Las mejores noticias de física del 2014 (III/III)

(Este artículo es continuación de Las mejores noticias de física del 2014 (II/III). Te recomiendo que lo leas primero).

La amenaza de propagación del ébola
Cuando el virus del Ébola empezó a hacer estragos en el África Occidental y creció la preocupación de su posible propagación, los científicos comenzaron a investigar su transmisión. El físico Alessandro Vespignani (Universidad Northeastern de Boston, Massachussets) utilizó modelos informáticos para simular el movimiento de la gente a través del mundo y las formas en que la enfermedad podría propagarse. Su alarmante conclusión en agosto fue que, si no se hacía nada, decenas de miles de personas podrían infectarse en unos meses. Afortunadamente, se está haciendo mucho para combatir el brote; y según los datos, de momento el número de muertes se ha mantenido en algo más de 6000.

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Premios Nobel
A pesar de no ganar el premio Nobel en su propio campo, a los físicos les fue bien en octubre. El premio de física lo ganaron dos ingenieros y un físico de materiales (uno de Estados Unidos y dos de Japón), por su trabajo en el desarrollo del led azul. Después del rápido invento de los ledes rojo y verde, se tardó casi veinte años en producir un led azul eficiente. Al día siguiente, dos físicos de Estados Unidos y uno de Alemania ganaron el premio de química por el desarrollo de la microscopía de fluorescencia de superresolución, lo que rebaja los límites de la microscopía óptica hasta la escala nanométrica.

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Exploración espacial
Este otoño pasado, la exploración interplanetaria fue el centro de atención de las agencias espaciales mundiales. En octubre, la India colocó con éxito un pequeño satélite en la órbita de Marte, siendo solo la cuarta agencia espacial en hacerlo y de forma más económica que cualquiera de las otras misiones a Marte hasta la fecha.

En noviembre, la sonda espacial Rosetta de la Agencia Espacial Europea (ESA) lanzó su pequeño módulo Philae sobre la superficie del cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko, pero su vida de funcionamiento se acortó cuando el módulo rebotó, saliéndose de la zona de aterrizaje planeada y cayendo en un cráter a la sombra. Sin poder usar sus paneles solares, la batería de repuesto se descargó, pero no antes de que el módulo llevara a cabo el 80-90% de su misión científica. Parte de esos datos llevaron a la conclusión de que el contenido isotópico de las moléculas de agua del cometa no coincidía con el de la Tierra. Así que se volvía a plantear la cuestión sobre el origen del agua de nuestro planeta.

Finalmente, en diciembre, la NASA lanzó un prototipo de Orión, su nueva nave espacial diseñada para llevar astronautas a una órbita terrestre baja y también más allá.

Representación de cómo se planeó el anclaje del módulo Philae al cometa.  
[Imagen original de DLR, CC-BY 3.0 [CC BY 3.0 de], via Wikimedia Commons]

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Acelerador de sobremesa
En diciembre, científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley anunciaron un nuevo récord mundial para un acelerador de partículas compacto. El equipo utilizó un acelerador de plasma mediante láser para proporcionar a los electrones una energía de hasta 4,25 GeV. Aunque no es tan potente como el Gran Colisionador de Hadrones, el pequeño acelerador BELLA puede hacer en aproximadamente un metro lo que el CERN hace en 1000 metros. Se espera que esta nueva tecnología de aceleradores compactos marque un nuevo camino para futuras generaciones de colisionadores de partículas.

Y hasta aquí este resumen de noticias de física del 2014. Espero que el científico dentro de ti haya disfrutado.
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201501/stories.cfm

Premio Nobel de Química 2014

Los galardonados de este año son Eric Betzig (Instituto Médico Howard Hughes), Stefan W. Hell (Instituto Max Planck de Química Biofísica) y William E. Moerner (Universidad Stanford) por su contribución al desarrollo de la microscopía de fluorescencia de superresolución.

El premio Nobel de química de este año gira en torno a cómo el microscopio óptico se convirtió en un nanoscopio, premiando dos técnicas similares pero diferentes que han sido capaces de superar el límite de Abbe.

Descrito por primera vez en 1873, el límite de Abbe dice que un microscopio no puede distinguir objetos más pequeños que aproximadamente la mitad de la longitud de onda de la luz usada, que es unos 200 nanómetros para la luz visible. Sin embargo, los mejores microscopios que ahora utilizan los métodos que han ganado el premio Nobel tienen una resolución por debajo de 10 nm.

Hell desarrolló en el año 2000 la microscopía STED (Stimulated Emission Depletion o de reducción por emisión estimulada), que usa dos láseres concéntricos para obtener la imagen de una célula. El láser central excita moléculas fluorescentes de la muestra, mientras que el láser exterior elimina cualquier otra fluorescencia. El detector barre continuamente la muestra, registrando el brillo fluorescente y creando así una imagen con una resolución mayor de 200 nm.

Imagen que muestra el aumento de resolución entre la microscopía óptica y la STED. [Foto original de Fabian Göttfert, Christian Wurm [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons]

Como dice Hell, la microscopía óptica es muy importante para las ciencias de la vida porque el uso de la luz es la única forma que nos permite ver las cosas vivas; sin embargo, la resolución de la microscopía óptica está intrínsecamente limitada. Gracias a estos nuevos métodos, se ha superado ese límite. Se pueden ver detalles a una resolución espacial mucho mayor, y esto permite desvelar el funcionamiento de las células a una escala de nanómetros, que es la escala molecular.

Aunque Betzig y Moerner nunca colaboraron directamente, su trabajo contribuyó decisivamente a poner las bases para la microscopía STED.

Después de que Moerner fuera capaz de detectar una sola molécula fluorescente en 1989, a Betzig se le ocurrió la idea de superponer imágenes de moléculas individuales para crear una imagen completa. El proceso que resumió en un artículo de 1995 describía cómo proyectaba luz de diferentes longitudes de onda sobre una célula para que brillaran distintas moléculas y luego anotaba dónde aparecían los puntos de luz. De este modo, cuando se combinaban todas las imágenes, los puntos formaban un contorno coherente.

No obstante, para obtener una imagen coherente, se necesitarían muchos colores diferentes de moléculas únicas, demasiados para que fuera práctico. Así que realmente no fue hasta 2005, cuando Betzig encontró una proteína específica identificada por Moerner, que la técnica se pudo utilizar. La proteína de Moerner brillaba brevemente y después —de ahí su importancia— se apagaba sola. Una célula con esta proteína se podía iluminar múltiples veces con un láser y cada vez brillaría un conjunto diferente de proteínas, lo que proporcionaría a Betzig la constelación de puntos brillantes que necesitaba para crear una imagen coherente.

Los microscopios electrónicos son capaces desde hace tiempo de obtener la imagen de objetos menores de 200 nm, pero esa técnica daña enormemente la muestra. Por otro lado, no puede observar cosas vivas y los electrones no pueden penetrar mucho dentro de las células. Con la fluorescencia, se puede observar, por ejemplo, la E. coli a superresolución sin tener que matarla, cortarla y someterla a radiación intensa y ultravacío.

¡Felicidades a los tres premiados!
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201411/nobel.cfm

Premio Nobel de Física 2014

El invento de los ledes azules eficientes es el motivo de que se haya otorgado el premio Nobel de física a Isamu Akasaki (Universidad de Meijo y Universidad de Nagoya), Hiroshi Amano (Universidad de Nagoya) y Shuji Nakamura (Universidad de California en Santa Bárbara). Su trabajo inició una revolución en la iluminación de bajo consumo. Gracias al led azul, podemos disponer ahora de fuentes de luz blanca que tienen un gran rendimiento y vidas muy largas. Es más, esta tecnología está ya reemplazando a otras más antiguas.

Los ledes rojos y verdes llevan con nosotros, más o menos en su forma actual, desde los años sesenta; pero los ledes azules eran mucho más difíciles de fabricar. Las dificultades aparecían a la hora de crear cristales de nitruro de galio (GaN) de alta calidad y combinarlos después con otros elementos para aumentar su rendimiento. Hicieron falta casi treinta años de trabajo en física de materiales, crecimiento de cristales y fabricación de aparatos para crear un led azul comercializable.

Akasaki empezó a experimentar para conseguir cristales de nitruro de galio puros en 1974, primero en el Instituto de Investigación Matsushita (Tokio) y después en la Universidad de Nagoya. Amano se le unió en los ochenta y le ayudó a desarrollar formas de dopar los cristales de nitruro de galio.

En 1992, mientras trabajaban en Nichia (en Tokushima, Japón), Nakamura y sus colaboradores ayudaron a explicar cómo la irradiación electrónica eliminaba parte de las ineficiencias que el equipo de Akasaki había estado encontrando.

Led azul iluminado. [Foto del usuario de Wikipedia MrX (2005)]

Ambos grupos de investigación pudieron crear posteriormente las aleaciones de nitruro de galio necesarias para producir las junturas entre las capas de semiconductor, lo que constituye los pilares de los ledes azules. Nakamura y su equipo vieron el primer brillo azul eficiente en 1994; y durante los dos años siguientes ambos equipos crearon los primeros láseres azules. En 1999 Nakamura dejó Nichia para entrar en la Universidad de California en Santa Bárbara.

Los miembros del Comité Nobel de Física hicieron hincapié en cómo los usos prácticos del aparato fueron factores decisivos para su elección del premio de este año. Ya hay muchos aparatos electrónicos comunes que hacen uso del trabajo de los investigadores. Los ledes azules se pueden encontrar en la mayoría de los aparatos con pantalla táctil. Los ledes blancos normalmente utilizan un led azul para excitar un material fosforescente que emite luz blanca, y se puede encontrar en los flashes de la mayoría de los teléfonos inteligentes modernos.

En principio, se subrayó el hecho de que el led azul se puede utilizar para obtener luz blanca, pero a lo largo de los años se ha visto cómo el invento del led azul se ha usado en los diodos de láser azul (utilizados en el almacenamiento óptico), cómo el futuro de las comunicaciones parece apoyarse en el uso de la luz más que en las ondas de radio (lifi en lugar de wifi), cómo se puede usar esta luz azul o ultravioleta para esterilizar el agua.

No obstante, el aumento de la eficiencia energética en el mundo es una de las aplicaciones más prometedoras. Aproximadamente un cuarto del consumo eléctrico en las economías más industrializadas se destina a la iluminación, por lo que obtener más luz con menos electricidad va a tener un gran impacto en nuestra civilización.

Desde Res Scientifica nuestra felicitación a los ganadores del premio Nobel de física de 2014.
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201411/nobel.cfm

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

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.
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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.
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201211/physicsnobel.cfm

100 años de rayos cósmicos (III)

(Este artículo es continuación de 100 años de rayos cósmicos (II). Te recomiendo que lo leas primero.)

Estamos a punto de conocer a Hess, pero antes habría que decir que el camino que llevó al descubrimiento de los rayos cósmicos en 1912 estuvo marcado por muchas contribuciones, entre las que merece la pena destacar la de Domenico Pacini en 1910, que fue el primero en expresar dudas en cuanto a que las observaciones se debían a sustancias radiactivas del suelo y el aire. De hecho, sugirió que la ionización podría deberse a fuentes distintas a las sustancias radiactivas conocidas.

Victor Hess

Pero, pasemos ya a Victor Hess. Nació en 1883 en un castillo de la provincia austriaca de Estiria. El castillo era la residencia del príncipe al que su padre servía como guardabosques. Hess obtuvo su doctorado en 1906 en la Universidad de Graz. Intrigado por los resultados de Wulf, intentó mejorar los datos de la absorción de la radiactividad en el aire. Pero sus resultados sólo confirmaron los de Wulf y Gockel.

Hess modificó el electroscopio de Wulf para que aguantara las condiciones de las grandes alturas e hizo hasta diez vuelos en globo desde 1911 a 1913. Solía llevar tres electroscopios a bordo, uno con una ventana más fina para medir la radiación beta. El 7 de agosto de 1912 observó un aumento muy significativo de la ionización a gran altura, lo que le llevó a afirmar que sus resultados parecían explicarse con facilidad si suponemos que una radiación de muy alto poder de penetración entra en la atmósfera desde arriba y aún puede producir una parte de la ionización observada en los electroscopios cerrados en las zonas más bajas. Por este descubrimiento, Hess recibió el premio Nobel de Física en 1936.

Werner Kolhörster confirmó los resultados de Hess en 1914. Además, determinó que la longitud de absorción de la radiación era de unos 1300 m, un orden de magnitud mayor que el valor medido para la radiación gamma de las fuentes radiactivas. La intensidad de la radiación era bastante constante, sin variaciones dependientes del tiempo o de la noche y el día.

¿Cuál podría ser el origen de esta radiación? Lo puedes averiguar en el próximo artículo.
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Fuente:
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v65/i2/p30_s1

Premio Nobel de Química 2011

El Nobel de química se lo ha llevado Dan Shechtman, del Instituto Tecnológico Technio-Israel, por su descubrimiento de los cuasicristales.

En 1982, mientras estudiaba ciertas aleaciones de aluminio y manganeso, Shechtman descubrió que, cuando se enfriaban rápidamente, tales aleaciones producían un patrón de difracción que entonces se pensaba imposible. En aquel momento se pensaba que sólo las estructuras atómicas periódicas poseían el orden necesario para difractar un haz de electrones en un modelo de puntos denominados picos de Bragg. Y la geometría exige que tales redes atómicas tengan una simetría rotacional doble, triple, cuádruple o séxtupla. La aleación de Shechtman produjo un patrón cristalográficamente prohibido de simetría décupla, que no se podía repetir exactamente y que recordaba a los modelos de teselado del matemático Roger Penrose.

El descubrimiento de Shechtman fue tan controvertido que tardó casi dos años en poder publicar su investigación. Incluso Linus Pauling (asimismo premiado con el Nobel de química en 1954) dijo: "No existen los cuasicristales. Sólo los cuasicientíficos", opinión que de algún modo era compartida por la mayoría de los cristalógrafos.

Finalmente, el 12 de noviembre de 1984 se publicó en la revista Physical Review Letters el artículo  que detallaba el descubrimiento de Shechtman y sus compañeros de trabajo, siendo actualmente uno de los diez artículos más citados en la historia de la revista. Poco después, cristalógrafos de todo el mundo empezaron a observar el patrón en otros materiales, lo que provocó un replanteamiento de los supuestos hasta entonces aceptados sobre la estructura molecular de la materia.

¡Felicidades, Shechtman!

Fuentes:
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v64/i12/p17_s1
http://www.aps.org/publications/apsnews/201111/nobelprize2011.cfm

Premio Nobel de Física 2011

El Premio Nobel de Física de 2011 se lo han llevado tres astrofísicos: la mitad va para Saul Perlmutter (Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, California) y la otra mitad se la reparten entre Brian Schmidt (Universidad Nacional Australiana) y Adam Riess (Universidad Johns Hopkins, Maryland). El premio se ha otorgado por el descubrimiento de la aceleración de la expansión del universo mediante la observación de supernovas lejanas.

A mediados de los noventa, los dos grupos (el de Perlmuter y el de Schmidt y Riess) estudiaron los corrimientos hacia el rojo de supernovas lejanas para medir la expansión del universo. Ambos, de forma independiente, llegaron a una conclusión sorprendente e inesperada: el universo parece acelerarse a medida que se expande. Aún hoy este hecho sigue siendo uno de los mayores misterios en cosmología.

La causa de la aceleración se debe a lo que se ha dado en llamar energía oscura y supone unos tres cuartos del universo conocido; del cuarto restante, aproximadamente un 20 por ciento es materia oscura y sólo el 5 por ciento consite en la materia normal. No obstante, aún no se sabe lo que la energía oscura puede ser, ni siquiera si resultará ser una nueva energía en el universo. Tal vez sea lo que faltara para completar la Teoría de la Relatividad de Einstein.

La relatividad general, tal y como se aplicaba a la expansión antes de este descubrimiento, predice que el universo se iría expandiendo cada vez más lentamente debido a la atracción gravitatoria. Y en la época actual, la deceleración sería proporcional a la densidad media decreciente de la materia visible más la oscura. De este modo, el hecho de que el universo se expanda de forma acelerada parece indicar que la energía oscura dé lugar a una repulsión gravitatoria, lo cual va en contra de la experiencia que normalmente tenemos.

¡Enhorabuena a los agraciados: Saul Perlmutter, Brian Schmidt y Adam Riess!

Fuentes:
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v64/i12/p14_s1
http://www.aps.org/publications/apsnews/201111/nobelprize2011.cfm