El hallazgo de otras ‘Tierras’, más cerca gracias al peine de frecuencias láser

Artículo publicado el 31 de mayo de 2012 en CSIC

Un equipo internacional con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha demostrado que la técnica de calibración para espectrómetro conocida como peine de frecuencias láser mide las longitudes de onda que radian los objetos celestes con una precisión y exactitud sin precedentes. Los resultados, publicados en el último número de la revista Nature, abren la vía para elaborar el primer censo de estrellas cercanas al Sol con planetas similares a la Tierra.

Los científicos han probado esta tecnología en el espectrómetro HARPS del telescopio de 3,6 metros del Observatorio de la Silla (Chile) y han trazado la órbita de un exoplaneta ya descubierto que gira en torno a la estrella HD75289.

Exoplanetas

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La luz se curva por sí misma

Artículo publicado por Jon Cartwright el 19 de abril de 2012 en Science Now

Cualquier estudiante de física sabe que la luz viaja en línea recta. Pero ahora, los investigadores han demostrado que la luz también puede viajar formando una curva, sin necesidad de ninguna influencia externa. El efecto es en realidad una ilusión óptica, aunque los investigadores dicen que podría tener usos prácticos, tales como mover objetos a distancia usando la luz.

Es un fenómeno conocido que la luz se curva. Cuando un rayo de luz pasa del aire al agua, por ejemplo, da un brusco giro: por eso es por lo que un palo introducido en un estanque parece inclinarse hacia la superficie. En el espacio, los rayos de luz que pasan cerca de objetos muy masivos, tales como estrellas, se ven como si viajasen a lo largo de curvas. En cada ejemplo, la curvatura de la luz tiene una causa externa: para el agua es el cambio en una propiedad óptica conocida como índice de refracción, y para las estrellas, es la naturaleza curvada de la gravedad.

Luz curvada © F. Courvoisier y J. M. Dudley

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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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Físicos crean el primer enlace cuántico de larga distancia

Artículo publicado por Jim Heirbaut el 11 de abril de 2012 en Science Now

Durante más de una década, los físicos han estado desarrollando métodos mecánico cuánticos para enviar mensajes secretos sin miedo a que pudiesen interceptarse. Pero aún no han creado una auténtica red cuántica – el análogo definitivo mecánico cuántico de una red común de telecomunicaciones en las que puede forjarse una conexión imposible de atacar entre dos estaciones o “nodos” cualesquiera de una red. Ahora, un equipo de investigadores de Alemania ha construido el primer enlace cuántico auténtico usando dos átomos distantes. Podría construirse una red completa combinando muchos de tales enlaces, dicen los investigadores.

“Estos resultados son un logro notable”, dice Andrew Shields, que trabaja en física aplicada y es director ayudante de gestión en Toshiba Research Europe Ltd. en Cambridge, Reino Unido, quien no estuvo implicado en el trabajo. “En el pasado hemos construido redes que pueden comunicarse usando información cuántica, pero convirtiéndola en a su forma clásica en los puntos de intercambio de la red. [Los investigadores] informan de los experimentos preliminares sobre la formación de una red en la que la información permanece en su forma cuántica”.

Comunicación cuántica © Crédito: Andreas Neuzner/Max Planck Institute of Quantum Optics

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La teoría matemática de la comunicación de Shannon aplicada al secuenciado de ADN

Artículo publicado el 2 de abril de 2012 en The Physics Arxiv Blog

Nadie sabe qué tecnología de secuenciado es más rápida debido a que nunca ha habido una forma justa de comparar las tasas a las que se extrae información del ADN. Hasta ahora.

Uno de los grandes héroes desconocidos de la ciencia del siglo XX es Claude Shannon, ingeniero de los famosos Laboratorios Bell durante su auge en la mitad del siglo XX. La más perdurable contribución a la ciencia por parte de Shannon es su teoría de la información: la idea que apuntala toda la comunicación digital.

En un famoso artículo que data de finales de la década de 1940, Shannon fijó el problema fundamental de la comunicación: reproducir en un punto del espacio un mensaje que se había creado en otro punto. El mensaje se codificaba inicialmente de alguna manera, se transmitía, y luego se decodificaba.

ADN© by www.ruffrootcreative.com

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Científicos envían mensajes codificados a través de la roca usando un haz de neutrinos

Artículo publicado por Kathryn Grim el 14 de marzo de 2012 en Symmetry Breaking 

La humanidad está constantemente inventando nuevas formas de mantenerse en contacto. Pero en algunas situaciones es difícil mantener abiertas las líneas de comunicación. La radio de una lanzadera espacial entra en silencio cuando la nave se esconde tras un planeta vecino. Un submarino pierde el contacto cuando las aguas profundas bloquean las señales enviadas desde la superficie.

Los científicos recientemente demostraron una posible nueva forma de conversar cuando las ondas de radio no funcionan. Por primera vez, físicos e ingenieros han transmitido con éxito un mensaje usando neutrinos.

¿Un nuevo modo de comunicación? © by urbanfeel

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Microbios estratosféricos ofrecen una nueva fuente de energía

Artículo publicado el 22 de febrero de 2012 en la Universidad de Newcastle

Unas bacterias que normalmente se encuentran a 30 kilómetros por encima de la Tierra se han identificado como unos generadores de electricidad muy eficientes.

Bacillus stratosphericus – un microbio que normalmente se encuentra en altas concentraciones en la estratosfera orbitando la Tierra – es un componente clave de una nueva ‘super-biopelícula’ que se ha desarrollado por parte de un equipo de ingenieros de la Universidad de Newcastle.

Bacillus stratosphericus

Bacillus stratosphericus © Crédito: Grant Burgess

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Las estaciones de radio más pequeñas del mundo

Artículo publicado el 8 de marzo de 2012 en el Instituto Max Planck

Fotones individuales, transmitidos de una molécula a otra, podrían usarse para transportar información cuántica.

Las comunicaciones por radio son ahora posibles en su nivel más elemental: científicos del ETH Zurich y del Instituto Max Planck para la Ciencia de la Luz en Erlangen han usado dos moléculas como antenas y han transmitido señales en forma de fotones simples, es decir, partículas de luz, de una a otra. Dado que un fotón aislado normalmente tiene muy poca interacción con una molécula, los físicos tuvieron que usar algunos trucos experimentales para que la molécula receptora registrase la señal lumínica. Una conexión de radio establecida a través de fotones individuales sería ideal para distintas aplicaciones de comunicación cuántica – en criptografía cuántica o en un computador cuántico, por ejemplo.

Las partículas individuales de luz son el medio elegido para transmitir bits cuánticos. En el futuro, las menores unidades de información cuántica podrían reemplazar a los bits convencionales si los ordenadores avanzan a una nueva dimensión de velocidad de cálculo con la ayuda de las especiales propiedades de la física cuántica. En la criptografía cuántica, los fotones aislados ya se usan como portadores de información que no pueden ser interceptados de manera inadvertida – en el intercambio de datos bancarios, por ejemplo.

Conexión de radio entre moléculas

Conexión de radio entre moléculas © Crédito: Robert Lettow

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Revelado el inevitable coste de la computación

Artículo publicado por Phillip Ball el 7 de marzo de 2012 en Nature News

Los físicos han demostrado que olvidar es el deshacer del demonio de Maxwell.

Olvidar siempre requiere un poco de energía. Eric Lutz de la Universidad de Augsburg, en Alemania y sus colegas han encontrado una demostración experimental de cuánto exactamente. Presentaron sus resultados en la revista Nature1.

En 1961, el físico Rolf Landauer defendía que para poner resetear un bit de información  – por ejemplo, fijar un dígito binario a cero en un computador sin importar si inicialmente estaba a 1 ó 0  — debemos liberar una mínima cantidad de calor, proporcional a la temperatura ambiente.

Viejos ordenadores © by eurleif

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Los ciclotrones crean cantidades comerciales de tecnecio

Artículo publicado por Hamish Johnston el 20 de febrero de 2012 en physicsworld.com

Unos científicos de Canadá son los primeros en crear cantidades comerciales del isótopo médico tecnecio-99m usado en ciclotrones de uso sanitario. El material actualmente se obtiene en apenas unos pocos reactores nucleares del todo el mundo, y los recientes cierres de reactores han puesto de manifiesto el riesgo actual para el suministro global de este importante isótopo.

El tecnecio-99m es útil para la imagen médica debido a que emite sólo rayos gamma y puede incorporarse en un número de diferentes moléculas que tienen como objetivo distintos tipos de tejidos corporales. Actualmente se fabrica en reactores nucleares, creando un isótopo radiactivo de molibdeno que decae en tecnecio-99m.

Ciclotrón médico © by meneldur

Todo el suministro de América del Norte se crea en el reactor NRU, de 60 años, en Canadá, que ha experimentado dos largas paradas no previstas en la última década.

Como resultado, el gobierno canadiense propuso a los científicos de la nación el reto de desarrollar un nuevo método para crear el isótopo que usara los aceleradores ciclotrones médicos que se encuentran en muchos grandes hospitales. Estos ciclotrones ya se están usando para crear otros isótopos, pero generar tecnecio-99m en cantidades comerciales usando aceleradores ha sido imposible para los físicos desde que se propuso por primera vez hace más de 40 años.

Justo en la diana

Ahora, un equipo que incluye a Paul Schaffer, director de la División de Medicina Nuclear del laboratorio del acelerador TRIUMF en Vancouver, ha solucionado el problema después de dos años de duro trabajo. El principal reto fue diseñar una diana de molibdeno-100 que produce cantidades significativas de tecnecio-99m cuando se irradia con protones procedentes de un ciclotrón. La eficiencia es importante debido a que el molibdeno-100 es extremadamente caro. También han llegado a una forma de extraer el isótopo de una forma rápida – tiene una vida media de aproximadamente 6 horas – y está en una forma química que puede usarse en aplicaciones médicas. Además, debido al alto coste de la diana, debe ser reciclable.

“Tomamos los principios básicos de la física, química e ingeniería que la gente ha conocido desde hace años, y los usamos para escribir una receta para mejorar un ciclotrón de forma que pudiese crear tecnecio-99m”, explica Schaffer.

El equipo demostró que el método puede usarse en dos ciclotrones médicos comerciales diferentes en Canadá – lo que significa que es compatible con muchos ciclotrones de todo el mundo. El siguiente paso para el equipo es lograr la aprobación regulatoria del isótopo creado en los ciclotrones para su uso en procedimientos médicos. Esto debería llevar menos de dos años, de acuerdo con los científicos.

La producción basada en ciclotrones es también compatible con lo que muchos físicos médicos ven como el futuro de los isótopos usados en medicina. Se espera que los procedimientos con tecnecio-99m se reemplacen por tomografías de emisión de positrones, que también usa isótopos creados en ciclotrones.


Autor: Hamish Johnston
Fecha Original: 20 de febrero de 2012
Enlace Original

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El motor warp puede tener un inconveniente letal

Artículo publicado por Jason Major el 29 de febrero de 2012 en Universe Today

¿Planeando un viajecito espacial con algunos amigos a Kepler 22b? ¿Pensando en probar tu recién instalado Motor Warp de Alcubierre FTL3000 para llegar en un instante? Mejor que no hagas una visita sorpresa – tu llegada puede terminar desintegrando a cualquiera que haya allí cuando aparezcas.

La tecnología “warp” y el viaje espacial superlumínico han sido componentes básicos de la ciencia ficción desde hace décadas. Las distancias espaciales son tan vastas, y los sistemas planetarios – incluso dentro de la misma galaxia – están tan alejados, que se necesita de tal idea para hacer factible una exploración humana casual (y que encaje también con la comodidad que imagina la gente… ¡nadie quiere pensar en Kirk y Spock yendo osadamente a algún planeta alienígena mientras todos aquellos que conocieron mueren de viejos!

Velocidad warp © by Jaako

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La búsqueda de unas extrañas partículas cuánticas puede haber encontrado oro

Artículo publicado por Eugene Samuel Reich el 28 de febrero de 2012 en Nature News

Las pruebas de los esquivos fermiones de Majorana generan posibilidades para los computadores cuánticos.

Entrar en la charla del pionero en nanociencia Leo Kouwenhoven, en la reunión de marzo de la Sociedad Física Americana en Boston, Massachusetts, era como tratar de subirse en un vagón de metro en hora punta. Los rumores en los pasillos eran que el grupo de Kouwenhoven, con sede en la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos, podrían haber vencido a varios equipos competidores de física del estado sólido – y a la comunidad de físicos de alta energía – en un objetivo buscado desde hace tiempo, la detección de fermiones de Majorana, unas misteriosas partículas mecánico-cuánticas que pueden tener aplicaciones en la computación cuántica.

Kouwenhoven no defraudó. “¿Hemos visto fermiones de Majorana? Diría que la respuesta es un sí prudente”, concluyó al final de una presentación repleta de datos.

Ettore Majorana

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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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La energía de fisión vuelve a la agenda de la NASA

Artículo publicado por Eric Hand el 6 de febrero de 2012 en Nature News

Un informe sobre tecnología espacial prioriza la propulsión nuclear.

Michael Houts quiere que los astronautas vayan a Marte en un reactor nuclear. Está convencido de que pequeñas cantidades de uranio-235 – el cual tiene una densidad de energía un millón de veces mayor que la de los combustibles líquidos – podrían propulsar cohetes de manera eficiente, usando el calor de la fisión para acelerar pequeños almacenamientos de propelente de hidrógeno. Pero aunque Houts, director de investigación nuclear del Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, tiene una fe inquebrantable en el potencial de la propulsión y energía nuclear espacial, el patrocinio para desarrollar dicha tecnología no ha sido consistente. Este año está dirigiendo un proyecto de propulsión nuclear con unos fondos de 3 millones de dólares – minúsculo en comparación con los 1300 millones que gastará la NASA en investigación y desarrollo de tecnología espacial en el año fiscal de 2012. “En ocasiones, el presupuesto ha llegado a ser cero”, dice Houts. “Pierdes lo equipos y el momento”.

Curiosity del Mars Science Labratory (MSL) © by SkinheadSportBiker1

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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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La transformada rápida de Fourier, aún más rápida

Artículo publicado por Larry Hardesty el 18 de enero de 2012 en MIT

Para un gran rango de casos de utilidad práctica, los investigadores del MIT encuentran una forma de aumentar la velocidad de uno de los algoritmos más importantes en las ciencias de la información.

La transformada de Fourier es uno de los conceptos más fundamentales en las ciencias de la información. Es un método para representar una señal irregular – como fluctuaciones de voltaje en un cable que conecta un reproductor MP3 con un altavoz – en forma de combinación de frecuencias puras. Es universal en el procesado de señales, pero también puede usarse para comprimir ficheros de imagen y audio, resolver ecuaciones diferenciales y valorar las opciones sobre acciones, entre otras cosas.

La razón de que la transformada de Fourier sea tan predominante es un algoritmo conocido como Transformada Rápida de Fourier (Fast Fourier Transform- FFT), desarrollado a mediados de la década de 1960, que hizo viable calcular las transformadas de Fourier sobre la marcha. Desde que se propuso la FFT, no obstante, la gente se ha preguntado si podría encontrarse un algoritmo aún más rápido.

FFT © by hazure

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El mayor cálculo cuántico del mundo usa 84 qubits

Artículo publicado el 11 de enero de 2012 en The Physics ArXiv Blog

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.

D-Wave Systems © by jurvetson

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La próxima generación de exploradores robóticos espaciales – ¡alimentados por bacterias!

Artículo publicado por Paul Scott Anderson el 9 de enero de 2012 en Universe Today

Conforme avanza la tecnología, gran cantidad de aparatos tecnológicos y otras cosas que usamos se hacen más pequeños, ligeros y finos. Ahora, esta tendencia puede llevarse a otro extremo – pequeños exploradores robóticos espaciales que usan una minúscula fuente de energía – las bacterias.

Puede sonar a ciencia ficción, o simplemente como algo raro, pero es la idea que hay tras una nueva propuesta de la NASA como alternativa a las misiones solares o nuleares que son comunes hoy. Las bacterias podrían proporcionar una fuente de energía de vida larga que podría mantener a una minúscula sonda robótica; la cantidad de energía generada también sería pequeña, no obstante, no lo suficiente para alimentar a sondas de mayor tamaño como los róvers de Marte, por ejemplo. Las células de combustible microbiano duran mucho tiempo, no obstante, siempre que las propias bacterias tengan un suministro de alimento adecuado.

El microbio que se está considerando para este proyecto es el Geobacter sulfurreducens, que no requiere de oxígeno para su supervivencia.

Robot bacteriano © by Crédito: NASA

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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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Usar plasmas ionizados como esterilizadores baratos para los países en desarrollo

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.

Plasma © by Kyknoord

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