Las mejores noticias de física del 2012 (II/IV)

(Este artículo es continuación de Las mejores noticias de física del 2012 (I/IV). Te recomiendo que lo leas primero).

El Pioneer 
La anomalía del Pioneer lleva desde los ochenta sin que los físicos hayan podido explicarla. Las dos sondas espaciales Pioneer 10 y 11 se han estado desacelerando más de lo esperado en su viaje hacia el espacio interestelar. Se ha pensado en muchas explicaciones, desde fuga de gases a un replanteamiento fundamental de la teoría de la relatividad general. Pero la solución surgió en abril mediante un análisis debido a Slava Turyshev: la culpa era de la presión proveniente de radiación térmica irregular.

Multa de tráfico
Un caso curioso de cómo la física también nos puede ayudar en el día a día. En abril, Dmitri Krioukov consiguió que le anularan una multa de tráfico. Delante del juez, relató cómo fue un cúmulo de coincidencias lo que hizo que pareciera que no había parado en una señal de stop, cuando sí lo había hecho. Su repentina desaceleración y aceleración, una ilusión óptica que hace que los objetos más lejanos parezcan moverse más rápido y un coche que estaba en la línea de visión, fueron algunas de las coincidencias. Todo esto convenció al juez, que anuló la multa.

Elementos
En mayo, los dos últimos elementos descubiertos fueron bautizados según los nombres de los laboratorios donde fueron descubiertos. El número 114 es el flerovio (Fl), por el Laboratorio Flerov de Reacciones Nucleares (Dubná, Rusia), y el 116 es el livermorio (Lv), por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (Livermore, California). En septiembre, investigadores del laboratorio RIKEN (Japón) dijeron que habían generado átomos del elemento 113. Si se confirma, sería el primer elemento nuevo descubierto en Asia Oriental, aunque también hay investigadores de Estados Unidos y Rusia que afirman haber sintetizado el elemento en el pasado.

Superordenador
El Laboratorio Nacional Lawrence Livermore volvió a reclamar la atención cuando obtuvo el título del "Ordenador más rápido del mundo" en junio, gracias a la máquina Sequoia, que alcanzó los 16,2 petaFLOPS^[1]. Pero en noviembre el Laboratorio Nacional de Oak Ridge superó esa cantidad con su superordenador Titan, llegando a 17,59 petaFLOPS. Sequoia es utilizado por los militares para simular detonaciones nucleares, mientras que Titan es una máquina abierta al público para alquilarla.

Y aún no hemos acabado con todas estas noticias del 2012. Sigue leyendo.
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201302/topphysicshead.cfm

1. ^{^} 1 petaFLOPS = 10¹⁵ FLOPS.

Las mejores noticias de física del 2012 (I/IV)

En varios artículos vamos a echar un vistazo a las noticias que más atrajeron la atención y el interés del público durante el año 2012. Puede que no sean los avances más importantes de la física, pero fueron las que más titulares llenaron.

Exoplanetas
El 2012 fue un gran año para el descubrimiento de planetas fuera de nuestro sistema solar (exoplanetas) y muchos científicos creen que el hallazgo de un planeta potencialmente habitable como la Tierra no está lejos.
En enero se anunció el descubrimiento de un sistema de planetas alrededor de la estrella Kepler-42, con planetas similares en tamaño a Venus y Marte, los más pequeños descubiertos hasta la fecha. En febrero, supimos del descubrimiento de Gliese 667Cc (a solo 22 años luz), el primer planeta descubierto dentro de la zona habitable de una estrella. En octubre, fue el turno de Alpha Centauri Bb, un planeta orbitando alrededor de la estrella más próxima a la Tierra. Y es que parece que los planetas alrededor de las estrellas es algo más común de lo que se pensaba. En diciembre se descubrió el sistema de cinco planetas en torno a Tau Ceti, lo que incluía dos planetas suficientemente lejos de su estrella para que pudiera existir agua líquida en la superficie.

Fermiones de Majorana

E.M. horas antes de desaparecer.

En febrero, físicos de la universidad de Delft hallaron signos de fermiones de Majorana (partículas que son sus propias antipartículas) a través del comportamiento de los electrones de un nanocable semiconductor. El equipo no observó las partículas directamente, pero encontraron indicios de su existencia al detectar pequeñas corrientes eléctricas que coincidían con las predicciones. Es un descubrimiento emocionante porque tales partículas podrían constituir la base de un futuro ordenador cuántico. Estos fermiones que son sus propias antipartículas los predijo por primera vez Ettore Majorana en 1937, unos meses antes de su misteriosa desaparición en el mar.

Ángulo de mezcla θ₁₃
El experimento sobre la física de neutrinos de Daya Bay (Daya Bay Reactor Neutrino Experiment) anunció en marzo el éxito en la medida del ángulo de mezcla θ₁₃ de los neutrinos. Seis detectores medían los neutrinos emitidos por los reactores nucleares de Daya Bay (China), buscando diferencias en el número de antineutrinos electrónicos detectados. Los neutrinos oscilan entre diferentes sabores (neutrinos electrónicos, muónicos y tauónicos) y θ₁₃, el parámetro que gobierna la velocidad a la que los neutrinos electrónicos se transforman en otros sabores, era el único que faltaba por medirse. La colaboración internacional encontró un ángulo relativamente grande, lo que permite que los físicos investiguen más fácilmente el origen de la asimetría materia-antimateria del universo.

En el próximo artículo, más.
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201302/topphysicshead.cfm

Premios Ig Nobel 2012 (II/II)

(Este artículo es continuación de Premios Ig Nobel 2012 (I/II). Te recomiendo que lo leas primero).
 
Seguimos echando un vistazo a algunos de los premios Ig Nobel. El premio de la dinámica de fluidos también nos parece interesante, pues nos acerca la física al día a día. El artículo en el que Rouslan Krechetnikov y Hans Mayer muestran los resultados de su investigación se titula "Caminar con café: ¿Por qué se derrama?". Una buena pregunta: veamos la respuesta.

Resulta que el periodo de oscilación del café en una taza normal es casi exactamente igual al tiempo que tarda una persona en dar un paso. Cuando una persona con una taza de café da un paso, el café se mueve hacia delante y luego hacia atrás. Cuando el líquido fluye hacia delante por segunda vez, la persona ha dado un segundo paso, aumentando así el impulso de la bebida. De este modo, el movimiento se va intensificando hasta que el café supera el borde de la taza y se derrama al suelo.

Como dice Krechetnikov, este problema es una confluencia de varios temas, concretamente dinámica de fluidos, sistemas dinámicos, biomecánica y dinámica conductual. Y añade un aviso a los que les gusta el café expreso. Las frecuencias de oscilación de las tacitas de expreso están incluso más cerca del paso medio de una persona, lo que hace que sea más probable que se vierta la bebida.

Para acabar, aquí va una lista de otros ganadores de la ceremonia de este año:

• Medicina: Por investigación relativa a la prevención de explosiones de gas alojado en el colon durante las colonoscopias.
• Paz: A una compañía por convertir municiones rusas obsoletas en nanodiamantes.
• Neurociencia: A un grupo de investigadores que descubrieron que, debido a errores estadísticos mal corregidos en los datos de IRMf ^[1], pudieron detectar ondas cerebrales activas en un pez muerto.

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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201211/ignobel2012.cfm

1. ^{^} Imagen por resonancia magnética funcional, también denominado fMRI por sus siglas en inglés.

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.
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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.
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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

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».
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Fuente:
http://www.bbc.co.uk/news/world-europe-18896770