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Categoría: Ciencia Tech

Científicos crean una forma de materia nunca antes vista

Científicos de la Universidad de Harvard y el MIT (Massachusets Institute of Technology) desafían el conocimiento convencional sobre la luz, y no necesitaron viajar a una galaxia muy, pero muy lejana para conseguirlo.

Traducido por David Órdenes

Fotones con fuerte atracción mutua en un medio cuántico no lineal. Crédito: Nature
Fotones con fuerte atracción mutua en un medio cuántico no lineal. Crédito: Nature

Un grupo encabezado por los profesores en física de Harvard, Mikhail Lukin y del MIT, Vladan Vuletic, en conjunto con colegas del Centro Harvard-MIT para átomos ultra-fríos (Harvard-MIT Center for Ultracold Atoms), ha conseguido que fotones (partículas fundamentales que forman lo que conocemos como «luz») se unan para formar moléculas, una forma de materia que, hasta hace poco, era puramente teórica. El trabajo se describe en una publicación de la revista Nature del día 25 de septiembre.

El descubrimiento, según Lukin, va contra décadas de conocimientos sobre la naturaleza de la luz. Los fotones han sido descritos por mucho tiempo como partículas sin masa que no interactúan entre sí. «Enfrenta dos haces de luz láser entre sí, y simplemente pasarán uno a través del otro», explica.

Las «moléculas fotónicas», sin embargo, se comportan menos como láseres tradicionales y más como algo que podrías encontrar en ciencia ficción, un sable láser. Lukin continúa: «La mayor parte de las propiedades que conocemos de la luz se originan del hecho que los fotones no tienen masa, y que no interactúan entre sí. Lo que hemos hecho es crear un tipo de medio especial en el que los fotones interactúan entre sí tan fuertemente que comienzan a comportarse como si tuvieran masa, y se unen para formar moléculas

Este tipo de estado enlazado fotónico ha sido discutido teóricamente por ya un buen tiempo, pero no había sido observado hasta ahora. «No es una analogía inapropiada comparar esto a los sables láser», añade Lukin. «Cuando estos fotones interactúan entre sí, se empujan y desvían mutuamente. La física de lo que sucede en estas moléculas es similar a lo que vemos en las películas.» Lukin y sus colegas, junto al estudiante asociado de post-doctorado de Harvard Alexey Gorshkov y los estudiantes de postgrado del MIT Thibault Peyronel y Qiu Liang no podrían confiar en algo así como «la Fuerza» de la Guerra de las Galaxias para conseguir que los fotones, normalmente sin masa, se unan; así que utilizaron un conjunto de condiciones extremas.

Los investigadores comenzaron agregando átomos de rubidio en una cámara al vacío, y usaron láseres para enfriar la nube de átomos hasta apenas unos pocos grados de temperatura sobre el cero absoluto. Usando pulsos de luz láser extremadamente débiles, dispararon fotones individuales a la nube de átomos.

Cuando cada fotón entra a la nube de átomos fríos, su energía excita los átomos a su paso, haciendo que el fotón reduzca su rapidez dramáticamente. A medida que el fotón se mueve a través de la nube, esa energía pasa de un átomo a otro, y finalmente sale de la nube junto al fotón. «Cuando el fotón abandona el medio, su identidad se preserva», explica Lukin. «Es el mismo efecto que vemos con la refracción de la luz en un vaso de agua. La luz entra al agua, entrega parte de su energía al medio, y existe dentro de ella como luz y materia acopladas, pero cuando sale, sigue siendo luz. El proceso que ocurre [en el experimento] es el mismo, pero un poco más extremo: la luz es ralentizada considerablemente, y mucha más energía es entregada al medio que en la refracción.»

Cuando Lukin y sus colegas dispararon dos fotones a la nube, les sorprendió verlos salir juntos, como una molécula única. ¿La razón por la que se forman estas moléculas nunca antes vistas? Un efecto llamado «bloqueo de Rydberg», explica Lukin, que dice que cuando un átomo es excitado, los átomos cercanos no pueden ser excitados al mismo nivel. En la práctica, esto significa cuando dos fotones entran a la nube, el primero excita un átomo, pero debe moverse adelante antes que el segundo fotón pueda excitar átomos cercanos. El resultado, explica, es que los dos fotones empujan y tiran el uno al otro a través de la nube cuando sus respectivas energías son pasadas de un átomo al siguiente. «Es una interacción fotónica que es mediada por la interacción atómica. Esto hace que los dos fotones se comporten como una molécula, y cuando salen del medio lo hacen mucho más probablemente juntos que como fotones individuales.»

A pesar de que el efecto es inusual, también tiene aplicaciones prácticas. «Hacemos esto por diversión, y porque estamos empujando las fronteras de la ciencia», dice Lukin. «Pero es un avance en el contexto de nuestra área de estudio porque los fotones siguen siendo el mejor medio de transporte para la información cuántica. La dificultad, sin embargo, era que los fotones no interaccionaban entre sí». Para construir un computador cuántico, explica, los investigadores necesitan construir un sistema que preserve la información cuántica, para luego procesarla usando operaciones de lógica cuántica.

Pero el desafío es que la lógica cuántica requiere interacciones entre cuantos individuales, para que los sistemas cuánticos puedan efectuar un procesamiento de información. «Lo que hemos demostrado con este proceso permite hacerlo, dice Lukin. «Antes de desarrollar un interruptor o compuerta lógica fotónica a nivel cuántico debemos mejorar el desempeño, así que aún está a un nivel de prueba de concepto, pero es de todas formas un paso importante. Los principios físicos que hemos establecido aquí son importantes.» El sistema podría ser incluso útil en computación clásica, agrega Lukin, considerando los desafíos de disipación de energía que actualmente enfrentan los fabricantes de chips. Un número de compañías, incluyendo a IBM, han trabajando en el desarrollo de sistemas que se basan en enrutadores ópticos que convierten señales luminosas en señales eléctricas, pero esos sistemas tienen sus propios obstáculos.

Lukin sugiere que el nuevo sistema podría ser algún día llegar a ser usado para crear complejas estructuras tridimensionales, como cristales, hechas completamente de luz. «Para qué será útil, aún no lo sabemos, pero es un estado nuevo de la materia, por lo que esperamos que nuevas aplicaciones puedan emerger según continuemos investigando las propiedades de estas moléculas fotónicas», concluyó.

Noticia relacionada: MIT researchers build an all-optical transistor 

Publicación en revista Nature

El Team ANGELICVM logra acuerdo de asistencia técnica con Earthrise Space INC. de USA

 

 

En el presente artículo doy a conocer el comunicado de prensa que recibí por parte de Jorge Vidal, quien es Supervisor de proyectos de Angelicvm. Este es el primero de una serie que escribiré respecto al proyecto chileno que espera llevar a la superficie lunar un robot rover, participando así del Google Lunar X PRIZE.

 Earthrise Space Inc. (ESI) anunció el 17 de diciembre que ha obtenido la aprobación del Departamento de Estado de EE.UU. para un Acuerdo de Asistencia Técnica (TAA) con el Equipo Angelicvm de Chile.  Este acuerdo es un paso crítico, que permite a los equipos trabajar juntos antes y después que desciendan sobre la superficie lunar en la carrera a la Luna Google Lunar X PRIZE.

El TAA autoriza a ESI a transmitir información a Angelicvm para que pueda enlazar su rover con el lander de ESI, haciendo posible que los rovers de ambos equipos puedan comunicarse entre sí y con el vehículo de descenso Lunar (LDV) de ESI durante su misión histórica. 

Angelicvm se convirtió en el primer cliente de entrega de carga útil lunar de ESI  al firmar un acuerdo para permitir que el rover  «”Dandelion” de Angelicvm  viaje a la Luna con el rover «Sagan» de ESI.    El Dandelion se trasladará por medio de un sistema “canguro” de carga al lado del rover Sagan mientras éste viaja a la Luna en un lanzamiento programado para la segunda mitad del 2014.  Ambos rovers estarán unidos al LDV que los llevará a la superficie lunar. Sagan será el primero en vagar por las llanuras polvorientas de la Luna, seguido por el Dandelion pocos días después.

El pequeño rover Dandelion, que espera desplazarse sobre la superficie lunar.

 «Este acuerdo nos permite trabajar estrechamente con el Equipo Angelicvm mientras los dos equipos desarrollan sus respectivos rovers y los diseñan para que puedan comunicarse entre sí y con el LDV» dijo  Joseph Palaia Director de ESI. «Nuestra capacidad de explorar el espacio agresivamente depende de que nosotros forjemos alianzas eficaces y robustas, y este acuerdo  demostrará los beneficios del trabajo en equipo». 

Se establece el Google Lunar X PRIZE para iniciar una nueva era en la exploración lunar, mediante el premio internacional más grande de todos los tiempos. Un total de $30 millones de dólares en premios están disponibles para los primeros equipos financiados privadamente en aterrizar con seguridad un rover en la superficie de la Luna, recorrer 500 metros sobre la superficie lunar, y enviar video, imágenes e información a  la Tierra.

Sobre Angelicvm: Inversiones Angelicvm fue fundada en 1998 como parte de una estrategia de crecimiento para el sistema educacional Santo Tomás, uno de los grupos de educación privada más grandes en Chile. Más tarde Angelicvm sería uno de los 26 equipos aceptados para competir en el Google Lunar X Prize que requiere que un equipo  llegue a la Luna para finales del 2015. El Rover de Angelicvm, Dandelion, es un diseño bio-inspirado concebido en la Universidad Austral de Chile. Esta iniciativa  incorpora  el espíritu de Angelicum al proponerse difundir un mensaje de fe, paz y esperanza.

Parte del Team Angelicvm de visita en el Goddard Space Flight Center de la NASA.

 Sobre Earthrise Space, Inc. Earthrise Space, Inc. (ESI) Florida 501 (c) 3,  es una corporación sin fines de lucro, domiciliada en Florida, dedicada al desarrollo de la tecnología espacial en colaboración con la industria e  instituciones académicas. El proyecto Omega Envoy de ESI consiste en desarrollar un conjunto clave de infraestructura y naves espaciales lunares que cumplan con los requisitos del Google Lunar X PRIZE y proporcionar una plataforma para la entrega de cargas útiles comerciales a la superficie lunar. Todos los esfuerzos de ESI involucran a un número significativo de estudiantes y jóvenes profesionales a través de pasantías remuneradas,  entregándoles experiencia de primera mano  en la construcción de naves espaciales reales y prepararlos para un futuro empleo en la industria espacial privada.

 

 

 

¿Qué tan difícil es caminar en la Luna?

¿Qué tan difícil es caminar en la Luna?

Como podemos ver en la siguiente recopilación de imágenes de las misiones Apollo, parece que es bastante difícil.

La explicación básica está en los trajes espaciales (que entre otras cosas no han cambiado mucho en los últimos 40 años). Estos son demasiado rígidos y no permiten mucha movilidad de las extremidades, también la mochila donde están los equipos de supervivencia es lo bastante pesada como para cambiar el centro de gravedad hacia la parte trasera y afectar el equilibrio de los Astronautas.

PD: ¿Qué tan divertido es ver a los Astronautas caer de narices?

Histórico lanzamiento de la legendaria Soyuz desde Sur-América

Primer despegue del Soyuz desde el Puerto especial Europeo en Guyana Francesa, 21 de Octubre de 2011 con los primeros satélites Galileo. Crédito: Thilo Kranz/DLR

El legendario cohete Ruso Soyuz alzó vuelo ayer (Octubre 21) en su histórico primer lanzamiento desde la nueva base espacial Europea ubicada en las junglas ecuatoriales de Sur-América. El despegue del lanzador Soyuz ST-B desde la Guyana Francesa ocurrió a las 6:30:26 a.m. EST (10:30:26 GMT) cargando los primeros dos satélites del nuevo sistema de navegación Europeo Galileo

El magnífico lanzamiento del cohete Soyuz desde la Plataforma ELS en Guyana Francesa marcó el primer lanzamiento fuera de las seis plataformas existentes en Rusia y Kazajistán. El proyecto Ruso-Europeo empezó en el 2004 y culminó con el lanzamiento de la misión Suyuz-VSO1.

“Este lanzamiento representa mucho para Europa: hemos puesto en órbita los primeros dos satélites de Galileo, un sistema que puede poner a nuestro continente como un jugador de clase mundial en el dominio estratégico de la navegación con satélites, con grandes expectativas económicas.” Dijo Jean-Jacques Dordain, Director General de ESA.

Primer despegue del Soyuz desde el Puerto especial Europeo en Guyana Francesa, a la izquierda la Torre de lanzamiento móvil. 21 de Octubre de 2011. Credito:Thilo Kranz/DLR

El linaje del Soyuz data de los comienzos de la era espacial con Sputnik-1 en 1957 y Yuri Gagarin el primer hombre en el espacio en 1961. Soyuz ha volado 1776 veces hasta ahora.

El cohete está basado en el diseño actual del Soyuz con unos pocos cambios para adecuarlo a los estándares de seguridad europeos, y la construcción de la plataforma ELS imita las plataformas en Baikonur en Kazajistán y Plesetsk en Rusia. Una diferencia significativa es la construcción de una torre de lanzamiento móvil de 45 metros (170 pies).

Un escape en una válvula demoro por un día el lanzamiento

Primer despegue del Soyuz desde el Puerto especial Europeo en Guyana Francesa, 21 de Octubre de 2011 Crédito: ESA/CNES/ARIANESPACE - S. Corvaja, 2011

El dúo de satélites Galileo de 700 kg fueron montados lado a lado en la capsula Fregat encima del cohete de tres etapas Soyuz-2. Estos dos satélites Galileo son modelos experimentales y serán usados para probar la tecnología GPS. Dos satélites más serán lanzados en 2012 y se completará la primera etapa de una constelación de 30 satélites en total. Se espera que los satélites Galileo lograrán una localización de cerca de 1 metro de precisión comparado con los 3 metros del sistema GPS actual.

La capsula de 4 metros de diámetro logró velocidad supersónica tres minutos después del despegue y las etapas completaron satisfactoriamente sus quemas de combustible. La última etapa del cohete termino su quema 4 horas después del lanzamiento y puso a los satélites en órbita a 23,000 km.

La etapa superior Fregat está diseñada para reiniciarse y dispararse hasta 20 veces, está impulsado por los combustibles Tetróxido de dinitrógeno y dimetilhidrazino asimetrico (UDMH)

Primer despegue del Soyuz desde el Puerto especial Europeo en Guyana Francesa, 21 de Octubre de 2011 Crédito: ESA/CNES/ARIANESPACE - S. Corvaja, 2011

Lanzar al Soyuz cerca del Ecuador hace que este gane cerca del 50% en desempeño logrando acarrear cerca de 3 toneladas hasta la órbita geoestacionaria (actualmente se llevan solo 1,7 toneladas). Esto se debe a la mayor velocidad de rotación de la tierra en el ecuador que le da un impulso extra al cohete.

Misiones tripuladas lanzadas desde Sur-América podrían ser posibles en el futuro cercano si la ESA y Rusia reciben apoyo político y económico. Es técnicamente posible llegar a la estación espacial internacional desde la plataforma en Guyana Francesa pero requeriría la instalación de equipamiento de soporte técnico desde tierra.

El próximo lanzamiento de un Soyuz desde Sur-América está planeado para el 16 de Diciembre. Y con 17 contratos que ya han sido firmados para próximos lanzamientos que se llevaran a cabo entre los próximos 2 o 3 años el puerto espacial europeo en Guyana Francesa se encamina a ser uno de los centros espaciales más importantes.

Traducido de: Historic 1st Launch of Legendary Soyuz from South America – Universe Today

Para más información:Russian Soyuz Poised for 1st Blastoff from Europe’s New South American Spaceport, Puerto espacial de Kourou, Europe’s Spaceport, Guiana Space Centre.

La luz de ALMA

ALMA Abre sus Ojos

Después de una década de ardua ingeniería, trabajo y construcción. El “Atacama Large Millimeter/submillimeter Array” (ALMA) finalmente abre sus puertas.

ALMA es una colección de (hasta ahora) 19 telescopios, cada uno de 12 metros de diámetro, que pueden detectar  en el espectro electromagnético radiación entre ondas de radio y radiación infrarroja. Muchos objetos interesantes emiten esta clase de radiación, incluyendo sistemas solares en proceso de formación, galaxias muy lejanas cerca del límite del Universo visible y nubes calientes de gas y polvo donde pueden nacer las estrellas.

De hecho las primeras imágenes publicadas por ALMA tienen que ver con esta última parte

Este es un acercamiento de las Galaxias Antennae, las cuales fueron alguna vez  dos galaxias espirales como nuestra Vía Láctea, que hace unos cientos de millones de años empezaron a colisionar, y todavía están en el proceso de fusionarse. Mientras lo hacen, una gran cantidad de gas y polvo chocan y friccionan entre sí dando las condiciones ideales para formar estrellas. Usando la luz visible obtenemos una vista bastante buena de este proceso, pero ALMA puede penetrar la densa capa de polvo y ver lo que está pasando adentro de estas nubes, y lo hace con una resolución y detalle que nunca habíamos tenido en el pasado. En esta imagen, Azul es luz visible de una imagen del Hubble, y el naranja y amarillo es de la imagen de ALMA, donde vemos estrellas nacer frente a nosotros.

Observaciones como esta permiten que los astrónomos puedan obtener más información de los lugares donde se forman estrellas los cuales son complejos de observar. Tenemos una idea clara acerca de cómo nacen las estrellas, pero los detalles son muy difíciles de desenredar debido a la cantidad de procesos que se están llevando a cabo al mismo tiempo. Cuando observamos objetos a diferentes longitudes de onda podemos ver diferentes procesos físicos. (Por ejemplo, la luz ultravioleta puede venir de estrellas muy calientes, mientras que luz sub-milimétrica –de 0.3 a 1.0 mm- proviene de polvo caliente), entonces cuando estas imágenes se sobreponen estos procesos físicos pueden ser identificados individualmente.

Y lo mejor está por venir, en este momento solo hay 19 antenas operando pero este número ascenderá en el 2013 a 66 antenas esparcidas por el desierto de Atacama al norte de chile a 5000 metros de altura. Cuando el proyecto esté completo el observatorio ALMA podrá ver más profundo y con mejor resolución cosas que antes no nos imaginábamos. Son increíbles los avances que se han logrado desde el telescopio Hubble, ALMA será capaz de ver sistemas solares en formación más claramente que cualquier otro telescopio, no hay duda de que este proyecto será muy importante para los científicos que tratan de explicar cómo solo una disco giratorio de gas y polvo se convierte en un sistema con una estrella y planetas orbitando a su alrededor.

ALMA Opens Its Eyes from NRAO Outreach on Vimeo.

Imágenes tomadas de (NRAO/AUI/NSF), ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), HST (NASA, ESA, and B. Whitmore (STScI)); Davide de Martin, NASA; W. Garnier, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Traducido de: First light for ALMA- Bad Astronomy

Mas información: ALMA abre los ojos y ALMA Opens Her Eyes – With Stunning Results

¡Agujeros Negros primordiales, materia oscura y colisiones estelares… oh, vaya!

Agujeros Negros primordiales

Los investigadores de las universidades de Princeton y New York han simulado el efecto de un agujero negro primordial pasando a través de una estrella. Los agujeros negros primordiales están entre los posible creadores de materia oscura (la sustancia invisible que constituye la mayoría del Universo) y astrónomos podrían usar el modelo de los investigadores para finalmente observar los elusivos agujeros negros. Esta imagen muestra la vibración que provoca el paso de un agujero negro (puntos blancos) por el centro de una estrella. La diferencia de colores corresponde a la densidad del agujero y la amplitud de las vibraciones. (Imagen por Tim Sandstrom - NASA)

Bueno mis amigos, vamos a ver al Mago de Nuevo [1]. Esta vez vamos a explorar las posibilidades de que agujeros negros primordiales estén chocando con estrellas y las implicaciones que esto conlleva. Si esta teoría es correcta, sería posible observar los efectos de la materia oscura de primera mano –prueba de que en realidad existe– y lograr mayor entendimiento sobre las bases del Universo.

¿Son los agujeros negros los planos para construir materia oscura? Los investigadores Shravan Hanasoge del departamento de Geo-ciencias de Princeton y Michael Kesden del centro de cosmología y física de partículas de la Universidad de New York han utilizado un modelo por computadora para visualizar un agujero negro primordial atravesando una estrella. “las estrellas son transparentes al paso de agujeros negros primordiales y sirven como detectores sísmicos de estos” dice Kesden. “el campo gravitacional de un agujero negro primordial comprime la estrella y causa que la estrella vibre acústicamente.

Si los agujeros negros existen, entonces hay una gran posibilidad de que estos tipos de colisiones ocurran frecuentemente dentro de nuestra galaxia. Cada vez hay más telescopios y satélites observando estrellas en nuestro vecindario, con lo que podríamos suponer que tarde o temprano vamos a poder observar un evento como este. Pero lo más importante es entender que es lo que vamos a buscar. El modelo por computadora desarrollado por Hanasoge y Kesden puede acompañar las actuales técnicas de observaciones solares para ofrecer un método más preciso para detectar agujeros negros primordiales.

“si los astrónomos estuvieran mirando solo al Sol, la probabilidad de observar un agujero negro primordial no son muy prometedoras, pero ahora somos capaces de ver miles de estrellas al mismo tiempo” dice Hanasoge “hay una gran inquietud sobre la composición y creación de la materia oscura, y si un agujero negro primordial fuera encontrado, este podría cumplir con todos los parámetros para ser el origen de esta, los agujeros tienen masa y fuerza por lo que intervienen directamente con otros cuerpos en el Universo, y ellos no interactúan con la luz. Identificar uno tendría profundas implicaciones en nuestra comprensión de las primeras etapas del Universo y la materia oscura.”

Por supuesto que todavía no hemos visto materia oscura, pero podemos ver galaxias que hipotéticamente se extienden por nubes de materia oscura y podemos estudiar los efectos de la gravedad en sus componentes, como regiones gaseosas y estrellas. Si estos nuevos modelos están en lo correcto, agujeros negros primordiales deberían ser más pesados que la materia oscura y cuando estos colisionan con una estrella causan ondulaciones en su superficie.

“Si imaginamos un globo con agua siendo punzado podemos ver las ondas propagándose por la superficie, es un efecto similar a como se vería la superficie de una estrella.” dice Kesden. “observando cómo se mueve la superficie de una estrella podemos suponer lo que está ocurriendo adentro. Si un agujero la atraviesa, podríamos ver la superficie vibrar.”

Usando el modelo del Sol, Kesden y Hanasoge calcularon los efectos que podría tener un agujero negro primordial para después entregarle los datos obtenidos a Tim Sandstrom de la NASA. Quien usando la supercomputadora Pleiades en el Centro de investigación Ames en California , el equipo fue capaz de crear una simulación de un efecto de colisión. Abajo encuentran el video donde se muestran las vibraciones de la superficie solar cuando un agujero negro (representado por el camino blanco) pasa por su interior.

“ya se sabía que si un agujero negro primitivo chocara con una estrella, este produciría algún tipo de efecto, pero está es la primera vez que tenemos cálculos numéricos precisos,” comenta Marc Kamionkowski, profesor de física y astronomía de la Universidad Johns Hopkins. “esta es una idea ingeniosa que se aprovecha de las observaciones y mediciones ya hechas en física solar. Es como si alguien llamara para decirte que puede haber un millón de dólares en la puerta debajo de tu tapete de bienvenida, si resulta no ser verdad, no te costó nada mirar. En este caso puede que haya materia oscura en los datos que los astrónomos ya tienen, entonces ¿Por qué no mirar?”

A ver quien llega primero a la puerta…

[1] N del T: referencia a “El Mago de Oz”.  En ingles “we’re off to see the Wizard again”

Traducido de: Primordial Black Holes, Dark Matter and Stellar Collisions… Oh, My!

Historia original: Noticias Universidad de Princeton. (Ingles)

Para más información: Agujeros Negros Primordiales, Si un agujero negro primordial impacta con el Sol… y Oscilaciones solares causadas por agujeros negros primordiales (ingles)