Artículo publicado por Alexandra Witze el 8 de febrero de 2012 en Science News
Las partículas, buscadas desde hace tiempo, confirman una reacción de fusión que ayuda a dar energía al Sol.
En un esfuerzo técnico, los físicos han observado unos neutrinos de baja energía, buscados desde hace tiempo, que vuelan a toda velocidad desde el Sol. El descubrimiento confirma uno de los posibles primeros pasos en el ciclo de fusión que ayuda a dar energía a la estrella, dice Cristiano Galbiati, físico en la Universidad de Princeton y miembro del gran equipo internacional que informa del descubrimiento en el ejemplar del 3 de febrero de la revista Physical Review Letters.
Las recién encontradas partículas se producen cuando dos protones y un electrón interactúan para crear deuterio, una forma pesada del hidrógeno que ayuda a alimentar la fusión del Sol. Aproximadamente 1 de cada 400 átomos de deuterio en el Sol se crean en esta reacción de protón-electrón-protón, o pep.
Artículo publicado por Geoff Brumfield el 7 de febrero de 2012 en Nature News
Los últimos análisis del Gran Colisionador de Hadrones apoyan la existencia de la partícula.
Hoy, dos de los principales experimentos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el acelerador de partículas más potente del mundo, enviaron los resultados de sus últimos análisis. Los nuevosartículos apoyan la existencia, anunciada en diciembre, de una posible señal del Higgs, pero no nos emocionemos demasiado.
Artículo publicado por Belle Dumé el 26 de enero de 2012 en physicsworld.com
Físicos de España y el Reino Unido han calculado que el grafeno – una capa de carbono de apenas un átomo de grosor – podría usarse para crear un absorbente perfecto de la luz si es dopado y colocado en una organización periódica. El trabajo podría llevar a unos dispositivos mejorados de fotodetección, particularmente en la parte infrarroja del espectro electromagnético, donde las tecnologías actuales tienen problemas de funcionamiento.
La afirmación es extraordinaria, dado que los materiales convencionales normalmente necesitan tener miles de átomos de grosor para absorber completamente la luz. “La predicción de que una capa de material de apenas un átomo de grosor puede absorber la luz por completo es notable y excitante”, dice el jefe del equipo F. Javier García de Abajo del Instituto de Óptica en Madrid.
Una nueva investigación de la Universidad de Bristol puede descartar una vieja conjetura hecha por uno de los fundadores de la ciencia de la información cuántica: que los estados cuánticos que muestran ‘transposición parcial positiva’, una simetría particular bajo inversión temporal, nunca pueden derivar en no localidad.
Cuando se trata del espacio y el tiempo, la física moderna desafía nuestra intuición en la forma más drástica posible. La teoría de la relatividad de Einstein nos dice que el espacio y el tiempo están íntimamente relacionados y que el tiempo absoluto es una ilusión. La mecánica cuántica, sin embargo, está en reposo, y sus predicciones son tal vez incluso más asombrosas que las de la relatividad.
Por resumir, la teoría cuántica dice que dos partículas entrelazadas se comportan como un único objeto físico, sin importar lo lejos que estén entre sí. Si se realiza una medida en una de estas partículas, el estado de su gemelo distante se modifica instantáneamente.
Artículo publicado por Kim DeRose el 29 de enero de 2012 en UCLA
Los hallazgos favorecen los esfuerzos por predecir mejor las tormentas geomagnéticas en el espacio.
Investigadores de UCLA han explicado la desconcertante desaparición de electrones energéticos en el cinturón externo de radiación de la Tierra, usando datos recopilados por una flotilla de naves en órbita.
En un artículo publicado el 29 de enero en la edición anticipada en línea de la revista Nature Physics, el equipo demuestra que los electrones perdidos son barridos del planeta por una marea de partículas de viento solar durante los periodos de actividad solar elevada.
Los físicos han simulado dos universos colisionando dentro de un metamaterial.
Una forma interesante en la que podría haberse formado nuestro cosmos es en una colisión entre dos universos con dimensiones espaciales adicionales, llamados mundobranas.
En este escenario, conocido como modelo ekpirótico del universo, nuestro cosmos es simplemente un pequeño rincón de cuatro dimensiones dentro de un espacio mucho más complejo.
Artículo publicado por Iqbal Pittalwala el 26 de enero de 2012 en UCR Today
Físicos de la UC en Riverside han iniciado un experimento de laboratorio para encontrar la respuesta.
¿Se comportan materia y antimateria de forma distinta respecto a la gravedad? Los físicos de la Universidad de California en Riverside se han propuesto determinar la respuesta. De encontrarla, podría explicar por qué el universo parece no tener antimateria y por qué se expande a un ritmo cada vez mayor.
En el laboratorio, los investigadores dieron los primeros pasos hacia la medida de la caída libre del “positronio” – un estado ligado de un positrón y un electrón. El positrón es la versión en antimateria del electrón. Tiene una masa idéntica a la del electrón, pero una carga positiva. Si un positrón y un electrón se encuentran entre sí, se aniquilan produciendo dos rayos gamma.
Artículo publicado por James Lloyd el 26 de enero de 2012 en Cosmos Magazine
El misterio de cómo las galaxias, incluyendo la Vía Láctea, se han magnetizado se ha resuelto mediante experimentos que usan láseres de alta potencia.
Reproduciendo las condiciones que se encuentran en las galaxias en desarrollo, los físicos han demostrado que las ondas de choque pueden generar minúsculas ‘semillas’ magnéticas, que podrían finalmente crecer hasta formar los campos magnéticos a gran escala que observamos hoy. La investigación se describe en el ejemplar de hoy de Nature.
“Las observaciones indican que los campos magnéticos son ubicuos en los cúmulos de galaxias, galaxias, e incluso en los vacíos”, dice Gianluca Gregori, autor principal del estudio de la Universidad de Oxford en Inglaterra.
“Para explicar esta magnetización a gran escala, los campos magnéticos deben haber existido durante mucho tiempo. Pero, ¿de dónde proceden estas semillas magnéticas? Nuestro experimento indica que la generación de semillas por ondas de choque es una explicación plausible, como inicialmente se sugería en las simulaciones numéricas”.
Artículo publicado por Anne Trafton el 18 de enero de 2012 en MIT News
El nuevo trabajo sobre gases ultrafríos puede también ayudar a los científicos a comprender los superconductores de alta temperatura y las estrellas de neutrones.
Cada vez que hierves agua en una tetera, eres testigo de un fenómeno conocido como transición de fase – el agua se transforma de un líquido a un gas, como puedes observar en el burburjeante agua y siseante vapor. Físicos del MIT han observado ahora una transición de fase mucho más esquiva: de gas a superfluido, un estado en el que las partículas fluyen sin fricción.
El trabajo del MIT, publicado la semana pasada en la edición en línea de Science, también arroja luz sobre la superconductividad de los electrones en metales, incluyendo superconductores de alta temperatura que tienen el potencial de revolucionar la eficiencia energética.
Artículo publicado por Hamish Johnston el 20 de enero de 2012 en physicsworld.com
Físicos de Austria y Japón son los primeros en medir dos cantidades físicas que se usaron en 1927 por Werner Heisenberg en una formulación inicial de la mecánica cuántica – pero luego se abandonó debido a que los términos no parecían coincidir con la teoría, que evolucionaba a toda velocidad. El experimento de los neutrones verifica una reformulación de 2003 del famoso principio de incertidumbre de Heisenberg que reintroduce los conceptos de error y perturbación.
Cuando Heisenberg propuso por primera vez el principio de incertidumbre, lo hizo en términos de reacción de una medida realizada sobre un objeto extremadamente pequeño. Su idea se resumía en el experimento mental del “microscopio de Heisenberg” donde se usaba un fotón para determinar la posición de un electrón. El fotón es dispersado por el electrón y luego detectado.
Heisenberg señaló que tal medida debía competir con una incertidumbre inherente en la medida de la posición en la que tenía lugar la dispersión – conocida como “error” – y una incertidumbre inherente sobre cómo cambiaba el momento del electrón por el proceso de dispersión. El último es conocido como “perturbación” y Heisenberg demostró que para un sistema cuántico, el producto de ambos no debe ser menor de un valor dado – el cual ahora se sabe que está relacionado con la constante de Planck.
El salto de nuestro universo a otro es teóricamente posible, dicen los físicos. Y la tecnología para poner a prueba la idea ya está disponible.
La idea de que nuestro universo está incrustado en un espacio multidimensional más amplio ha captado por igual la imaginación de los científicos y del público general.
La idea no es completamente ciencia ficción. De acuerdo con algunas teorías, nuestro cosmos puede existir en paralelo junto a otros universos en otro conjuntos de dimensiones. Los cosmólogos llaman a estos universos ‘mundobranas’. Y entre entre las muchas promesas que se generan está la idea de que partes de nuestro universo podrían, de alguna forma, terminar en otro.
La idea de una expansión exponencial del universo en sus primeros momentos se publicó en 1981, en un artículo que importó nuevas ideas de la física de partículas a la cosmología teórica.
Hace 30 años, un informe en Physical Review Dtransformó por completo el pensamiento científico sobre el origen del universo. Las nuevas ideas procedentes de la física de partículas, según demostraba el artículo, implicaban que el universo podría haber pasado por una fase de expansión muy rápida durante las primeras fracciones de segundo de su existencia. El episodio inflacionario, como se conoce, podría explicar por qué nuestro universo ha llegado a tener la densidad y uniformidad observada. La inflación no sólo se convirtió en un principio básico de la teoría cosmológica; sino que también significó que cualquier teoría cósmica aspirante tenía que aprender física de partículas.
El cálculo cuántico más grande de la historia llevó apenas 270 milisegundos, dicen los físicos cuánticos.
Los computadores cuánticos están en peligro de perder su brillo. Estas máquinas aprovechan las extrañas reglas de la mecánica cuántica para llevar a cabo cálculos que son extremadamente más potentes que cualquiera de los que puedan hacer los computadores convencionales.
O eso nos han dicho. Los computadores cuánticos, de una forma u otra, han estado llevando a cabo cálculos desde hace más de una década. Pero lejos de avergonzar a los ordenadores convencionales, estos dispositivos aún tienen que superar las habilidades de cálculo de un niño de primaria.
Un grupo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha determinado que la masa de los neutrinos no excede de 0,26 electronvoltios, dos millones de veces inferior a la masa del electrón. Asimismo, el equipo ha descubierto que la suma de las masas de los tres tipos de neutrinos que existen (electrónicos, muónicos y tauónicos) no representa más del 6 por mil del total de la masa-energía del cosmos.
El análisis se basa en datos obtenidos de una selección de 900 000 galaxias luminosas, que son utilizadas para estudiar la distribución espacial de galaxias. Estos resultados se presentan hoy en la reunión anual de la Sociedad Astronómica Americana, que se celebra hasta el 12 de enero en Austin (Texas).
“Determinar con precisión la influencia de la masa de los neutrinos en el Universo es fundamental para estudiar su evolución, ya que hasta hace poco se creía que estas partículas carecían de masa y, por tanto, no aparecía en los modelos cosmológicos”, señala la investigadora del CSIC Olga Mena, del Instituto de Física Corpuscular (centro mixto del CSIC y la Universidad de Valencia).
Artículo publicado por Matt Crenson el 23 de abril de 2011 en Science News
¿Existe una teoría del todo?
La física, en realidad, son dos ciencias. Está la mecánica cuántica, el extraño y tumultuoso mundo donde las partículas aparecen y desaparecen y los gatos están a la vez vivos y muertos. Y está la relatividad general, la majestuosa visión de Einstein de objetos masivos que curvan el espacio y el tiempo.
Desde que surgieron estas dos visiones distintas del mundo a principios del siglo XX, generaciones de físicos han tratado de unificarlas en una sola teoría que, idealmente, describiría las cuatro fuerzas básicas de la naturaleza Incluso Einstein lo intentó, y falló. Ahora, después de unas décadas especialmente frustrantes con pocas pruebas nuevas para guiarnos, los físicos actuales pueden estar a punto de lograr unas tentadoras pistas sobre cómo encajan entre sí las fuerzas.
Artículo publicado por Phillip Ball el 1 de diciembre de 2011 en Nature News
Objetos lo bastante grandes como para observarse a simple vista se han colocado en un estado cuántico extrañamente conectado.
Un par de cristales de diamante se han unido mediante entrelazamiento cuántico. Esto significa que una vibración en los cristales no podría asignarse de forma significativa a uno u otro: ambos cristales estaban a la vez vibrando y no vibrando.
El entrelazamiento cuántico – la interdependencia de estados cuánticos entre partículas que no están en contacto físico – está bien establecida para partículas cuánticas, tales como átomos a temperaturas ultra-frías. Pero, como la mayoría de efectos cuánticos, no suele sobrevivir a temperatura ambiente o en objetos lo bastante grandes para observarse a simple vista.
Artículo publicado el 13 de diciembre de 2011 en la web de BNL
Dos experimentos en el Gran Colisionador de Hadrones casi han eliminado el espacio donde podría encontrarse el bosón de Higgs, según anunciaron hoy los científicos en un seminario en el CERN. Sin embargo, los experimentos ATLAS y CMS ven un exceso moderado en sus datos que podría pronto descubrir la famosa pieza perdida en el rompecabezas de la física.
Los experimentos revelaron los últimos resultados como parte de su informe habitual al Consejo del CERN, el cual proporciona una supervisión al laboratorio cerca de Ginebra en Suiza.
Los teóricos han predicho que algunas partículas subatómicas logran masa mediante la interacción con otras partículas, llamadas bosones de Higgs. El bosón de Higgs es la única parte no descubierta del Modelo Estándar de la física, el cual describe los bloques básicos de la materia y sus interacciones.
Los materiales exóticos llevarían a nuevas formas de observar y jugar con uno de los efectos más extraños de la física, dicen físicos chinos.
Los metamateriales son sustancias exóticas diseñadas para dirigir las ondas electromagnéticas en formas que son imposibles con materiales normales. Una de las propiedades más apasionantes es que pueden curvar la luz de una forma que es matemáticamente equivalente a la forma en que el espacio-tiempo curva la luz.
Esta equivalencia formal significa que los metamateriales pueden reproducir en el laboratorio el comportamiento exacto de la luz, no sólo en nuestro espacio-tiempo, sino en muchos otros que, por el momento, sólo se han propuesto teóricamente. Esto permite a los físicos usar metamateriales para simular agujeros negros, el Big Bang e incluso multiversos.
Artículo publicado por Kate McAlpine el 6 de diciembre de 2011 en physicsworld.com
Unos investigadores en Japón han desarrollado lo que puede ser el primer modelo de Teoría de Cuerdas con un mecanismo natural para explicar por qué nuestro universo parece existir en tres dimensiones espaciales, cuando en realidad tiene seis más. De acuerdo con su modelo, sólo tres de las nueve dimensiones empezaron a crecer en el inicio del universo, teniendo en cuenta tanto la continua expansión del universo como su naturaleza aparentemente tridimensional.
La Teoría de Cuerdas es una potencial “teoría del todo”, unificando todas las fuerzas y materia en un único marco de trabajo teórico, el cual describe el nivel fundamental del universo en términos de cuerdas vibrantes en lugar de partículas. Aunque el marco de trabajo puede incorporar de forma natural la gravedad incluso a nivel subatómico, éste implica que el universo tiene algunas propiedades extrañas, tales como nueve o diez dimensiones espaciales. Los teóricos de cuerdas han abordado este problema encontrando formas de “compactificar” seis o siete de estas dimensiones, o hacerlas menguar tanto que no las notemos. Por desgracia, Jun Nishimura de la Organización para la Investigación en el Acelerador de Alta Energía (KEK) en Tsukuba dice que: “Hay muchas formas de lograr un espacio-tiempo de cuatro dimensiones, y las distintas formas llevan a físicas distintas”. La solución no es lo bastante única como para producir predicciones útiles.
Artículo publicado el 2 de diciembre de 2011 en la web de SINC
Investigadores de la Universidad de Zaragoza participan en un experimento en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), en la frontera franco-suiza, para tratar de demostrar la existencia del axión, una partícula candidata a formar parte de la materia oscura y que podría explicar por qué la materia y la antimateria tienen propiedades tan parecidas. Los primeros resultados se acaban de publicar en la revista Physical Review Letters.
La Universidad de Zaragoza participa en un experimento en el Laboratorio Europeo de Investigación en Física de Partículas (CERN) con sede en Ginebra (Suiza) que busca demostrar la existencia de una nueva partícula, el axión, que explique la materia oscura, uno de los principales misterios en la Física. Diez científicos de esta universidad, liderados por el físico Igor García Irastorza, trabajan en el experimento CAST que trata de detectar el axión, una nueva partícula que sería candidata para formar parte de esa materia oscura que se formó justo después del Big Bang.
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