Investigación sobre las misteriosas esferas de piedra de Costa Rica

Esferas de piedra de Costa Rica

Las antiguas esferas de piedra de Costa Rica se hicieron mundialmente famosas por la secuecia de apertura de “Raiders of the Lost Ark (En Busca del Arca Perdida)”, cuando una réplica de una de las reliquias casi aplasta a Indiana Jones.

Por tanto, tal vez, John Hoopes es lo más parecido en la Universidad de Kansas (KU) a un héroe de película de acción.

Hoopes, profesor asociado de antropología y director del Programa Global de Estudios de Naciones Indígenas, volvió hace poco de un viaje a Costa Rica donde él y sus colegas evaluaron las bolas de piedra para UNESCO, la organización cultural de las Naciones Unidas que podría conceder a las esferas el Estatus de Patromonio de la Humanidad.

Seguir Leyendo…

Por qué los agujeros negros pueden constituir toda la materia oscura

Materia oscura

Ningún experimento terrestre ha observado signos de partículas de materia oscura. Tal vez debido a que la materia oscura es una cosa totalmente distinta.

La materia oscura es el misterioso material que los cosmólogos creen que llena nuestro universo. Las pruebas de su existencia son que no hay suficiente masa visible para mantener unidas las galaxias. Pero dado que es manifiesto que las galaxias no se desmiembran, debe haber un material invisible, algo de masa perdida, que genere la fuerza gravitatoria para mantenerlas unidas.

Seguir Leyendo…

La lluvia de helio en Júpiter explica la falta de neón

Lluvia de helio
Conforme se enfrían Júpiter y Saturno, el interior de los planetas se aproxima a temperaturas donde el hidrógeno y el helio ya no se mezclan. Este proceso, que es probable que ya haya tenido lugar en Saturno, podría llevar a la formación de gotitas de helio que podrían “llover” hacia el centro del planeta y proporcionar una fuente de calor adicional. Ilustración de Jonathan DuBois

En la Tierra, el gas helio se usa para hacer volar globos, como en la película “Up.”

En el interior de Júpiter, sin embargo, las condiciones son tan extrañas que, de acuerdo con las predicciones de científicos de la Universidad de California en Berkeley, el helio se condensa en gotas que caen en forma de lluvia.

La lluvia de helio se propuso anteriormente para explicar el excesivo brillo de Saturno, un gigante gaseoso como Júpiter, pero de un tercio de su masa.

En Júpiter, no obstante, los científicos de la UC Berkeley afirman que la lluvia de helio es la mejor forma de explicar la carencia de neón en las capas exteriores del planeta, el mayor planeta del Sistema Solar. El neón se disuelve en las gotas de helio y cae hacia el interior donde se re-disuelve, eliminando de las capas superiores ambos elementos, lo que es consistente con las observaciones.

Seguir Leyendo…

Agujeros negros supermasivos: ¿Apuntan a la naturaleza de la materia oscura?

Agujero negro

Aproximadamente el 23% del universo está hecho de la misteriosa “materia oscura”, un material invisible que sólo se detecta a través de su influencia gravitatoria sobre sus alrededores. Ahora, dos astrónomos con sede en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) han encontrado una pista de la forma en que se comporta cerca de los agujeros negros. Sus resultados aparecen en una carta en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Seguir Leyendo…

Los planetas extrasolares adelgazan por radiación

Exoplaneta

Un estudio liderado por astrónomos españoles del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) muestra por primera vez claros indicios de que la radiación coronal de las estrellas evapora la atmósfera de los planetas durante sus primeras etapas de vida. El estudio analiza los datos de 75 planetas extrasolares para comprobar la relación que existe entre la radiación en rayos X producida en la corona de la estrella, y la masa de los planetas.

Las observaciones, tomadas en su mayoría con el satélite XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea, arrojan un impactante resultado: “los planetas gaseosos más expuestos a rayos X habrían perdido buena parte de su masa por evaporación, de modo que hoy en día sólo se encuentran planetas poco masivos sometidos a esta energética radiación”.

Seguir Leyendo…

El Big Bang: Una teoría sólida, pero siguen los misterios

Big Bang

El Big Bang fue el inicio del universo que conocemos, dicen la mayor parte de los científicos. Pero, ¿fue el inicio?, y ¿será el final?

Una descripción popular del joven universo es un único Big Bang, después del cual el espacio se hinchó rápidamente como una burbuja gigante. Pero otra teoría propone que vivimos en un universo de 11 dimensiones, donde todas las partículas están compuestas por diminutas cuerdas vibrantes. Esto podría crear un universo obligado a un ciclo de Big Bangs y Big Crunchs, repetidos en un blucle.

Aún está por ver qué escenario está más cerca de la verdad, pero los científicos dicen que nuevos experimentos que están ahora en proceso podrían proporcionar pronto más respuestas.

Seguir Leyendo…

Vuelven a plantear la “fusión fría” como fuente de energía

Fusion Fría

La fusión fría, esa posible nueva fuente de energía tan controvertida que hasta no hace mucho se consideraba como ciencia “basura”, se está ganando la aceptación de la mayoría de la comunidad científica. Ésta es la conclusión del organizador de una de las mayores sesiones científicas sobre este tema que se celebra en el Centro Moscone de San Francisco (EE UU) durante los dos próximos días, en el marco de la 239ª Reunión Nacional de la Sociedad Estadounidense de Química (ACS, por sus siglas en inglés).

“Hace años, muchos científicos tenían miedo de hablar sobre la fusión fría a una audiencia mayoritaria”, afirma Jan Marwan, el experto de fama internacional que ha organizado el simposio. Bajo el título de Nueva tecnología energética, el simposio incluye casi 50 presentaciones que avanzarán los últimos descubrimientos sobre el tema.

Seguir Leyendo…

¿Vida sin agua?

Lagos en Titán

Los nuevos descubrimientos tienen dificultades con las viejas definiciones. Toma, por ejemplo, el concepto de mundo habitable.

La definición estándar de “mundo habitable” es un mundo con agua líquida en su superficie; la “zona habitable” alrededor de una estrella está definida como la región Ricitos de Oro – no demasiado caliente, ni demasiado fría – donde puede existir un planeta o luna acuosa.

Y aquí llega Titán. La luna gigante de Saturno está tan lejos de la definición de habitable como puede estarse. La temperatura en su superficie oscila alrededor de los 94 Kelvin (menos 179 C). A esta temperatura, el agua es una roca tan dura como el granito.

Seguir Leyendo…

Spitzer desentierra agujeros negros primitivos

Quásar

Los astrónomos han observado lo que parecen ser dos de los primeros y más primitivos agujeros negros conocidos. El descubrimiento, basado en gran parte en observaciones del Telescopio Espacial Spitzer, proporcionará una mejor comprensión de las raíces del universo, y cómo aparecieron las primeras estrellas, galaxias y agujeros negros.

“Hemos hallado lo que probablemente son quásares de primera generación, nacidos en un medio libre de polvo y en las primeras etapas de la evolución estelar”, dice Linhua Jiang de la Universidad de Arizona en Tucson. Jiang es el autor principal de un artículo que anuncia los hallazgos en el ejemplar del 18 de marzo de Nature.

Seguir Leyendo…

Los científicos agrandan la mecánica cuántica

Redoble tambor
Manos en movimiento haciendo un redoble de tambor. Un redoble cuántico se ha convertido en el primer objeto visible en ser puesto en una superposición de estados cuánticos. A. Olsen/iStockphoto

El mayor objeto colocado en un estado cuántico.

Un equipo de científicos ha tenido éxito al colocar un objeto lo bastante grande para ser visible a simple vista en un estado cuántico mezclado de movimiento y estático.

Andrew Cleland de la Universidad de California en Santa Barbara, y su equipo enfriaron un diminuto remo de metal hasta alcanzar su ‘estado base’ mecánico cuántico — el estado de menor energía permitido por la mecánica cuántica. Entonces usaron las extrañas reglas de la mecánica cuántica para colocar simultáneamente el remo en movimiento mientras que se mantenía quieto. El experimento demuestra que los principios de la mecánica cuántica se aplican a objetos cotidianos aparte de las partículas de escala atómica.

Seguir Leyendo…

Otro Júpiter en la Vía Láctea

Exoplaneta

El satélite espacial CoRoT descubre el primer exoplaneta similar a Júpiter que permite estudios en detalle cuando pasa por delante de su estrella.

El hallazgo, encabezado por un investigador del IAC, será publicado por la revista Nature.

El satélite espacial CoRoT ha descubierto un planeta del tamaño de Júpiter que orbita alrededor de una estrella semejante al Sol en la constelación de la Serpiente, a unos 1500 años luz de distancia de la Tierra. Los parámetros de este planeta gigante y gaseoso, con rasgos comunes a la mayoría de los detectados hasta la fecha, representan un valioso modelo a la hora de identificar nuevos cuerpos jovianos con temperaturas moderadas.

Seguir Leyendo…

Los secretos de la gran mancha roja de Júpiter revelados en un nuevo mapa climático

Gran Mancha Roja

Se han publicado nuevas imágenes que revelan una visión sin precedentes de los vientos que giran en la famosa Gran Mancha Roja de Júpiter y permiten a los científicos construir el primer mapa climático detallado del interior de la tormenta gigante.

“Esta es nuestra primera visión detallada del interior de la mayor tormenta del Sistema Solar”, dice Glenn Orton del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, y líder del equipo que estudió la mancha roja de Júpiter.

Seguir Leyendo…

¿Están ocultos los secretos del universo en un chip?

Chip

Un aislante topológico podría ayudar a probar la Teoría de Campo Cuántico.

Una oscura clase de materiales podrían usarse para simular una gran cantidad de partículas exóticas predichas por los físicos, pero nunca observadas.

Los resultados preliminares, presentados el 14 de marzo en la apertura de la reunión de la Sociedad Física Americana en Portland, Oregon, sugieren que se ha creado un trozo lo bastante grande de un ‘aislante topológico’ como para probar las extrañas predicciones de la Teoría de Campo Cuántico — una versión de la mecánica cuántica que se usa comúnmente en la física de partículas. La teoría predice la existencia de un número de partículas inusuales, que, de reproducirse en el material, podrían mostrarse útiles para aplicaciones futuras tales como ruptura de códigos en ordenadores cuánticos o en espintrónica — la electrónica que depende del espín de las partículas además de su carga.

Seguir Leyendo…

Estudio puede explicar el mínimo solar extendido

Gran Cinta Transportadora del Sol
La “Gran Cinta Transportadora” del Sol es una corriente circulatoria masiva de fuego (plasma caliente) dentro del Sol. Tiene dos ramas, norte y sur, cada una necesitando 40 años para hacer un circuito completo. Los investigadores creen que el giro de la cinta controla en ciclo de manchas solares. Crédito de la imagen: NASA

El reciente mínimo solar se extiende 15 meses más de lo predicho, y un nuevo estudio puede explicar por qué, y mejorar las predicciones de futuros ciclos solares.

El mínimo solar al final de cada ciclo solar de 11 años está caracterizado por una reducción en el número de manchas, llamaradas y otras actividades solares. El más reciente, de 2008 a inicios de 2009, duró quince meses más de lo esperado.

El estudio usó 13 años de resultado de SOHO, el Observatorio Heliosférico y Solar, el cual se lanzó conjuntamente por la Agencia Espacial Europea y la NASA. Entre los datos recopilados por SOHO hay medidas de los gases ionizados moviéndose desde el ecuador del Sol a los polos en lo que se conoce como el flujo meridional. Los científicos intentaron entonces correlacionar el flujo con las variaciones en el ciclo de manchas solares.

Seguir Leyendo…

Súper Supernova: Sistema estelar de enanas blancas supera el límite de masa

Supernova de Tipo Ia
Los cosmólogos usan las supernovas de Tipo Ia, como la visible en la esquina inferior izquierda de esta galaxia, para explorar la expansión pasada y futura del universo y la naturaleza de la energía oscura. (Imagen: High-Z Supernova Search Team, HST, NASA)

Un equipo internacional liderado por la Universidad de Yale ha medido, por primera vez, la masa de un tipo de supernova que se cree que pertenece a una subclase única y confirmaron que sobrepasa lo que se creía que era un límite de masa superior. Sus hallazgos, que aparecen on-line y se publicarán en un próximo ejemplar de la revista Astrophysical Journal, podrían afectar a la forma en la que los cosmólogos miden la expansión del universo.

Los cosmólogos usan las supernovas de Tipo Ia – las violentas explosiones de los núcleos muertos de estrellas conocidas como enanas blancas — como una especie de regla cósmica para medir distancias a las galaxias madre de las supernovas y, de tal forma, comprender la expansión pasada y futura del universo y explorar la naturaleza de la energía oscura. Hasta hace poco, se pensaba que las enanas blancas no podían superar lo que se conoce como límite de Chandrasekhar, una masa crítica equivalente a 1,4 veces la masa del Sol, antes de estallar como supernova. Este límite uniforme es clave para medir las distancias a las supernovas.

Seguir Leyendo…

El agua descubierta en las rocas lunares de Apolo probablemente procedía de cometas

Roca lunar
Un trozo de superficie lunar en exposición en el Centro Espacial Johnson, Houston. Crédito: Andrew Chaikin.

Se ha encontrado por primera vez agua auténtica lunar en rocas que fueron traídas de vuelta a la Tierra durante las históricas misiones Apolo de la NASA hace 40 años. El agua es similar a la detectada en cometas, lo que sugiere que el escaso suministro de la Luna llegó allí a través de impactos con estos cuerpos helados.

Para determinar de dónde procede este agua, los investigadores estudiaron finas porciones de roca recopiladas por los astronautas en la década de 1970 usando distintos tipos de microscopios. Bajo examen estaba la proporción de hidrógeno – de los cuales se unen dos átomos a uno de oxígeno para formar una molécula de agua – a una extraña versión del hidrógeno llamada deuterio.

Seguir Leyendo…

La precisión de las medidas cuánticas se aproxima al límite de Heisenberg

Medidas cuánticas
Esta ilustración muestra un esquema de realimentación adaptativa usado para medir una diferencia de fase desconocida entre los dos brazos rojos del interferómetro. Se envía un fotón (qubit) a través del interferómetro, y se detecta en c1 ó c0, dependiendo de por qué brazo viaje. La retroalimentación se envía a la unidad de proceso, la cual controla el desplazador de fase en un brazo de modo que, cuando se envíe el siguiente fotón, el dispositivo pueda medir con mayor precisión la fase en el otro brazo, y calcular la diferencia de fase precisa. Crédito de la imagen: Hentschel y Sanders.

En el mundo clásico, los científicos pueden realizar medidas con un grado de precisión que está restringido sólo por las limitaciones técnicas. A nivel fundamental, no obstante, las medidas de precisión están limitadas por el Principio de Incertidumbre de Heisenberg. Pero incluso alcanzar una precisión cercana al límite de Heisenberg está muy lejos de la tecnología actual debido a las limitaciones de la fuente y los detectores.

Ahora, usando técnicas del aprendizaje automático, los físicos Alexander Hentschel y Barry Sanders de la Universidad de Calgary han demostrado recientemente cómo generar procedimientos de medidas que pueden superar las mejores estrategias anteriores para lograr unas medidas cuánticas de alta precisión. El nuevo nivel de precisión se aproxima al límite de Heisenberg, lo cual es un objetivo importante para las medidas cuánticas. Tales medidas cuánticas mejoradas son útiles en distintas áreas, tales como relojes atómicos, detección de ondas gravitatorias y medición de propiedades ópticas en materiales.

“La precisión que cualquier medida puede lograr está limitada por el conocido como límite de Heisenberg, el cual resulta del Principio de Incertidumbre de Heisenberg”, dice Hentschel a PhysOrg.com. “No obstante, las medidas clásicas no pueden lograr una precisión cercana al límite de Heisenberg. Sólo las medidas cuánticas que usan correlaciones cuánticas pueden aproximarse a dicho límite. Aún así, idear procedimientos de medida cuántica es algo muy complejo”.

El principio de incertidumbre de Heisenberg limita en último término la precisión posible dependiendo de cuántos recursos cuánticos se usan en la medida. Por ejemplo, las ondas graviatorias se detectan mediante interferómetros láser, cuya precisión está limitada por el número de fotones disponibles en el interferómetro dentro de la duración del pulso de la onda gravitatoria.

En su estudio, Hentschel y Sanders usaron una simulación por ordenador de un interferómetro de dos canales con una diferencia de fase aleatoria entre los dos brazos. Su objetivo era estimar la diferencia de fase relativa entre los dos canales. En su sistema simulado, los fotones eran enviados al interferómetro a la vez. No se sabía a qué puerto de entrada llegaría, por lo que el fotón (actuando como qubit) estaba en una superposición de dos estados, correspondiendo a los dos canales. Cuando salía del interferómetro, el fotón se detectaba abandonando uno de los dos puertos de salida, o no se detectaba si se perdía. Dado que los fotones eran lanzados al interferómetro a la vez, no se podía extraer más de un bit de información en cada momento. En este escenario, la precisión posible está limitada por el número de fotones usados para la medida.

Como han demostrado anteriores investigaciones, los esquemas de medidas cuánticas más efectivos son aquellos que incorporan una retroalimentación adaptativa. Estos esquemas acumulan información a partir de medidas y las aprovechan para maximizar la información lograda en posteriores medidas. En un interferómetro con retroalimentación, se envía una secuencia de fotones sucesivamente a través del interferómetro para medir la diferencia de fase desconocida. Los detectores en los dos puertos de salida miden el camino de salida de cada uno de los fotones, y transmite la información a la unidad de proceso. La unidad de proceso adapta el valor de un desplazador de fase controlable tras cada fotón, de acuerdo con una política dada.

No obstante, idear una política óptima es difícil, y normalmente requiere de ciertas conjeturas. En su estudio, Hentschel y Sanders adaptaron una técnica del campo de la inteligencia artificial. Su algoritmo aprende una política óptima basándose en el ensayo y error – reemplazando las conjeturas por un procedimiento lógico, completamente automático y programable.

Específicamente, el nuevo método usa un algoritmo de aprendizaje automático llamado optimización de enjambre de partículas (PSO). PSO es una estrategia de optimización de “inteligencia colectiva” inspirada en el comportamiento social de las bandadas de pájaros o bancos de peces para localizar lugares donde alimentarse. En este caso, los físicos demuestran que el algoritmo PSO puede también aprender de forma autónoma una política para ajustar el desplazamiento de fase controlable.

Como demuestran Hentschel y Sanders, después de que se haya enviado una secuencua de qubits de entrada al interferómetro, el procedimiento de medida aprendido por el algoritmo PSO deja una medida del desplazamiento de fase desconocido que está cerca del límite de Heisenberg, fijando un nuevo precedente para la precisión de las medidas cuánticas. El nuevo alto nivel de precisión podría tener importantes implicaciones para la detección de ondas gravitatorias.

“La Teoría de la Relatividad General de Einstein predice ondas gravitatorias”, dice Hentschel. “No obstante, no se ha logrado ninguna detección directa de las mismas. La detección de ondas gravitatorias abrirá un nuevo campo de la astronomía que incrementará las observaciones de neutrinos y ondas electromagnéticas. Por ejemplo, los detectores de ondas gravitatorias pueden observar agujeros negros en fusión o sistemas estelares binarios compuestos de dos estrellas de neutrones, que están en su mayor parte ocultos a los telescopios convencionales”.


Más información: Alexander Hentschel and Barry C. Sanders. “Machine Learning for Precise Quantum Measurement.” Physical Review Letters 104, 063603 (2010). DOI:10.1103/PhysRevLett.104.063603

Autor: Lisa Zyga
Fecha Original: 26 de febrero de 2010
Enlace Original

Pulsos CIR “vaciaron” la atmósfera de Marte

Marte por Hubble

Un equipo internacional de físicos espaciales, informan que Marte está perdiendo constantemente parte de su atmósfera al espacio como resultado de la presión de pulsos procedentes del viento solar. Su nuevo estudio publicado en Geophysical Research Letters debería ayudar a los científicos a comprender mejor la evolución de la atmósfera marciana.

Los investigadores analizaron los datos del viento solar y las observaciones de satélite que rastreaban el flujo de iones pesados que abandonan la atmósfera marciana. Los resultados del análisis mostraron que la atmósfera de Marte no se escapa a un ritmo constante, sino que ocurre en ráfagas.

Seguir Leyendo…

Impactante receta para los “electrones asesinos”

Magnetosfera

Los choques interplanetarios pueden crear “electrones asesinos” en el entorno espacial cercano a la Tierra en 15 minutos desde que el choque alcanza la burbuja magnética protectora de la Tierra. El mecanismo subyacente para este proceso ha sido ahora revelado como resultado de una extraña configuración de satélites, que incluyen a Cluster, SOHO y Double Star.

Durante décadas hemos sabido que nuestro ambiente espacial cercano a la Tierra está íntimamente vinculado a la actividad solar. No obstante, los modelos de esta relación aún no son lo bastante precisos para predecir – en detalle – el impacto en la Tierra de violentas explosiones (conocidas como eyecciones de masa coronal) desde el Sol. En particular, ni siquiera es posible determinar dónde y qué extensión de región específica cercana a la Tierra podría ser dañina para una nave o perturbar las señales de satélites de navegación.

Seguir Leyendo…

¿Podemos detectar comportamiento cuántico en los virus?

Comportamiento cuántico en virus

El extraño mundo de la mecánica cuántica describe el comportamiento raro y a menudo contradictorio, de los pequeños objetos inanimados, tales como átomos. Los investigadores ahora han empezado a buscar formas de detectar propiedades cuánticas en entidades más grandes y complejas, incluso posiblemente en organismos vivos.

Un grupo de investigación germano-español, dividido entre el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica y e Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), está usando los principios de un famoso experimento mental de la mecánica cuántica – el gato superpuesto de Schrödinger – para probar las propiedades cuánticas en objetos compuestos por mil millones de átomos, posiblemente incluyendo al virus de la gripe.

Seguir Leyendo…