Ciencia Kanija

Artículo publicado por Nathan Collins el 29 de noviembre de 2011 en Science Now

Si alguna vez has intentado el experimento, sabes que no puedes atravesar un muro. Pero las partículas subatómicas pueden realizar dicha hazaña a través de un extraño proceso llamado efecto túnel cuántico. Ahora, un equipo de físicos dice que podría ser posible observar tal tunelización con un objeto artificial de mayor tamaño, aunque otros dicen que la propuesta se enfrenta a grandes desafíos.

De tener éxito, el experimento sería un impresionante avance hacia los sistemas mecánicos que se comportan de forma mecánico cuántica. En 2010, los físicos dieron un paso clave adelante en esta dirección dirigiendo un diminuto objeto hacia estados de movimiento que pueden describirse mediante la mecánica cuántica. El tunelado sería un logro aún mayor.

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Artículo publicado el 15 de noviembre de 2011 en The Physics ArXiv Blog

Barras de metal superconductor podrían revolucionar la detección de ondas gravitatorias.

Las ondas gravitatorias son vibraciones en el tejido del espacio-tiempo. Están entre los fenómenos más apasionantes del universo, debido a que se generan mediante procesos exóticos, tales como colisiones entre agujeros negros e incluso en el momento de la propia creación, el Big Bang.

Por lo que encontrar una forma de estudiarlas es un tema importante para los astrónomos.

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Artículo publicado por Tim Wogan el 23 de noviembre de 2011 en physicsworld.com

La famosa paradoja del gato de Schrödinger parte de los principios de la física cuántica, y termina con la extravagante conclusión de que un gato puede estar a la vez en dos estados físicos – uno en el que el gato está vivo y otro muerto. En la vida real, sin embargo, los grandes objetos tales como gatos, claramente no están en una superposición de dos o más estados, y esto es una paradoja que normalmente se resuelve en términos de la decoherencia cuántica. Pero ahora, físicos de Canadá y Suiza defienden que, incluso si pudiese evitarse la decoherencia, la dificultad de hacer medidas perfectas evitaría que confirmásemos la superposición del gato.

Erwin Schrödinger, uno de los padres de la teoría cuántica, formuló su paradoja en 1935 para destacar el aparente absurdo del principio de superposición cuántico – que un objeto cuántico no observado esté simultáneamente en múltiples estados. Ideó una caja negra que contenía un núcleo radiactivo, un contador Geiger, un vial de gas venenoso, y un gato. El contador Geiger está preparado para liberar el gas venenoso, matando al gato, si detecta cualquier radiación procedente de la desintegración nuclear. El espeluznante juego se desarrolla de acuerdo con las reglas de la mecánica cuántica, debido a que la desintegración nuclear es un proceso cuántico.

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Artículo publicado por Geoffrey Koch el 22 de noviembre de 2011 en Science NOW

En 2008, el satélite italiano PAMELA captó una señal inusual: un pico en las partículas de antimateria que surcan el espacio. El descubrimiento, controvertido en su momento, dio pistas a los físicos de que podrían estar cerca de detectar la materia oscura, una enigmática sustancia que se cree que cuenta con el 85% de la materia del universo. Ahora, nuevos datos procedentes del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, confirman el pico. Por desgracia, también socavan su interpretación como una señal de energía oscura.

Los teóricos normalmente creen que cuando colisionan dos partículas de materia oscura deberían aniquilarse para producir partículas ordinarias, tales como electrones y su gemelo de antimateria, el positrón. Gracias a la famosa equivalencia de Einstein entre energía y masa, E=mc², cada una de esas partículas debería surgir con una energía básicamente igual a la masa de la partícula original de materia oscura. Por lo que, cuando PAMELA vio un pico en la proporción de positrones respecto a los más abundantes electrones en una porción particular del espectro de energía, algunos físicos se emocionaron. Quizá PAMELA estaba viendo pruebas de tales aniquilaciones.

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Artículo publicado el 11 de noviembre de 2011 en The Physics ArXiv Blog

La predicción podría ayudar a explicar algunas propiedades inesperadas de las enanas blancas de helio.

Las estrellas enanas blancas son brillantes ascuas, los restos de pequeñas estrellas que han agotado su combustible. La mayor parte de enanas blancas son calientes brasas, que gradualmente irradian su calor al espacio. Pero unas pocas están hechas de helio, y son éstas las que revisamos hoy.

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Artículo publicado por Eugenie Samuel Reich el 17 de noviembre de 2011 en Nature News

La función de onda es un objeto físico real, después de todo, dicen los investigadores.

En el corazón de la extrañeza por la que es famoso el mundo de la mecánica cuántica, está la función de onda, una poderosa y misteriosa entidad que se usa para determinar la probabilidad de que las partículas cuánticas tengan ciertas propiedades. Ahora, un borrador publicado on-line el 14 de noviembre¹reabre la cuestión de qué representa la función de onda – con una respuesta que podría sacudir las bases de la teoría cuántica. Mientras que muchos físicos han interpretado generalmente la función de onda como una herramienta estadística que refleja nuestra ignorancia sobre las partículas que medimos, los autores del último artículo defienden que, en lugar de esto, es físicamente real.

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Artículo publicado el 17 de noviembre de 2011 por Edwin Cartlidge en Science Insider

Nuevas pruebas de alta precisión llevadas a cabo por la colaboración OPERA, en Italia, confirman ampliamente su afirmación, hecha en septiembre, de haber detectado neutrinos que viajan más rápido que la velocidad de la luz. La colaboración envió hoy sus resultados a una revista, pero algunos miembros siguen insistiendo en que se necesitan más comprobaciones antes de que los resultados puedan considerarse sólidos.

OPERA mide las propiedades de los neutrinos que son enviados a través de la Tierra, desde el laboratorio de física de partículas del CERN en Ginebra, Suiza, hasta su detector situado bajo la montaña Gran Sasso en Italia central. El 22 de septiembre, la colaboración informó en un artículo en ArXiv de haber medido la llegada de unos neutrinos unos 60 nanosegundos antes de lo que lo harían en el caso de viajar a la velocidad de la luz. Los investigadores obtuvieron el resultado estadísticamente, comparando la distribución temporal de protones dentro de los pulsos de 10,5 microsegundos que producen los neutrinos en el CERN, con la distribución de neutrinos observada en su detector.

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Artículo publicado por Robert Sanders el 14 de noviembre de 2011 en la web de UC Berkeley

Científicos de la Universidad de California en Berkeley, han demostrado que los plasmas ionizados, como los que se encuentran en las luces de neón y los televisores de plasma, no sólo pueden esterilizar el agua, sino también hacerla antimicrobiana – capaz de matar bacterias – hasta una semana después del tratamiento.

Los dispositivos capaces de producir tales plasmas son baratos, lo que significa que podrían salvar vidas en los países en desarrollo, zonas de desastres o en el campo de batalla, donde el agua estéril para uso médico – ya sea para dar a los niños o para cirugía mayor – tiene un suministro escaso y es de producción cara.

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Artículo publicado por Antonella del Rosso el 7 de noviembre de 2011 en la web del CERN

La violación CP en los quarks charm (encantados) siempre se ha pensado que era extremadamente pequeña. Por tanto, al observar el decaimiento de partículas que implican materia y antimateria, el experimento LHCb ha recibido recientemente la sorpresa de ver que las cosas podrían ser diferentes. Los teóricos están estudiando el caso.

El estudio de la física del quark charm no estaba en los planes iniciales del experimento LHCb, cuya letra “b” significa “quark beauty”. Sin embargo, hace un año, la colaboración decidió observar un espectro más amplio de procesos que implican a los quarks charm entre otras cosas.

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Artículo publicado por Sean M. Carroll el 4 de octubre de 2011 en Cosmic Variance

En honor al  Premio Nobel, aquí tenemos algunas preguntas que se hacen, o deberían hacerse, con frecuencia sobre la energía oscura.

¿Qué es la energía oscura?

Es lo que hace que el universo acelere, si es que hay una “cosa” que haga eso. (Ver más abajo).

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Artículo publicado por Pauline Gagnon el 21 de octubre de 2011 en Quantum Diaries

Ésta podría no ser la manera más intuitiva de medir g, la constante de aceleración de gravitatoria. Sin embargo, es lo que está tratando de conseguir un equipo de alrededor de 50 científicos de la colaboración AEgiS (Experimento de antihidrógeno – Gravedad, Interferometría y Espectroscopia). Pronto podría ser aún más fácil, gracias a un proyecto aprobado recientemente para la construcción de ELENA, un nuevo desacelerador de antiprotones.

La antimateria no es nueva en el CERN. Estrictamente hablando, hemos estado produciendo partículas y antipartículas desde hace décadas. Pero la producción de átomos completos es otra historia. Lo que es mucho más reciente, es un pequeño grupo de unos treinta físicos del experimento ALPHA que lograron producir átomos de anti-hidrógeno y mantenerlos durante unos 1000 segundos.

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Artículo publicado por Jon Cartwright el 15 de agosto de 2011 en physicsworld.com

El horizonte de sucesos de un agujero negro es la última oportunidad definitiva: más allá de este límite nada, ni siquiera la luz, puede escapar. ¿Pero ese “nada” incluye a la propia información? Los físicos han pasado la mayor parte de las últimas cuatro décadas lidiando con la “paradoja de la información”, pero ahora, un grupo de investigadores del Reino Unido, cree que puede ofrecer una solución.

Los investigadores han creado un modelo teórico para el horizonte de sucesos de un agujero negro que evita por completo el espacio-tiempo. Su trabajo también apoya una controvertida teoría, propuesta el año pasado, que sugiere que la gravedad es una fuerza emergente en lugar de una interacción fundamental universal.

Historia paradójica

La paradoja de la información surgió por primera vez en la década de 1970, cuando Stephen Hawking de la Universidad de Cambridge, basándose en un trabajo anterior de Jacob Bekenstein, de la Universidad Hebrea de Jerusalén, sugirió que los agujeros negros no son totalmente negros. Hawking demostró que los pares partícula-antipartícula generados en el horizonte de sucesos – en la periferia exterior de un agujero negro – se separan. Una partícula caería en el agujero negro, mientras que la otra escaparía, haciendo del agujero negro un cuerpo radiante.

La teoría de Hawking implica que, con el tiempo, un agujero negro finalmente se evaporaría, sin dejar nada. Esto presentó un problema para la mecánica cuántica, que dice que nada, incluyendo la información, puede perderse. Si los agujeros negros ocultan la información para siempre en sus singularidades, habría un error fundamental en la mecánica cuántica.

La importancia de la paradoja de la información llegó a un punto en 1997, cuando Hawking, junto con Kip Thorne, del Instituto de Tecnología de California (Caltech) en los EE.UU., hicieron una apuesta con John Preskill, también de Caltech. En ese momento, Hawking y Thorne creían que la información se perdía en los agujeros negros, mientras que Preskill pensaba que era imposible. Más tarde, sin embargo, Hawking admitió su derrota, diciendo que creía que la información retorna – aunque en un estado encubierto.

A finales del siglo, Maulik Parikh, de la Universidad de Utrecht en los Países Bajos, junto con Frank Wilczek, del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton en EE.UU., mostró cómo la información podría filtrarse desde un agujero negro. En su teoría, las partículas portadoras de información justo en el borde interior del horizonte de sucesos, podrían pasar a través de la barrera por el efecto túnel, siguiendo los principios de la mecánica cuántica. Sin embargo, esta solución también sigue siendo discutible.

El túnel a través de horizonte de sucesos

Ahora, Samuel Braunstein y Manas Patra, de la Universidad de York en el Reino Unido, creen haber formulado una teoría de tunelización que parece bastante más atractiva que la de Parikh y Wilczek. “No podemos decir que hayamos demostrado que es realmente posible escapar de un agujero negro”, explican, “pero ésa es la interpretación más directa de nuestros resultados”.

Normalmente, los teóricos que tratan con agujeros negros tiene que luchar contra las complejas geometrías del espacio-tiempo que surgen de la teoría de la gravitación Einstein – la Teoría de la Relatividad General. En su modelo, Braunstein y Patra dicen que el horizonte de sucesos es de naturaleza puramente mecánico cuántica, con bits del espacio cuántico de “Hilbert” pasando por un túnel a través de la barrera.

Los teóricos encontraron que incluso un modelo de tunelización tan simplificado puede reconstruir el espectro de radiación que se cree que emana de un agujero negro. Esto es distinto al modelo de creación de pares de Hawking, que lleva a la pérdida de información y siempre ha requerido muchos más detalles teóricos para funcionar. En pocas palabras, Braunstein y Patra dicen que la tunelización parece una característica intrínseca mucho más probable un agujero negro – así que, probablemente, la información no se pierde después de todo. Sus hallazgos se publican en el último ejemplar de la revista Physical Review Letters.

La profundidad de la gravedad

Hay todavía otra vuelta de tuerca más al trabajo de los investigadores. El año pasado, el teórico de cuerdas Erik Verlinde, de la Universidad de Amsterdam, basándose en el trabajo de Ted Jacobsen de la Universidad de Maryland en los EE.UU., presentó una idea especulativa sobre el origen de la gravedad. Según la propuesta de Verlinde, la gravedad no es una interacción fundamental, sino que surge del universo tratando de maximizar el desorden. La gravedad es, por tanto, una “fuerza entrópica” – una consecuencia natural de la termodinámica – tal y como se siente la fuerza sobre una goma estirada cuando las moléculas intentan escurrirse hacia estados desordenados.

Braunstein y Patra creen que su modelo de agujero negro favorece la propuesta Verlinde. Si la gravedad – por no hablar de la inercia o el espacio-tiempo – es una fuerza emergente, entonces no se utilizaría para descubrir el mecanismo básico de pérdida de información de los agujeros negros, que es lo que han demostrado los investigadores de York. “Esto no demuestra que Verlinde está en lo correcto, pero sí que su propuesta ‘tiene base’”, dice Braunstein a physicsworld.com.

Steve Giddings, físico especializado en gravedad cuántica de la Universidad de California en Santa Barbara, no cree que Braunstein y Patra hayan abordado “las preguntas más cruciales” de la propuesta de Verlinde. Sin embargo, dice que han propuesto otra pista de un importante vínculo entre la información cuántica y la gravedad. “Un desafío importante es descubrir si podemos dar una base más sólida a las ideas propuestas por Verlinde y otros”, añade. “Ésta puede ser una pieza más del rompecabezas, pero no hemos terminado aún”.

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Autor: Jon Cartwright
Fecha Original: 15 de agosto de 2011
Enlace Original

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Artículo publicado por Tushna Commissariat el 11 de octubre de 2011 en physicsworld.com

Un aspecto importante del movimiento browniano, predicho hace varias décadas, se ha observado por primera vez por investigadores en Europa. El equipo ha medido cómo esferas de tamaño micrométrico interactúan con un fluido que las rodea y han demostrado que las esferas “recuerdan” su movimiento anterior. Su técnica experimental, según afirman los investigadores, podría utilizarse como sensor biofísico.

Explicado por Albert Einstein en 1905, el movimiento browniano describe el movimiento errático de una diminuta partícula en un fluido. Está provocado por los numerosos pequeños “golpes” que recibe la partícula como resultado de la agitación térmica del fluido. Al principio, Einstein y otros físicos creyeron que estos golpes eran independientes del movimiento de la partícula y se caracterizó como ruido blanco.

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Artículo publicado el 12 de octubre de 2011 en The Physics ArXiv Blog

Un viejo misterio sobre las oscilaciones periódicas en la descomposición de algunos elementos, puede haber sido finalmente resuelto.

En 2007, los físicos del acelerador de iones pesados ​​GSI en Darmstadt, Alemania, hicieron un descubrimiento sorprendente.

Estos chicos estaban midiendo las tasas de desintegración radiactiva de núcleos de praseodimio y prometio, los cuales habían sido despojados de todos menos uno o dos de sus electrones, lo que les dejaba con una carga superior a +50.

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Artículo publicado por Devin Powell el 19 de octubre de 2011 en Science News

La falta de un rastro de energía sugiere que hubo en error de cálculo en el hallazgo.

Un nuevo estudio echa el freno a los neutrinos más rápidos que la luz.

En septiembre, un grupo del experimento OPERA de Italia, supuestamente registró unos neutrinos que viajaron los 730 kilómetros entre el CERN de Suiza y el Laboratorio Nacional del Gran Sasso de Italia, cerca de 60 nanosegundos más rápido de lo que la luz hubiese cubierto esa distancia en el vacío (SN: 10/22/11, p. 18).Pero, si esto fuera cierto, la mayoría de los neutrinos se hubiesen despojado de energía durante su viaje, según sugiere un nuevo análisis realizado por físicos de la Universidad de Boston.

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Artículo publicado el 14 de octubre de 2011 en The Physics ArXiv Blog

El movimiento relativista de los relojes a bordo de los satélites GPS tiene en cuenta con exactitud el efecto superlumínico.

Ya han pasado tres semanas desde la extraordinaria noticia de que unos neutrinos que viajaron entre Francia e Italia se registró que lo hacían más rápido que la luz. El experimento, conocido como OPERA, encontró que las partículas producidas en el CERN, cerca de Ginebra, llegaron al Laboratorio Nacional Gran Sasso, en Italia, unos 60 nanosegundos antes de lo que permite la velocidad de la luz.

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Artículo publicado por Pauline Gagnon el 3 de octubre de 2011 en Quantum Diaries

Hay bobones y bosones, y si el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) se construyó sólo para encontrar el bosón de Higgs, tendrías toda la razón al pensar que los físicos pertenecen a la primera categoría. Pero el hecho es que el LHC hace mucho más que buscar el bosón de Higgs.

A pesar de que los medios de comunicación se centran principalmente en el bosón de Higgs, esta búsqueda sólo representa uno de los muchos aspectos que esperamos cubrir con el LHC. Por supuesto, el bosón de Higgs da una solución tan elegante al problema del origen de la masa que su gran popularidad entre los físicos han llegado incluso al público general.

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Artículo publicado por Yudhijit Bhattacharjee el 28 de septiembre de 2011 en Science Now

Poner a prueba la gravedad es simple: salta desde la ventana del segundo piso y mira qué pasa. Es mucho más difícil poner a prueba la teoría de la gravedad de Albert Einstein – la Teoría de la Relatividad General – que dice que la masa de un objeto curva el espacio y el tiempo a su alrededor. Aunque los investigadores han demostrado la relatividad general en la escala del sistema solar, la validación a escalas cósmicas ha sido más difícil. Eso es exactamente lo que ha hecho ahora un grupo de astrofísicos en Dinamarca.

Los investigadores, encabezados por Radek Wojtak del Instituto Niels Bohr en la Universidad de Copenhague, se propusieron poner a prueba una predicción clásica de la relatividad general: que la luz pierde energía conforme escapa de un campo gravitatorio. Cuanto más fuerte sea el campo, mayor será la pérdida de energía sufrida por la luz. Como resultado, los fotones emitidos desde el centro de un cúmulo de galaxias – un objeto masivo que contiene miles de galaxias – debería perder más energía que los fotones que llegan desde el borde del cúmulo, ya que la gravedad es más fuerte en el centro. Y así, la luz que emerge del centro debe tener una longitud de onda más larga que la luz procedente de los bordes, moviéndose hacia el extremo rojo del espectro de luz. El efecto se conoce como desplazamiento gravitatorio al rojo.

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Artículo publicado por Jon Cartwright el 8 de septiembre de 2011 en physicsworld.com

Los físicos están finalmente acercándose a la materia oscura, la esquiva sustancia que se cree que constituye la mayor parte de la materia del universo. O eso, o están siendo engañados por una fuente de error desconocida.

Ésta parecía ser la idea general, después de que el equipo detrás del experimento CRESST (o Búsqueda Criogénica de Eventos Raros con Termómetros Superconductores) en Italia anunciara el martes que había descubierto señales que podrían interpretarse como materia oscura. Estas señales se unen a posibles huellas de materia oscura observadas por otros dos experimentos de detección directa en los últimos años, lo que sugiere que las pruebas van en aumento. El problema es que los físicos no se ponen de acuerdo sobre si las distintas señales coinciden o no.

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Artículo publicado por Estelle Asmodelle el 26 de septiembre de 2011 en Cosmos Magazine

Recientes exámenes de la velocidad de supernovas sugieren que el universo puede estar expandiéndose de manera no uniforme en su aceleración, lo que implica que las leyes de la física puede variar a través del cosmos.

Los físicos que trabajan con el conjunto de datos Union2 del Proyecto de Cosmología de Supernovas (Supernova Cosmology Project), han sugerido que la expansión del universo parece mostrar un eje preferente, lo que significa que el universo se está expandiendo más rápidamente en una dirección que en cualquier otra.

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