Premios Ig Nobel 2012 (I/II)

De nuevo retomamos el tema de los premios Ig Nobel. En el artículo Premios Ig Nobel 2011 puedes encontrar más información sobre los mismos. Según su fundador, Marc Abrahams, los premios anuales Ig Nobel premian la investigación que hace a la gente reír y luego les hace pensar. Se les otorgan a los científicos cuyas publicaciones científicas podrían parecer absurdas o incluso frívolas, pero detrás de las cuales hay ciencia seria.

Por ejemplo, caracterizar la física de las coletas o colas de caballo. Los resultados de los ganadores del premio de física (Patrick Warren, Raymond Goldstein y Robin Ball) se publicaron en un artículo titulado "Forma de una cola de caballo y la física estadística de haces de fibras capilares"^[1]. En el artículo cuentan cómo desarrollaron una ecuación para predecir la forma de casi cualquier configuración de pelo que salga de la parte de atrás de la cabeza.

Lo que querían era intentar comprender el equilibrio entre la elasticidad de los filamentos, su peso y las curvaturas, el rizo aleatorio que da al cabello su volumen. El pelo tiene una rigidez característica y una masa por unidad de longitud que, junto con la gravedad, definen una escala longitudinal más allá de la cual la gravedad lo dobla.

Menos de cinco centímetros y el pelo de la coleta apenas se ve afectado por la gravedad, permaneciendo recto. Si es más largo de esos cinco centímetros, el peinado se curva bajo su propio peso. El equipo llamó a esa ratio entre la longitud real del pelo de una persona y esos primeros cinco centímetros críticos, el número de Rapunzel, por la protagonista del cuento de los hermanos Grimm. Cuanto mayor sea el número de Rapunzel, mayor será el efecto de la gravedad sobre el pelo.

Si quieres otro ejemplo de los premios Ig Nobel 2012, no te pierdas la segunda parte.
_____
Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201211/ignobel2012.cfm

1. ^{^} Publicado en el Physical Review Letters.

Premio Nobel de Física 2012 (II/II)

(Este artículo es continuación de Premio Nobel de Física 2012 (I/II). Te recomiendo que lo leas primero).

Wineland y Haroche ya fueron premiados anteriormente por su trabajo, pero el Nobel es el Nobel. Así que miremos más de cerca las utilidades presentes y futuras de su trabajo.

Las trampas de iones inventadas por Wineland se han convertido en herramientas importantes para el desarrollo de aplicaciones. Él ya utilizó las trampas para elaborar relojes atómicos "ópticos" cien veces más precisos que los que se usan actualmente de cesio. Otros investigadores han utilizado la precisión de estos relojes ópticos para detectar la sutil variación en el flujo del tiempo provocada por la diferencia en la gravedad entre dos puntos separados por una altura de unos 30 centímetros.

Las trampas de iones también se han convertido en los procesadores fundamentales de un futuro ordenador cuántico. Cada bit de información cuántica, en lugar de ser sólo 1 o 0, puede ser también ambos simultáneamente, lo que aumenta la capacidad de procesamiento de forma exponencial comparado con los ordenadores convencionales. En julio de 1995, Wineland y su equipo fueron los primeros en demostrar una sencilla puerta lógica usando estos cubits, lo que supuso la primera computación básica utilizando un procesador cuántico.

Y me gustaría acabar con las palabras del presidente de la Americal Physical Society, Robert Byer: "Haroche y Wineland han llevado a cabo una bella investigación vital para la tecnología que realmente hace de éste el siglo del cuanto. La telecomunicación moderna se basa en la tecnología cuántica, y cosas como el GPS que tanta gente usa a diario no serían posible sin relojes ultraprecisos que explotan los efectos cuánticos del tipo que ellos han explorado. Algún día, ordenadores construidos con sistemas mecánicos cuánticos, similares a los de los laboratorios de Haroche y Wineland, puede que resuelvan problemas muy por encima de las capacidades de incluso los más avanzados ordenadores de nuestro tiempo."

Desde Res Scientifica, nuestras felicitaciones a estos dos físicos: David Wineland y Serge Haroche.
_____
Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201211/physicsnobel.cfm

Premio Nobel de Física 2012 (I/II)

El premio Nobel de física de 2012 fue otorgado a dos investigadores (uno francés y otro americano) por el empleo de métodos experimentales innovadores que permiten medir y manipular sistemas cuánticos individuales.

Serge Haroche del Collège de France, en París, y David Wineland del National Institute of Standards and Technology, en Boulder (Colorado), son los nombres de estos dos científicos. Sus respectivos trabajos en sistemas cuánticos han ayudado a establecer los fundamentos de los ordenadores cuánticos y la siguiente generación de relojes atómicos.

David Wineland

El equipo de Wineland desarrolló una técnica para preparar átomos individuales cargados en una superposición de sus dos estados de energía más baja. Para ello, confinaron un sistema de iones en un campo eléctrico y lo enfriaron hasta su estado de mínima energía. Después, expusieron los iones a un pulso de láser ajustado con precisión, lo que dio lugar a la superposición del estado fundamental y el siguiente estado excitado.

A Haroche se le ocurrió una técnica complementaria que usaba átomos para medir el estado cuántico de un fotón. Confinó fotones de microondas en una cavidad óptica especialmente diseñada de unos tres centímetros de tamaño. Las paredes de la cavidad eran reflexivas y estaban enfriadas a una temperatura de casi cero absoluto, de modo que los fotones podían rebotar millones de veces. Después, el equipo lanzaba un átomo de Rydberg con forma de dónut a través de la cavidad y medía el cambio de energía del átomo, lo que podían usar para reconstruir el estado cuántico de los fotones confinados.

Los sutiles cambios en los estados de energía del átomo de Rydberg mostraban que las superposiciones cuánticas de fotones individuales se podían detectar. Además, usando esta información, los físicos podían reconstruir la función de onda del fotón mientras colapsaba.

Dice Haroche que "Yo uso átomos para estudiar fotones y él usa fotones para estudiar átomos. De modo que es realmente simétrico y, en algún punto durante nuestro trabajo, hemos publicado artículos uno detrás del otro. Por casualidad sucedió que estamos haciendo cosas similares en sus átomos y mis fotones".

Para echar un vistazo a posibles utilidades prácticas de estos métodos, te invito a leer la segunda parte de este artículo.
_____
Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201211/physicsnobel.cfm

Y se desprende más hielo de un glaciar de Groenlandia

Un iceberg dos veces más grande que la isla de Manhattan se ha desprendido del glaciar Petermann en el norte de Groenlandia. En las fotos (tomadas por un satélite de la NASA), se puede apreciar el suceso: vemos cómo el bloque de hielo se separa del glaciar y atraviesa el fiordo en dirección al Océano Atlántico. En 2010, una isla de hielo de 250 kilómetros cuadrados (dos veces mayor que el más reciente) se desprendió del mismo glaciar.

16 de julio de 2012, 10:25 UTC. (Foto de Earth Observatory - NASA)

16 de julio de 2012, 12:00 UTC. (Foto de Earth Observatory - NASA)

17 de julio de 2012. (Foto de Earth Observatory - NASA)

Este proceso que genera icebergs es algo natural y periódico, y afecta a todos los glaciares que terminan en el océano. Sin embargo, los científicos están preocupados por la capa de hielo de Groenlandia, que ven que se está haciendo más delgada con las temperaturas más altas. Aunque ningún suceso de este tipo puede atribuirse por sí solo al cambio climático, algunos expertos dicen estar sorprendidos por la extensión de los cambios del glaciar Petermann en los último años.

«No es un colapso, pero sí un hecho significativo». «Es dramático. Es alarmante». «Tenemos datos correspondientes a 150 años y vemos cambios que no hemos visto antes». Estos son algunos de los comentarios que se alzaron ante el evento entre miembros de la comunidad científica.

No obstante, el desprendimiento no va a tener un gran impacto en los niveles del mar, puesto que el hielo sigue flotando. Los icebergs del glaciar Petermann a veces llegan a las aguas de Terranova (Canada), lo que supone un peligro para la navegación y el transporte marítimo.

Las «lenguas de hielo» flotantes situadas delante de los glaciares tienden a bloquear el flujo de hielo hacia el mar. Cuando se desprenden trozos de hielo, los glaciares que se encuentran detrás a menudo se mueven más rápido. El movimiento acelerado del glaciar Petermann después del desprendimiento del 2010 fue «notable pero no dramático».
_____
Fuente:
http://www.bbc.co.uk/news/world-europe-18896770

Comprendiendo la Pequeña Edad del Hielo (II/II)

(Este artículo es continuación de Comprendiendo la Pequeña Edad del Hielo (I/II). Te recomiendo que lo leas primero).

Por más improbable que nos pareciera en la primera parte de este artículo, parece ser que cuatro grandes erupciones volcánicas tropicales a finales del s. XIII son las que dieron lugar a la PEH^[1]. Según Gifford Miller y sus colaboradores, gracias a nuevos resultados de datación por carbono-14 y una simulación por ordenador, es posible precisar el comienzo de la PEH y entender su duración.

La clave ha sido añadir un nuevo elemento a la ecuación. El problema con las explicaciones volcánicas, como ya mencionamos previamente, es que el aerosol de sulfato desaparece al cabo de tres años. Pero si reforzamos el efecto de los volcanes con la interacción entre el hielo marino y las corrientes oceánicas, parece que todo se explica mejor.

Si las erupciones se repiten más rápido de lo que las temperaturas de las aguas superficiales pueden recuperarse, el efecto acumulativo del enfriamiento del océano podría ser mayor que el producido por una sola erupción. En el océano Ártico, las aguas superficiales más frías de lo normal podrían disminuir el deshielo estival y causar una mayor expansión de hielo marino hacia el océano Atlántico.

Una mayor extensión de hielo marino en el Atlántico Norte refleja más luz solar en el verano. Y en invierno actúa como aislante que impide que el foco calórico oceánico caliente por radiación el aire frío. Además, la expansión hacia el sur provocaría una mayor desalinización del agua proveniente del deshielo, disminuyendo así su densidad, lo que afectaría el transporte hacia el norte de calor por las corrientes marinas que normalmente serían capaces de hacer retroceder una expansión pasajera.

Como dice Miller, una simulación por ordenador suele ser poco convincente, pero en este caso parece explicar de forma creíble la persistencia durante siglos de una perturbación que se desarrolló en más de una década.
_____
Fuente:
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v65/i4/p15_s1

1. ^{^} Pequeña Edad del Hielo.