Premios Ig Nobel 2014 (II/II)

(Este artículo es continuación de Premios Ig Nobel 2014 (I/II). Te recomiendo que lo leas primero).

Veamos otros ganadores de los premios Ig Nobel 2014. Muchos, especialmente los científicos, nos hemos sonreído cuando nos dicen que la cara de alguien famoso aparece en una tostada o en una mancha de agua. Sin embargo, Kang Lee de la Universidad de Toronto quería descubrir si había algo más en estas supuestas manifestaciones, por qué era algo tan extendido.

Y la respuesta es la pareidolia, un fenómeno de la psicología de la percepción mediante el cual, por ejemplo, vemos rostros que no existen en los objetos de cada día. La cuestión es si se trata de una anomalía cerebral o es el proceso normal de la percepción.

Para el experimento, Lee tenía una serie de imágenes con manchas al azar. A la mitad de los sujetos del estudio les decía que había una cara en la imagen, mientras que a la otra mitad no les mencionaba nada de una cara. De las personas a las que les sugirió la idea de un rostro, el 100% identificó caras en al menos una de las imágenes que se les mostraba.

Después de escanear a los sujetos del estudio con una máquina de TRMf (Tomografía de Resonancia Magnética funcional), descubrió que, debido a la importancia del reconocimiento de rostros para la interacción humana, hay una sección del cerebro dedicada a ello. Además, esta maquinaria cerebral es tan sensible y sugestionable que puede llevar a resultados positivos falsos.

Esto significa que nuestras creencias o expectativas pueden influir mucho en nuestra percepción del mundo, porque tendemos a creer que lo que vemos es lo que realmente está ahí. Sin embargo, a veces lo que vemos es lo que está en nuestra cabeza, debido a que el área frontal del cerebro regula la corteza visual, que se encuentra en la parte trasera del cerebro.

¿Qué ves en esta primera lámina del test de Rorshach? Dínoslo en los comentarios. [Autor: Hermann Rorschach (1921)]

Para acabar, un resumen de algunos otros ganadores de los premios:

• Peter Jonason, de la Universidad Occidental de Sídney, y su equipo, por recoger evidencias de que la gente que habitualmente se acuesta tarde son más presumidos, manipuladores y psicopáticos, por término medio, que los que normalmente se levantan temprano por las mañanas.
• Jaroslav Flegr, de la Universidad Carlos de Praga, y su equipo, por su investigación sobre si es mentalmente peligroso para un ser humano tener un gato.
• Marina de Tommaso, de la Universidad de Bari (Italia), y su equipo, por medir el dolor relativo que sufre la gente mientras mira un cuadro feo o uno bonito, a la vez que un haz láser potente le dispara en la mano.
• Eigil Reimers, de la Universidad de Oslo (Noruega), y su equipo, por probar cómo reaccionan los renos cuando ven humanos disfrazados de osos polares.

Como podéis ver, uno puede hacer ciencia y divertirse al mismo tiempo. Felicidades a los ganadores.
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201410/zero.cfm

Premios Ig Nobel 2014 (I/II)

Un año más echamos un vistazo a los premios anuales Ig Nobel, cuya ceremonia se celebró el 18 de septiembre en Cambridge, Massachusetts. Recordemos que estos premios se dedican a "la ciencia que te hace reír y después te hace pensar", especialmente la investigación que parece tonta o inexplicable al principio, pero que a menudo está basada en ciencia de la buena.

[Foto original de Lars_(Lon)_Olsson]

Los ganadores del premio de física de este año fueron los científicos japoneses Kiyoshi Mabuchi, Kensei Tanaka, Daichi Uchijima y Rina Sakai. Su investigación consistía en medir la cantidad de fricción entre un zapato y una piel de plátano, y entre una piel de plátano y el suelo, cuando una persona pisa una piel de plátano que está en el suelo.

Mabuchi, que recogió el premio mientras blandía un plátano en su mano derecha, espera usar sus descubrimientos para desarrollar mejores maneras de reducir la fricción en las articulaciones de las personas.

Cambiando de tercio, Sabine Begall y su equipo de Alemania, Zambia y la República Checa fueron galardonados con el premio de biología. Su trabajo demuestra que, cuando los perros defecan, prefieren alinear sus cuerpos según el campo magnético de la Tierra.

[Foto original de Zoidy.]

En el experimento, tenían 50 cuidadores de perros y 70 perros. Cuando salían a dar su paseo normal, los cuidadores, con ayuda de una brújula, observaban la dirección de la cabeza de los perros cuando hacían sus necesidades. El equipo recogió los datos durante dos años en diferentes condiciones, como por ejemplo el tiempo meteorológico. Incluso uno de los investigadores, para no influir en la dirección que elegía el perro, iba a pasear a los perros con los ojos vendados.

Después de analizar los datos, llegaron a la conclusión de que, cuando el tiempo magnético está tranquilo, los perros se alinean en dirección norte-sur. Pero si el campo magnético se encuentra un poco inestable, los perros se alinean aleatoriamente.

Otros mamíferos grandes, como el zorro común, también han demostrado cierta habilidad para detectar el campo magnético de la Tierra. Sin embargo, debido a la naturaleza salvaje de los zorros, el equipo espera que sean los perros domesticados los que puedan ayudarnos a comprender mejor cómo estos animales pueden percibir en qué dirección está el norte.

Si esto te ha parecido interesante, en la segunda parte de este artículo, podrás enterarte de algunos otros premios de este año.
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201410/zero.cfm

Un año en la vida del CO2 de la Tierra

Mediante un modelo informático de ultraalta resolución, los científicos de la NASA han podido echar un nuevo vistazo al modo en que viaja el dióxido de carbono por la atmósfera del planeta.

En la simulación se puede ver cómo el dióxido de carbono gira y se desplaza a medida que los vientos dispersan el gas invernadero lejos de sus fuentes. También se aprecian las diferencias entre los niveles de CO₂ en los hemisferios norte y sur; así como los marcados cambios en las concentraciones globales de dióxido de carbono a medida que el ciclo de crecimiento de las plantas y los árboles cambia con las estaciones.



El vídeo fue realizado mediante un modelo informático llamado GEOS-5, creado por científicos del Departamento de Modelado y Asimilación Global del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA (NASA's Goddard Space Flight Center).

La visualización es producto de una simulación denominada Nature Run, que toma datos reales sobre las condiciones atmosféricas y la emisión de gases invernadero y de partículas atmosféricas tanto naturales como creadas por el hombre. Después se deja que el modelo corra por sí solo, simulando el comportamiento natural de la atmósfera terrestre.

Esta simulación recorre un año entero. Aunque los científicos del Goddard trabajaron con una versión "beta" del Nature Run durante varios años, lanzaron por primera vez a la comunidad científica esta versión actualizada y mejorada en otoño de 2014.
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Fuente:
http://svs.gsfc.nasa.gov/goto?11719 

Controlando un punto de inflexión

El concepto del punto de inflexión es como sigue: un sistema generalmente estable evoluciona a un punto donde la estabilidad desaparece y el sistema cambia, de repente y de forma irreversible, a un estado totalmente diferente y, a veces, catastrófico. El sistema podría ser una red eléctrica que experimenta un lento aumento en la demanda, hasta que se alcanza un apagón a gran escala; o un sistema climático sujeto al aumento de gases invernadero, que finalmente experimenta un cambio abrupto en la temperatura media.

Un huevo, simbolizando un punto de inflexión.
[Foto original de Jovel (2010).]

Para un sistema con múltiples resultados potenciales, Takashi Nishikawa (Universidad Northwestern) y Edward Ott (Universidad de Maryland) afirman que puede ser posible dirigir el sistema hacia un resultado deseado por medio de un pequeño empujón cuidadosamente elegido.

Para su estudio, consideraron teóricamente la evolución de un sistema unidimensional con ruido. En cada iteración, la posición actual se cambia a una nueva posición; y el cambio depende de un parámetro que varía lentamente, al que se añade ruido al azar. Cuando el parámetro alcanza un cierto umbral (que se denomina bifurcación), el sistema cambia a uno de dos estados posibles, cambio que depende de forma muy sensible de las fluctuaciones del ruido o de los detalles particulares de cómo varía el parámetro.

Los investigadores han demostrado, mediante simulaciones y de forma analítica, que si la amplitud del ruido es baja, existe un 90% de probabilidades de alcanzar el resultado deseado a través de un único cambio en la posición del sistema cuya cantidad sea solo un poco mayor que el nivel de ruido.

Lo sorprendente es que el cambio requerido toma su valor más pequeño durante un tiempo limitado que ocurre después de la bifurcación. Aunque el método se puede generalizar para más dimensiones, los autores advierten que es necesario tener un modelo del sistema que sea preciso.
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Fuente:
http://scitation.aip.org/content/aip/magazine/physicstoday/article/67/9/10.1063/PT.3.2505

¿De dónde vienen esos rayos cósmicos tan energéticos?

La Tierra está siendo bombardeada continuamente por rayos cósmicos (protones o núcleos de alta energía) que vienen de fuera de nuestra galaxia. El espectro de energía de estos rayos decae rápidamente después del llamado límite de Greisen-Zatsepin-Kuzmin (GZK), que está a unos 6×10¹⁹ eV; no obstante, se han observado rayos cósmicos con energías de hasta 3×10²⁰ eV.

Los astrofísicos se llevan preguntando durante mucho tiempo qué es lo que acelera las partículas a energías tan extraordinarias. Existen muchas posibilidades, como las supernovas o los chorros de materia relativistas provenientes de núcleos galácticos activos.

Pues bien, el experimento denominado Telescope Array ha proporcionado una buena pista, mediante la identificación de una zona del hemisferio celeste norte que envía una cantidad desproporcionada de rayos cósmicos ultraenergéticos en nuestra dirección. (El Observatorio Pierre Auger ya había identificado previamente una zona similar, aunque bastante más débil, en el hemisferio celeste sur).

Ilustración esquemática del Telescope Array.
[Dibujo hecho por Theturnipmaster (2013)]

Tras una exploración de cinco años que finalizó en mayo del 2013, el Telescope Array identificó 72 rayos cósmicos con energías por encima del límite GZK, a través de la lluvia de partículas creadas cuando los rayos cósmicos ultraenergéticos interaccionan con la atmósfera terrestre. Las partículas de la lluvia eran registradas por centelladores situados en el suelo, mientras que la energía depositada en el nitrógeno atmosférico era monitorizada mediante detectores de fluorescencia.

Alrededor de un 25% de los rayos cósmicos observados llegaban de la zona antes mencionada, que ocupa solo un 6% del hemisferio celeste norte. Se trata, sin embargo, de una zona suficientemente grande como para cubrir muchas fuentes potenciales de rayos cósmicos ultraenergéticos. De hecho, su extensión se debe en parte a que los campos magnéticos galácticos e intergalácticos curvan las trayectorias de los rayos, confundiendo un tanto las localizaciones de sus fuentes.

Afortunadamente, las partículas con energías cercanas o mayores que el límite GZK se curvan poco, de modo que un nuevo conjunto de telescopios mayores y más sensibles podría revelar con más precisión sus orígenes.
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Fuente:
http://scitation.aip.org/content/aip/magazine/physicstoday/article/67/9/10.1063/PT.3.2504

Nuevo sistema de comunicación mediante fotones entrelazados (II/II)

(Este artículo es continuación de Nuevo sistema de comunicación mediante fotones entrelazados (I/II). Te recomiendo que lo leas primero). 

Veamos ahora cómo se podría llevar a cabo este nuevo sistema de comunicación. Una astronave girando alrededor de la Tierra tendría dificultades a la hora de recibir señales desde el suelo. El cambio constante de posición y orientación que experimenta el satélite hace que sea casi imposible recibir haces tradicionales de luz polarizada. La mayor parte del tiempo, el receptor del satélite no estaría alineado con el emisor del suelo, distorsionando la transmisión.

Si tenemos dos satélites que se mueven uno respecto del otro, no es fácil alinear sus respectivos ejes horizontales. Lo que se podría hacer es combinar dos grados de libertad diferentes de la luz, por ejemplo usando fotones polarizados circularmente. En este caso, la fase del haz no es una onda plana, sino una hélice que rota en el sentido de las agujas del reloj o al revés.

Animación de luz polarizada circularmente. [Imagen creada por Dave3457 (2010).]

Para generar el fotón polarizado circularmente, el equipo de investigación de Italia hizo pasar la luz a través de una pantalla de cristal líquido, llamada "placa q" (q-plate en inglés). Luego dirigieron el haz hacia receptores en movimiento, básicamente minitelescopios, para comprobar cómo de fiel era la transmisión de los fotones entrelazados.

Los experimentos iniciales en el laboratorio dieron buenos resultados, así que posteriormente se unieron con un equipo de la Università degli Studi di Padova conocido por transmitir fotones entrelazados a largas distancias. Hicieron pruebas hasta 100 metros que también dieron resultados positivos; y esperan llegar pronto a transmisiones de hasta un kilómetro de distancia.

No obstante, los satélites más cercanos se encuentran a unos 160 km de la superficie terrestre. Y a esas distancias otros factores podrían interferir con la transmisión. Por ejemplo, los efectos de las perturbaciones atmosféricas o los efectos relativistas de los satélites en órbita. A pesar de ello, parece que la transmisión de información mediante fotones entrelazados está, afortunadamente, cada vez más cerca.
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201305/entangledphoton.cfm

Nuevo sistema de comunicación mediante fotones entrelazados (I/II)

Un equipo de investigación de Italia está desarrollando un sistema que permitirá a los físicos enviar información cuántica al espacio, así como recibirla. Se trata de un método para transmitir un fotón entrelazado (usando un tipo concreto de luz polarizada) a un receptor alineado imperfectamente, semejante a la orientación de un satélite moviéndose.

Hace tiempo que los científicos investigan las propiedades cuánticas de los fotones con la esperanza de crear un sistema de comunicación de larga distancia. Entre otras ventajas, sería imposible que un tercero interceptara y descodificara el mensaje sin alertar al transmisor y al receptor.

Para que tal sistema funcione, es necesario crear un enlace entre los dos corresponsales. Un corresponsal entrelaza dos fotones y envía uno de ellos (todavía en su estado entrelazado) al otro corresponsal. Cuando se mide el estado cuántico de un fotón, la función de onda del otro fotón también colapsa instantáneamente.

Representación simbólica de un par de fotones
entrelazados. [Imagen creada por Neolexx (2011).]

Mediante algún tipo de manipulación, los científicos esperan poder codificar información en este colapso, posiblemente entrelazando un tercer fotón. Se trataría de codificar la información cuántica en algún grado de libertad de los fotones y enviar luego el fotón de una persona a la otra. El planteamiento más común aprovecha la polarización de la luz.

Todavía no se ha llegado al punto de poder enviar mensajes útiles mediante este sistema. Sin embargo, sí se ha avanzado bastante en la transmisión de fotones entrelazados a grandes distancias. Un experimento que se llevó a cabo en las Islas Canarias estableció un nuevo récord de distancia en el 2012: se transmitió un fotón entrelazado a otra isla que distaba 144 kilómetros.

De todas formas, en algún momento la curvatura de la Tierra bloquearía la línea de visión de la transmisión, por lo que haría falta utilizar un satélite para transmitir la señal. Pero es más fácil decirlo que llevarlo a la práctica. Te contamos cómo en la segunda parte de este artículo. No te la pierdas.
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201305/entangledphoton.cfm

Nuevos acumuladores para energías renovables

Hay científicos en Harvard que están desarrollando un acumulador económico basado en compuestos orgánicos. Acumulan la energía usando quinonas, que son moléculas orgánicas que se encuentran con frecuencia en la naturaleza. Si se puede adaptar este diseño de acumulador a niveles industriales, las energías solar y eólica podrán ser más económicamente viables.

Estos nuevos acumuladores se basan en baterías de flujo que utilizan quinonas suspendidas en agua, en lugar de los diseños actuales con vanadio (más caro) o cloro (más peligroso).

1,4-benzoquinona, miembro prototípico de la clase de las quinonas.
[Imagen tomada de un trabajo propio de Michał Sobkowski (2007).]

Las baterías funcionan como celdas de combustible. Dos grandes tanques de líquido circulan por una pila de celdas dividida por una membrana delgada. Uno de los fluidos de la batería de flujo está cargado positivamente, mientras que el otro es negativo, de forma muy parecida a los electrolitos de las pilas tradicionales. La membrana delgada de la pila de celdas solo permite el paso de iones positivos, bloqueando los electrones y creando así una corriente que fluye a través de cualquier aparato que se conecte a la batería. Para recargarla, se invierte el proceso y los electrones se acumulan en el depósito negativo.

Las investigaciones se han centrado en las baterías de flujo porque la cantidad de energía que pueden acumular está limitada solo por el tamaño de los tanques, lo que las hace ideales para guardar la electricidad generada por la energía eólica y solar. Además, en principio se pueden cargar y descargar indefinidamente.

El mayor problema de las fuentes de energía renovable es su intermitencia: la energía solar es máxima al mediodía y va decreciendo por la tarde (en el mejor de los casos) y la energía eólica es aún más esporádica. Debido a la variación a lo largo del día de la demanda de electricidad, si las energías renovables no se pudieran acumular en grandes cantidades y de forma económica, su uso nunca llegaría a ser realmente viable. En una época donde se busca la creación de electricidad de forma no contaminante pero sin querer renunciar a las grandes cantidades que necesitamos, la comercialización de estos acumuladores sería una gran noticia.
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201305/flowbattery.cfm

Quimiotaxis eucariota o la física de los gradientes

Un pequeño arañazo puede ser bastante doloroso. Afortunadamente, el dolor es transitorio y se disipa rápidamente cuando la herida se cura. Los encargados de facilitar el proceso de curación son los neutrófilos, un tipo de glóbulos blancos que elimina las bacterias y otros materiales extraños de la herida. Los neutrófilos residen normalmente en el sistema circulatorio; pero, cuando se les necesita, dejan la corriente sanguínea y navegan con eficiencia a través del tejido conjuntivo hacia la zona herida. Pero, ¿cómo saben dónde ir? La respuesta es la quimiotaxis, el proceso por el que las células son capaces de seguir gradientes químicos.

Además de la curación de heridas, la quimiotaxis es importante en muchos otros procesos biológicos. Durante la fertilización, los espermatozoides pueden encontrar el óvulo ayudados por la información química. En el desarrollo embrionario, las células a menudo se dirigen al sitio adecuado mediante gradientes. La quimiotaxis también puede colaborar en la extensión del cáncer durante la metástasis, el proceso por el que las células dejar el tumor primario y engendran nuevos tumores en otras partes del cuerpo. Los experimentos muestran que los gradientes de los factores de crecimiento sirven de guía en el inicio del proceso metastásico; este primer paso supone el desplazamiento de las células malignas desde el tumor hacia los vasos sanguíneos.

Quimiotaxis de células procariotas y eucariotas.
[Imagen de Laszlo Kohidai MD, PhD; 15-III-2006.]

Los ejemplos anteriores implican células eucariotas, que son aquellas células con núcleo que forman la base de la vida pluricelular. No obstante, la quimiotaxis también se da en células bacterianas (procariotas). Las bacterias normalmente usan gradientes químicos para determinar la localización de fuentes de alimento. Sin embargo, los mecanismos de motilidad que emplean son fundamentalmente diferentes de los que usan las células eucariotas, de mayor tamaño. Las bacterias utilizan un mecanismo de muestreo temporal para determinar la dirección del gradiente: si la célula siente cuando se mueve que la concentración aumenta, continúa moviéndose en el mismo sentido. Por otro lado, las células eucariotas usan su tamaño para medir diferencias espaciales a lo largo de su cuerpo; su habilidad para sentir un gradiente químico no requiere movimiento celular.
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Fuente:
http://scitation.aip.org/content/aip/magazine/physicstoday/article/66/2/10.1063/PT.3.1884

Sal que daña edificios y obras de arte

Existen muchos edificios y obras de arte construidos con materiales porosos que llevan las marcas provocadas por la sal. Un ejemplo es la Iglesia del Sagrario, en Granada (España), que se muestra en la fotografía.

El agua salada se introduce por los poros y se aloja allí, pudiendo sobresaturarse cuando se enfría o cuando se evapora el agua. Cuando las sales de la solución sobresaturada precipitan, aparecen presiones asociadas con el crecimiento frustrado de cristales, creando grandes fuerzas que dañan las paredes de los poros.

El proceso de evaporación que lleva a la sobresaturación no se ha estudiado mucho con anterioridad, pero un equipo de la Universidad de Granada, dirigido por Carlos Rodríguez Navarro, ha investigado ahora en detalle la evaporación de una solución de sulfato de sodio confinada.

Resultados de calorimetría y difracción de rayos X revelaron que la sal de sodio (responsable de daños en la vida real) existe inicialmente en la solución como un heptahidrato metaestable (Na₂SO₄·7H₂O), pero experimenta una transición de fase a la mirabilita (Na₂SO₄·10H₂O), estable pero menos soluble, cuando se produce la evaporación. El resultado es una solución altamente sobresaturada.

Mediante técnicas analíticas, el equipo de Granada pudo determinar la concentración de mirabilita y calcular la fuerza debida a la presión de cristalización. En un experimento complementario, Rodríguez Navarro y sus compañeros añadieron un compuesto a la solución salina inicial para fomentar la cristalización temprana de la mirabilita y reducir la sobresaturación. Gracias al aditivo, la presión de precipitación no era suficiente como para dañar la mayoría de los materiales de construcción.
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Fuente:
http://scitation.aip.org/content/aip/magazine/physicstoday/article/66/2/10.1063/PT.3.1875

Premio Nobel de Física 2013 (II/II)

(Este artículo es continuación de Premio Nobel de Física 2013 (I/II). Te recomiendo que lo leas primero). 

El descubrimiento del bosón de Higgs no solo ha capturado la imaginación de los físicos, sino también del público en general. Todo el mundo quería saber más de esta partícula y de las consecuencias de su hallazgo. En realidad, se trata de un logro enorme que incluye a más de 10 000 físicos de todo el mundo involucrados en la construcción, el manejo y el análisis de datos del experimento científico más complejo y caro hasta la fecha.

La teoría de lo que finalmente se llamaría el campo de Higgs se propuso por primera vez en tres artículos de la revista de física Physical Review Letters, escritos por seis personas de tres equipos independientes y todos publicados en 1964. Las teorías explicaban la "ruptura de simetría" que da origen a las masas de las partículas, a la vez que mostraba por qué los fotones (partículas portadoras de la fuerza electromagnética) no tienen masa, mientras que los bosones W y Z (partículas mediadoras de la fuerza nuclear débil) sí la tienen. El mecanismo de Higgs unificó las fuerzas débil y electromagnética. Estos artículos pusieron la base para el desarrollo posterior del Modelo Estándar de la física de partículas.

Englert y su colaborador Robert Brout, ya fallecido y también de la Universidad Libre de Bruselas, fueron los autores del primero de los artículos de 1964; Higgs fue el autor de otro; y el tercer artículo lo escribieron Carl Hagen (ahora en la Universidad de Rochester), Gerald Guralnik (Universidad Brown) y Tom Kibble (Escuela Imperial de Londres). Los seis recibieron en 2010 el Premio J.J. Sakurai de Física Teórica de Partículas. Desafortunadamente, no pudo ser igual con el Premio Nobel, ya que éste está limitado a solo tres destinatarios.

Cuando se anunciaron los premios, Hagen dijo que la confirmación de la partícula de Higgs fue la culminación de casi 50 años de trabajo. A pesar de que no se le incluyera a él y a sus coautores en los premios por el límite de tres personas, expresó estar muy orgulloso del trabajo que hicieron, de lo completa que era su explicación y de cómo eso ha contribuido a nuestra comprensión de la forma en que las partículas obtienen masa.

Desde Res Scientifica, nuestra felicitación a los seis.

Un ejemplo de simulación a partir de los datos de la desintegración de dos protones de muy alta energía generando un bosón de Higgs en el decaimiento en dos haces de hadrones y dos electrones en el detector CMS del LHC en el CERN. Las líneas representan las posibles vías de desintegración, mientras que la zona en azul claro representa la energía obtenida en la desintegración de las partículas en el detector. [Autor: Lucas Taylor; fuente: http://cdsweb.cern.ch/record/628469]

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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201311/nobelprizephysi.cfm

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Premio Nobel de Física 2013 (I/II)

Los ganadores del premio Nobel de Física del 2013 fueron François Englert (Universidad Libre de Bruselas) y Peter Higgs (Universidad de Edimburgo) por desarrollar la teoría de lo que comúnmente se llama el campo de Higgs y el bosón de Higgs. Su investigación proporcionó el mecanismo que se usa en el Modelo Estándar de la física de partículas para explicar por qué las partículas elementales tienen masa, así como para unificar las fuerzas débil y electromagnética.

Según las palabras del comité, el premio fue otorgado "por el descubrimiento teórico de un mecanismo que contribuye a nuestra comprensión del origen de la masa de las partículas subatómicas, y que recientemente fue confirmado a través del descubrimiento de la partícula fundamental predicha, mediante los experimentos ATLAS y CMS en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN".

François Englert y Peter Higgs. (Foto de Victor Blacus;
fuente: File:Francois Englert.jpg y File:Higgs, Peter (1929)3.jpg).

Los físicos han estado trabajando para aislar el escurridizo bosón de Higgs y confirmar el mecanismo de Higgs desde que se predijo por primera vez en los sesenta. El CERN anunció el descubrimiento de la partícula en el Gran Colisionador de Hadrones (GCH) de Ginebra, Suiza, el 4 de julio del 2012. El bosón de Higgs era la última pieza del Modelo Estándar que quedaba por descubrir.

El campo de Higgs provoca la ruptura de simetría que da masa a las partículas elementales, siendo mayor su masa cuanto más fuertemente se une la partícula elemental al campo. Y el bosón de Higgs es la partícula asociada con ese campo.

Englert nos cuenta que el bosón es la prueba experimental de la existencia de todo el mecanismo. Primero hubo que demostrar la consistencia de su teoría, lo que llevó su tiempo. Durante los setenta se construyó el Modelo Estándar y fue después de esto cuando se pudo empezar a buscar una prueba, ya que el Modelo Estándar se verificaba de forma maravillosa excepto por un elemento que faltaba: el bosón de Higgs, cuya condensación es lo que da la masa a las partículas y fuerzas de corto alcance.

Para aislar la partícula experimentalmente, los científicos construyeron el acelerador de partículas más grande y potente del mundo. El anillo de más de 27 km del GCH se halla por debajo de Suiza y Francia, y acelera protones a energías de colisión de hasta 7 TeV. Durante mucho tiempo se analizaron concienzudamente los restos de las colisiones para encontrar señales de la desintegración de algún bosón de Higgs. Hasta que, después de dos años de funcionamiento y más de 300 billones de colisiones individuales, las dos colaboraciones ATLAS y CMS del GCH anunciaron de forma conjunta su descubrimiento del bosón de Higgs.

Si te interesa el tema, no te pierdas la segunda parte, donde contaremos brevemente la historia del mecanismo de Higgs.
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201311/nobelprizephysi.cfm

Premios Ig Nobel 2013 (II/II)

(Este artículo es continuación de Premios Ig Nobel 2013 (I/II). Te recomiendo que lo leas primero).  

Seguimos con más ejemplos de los premios Ig Nobel. En la categoría de Arqueología, el premio se lo ha llevado Brian Crandall, antes de la Universidad de Bringhamton y que ahora dirige la compañía educacional Mad Science (Ciencia Loca en español). Convenció a un ayudante de laboratorio de que se comiera una musaraña a medio cocer para estudiar los efectos del sistema digestivo humano sobre los huesos del roedor.

Se trata de "arqueología experimental", como lo denomina Crandall. Se han encontrado montones de huesecillos de mamíferos en yacimientos arqueológicos en todo el mundo y los investigadores se preguntaban si nuestros ancestros se los comían. Basándose en el modo en que los huesos son digeridos, parece que pequeños ratones, ratas y campañoles formaban una parte importante de la dieta humana en la antigüedad.

Por primera vez se ha dado un premio conjunto de Biología y Astronomía por la investigación que hacía uso de sombreros muy pequeños para demostrar que los escarabajos peloteros usan la Vía Láctea para moverse por la noche cuando no hay luna. El premio de Química se otorgó por descubrir el proceso químico que hace que una persona llore cuando corta una cebolla.

El premio de Psicología, por experimentos que demuestran que los que creen que están borrachos también creen que son atractivos. El premio de Medicina, por el descubrimiento de que los ratones se recuperan más rápido de transplantes de corazón cuando escuchan ópera.

El premio de la Paz se lo llevaron Alexandr Lukashenko, presidente de Bielorrusia, por prohibir aplaudir en público, y la Policía del Estado de Bielorrusia por arrestar a un manco por violar la prohibición. Aunque no asistió a la ceremonia ningún representante de Bielorrusia para recibir el premio.
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201310/ignobel.cfm

Premios Ig Nobel 2013 (I/II)

Los premios Ig Nobel presentados el pasado septiembre honraron la mejor y más disparatada ciencia del año 2013. Se premió a investigadores que se comieron una musaraña por la ciencia, pusieron ópera para que la escucharan los ratones y colocaron gorritos en las cabezas de escarabajos peloteros.

Los ganadores del Premio de Física descubrieron que un ser humano podría correr por un estanque de agua en la Luna. Alberto Minetti (Universidad de Milán) y su equipo usaron un arnés para colgar a voluntarios con aletas de plástico en los pies sobre una piscina hinchable. Podían variar su peso para simular diferentes planetas. Descubrieron que con una gravedad menor del 20% de la gravedad de la Tierra, una persona se podría mantener a flote... Sólo durante unos segundos.

Los voluntarios corrían sin moverse del sitio, intentando usar la tensión superficial del agua para mantenerse a flote. Es un truco que usan en la Tierra los insectos que caminan sobre el agua e incluso pequeños lagartos; y tal vez algún día los astronautas que vivan en la Luna.

Los premios Ig Nobel comenzaron hace 23 años gracias a Marc Abrahams, que trabajaba entonces en Science Magazine. La idea era poner de relieve ciencia que te hace reír, pero luego te hace pensar. Se pretende presentar estudios o experimentos científicos que pudieran parecer tontos o frívolos a primera vista, pero que están llevados a cabo adecuadamente y son relevantes.

Un ejemplo es el Premio de Probabilidad, otorgado a Bert Tolkamp y su equipo por su trabajo analizando el tiempo y la frecuencia con que las vacas están de pie o sentadas. ¿Qué utilidad podría tener este estudio? Pues resulta que el comportamiento animal y los cambios en dicho comportamiento podrían permitir detectar problemas de salud y bienestar en los animales. Las granjas son cada vez mayores y están más automatizadas, con lo que podría usarse esta investigación para diseñar sensores y algoritmos para monitorizar la salud de las vacas.

Si te interesan estos premios, aún tengo algunos más en la segunda parte de este artículo.

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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201310/ignobel.cfm