“En el proceso de creación de planetas terrestres rocosos, algunos objetos colisionan y crecen en planetas mientras otros se dispersan en polvo”, dijo el miembro del equipo de estudio Inseok Song de Caltech. “Estamos viendo ese polvo”.

El equipo calculó que los planetas terrestres o los embriones planetarios de las Pléyades colisionaron en los últimos cientos de miles de años y, tal vez, mucho más recientemente.

Las partículas creadas durante las colisiones podrían, con el tiempo, fusionarse para formar cometas y asteroides o incluso nuevos planetas.

Las Pléyades han sido bien conocidas durante todos los registros históricos de la humanidad. Los antiguos griegos las llamaron las Siete Hermanas por sus siete estrellas azules calientes más visibles; los aztecas en México y América Central basaron su calendario en las Pléyades; y el cúmulo mencionado en la Biblia, cuando Dios pregunta a Job, “¿Puedes unir las bellas Pléyades? ¿Puedes liberar las cuerdas de Orión?”

Las Pléyades contienen en realidad un total de 1400 estrellas. A 400 años luz de distancia en la constelación de Tauro, es uno de los cúmulos estelares más cercano a la Tierra.


Autor: Ker Than
Fecha Original: 15 de noviembre de 2007
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Análisis se enfrenta a modelo de la formación del universo

Las diminutas variaciones de temperatura encontradas en mapas del fondo cósmico de microondas habitualmente se piensa que son prueba del crecimiento de estrellas, galaxias y otras estructuras a gran escala a partir de perturbaciones en el joven universo. Pero un físico de los Estados Unidos afirma de forma controvertida que estas variaciones observadas son de hecho causadas por átomos de hidrógeno de nuestra propia galaxia. Si está en lo cierto, los cosmólogos tendrán que replantear drásticamente sus modelos de la evolución del universo.

Gerrit Verschuur afirma que las emisiones de radio del hidrógeno en nuestra propia galaxia (arriba) podrían ser la huella de la investigación de la Sonda de Anisotropía de Microondas Wilkinson sobre el fondo cósmico de microondas (abajo). (Crédito: Universidad de Bonn, equipo científico de NASA/WMAP)

En el plasma caliente de los inicios del universo, la luz dejada por el Big Bang no podía seguir viajando sin verse dispersada por los electrones. Pero en la época en la que el universo contaba con 380 000 años de antigüedad, se enfrió lo suficiente para permitir que los protones y electrones se combinasen y formasen átomos de hidrógeno. Los fotones podían entonces viajar libremente grandes distancias sin ser dispersados, extendiéndose en longitudes de onda conforme el universo se expandía para convertirse en el fondo de microondas cósmico (CMB) – un mapa de la estructura de los inicios del universo congelado en el tiempo.

Los datos recopilados por el satélite COBE en 1993, y ampliamente extendidos por la Sonda de Anisotropía de Microondas Wilkinson (WMAP) en 2003, demostraron que las diminutas variaciones de temperatura impregnaban el CMB. Esto demostró que los inicios del universo no tenían una distribución equitativa de masa, sino que tenían regiones densas que – como sugieren los modelos cosmológicos – fueron la semilla de las galaxias y otras estructuras que vemos hoy.

Fuente equivocada

Gerrit Verschuur, un físico de la Universidad de Memphis en los Estados Unidos, no está de acuerdo. Ha notado que las variaciones de temperatura registradas por WMAp tienden a coincidir con las emisiones de radio del hidrógeno neutro en la Vía Láctea. En otras palabras, las fluctuaciones pueden no ser parte del CMB en absoluto (Astro. J. en publicación; preimpresión disponible en arXiv.org:0704.1125v2).

Verschuur hizo su descubrimiento mientras estudiaba la investigación Leiden-Argentina-Bonn (LAB), un mapa de las emisiones de radio del hidrógeno neutro en la Vía Láctea que se completó para todo el cielo en 2005.“Muchos datos son desalentadores y los usuarios de la investigación LAB de todo el cielo aún tienden a extraer sólo los datos de la pequeña área en la que están interesados”, dijo a physicsworld.com. “He estado trabajando con los datos a lo largo de una gran área”. En este artículo Verschuur apunta seis áreas donde ha encontrado correlación visual entre las investigaciones LAB y WMAP, aunque dice que desde entonces ha encontrado otras 200 áreas correladas.

Si su análisis es correcto, minaría el modelo ampliamente establecido de “materia oscura fría” sobre la evolución del universo, la cual dice que las estructuras a gran escala crecieron a partir de pequeñas perturbaciones de densidad en los inicios del universo. De acuerdo con los estudios de la investigación WMAP, la materia normal forma sólo el 4% del universo, con las misteriosas materia y energía oscuras formando el 24% y 72% respectivamente. Aunque los científicos de WMAP han extraído cuidadosamente contribuciones conocidas a partir de procesos en la Vía Láctea, Verschuur señala que la correlación en las emisiones de hidrógeno podría originarse a partir de procesos no identificados.

Análisis estasdístico

Sin embargo, no todo el mundo está de acuerdo con las conclusiones del físico de los Estados Unidos. Kate Land de la Universidad de Oxford en el Reino Unido y Anže Slosar en la Universidad de Ljubljana en Eslovenia compararon distintos mapas de las investigaciones LAB y WMAP en distintas bandas de frecuencia y escalas usando las técnicas “Monte Carlo” de ordenador, pero no encontraron correlaciones estadísticamente significativas (Phys. Rev. D 76 087301).

Sobre la fiabilidad de las inspecciones visuales, Land y Slosar recuerdan la leyenda urbana de que cierto punto en la investigación WMAP contiene las iniciales de Stephen Hawking. “Las correlaciones a ojo son muy engañosas”, concluyen.

Sin desánimo

Incluso así, Verschuur persiste en continuar sus análisis. “Mi aproximación ahora es determinar lo que puedo aprender sobre la física interestelar al estudiar estos casos, y no preocuparme sobre argumentos estadísticos”, comentó.

Pero Gary Hinshaw, físico del equipo de la misión WMAP en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, también discute las conclusiones de Verschuur. “ Mi impresión es que está basado principalmente en una comparación visual de los mapas y no en un riguroso análisis estadístico, por lo que los resultados son bastante anecdóticos”, dijo a physicsworld.com. Refiriéndose al estudio de Land y Slosar añadió: “Creo que este artículo realmente acaba con su afirmación”.


Autor: Jon Cartwright
Fecha Original: 16 de noviembre de 2007
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Los físicos aprenden a predecir eventos de ozono dañinos

El ozono puede ser un salvavidas en la atmósfera superior donde nos protege de los rayos ultravioleta dañinos, pero más cerca del suelo es un contaminante que causa asma en los humanos y un crecimiento atrofiado de los cereales. En grandes ciudades como Los Ángeles, el ozono forma un ingrediente clave de la niebla tóxica, generada cuando la luz del sol reacciona con los gases expulsados por los coches y otros humos. Sin embargo, el ozono también puede alcanzar el nivel del suelo en pequeñas cantidades a través de “intrusiones” desde la estratosfera. Ahora, Wayne Hocking de la Universidad de Ontario Occidental y otros físicos de Canadá han demostrado que sería posible predecir cuándo y dónde se producirían tales intrusiones de ozono (Nature 450 281).

Wayne Hocking y sus colegas lanzan una de las ozonosondas. (Crédito: Wayne Hocking)

Hocking y sus colegas llegaron a esta conclusión monitorizando la posición de la tropopausa – la región que separa la troposfera, que se extiende desde el nivel del suelo y la estratosfera – en estaciones de Montreal y Walsingham en Canadá. Para hacer esto usaron “analizadores de viento”, un tipo de radar que opera en frecuencias alrededor de los 50 MHz que detecta si el aire es estable, como en la tropopausa, o turbulento. También liberaron aproximadamente cien globos para elevar dispositivos llamados ozonosondas, los cuales muestrean continuamente los niveles de ozono en el aire conforme se elevan.

La tropopausa varía en altitud entre 7 y 28 kilómetros, pero habitualmente reside entre los 8 y 10 km. Los investigadores encontraron que, en ciertas ocasiones, la altitud de la tropopausa cambia rápidamente – una caída seguida por un rápido ascenso – que sería seguida por una intrusión de ozono en la troposfera, a veces llegando hasta el nivel del suelo. De acuerdo con Hocking, los científicos deberían por tanto ser capaces de usar el radar para dar una alerta temprana, entre 12 horas y dos días de adelanto, de eventos de intrusión de ozono que puedan alcanzar el suelo. Esto permitiría a la gente con dificultades respiratorias o problemas oculares mantenerse en ambientes húmedos.

Martyn Chipperfield, científico atmosférico en la Universidad de Leeds en el Reino Unido, dijo a physicsworld.com que el estudio también mostraba que podría ser posible descubrir cómo de a menudo suceden las intrusiones de ozono y cuánto contribuyen al ozono de la troposfera. Sin embargo, añadió que esto también requeriría un conocimiento de la masa de ozono transportada durante el evento de intrusión, el cual no se indica en el estudio del Hocking y sus colegas. “Esto sería un reto”, comentó.


Autor: Jon Cartwright
Fecha Original: 7 de noviembre de 2007
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El cometa Holmes más grande que el Sol

Anteriormente, el sol era el objeto más grande del Sistema Solar. Ahora, el cometa 17P/Holmes ostenta tal distinción.

El espectacular aumento del cometa 17P/Holmes explotó en tamaño y brillo el 24 de octubre. Continuó expandiéndose y ahora es el objeto individual más grande del Sistema Solar, siendo mayor que el Sol (ver figura). El diámetro de la débil atmósfera del cometa fue medido en 1,4 millones de kilómetros el 9 de noviembre de 2007 por Rachel Stevenson, Jan Kleyna y Pedro Lacerda del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawai. Usaron observaciones de una cámara de gran angular del Telescopio Canadiense-Franco-Hawaiano (CFHT), uno de los pocos instrumentos profesionales capaces de capturar todo el cometa en una imagen. Otros astrónomos implicados en el programa de la UH para estudiar al cometa incluyen a Bin Yang, Nuno Peixinho y David Jewitt. La erupción actual del cometa Holmes se informó por primera vez el 24 de octubre y ha continuado a un ritmo constante de 0,5 km/sec desde entonces. El cometa es medio millón de veces más brillante que antes de comenzar la erupción, algo sin precedentes. Esta sorprendente erupción del cometa se produjo por el polvo expulsado del núcleo sólido hecho de hielo y roca, de sólo 3,6 km de diámetro.

(Izquierda) Imagen del cometa Holmes desde el telescopio Canadiense-Franco-Hawaiano de 3,6 metros en Manua Kea mostrando la coma de diámetro de 1,4 millones de kilómetros. La “estrella” blanca cerca del centro de la coma es de hecho el núcleo rodeado de polvo. (Derecha) el Sol y el planeta Saturno mostrados a la misma escala como comparación. (El Sol y Saturno son imágenes cortesía de los proyectos SOHO y Voyager de la NASA).

La nueva imagen también muestra el crecimiento de la cola del cometa Holmes (la región difusa abajo a la derecha en la imagen del cometa), provocada por la presión de la luz solar sobre los granos de polvo en la coma. A lo largo de las próximas semanas y meses, la coma y la cola se espera que se expandan incluso más mientras que el cometa se irá apagando conforme se disperse el polvo. El cometa Holmes mostró un doble estallido en noviembre de 1892 y enero de 1893. No se sabe si la presente actividad del cometa sigue el patrón de 1892, pero están planeadas nuevas observaciones desde Mauna Kea para observar un segundo estallido. La mayoría de los comentas muestran pequeñas fluctuaciones en brillo y algunos tienen estallidos distintos. El enorme evento en proceso en el cometa Holmes no tiene precedentes, sin embargo.

El periodo orbital del cometa Holmes es aproximadamente de 6 años, colocándolo en la clase de Cometas de la Familia de Júpiter cuyas órbitas están fuertemente influenciadas por Júpiter. Se piensa que estos objetos han pasado la mayor parte de los últimos 4500 millones de años orbitando el Sol más allá de Neptuno, en una región conocida como el Cinturón de Kuiper. Holmes probablemente fue rechazado a su órbita actual en los últimos pocos miles de años y está perdiendo masa conforme se evapora por el calor del Sol. En otros pocos miles de años es probable que impacte con el Sol o un planeta, sea expulsado del Sistema Sola, o simplemente muera por agotamiento del gas.


Autor: David Jewitt
Fecha Original: 9 de noviembre de 2007
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