Un nuevo material aprovecha la energía del vapor de agua

Artículo publicado por Anne Trafton el 10 de enero de 2013 en MIT News

Una película de polímeros podría usarse en músculos artificiales y para alimentar a dispositivos micro y nanoelectrónicos.

Ingenieros del MIT han creado una nueva película de polímeros que puede generar electricidad aprovechando una fuente que está en todas partes: el vapor de agua.

El nuevo material cambia de forma tras absorber minúsculas cantidades de agua evaporada, lo que le permite curvarse repetidamente. Aprovechando este continuo movimiento, podría dirigir miembros robóticos o generar suficiente electricidad para dispositivos micro y nanoelectrónicos, tales como sensores ambientales.

Water vapor!

Vapor de agua Crédito: chops79

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Primer multiverso de juguete creado en un laboratorio

Artículo publicado el 30 de enero de 2013 en The Physics ArXiv Blog

Los investigadores aprovechan las extrañas propiedades de un metamaterial líquido para observar espacio-tiempos de Minkowski que aparecen y desaparecen.

Los metamateriales son sustancias sintéticas con estructuras a nanoescala que manipulan la luz. Esta capacidad de dirigir los fotones hace que sean la tecnología que permite las capas de invisibilidad y ha generado un intenso interés entre los investigadores.

Multiverse

Multiverso Crédito: In My Imagination

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Presentan en Santiago la solución de un problema matemático de los años 30

Artículo publicado el 25 de enero de 2013 en SINC

El investigador estadounidense Carl C. Cowen y la española Eva Gallardo han solucionado un problema sobre ‘subespacios invariantes’ formulado hace 80 años. La noticia se ha dado hoy en el congreso que la Real Sociedad Matemática Española celebra en la Universidad de Santiago de Compostela.

Los matemáticos Carl C. Cowen, de la Universidad West Lafayette (EEUU) y Eva Gallardo, de la Complutense de Madrid, han elegido el congreso bianual de la Real Sociedad Matemática Española (RSME) que se desarrolla esta semana en la Universidad de Santiago de Compostela (USC) para anunciar la resolución del ‘problema de los subespacios invariantes en espacios de Hilbert’, uno de los problemas abiertos de mayor notoriedad científica internacional.

Carl Cowen y Eva Gallardo

Carl Cowen y Eva Gallardo Crédito: USC

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La fricción negativa sorprende a los investigadores

Artículo publicado por Tim Wogan  el 18 de octubre de 2012 en physicsworld.com

Si aprietas ligeramente con tu dedo en una mesa y lo deslizas sobre la superficie, verás que se mueve con bastante facilidad. Si aprietas más fuerte es más difícil deslizarlo ya que un contacto más firme genera más fricción. Pero ahora, investigadores de Estados Unidos y China han demostrado que si realizas el mismo experimento con la punta de un microscopio de fuerza atómica (AFM) sobre una superficie de grafito, puedes ver el efecto completamente opuesto – se reduce la fricción cuanto más aprietas.

Simulación de punta de diamante sobre grafito © Crédito: Smolyanitsky/NIST, Li/Tsinghua University

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Moses Chan da marcha atrás en la búsqueda de los supersólidos

Artículo publicado por Jon Cartwright el 16 de octubre de 2012 en physicsworld.com

En 2004 Moses Chan y su estudiante graduado Eun-Seong Kim pensaron que habían realizado uno de los descubrimientos más apasionantes en el campo de la materia condensada en el nuevo siglo. Era el supersólido – una misteriosa sustancia que podía atravesar los sólidos comunes como un  fantasma a través de un muro. Ahora, el físico de la Universidad Estatal de Pennsylvania ha publicado un artículo defendiendo que su interpretación inicial era incorrecta – un efecto corriente en los materiales en lugar de la supersolidez era la causa de los resultados anómalos en los experimentos. “Habría sido algo genial si [la interpretación] del supersólido fuese correcta”, dice, “pero la Madre Naturaleza tiene sus propios caminos”.

Moses chan

Moses Chan Crédito: Michael Fleck

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¿Puede revolucionar el descubrimiento de grafeno en el espacio nuestra visión sobre el espacio-tiempo?

Artículo publicado el 13 de agosto de 2012 en Daily Galaxy

El físico Peter Horava, de la Universidad de California en Berkeley, piensa que el grafeno puede ayudarnos a entender qué fue lo que ocurrió inmediatamente después del Big Bang, así como a conocer también qué es lo que sucede cerca del horizonte de sucesos de los agujeros negros, donde los campos gravitatorios son masivos.

En 2011, un equipo de astrónomos, utilizando el Telescopio Espacial Spitzer, informaron de la primera detección extragaláctica de la molécula de fullereno C70 además de la posible detección de C24 plano (“una pieza de grafeno”) en el espacio. Letizia Stanghellini y Richard Shaw, miembros del equipo del Observatorio Nacional de Astronomía Óptica en Tucson, Arizona, describieron cómo las ondas de choque impulsadas por los vientos de viejas estrellas en nebulosas planetarias pueden ser las responsables de la formación de fullerenos (C60 y c70) además de grafeno (C24 planar).

Grafeno en el espacio

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Más pruebas del origen extraterrestre de los cuasicristales

Artículo publicado por Colin Stuart el 13 de agosto de 2012 en physicsworld.com

Un equipo internacional de investigadores ha encontrado nueve muestras nuevas de cuasicristales naturales. El trabajo también proporciona pruebas de que los cuasicristales llegaron a la Tierra en un meteorito. El descubrimiento del equipo desafía nuestra comprensión tanto de la cristalografía como de la formación del sistema solar.

Las estructuras de cristal convencional están hecha de átomos, o cúmulos de átomos, que se repiten periódicamente. Estos patrones normalmente se restringen a dos, tres, cuatro o seis simetrías rotacionales – los números corresponden a cuántas veces el cristal tiene el mismos aspecto durante una rotación a lo largo de 360°. Durante mucho tiempo estas reglas se consideraron reglas inflexibles, y no se pensaba que hubiera ningún cristal que rompiese estas condiciones.

Meteorito con cuasicristales

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Nueva forma de la materia que puede rayar el diamante

Artículo publicado por Tom Simons el 16 de agosto de 2012 en la Universidad de Nebraska–Lincoln

¿Qué logras cuando tomas unas buckybolas, las sumerges en un disolvente concreto y las aplastas bajo una presión de más de 300 000 atmósferas?

La respuesta obvia es un montón de buckybolas aplastadas. Pero un equipo de científicos que incluye al químico de la Universidad de Nebraska-Lincoln Xiao Cheng Zeng ha encontrado que usando el disolvente adecuado a la presión correcta, se crea una nueva forma de materia que han llamado “cúmulo de carbono amorfo ordenado”. Es tan duro que puede rayar el diamante, la sustancia más dura conocida.

Al igual que los diamantes, las buckybolas (técnicamente conocidas como buckminsterfulerenos) están hechas de carbono. Son estructuras ordenadas en forma de jaula de 60 átomos de carbono que tienen un notable parecido con balones de fútbol. Cuando los científicos las aplastaron, perdieron su estructura en forma de jaula, como era de esperar. Lo que no esperaban era aquello en lo que se convirtió.

Buckybola © by James Nash (aka Cirrus)

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Cómo construir un cristal de espacio-tiempo

Artículo publicado el 26 de junio de 2012 en The Physics ArXiv Blog

Nadie ha visto jamás un cristal de espacio-tiempo, mucho menos se ha fabricado. Pero ahora los físicos creen saber cómo lograrlo.

Hace un par de meses echábamos un vistazo a la idea de cristales temporales, una idea propuesta por el ganador del Premio Nobel de física Frank Wilczek y su colega Al Shapere.

Estos tipos examinaron las propiedades fundamentales de los cristales espaciales comunes y se preguntaron por qué no podrían existir objetos similares en la dimensión temporal.

Una de las propiedades básicas de los cristales espaciales es que se forman cuando un sistema cae a su estado de energía más bajo posible.  No son el resultado de añadir energía a un sistema, sino de extraerla. Por completo.

Cristal espacio-temporal

Cristal espacio-temporal

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No tan elemental, mi querido electrón

Artículo publicado por Zeeya Merali el 18 de abril de 2012 en Nature News

La partícula fundamental se “divide” en cuasipartículas, incluyendo el nuevo “orbitón”.

En una hazaña de maestría técnica, los físicos de materia condensada han logrado detectar el esquivo tercer constituyente de un electrón – el “orbitón”. El logro podría ayudar a resolver un antiguo misterio sobre el origen de la superconductividad de alta temperatura, y ser de ayuda para la construcción de computadores cuánticos.

Los electrones aislados no pueden dividirse en componentes mayores, dándoles la designación de partícula fundamental. Pero en la década de 1980, los físicos predijeron que los electrones de una cadena unidimensional de átomos podrían dividirse en tres cuasipartículas: un “holón” que porta la carga del electrón, un “espinón” porta su espín (una propiedad cuántica intrínseca relacionada con el magnetismo) y un “orbitón” que porta su posición1.

Electrón danzante © by Owl Dreams

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Controlar el efecto túnel cuántico con la luz

Artículo publicado el 5 de abril de 2012 en la Universidad de Cambridge

Un nuevo trabajo sugiere que construir una nueva partícula abriría la puerta al dominio de los misterios del efecto túnel cuántico.

Científicos del Laboratorio Cavendish en Cambridge han usado la luz para ayudar a empujar electrones a través de una barrera impenetrable de manera clásica. Aunque el efecto túnel cuántico está en el corazón de la peculiar naturaleza ondulatoria de las partículas, esta es la primera vez que se ha controlado mediante la luz. Su investigación se publica en el ejemplar del 5 de abril de la revista Science.

Quantum tunneling © by |M| Фотомистецтво

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El ITER esquiva el problema de los cables superconductores

Artículo publicado por Daniel Cleryon el 27 de febrero de 2012 en Science News

Parece que se ha resuelto un obstáculo potencial que amenazaba con retrasar la construcción del enorme reactor de fusión ITER – un proyecto internacional con sede en Cadarache, Francia. Las pruebas del año pasado, sobre muestras de cable superconductor en los imanes de la instalación, indicaban que el cable duraría apenas una décima parte del tiempo requerido. Esto desató una carrera por descubrir el problema e identificar una nueva configuración del cableado que funcionase. Recientes pruebas en una instalación de campos magnéticos de alta potencia en Suiza demostraron que los ingenieros habían tenido éxito. “Ésto demuestra claramente que hay una solución que funciona”, dice Neil Mitchell, director de la división de imanes del ITER.

Mantener en su sitio el plasma de 150 millones de grados Celsius en el corazón de la máquina requiere de enormes y potentes electroimanes hechos de cables superconductores. Los cables que fallaron el año pasado estaban fabricados con niobio-estaño y estaban destinados al solenoide central – una espiral en el mismo centro de la máquina que actúa para crear una corriente de plasma alrededor del reactor en forma de rosquilla. El solenoide requerirá casi 36 kilómetros de cable superconductor y, una vez completo, pesará casi 1000 toneladas.

Modelo de reactor de fusión by Moe_

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El grafeno podría ser un absorbente perfecto de la luz

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.

Modelo de estructura del grafeno © by CORE-Materials

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Mundobranas artificiales creados para colisionar en el laboratorio

Artículo publicado el 30 de enero de 2012 en The Physics ArXiv Blog

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.

Miltiverso © by jurvetson

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Observar a un gas convertirse en superfluido

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.

Levitación magnética por superconductores © by sach1tb

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Se predice un efecto Casimir gigante dentro de metamateriales

Artículo publicado el 5 de diciembre de 2011 en The Physics Arxiv Blog

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.

Efecto Casimir

Efecto Casimir

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Cómo los superconductores pueden detectar ondas gravitatorias

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.

Ondas gravitatorias © by NASA Goddard Photo and Video

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Teselas de invisibilidad que pueden cubrir cualquier forma

Artículo publicado el 27 de octubre de 2011 en The Physics ArXiv Blog

Facetas planas, que pueden unirse fácilmente para cubrir cualquier forma, podrían hacer más prácticas las capas de invisibilidad.

La ciencia de la invisibilidad está cambiando rápidamente, desde un enfoque de investigación, a uno de desarrollo. En otras palabras, esta disciplina está pasando a ser de una ciencia a una ingeniería.

Invisibilidad © Crédito: lynnsta

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Físicos recrean el ‘final del tiempo’ en un laboratorio

Artículo publicado el 26 de julio de 2011 en The Physics ArXiv Blog

¿Alguna vez te has preguntado qué sucedería si de pronto se terminase la dimensión temporal? Un nuevo experimento lo revela.

Una de las áreas más apasionantes de la ciencia es el emergente campo de los análogos del espacio-tiempo. Ésta es la disciplina en la cual los físicos juegan con sistemas que tienen un vínculo matemático formal con la relatividad general.

El final del tiempo © by ♀Μøỳαл_Bгεлл♂

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Un metamaterial revela la naturaleza del tiempo y la imposibilidad de las máquinas del tiempo

Artículo original publicado el 6 de abril de 2011 en el blog The Physics ArXiv Blog.

Recreando por primera vez el Big Bang dentro de un metamaterial, los físicos han demostrado por qué la flecha cosmológica del tiempo apunta en la misma dirección que la flecha termodinámica del tiempo.

Los metamateriales son estructuras periódicas que pueden diseñarse para dirigir la luz de una forma específica. El truco está en manipular las propiedades del “espacio electromagnético” en el cual la luz viaja controlando los valores de la permitividad y permeabilidad de este espacio.

Tiempo y Big Bang

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