Archivo de la categoría: FÍSICA

La materia sabe cómo evitar la muerte

Las interacciones cuánticas fuertes evitan que las cuasipartículas se descompongan. Imagen: K. Verresen / TUM

Las interacciones cuánticas fuertes evitan que las cuasipartículas se descompongan. Imagen: K. Verresen / TUM
Según las leyes de la física, todos los procesos naturales aumentan la entropía, el desorden molecular de un sistema. La consecuencia de este proceso es la desintegración de la estructura: un cristal roto no puede recuperar su anterior estado.

Sin embargo, investigadores de la Universidad Técnica de Munich (TUM) y del Instituto Max Planck para la Física de Sistemas Complejos, han descubierto ahora lo que puede ser la excepción de esta regla: las cuasipartículas no siguen siempre todas las leyes de la física ordinaria. Los resultados se han publicado en la revista Nature Physics.

Bancos de partículas

Tal como explicamos en otro artículo, las cuasipartículas son excitaciones cuánticas formadas por partículas más pequeñas que, juntas, actúan como si fueran una sola de comportamiento predecible.
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La entropía es clave para la formación y estabilidad del tejido biológico

El proceso que hace que las células vivas se unan para crear tejidos se debe tanto a la bioquímica como a la termodinámica, según un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de científicos.

Los experimentos y las simulaciones por ordenador realizados por este equipo de investigadores podrían ayudar a los científicos a mejorar las tecnologías para crear tejidos y órganos artificiales.

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Podemos intervenir en la creación de la realidad

Imagen: Kat Stockton. Yale Univesity.

Imagen: Kat Stockton. Yale Univesity.
Una investigación realizada en la Universidad de Yale ha descubierto que es posible anticipar y revertir un salto cuántico en un átomo superconductor particular, lo que significa que podemos intervenir en los procesos físicos que dan origen a la materia. Los resultados se publican en la revista Nature.

Un salto cuántico es el que se produce cuando una partícula elemental pasa de uno de sus estados a otro, saliendo de la superposición que caracteriza al mundo cuántico.

Antes de manifestarse en el mundo visible, las partículas elementales fluyen en la ambigüedad onda-partícula hasta que un salto cuántico cambia su estado y se concreta en algo medible.

Esa superposición de estados colapsa y se concreta en algo tangible por el mero hecho de la observación (medición). Es lo que relata el experimento imaginario del gato de Schrödinger.

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La fusión nuclear llegará por fin en 2030

 

El interior del experimento de fusión Alcator C-Mod, también del MIT, con uno de los científicos encargados de revisar las instalaciones que albergarán el proyecto SPARC – Bob Mumgaard/Plasma Science and Fusion Center
Investigadores del MIT han presentado su ambicioso plan ante la comunidad científica en el que esperan tener listos para 2025 los «súper imanes» que harán posible la comercialización de esta energía limpia e inagotable en 2030

 

Energía ilimitada y limpia. Este es el sueño prometido desde hace décadas por la fusión nuclear, que consistiría en algo así como «embotellar» la energía de las estrellas, como nuestro Sol, para luego iluminar ciudades enteras. Y todo a partir de combustibles que se encuentran en elementos tan comunes como el agua del mar, y sin producir casi residuos, que están acelerando el calentamiento global y la destrución del planeta. Todo esto, que ahora suena casi a ciencia ficción, podría darse más pronto de lo que pensamos. En concreto, dentro de exactamente 12 años.
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Qué es el «hielo caliente» que se congela a miles de grados de temperatura

Qué es el

Un grupo de físicos lograron en un laboratorio algo que parece contradictorio: calentaron el agua para convertirla en hielo. Aunque parece imposible, gracias a tecnología láser se puede lograr este extraño estado del agua que se cree está presente en planetas como Neptuno y Urano.

El agua, esa sustancia que creemos tener completamente descodificada, esconde extraños comportamientos que desafían la lógica.

Si la sometemos a altas temperaturas se evapora, pero resulta que si esa temperatura es extremadamente alta y se le adiciona también altísimas presiones, se cristaliza.

Por ahora es inútil intentarlo en casa, pero bajo condiciones de laboratorio sí que es posible crear este «hielo caliente».

Así lo demostró un grupo de científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL, por sus siglas en inglés), que es financiado por el Departamento de Energía de Estados Unidos.

Resulta que el hielo puede tener distintas estructuras cristalinas, que los expertos identifican con números y letras.

Por ejemplo, al hielo hecho del agua que bebemos se le llama «hielo Ih«, pero hay otras variaciones que van hasta el hielo XVII.

Ahora, los investigadores del LLNL dicen haber logrado un nuevo tipo de hielo, al que llaman hielo superiónico o hielo XVIII.

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Los científicos ahora dicen que el universo es consciente

Según un concepto científico de los científicos con el nombre de Panpsiquismo, el universo podría ser capaz de tener conciencia. Si es así, entonces todo podría cambiar.

El universo siempre ha sido algo que los científicos han tenido dificultades para entender, con ellos haciendo preguntas sobre su origen, y lo que es más importante, por qué estamos aquí. Los científicos siempre han sido incapaces de entender verdaderamente el universo; eso es hasta ahora. El científico Gregory Matloff ofreció sus ideas sobre el universo, si se demuestra que es correcto, el mundo científico nunca volverá a mirar el universo a través de los mismos ojos otra vez.

Matloff, que es un físico en la Facultad de Tecnología de la ciudad de Nueva York, publicó un artículo que revelaba que los humanos podían ser como el resto del universo cuando se trataba del espíritu y sustancia. Dijo que un «campo de proto-conciencia» podría extenderse en todo el espacio. Esto significa que todo el cosmos podría tener conciencia de sí mismo.

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FÍSICO CATALÁN CREE QUE EL ESPERADO ORDENADOR CUÁNTICO LLEGARÁ EN LAS PRÓXIMAS DÉCADAS, CON «APLICACIONES TAN REVOLUCIONARIAS QUE HOY NO SOMOS CAPACES DE IMAGINAR»

Héctor Socas Navarro es investigador en el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y director del programa «Coffe Break: Señal y Ruido»

«Estamos a las puertas de una segunda revolución cuántica». Esta aseveración la hace nada menos que Juan Ignacio Cirac, considerado internacionalmente como uno de los padres de la computación cuántica, una tecnología que podría cambiar nuestra forma de vida en un futuro cercano. Para muchos, se trata del español con más posibilidades de lograr el Premio Nobel de Física. Entre otros muchos reconocimientos internacionales, recibió el Premio Príncipe de Asturias en 2006. Haciendo el paralelismo con otros galardonados en categorías más populares, estaríamos hablando del equivalente en deportes a un Rafa Nadal, los hermanos Gasol o la selección de fútbol; en artes a Bob Dylan, Pedro Almodóvar o Paco de Lucía.

Lo bueno de pertenecer a la categoría de investigación científica es que se puede pasear tranquilamente por las calles de La Laguna sin que se te arremoline alrededor un ejambre de fans enfervorizados a la caza de un autógrafo o un selfie. Es más, podría llevar colgando un cartel con su nombre y nadie sabría de quién se trata. Así da gusto. Podemos sentarnos a tomar un café y charlar sobre Física Cuántica en cualquiera de las muchas terrazas en la zona peatonal de la ciudad sin que nadie nos moleste.

El profesor Cirac ha estado estos días de visita en nuestro país pero su residencia habitual está en Alemania, donde desarrolla su labor científica. Es director de la División Teórica del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica. Durante la semana pasada estuvo visitando el Instituto de Astrofísica de Canarias, donde impartió una conferencia sobre tecnología cuántica y tuvo ocasión de interactuar con los investigadores de este centro, así como conocer los observatorios astrofísicos de Canarias. Allí se llevan a cabo proyectos en los que colabora su instituto, como el peine de frecuencias láser o el experimento de teletransportación cuántica entre las islas de Tenerife y La Palma.

Experimento de teletransportación cuántica en Canarias – IQOQI Vienna, Austrian Academy of Sciences
Segunda revolución cuántica

 

En su conferencia en el IAC, Cirac habló sobre la segunda revolución cuántica que se avecina en las próximas décadas. La primera tuvo lugar con la aparición de los semiconductores y el láser para producir tecnologías

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El periodista José Manuel Nieves explica cómo unos investigadores han observado la «sombra» tridimensional de un suceso que teóricamente tiene lugar en una cuarta dimensión

La cuarta dimensión, por primera vez en un laboratorio
El periodista José Manuel Nieves explica cómo unos investigadores han observado la «sombra» tridimensional de un suceso que teóricamente tiene lugar en una cuarta dimensión

Izquierda y derecha, delante y atrás y arriba y abajo. Esas son, más el tiempo, las dimensiones en las que se enmarca nuestra existencia, al igual que la de todo el Universo en que vivimos. Pero cada vez son más los científicos que piensan que el nuestro no es un mundo con solo tres dimensiones.
Las matemáticas, en efecto, abren la puerta a una realidad con muchas más dimensiones de las que nos son habituales. Hasta once diferentes, si hacemos caso de la teoría de Cuerdas…

Sin necesidad de llegar tan lejos, toda una corriente de la física se inclina decididamente por la existencia de una cuarta dimensión espacial. Una que, por supuesto, nuestros sentidos no pueden percibir, pero cuyos efectos podrían ser detectados incluso en nuestro universo tridimensional.

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¿Qué hay en el vacío?: el experimento cuántico que midió lo que hay en la «nada»

¿Qué hay en el vacío?: el experimento cuántico que midió lo que hay en la

En el mundo que vemos a diario es fácil definir qué es le vacío, pero a nivel cuántico las reglas de juego cambian. Incluso cuando se logra remover toda cantidad de materia, algo queda en el espacio. Sabemos que hay algo ahí, ¿pero es posible medirlo?

Imagina que estás en una casa embrujada. Es una mansión abandonada, oscura y gélida.

Cuando entras la casa parece vacía, pero de repente comienzas a sentir cosas extrañas que surgen de la nada.

En medio del silencio un pasa espectro junto a ti, se escucha una voz en la cocina, unos pasos hacen crujir el piso de madera… ¿De dónde vienen esas presencias si no hay nadie en la casa?

Esta pesadilla es solo un ejemplo para entender eso que llamamos «el vacío».

Para entenderlo, debemos identificar dos formas de ver la realidad.

En la realidad «clásica», que es como los científicos llaman al mundo que podemos ver y sentir, es fácil de entender qué es le vacío. Es simplemente un espacio en el que no hay nada.

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UN EQUIPO DE INVESTIGADORES DEL CERN CONSIGUE DEMOSTRAR QUE MATERIA Y ANTIMATERIA NO SE COMPORTAN DE LA MISMA FORMA

Hallan una pieza clave para explicar por qué existe el Universo
Por primera vez en la historia, un equipo de investigadores del CERN, el gran centro europeo para la Física de Partículas, cree estar en condiciones de entender por qué existe el Universo. O mejor dicho, por qué existe la materia que da forma al Universo tal y como lo conocemos.

El secreto, según explican los investigadores en una prepublicación de su trabajo en la propia web del CERN, quedó al descubierto cuando los físicos consiguieron observar ligeras diferencias en la forma en que ciertas partículas de materia y de antimateria se descomponen. En concreto, las que contienen el quark «encanto», uno de los componentes básicos de la materia.

«Se trata de un hito histórico», aseguraba el pasado viernes a la revista LiveScience Sheldon Stone, uno de los autores de la investigación.

Como sabemos muy bien, cada partícula de materia tiene su contrapartida en otra partícula de antimateria: una «antipartícula»que es exactamente idéntica a ella, pero con opuesta carga eléctrica. De esta forma, cuando materia y antimateria entran en contacto, se aniquilan mutuamente en una pequeña explosión de energía. Y ahí, precisamente, es donde radica el problema.

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PARA DESCONCIERTO DE LOS ASTRÓNOMOS, POR LO MENOS LA TERCERA PARTE DE LA MATERIA DE LA QUE ESTAMOS HECHOS PERMANECE OCULTA

La imagen de ordenador muestra los numerosos filamentos de gas caliente que llenan el espacio intergaláctico. ¿Estará ahí la materia que falta en el Universo? – Springel et al. (2005); Espectro: NASA/CXC/CfA/Kovács et al

Hallan la mejor pista para localizar la «materia perdida» del Universo
Para desconcierto de los astrónomos, por lo menos la tercera parte de la materia de la que estamos hechos permanece oculta

Un equipo internacional de astrónomos cree haber dado con la llave que permitirá resolver uno de los principales misterios del Cosmos: dónde se «esconde» por lo menos un tercio de toda la materia que hay en el Universo. Su trabajo se acaba de publicar en The Astrophysical Journal.

Esta búsqueda, que dura ya varias décadas, no tiene nada que ver con lamateria oscura. Muy al contrario, la materia «perdida» a la que se refiere es perfectamente normal, ordinaria y del tipo que conocemos, solo que los científicos, sencillamente, no logran encontrarla. Algo que, dicho sera de paso, se ha convertido en un enorme fastidio para los astrónomos.

Ahora, sin embargo, y utilizando el Observatorio espacial de rayos X Chandra, un equipo de científicos del Centro Harvard Smithsonian de Astrofísica, de la NASA, afirma haber descubierto una pista que nos llevaría directamente a la resolución del misterio.

«Si conseguimos encontrar toda esa materia perdida -afirma Orsolya Kovács, autora principal de la investigación- podremos resolver uno de los mayores enigmas de la Astrofísica: ¿Dónde ha podido esconder el Universo tanta cantidad de la materia que sirve para fabricar estrellas, planetas y a nosotros mismos?».

Para realizar su trabajo, Kovács y su equipo decidieron volver a considerar una de las teorías más populares al respecto: la que dice que la materia que falta está oculta en los tenues filamentos de gas caliente que llenan el espacio entre galaxias. Dichos filamentos, que forman parte de la denominada «telaraña cósmica» resultan muy difíciles de estudiar, y no aparecen en las imágenes de los telescopios ópticos (los que estudian el cielo en el rango de la luz visible).

Así que los investigadores decidieron tomar otro camino. Y recurrieron a las observaciones hechas por el telescopio espacial de rayos X Chandra de un cuásar llamado A1821+643. La idea era que si efectivamente toda esa materia que falta se esconde en los filamentos intergalácticos, podría estar afectando de algún modo a la señal del cuásar, modificándola. Si hallaban esa modificación, podrían partir de ella para trabajar «hacia atrás», comparando la señal esperada con la realmente detectada.

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Resuelven el enigma del desplazamiento del polo norte magnético de la tierra

El foco ha sido localizado en una capa exterior del núcleo planetario.

Magnetic field

© NASA

Científicos estadounidenses anunciaron a principios de este año que el polo norte magnético de la Tierra se estaba desplazando rápidamente desde el Ártico canadiense hacia Siberia. Hasta el momento no había explicación para ese cambio repentino, más veloz de lo esperado, y que amenazaba con afectar al sistema de posicionamiento preciso de los buques, aviones y otros medios de transporte.

La ‘migración’ del polo norte magnético hacia Siberia fue descubierta por primera vez en 1978. Científicos registraron en las décadas posteriores los ‘tirones’ que daba el campo magnético de la Tierra: la aceleración repentina e inesperada de su circulación a intervalos bastante aleatorios.

Un estudio publicado este 22 de abril en la revista Nature Geology, pretende revelar la causa y resolver el misterio, 40 años después del descubrimiento. Sus autores, el francés Julien Aubert y el danés Christopher Finlay usaron supercomputadoras para crear un modelo de este fenómeno.

El modelo reprodujo las condiciones que se cree que hay en el núcleo de la Tierra, puesto que la misma existencia del campo magnético se atribuye a dicho núcleo. Movimientos dentro del núcleo causan variaciones al campo magnético, dieron por hecho los investigadores y ordenaron 4 millones de horas de cálculos a las máquinas en un intento de cuantificar los procesos geomagnéticos.
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CADA PERSONA TIENE SU PROPIA REALIDAD

Los físicos han sospechado durante mucho tiempo que la mecánica cuántica permite que dos observadores experimenten realidades diferentes y conflictivas. Ahora esta suposición ha quedado demostrada.

Imagen ilustrativa
Pixabay.com / geralt
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Según un estudio publicado en el portal ArXiv, físicos de la Universidad Heriot-Watt (Reino Unido) demostraron por primera vez cómo dos personas pueden experimentar realidades diferentes, y lo hicieron recreando en la práctica un experimento teórico de física cuántica.

En 1961, el físico Eugene Wigner, ganador del Premio Nobel dos años después, describió un experimento mental que mostraba cómo la extraña naturaleza del universo permite que dos observadores, por ejemplo, ‘Wigner’ y ‘los amigos de Wigner’, experimenten realidades distintas.

El experimento involucró a dos personas que observaron el mismo fotón, la unidad cuantitativa más pequeña de luz, que en diferentes condiciones puede existir tanto en forma de polarización horizontal como vertical. Un fotón puede existir en uno de estos dos estados, pero hasta que no hayan sido polarizados —es decir, observados—, se encuentran en ‘superposición’, es decir, un estado en el que ambas condiciones se cumplen al mismo tiempo.

El experimento mental descrito por Wigner consiste en que un científico analice con calma el fotón y determine su posición. Otro científico, desconocedor de la medición de su colega, es capaz de confirmar que el fotón (y, por lo tanto, la medición del primer científico) aún existe en una superposición cuántica de todos los resultados posibles.

Como resultado, cada científico está en su propia realidad. Y, técnicamente, ambos tienen razón, incluso si no están de acuerdo el uno con el otro.
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