Los Avances de la Física en el 2019

Publicado en el blog de Martín Monteiro .
Léelo completo en su sitio: http://fisicamartin.blogspot.com/2019/12/los-avances-de-la-fisica-en-el-2019.html

La revista especializada Physics World es una de las más importantes en mantenernos al día con las novedades generadas por los físicos-investigadores de todo el mundo. Pertenece a Institute of Physics (IOP), una de las mayores editoriales dedicadas específicamente a la física. Todos los años, un grupo de editores de esta revista selecciona los avances más destacados de entre cientos de investigaciones. Aquí comparto los que fueron considerados los 10 avances principales en la física del 2019 por la importancia que tienen para el conocimiento, el progreso científico o el desarrollo de aplicaciones.

Premio “Physics World 2019 Breakthrough of the Year”:

La primera observación directa de un agujero negro y su “sombra”. 

El Avance del Año 2019, según Physics World, fue para los astrónomos que trabajaron en el Telescopio Horizonte de Evento (EHT -Event Horizon Telescope) por capturar la primera evidencia visual directa de un agujero negro y su “sombra”. La imagen revelada el 10 de abril de 2019, y que desde entonces se ha hecho famosa (y de la cual hablé en su momento acá) muestra un anillo de emisiones de ondas de radio, producido por el gas y el polvo a miles de millones de grados de temperatura, rodeando a un agujero negro supermasivo, 6500 millones de veces más masivo que el Sol, que se encuentra en el centro de la galaxia M87, a 55 millones de años luz de la Tierra. Aunque los agujeros negros son invisibles porque la luz no puede escapar de su interior, los investigadores han logrado obtener imágenes cerca del punto donde la materia y la energía ya no pueden escapar: lo que se conoce como el horizonte de eventos. Esta imagen se logró combinando la información de ocho radiotelescopios ubicados en seis puntos diferentes del mundo, dando lugar a lo que en cierto modo es equivalente a un gigantesco telescopio del tamaño de la Tierra. La sincronización y procesamiento de toda la información para obtener la imagen es considerada una hazaña tecnológica.
Premios a los nueve Avances finalistas del 2019 (en orden cronológico):
Los dispositivos neuroprotésicos traducen la actividad cerebral en habla.
Compartido por igual por Hassan Akbari, Nima Mesgarani del Instituto Zuckerman de la Universidad de Columbia y sus colegas y Edward Chang, Gopala Anumanchipalli y Josh Chartier de la Universidad de California en San Francisco, por desarrollar de forma independiente dispositivos neuroprostéticos que pueden reconstruir el habla a partir de la actividad neuronal. Los nuevos dispositivos podrían ayudar a las personas que no pueden hablar a recuperar su capacidad de comunicarse con el mundo exterior. Los beneficiarios pueden incluir pacientes paralizados o aquellos que se recuperan de un accidente cerebrovascular. Más allá de las aplicaciones médicas, la capacidad de traducir los pensamientos de una persona directamente al habla podría permitir nuevas formas para que las computadoras se comuniquen directamente con el cerebro.
Primera detección de un “Martemoto” (terremoto en Marte) 
A los científicos que trabajan en la misión InSight de la NASA, por detectar una señal sísmica en Marte. El primer “Martemoto” (“Marsquake” in inglés), se detectó el 6 de abril de 2019 y los investigadores creen que el pequeño temblor se originó dentro del planeta y que no es el resultado del viento u otros fenómenos superficiales. El Planeta Rojo ahora se une a la Luna como un lugar donde se ha detectado actividad sísmica extraterrestre, y al igual que la Luna, Marte no tiene placas tectónicas y, por lo tanto, se espera que sea mucho más silencioso que la Tierra cuando se trata de actividad sísmica. Estudiar la sismología de Marte debería proporcionar información importante sobre el interior del planeta y cómo se formó.
Los físicos del CERN detectan violación de simetría CP en mesones con encanto.
Para los físicos que trabajan en el experimento LHCb en el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN, por ser el primero en medir la violación de paridad de carga (CP) en un mesón con encanto. El equipo detectó una violación de CP midiendo la diferencia en las tasas a las que el mesón D0 (que contiene un quark encanto) y el mesón anti-D0 se descomponen en un par kaon/anti-kaon o en un par pión/anti-pión. Dado que las desintegraciones D0 y anti-D0 producen los mismos productos, el gran desafío para el equipo de LHCb fue determinar si un evento estaba asociado con un D0 o un anti-D0. Si bien esta última medición es consistente con nuestra comprensión actual de la violación de CP, se abre la posibilidad de buscar nueva física más allá del Modelo Estándar.
La “Pequeña Gran Bobina” crea el mayor campo magnético registrado en un laboratorio.
A Seungyong Hahn y sus colegas del Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético (MagLab) en Tallahassee, Florida, por crear el campo magnético continuo más alto jamás existente en el laboratorio. El récord de 45,5 T se estableció usando un imán superconductor compacto de alta temperatura denominado “Pequeña Gran Bobina” (“Little Big Coil” en inglés). Mientras que el récord anterior de 45 T fue establecido por un imán de 35 toneladas, el dispositivo MagLab es de tan solo 390 gramos. El imán fue diseñado para alcanzar campos aún más altos, pero fue dañado durante su prueba. El avance podría conducir a mejoras en los imanes de alto campo utilizados en una gama de aplicaciones que incluyen imágenes médicas de resonancia magnética, aceleradores de partículas y dispositivos de fusión nuclear.
El efecto Casimir crea una “trampa cuántica” para objetos pequeños.
Para Xiang Zhang, de la Universidad de California en Berkeley y sus colegas por ser los primeros en atrapar objetos pequeños utilizando el efecto Casimir, un fenómeno extraño en el que las fluctuaciones cuánticas pueden crear fuerzas atractivas y repulsivas entre los objetos. Zhang y sus colegas utilizaron combinaciones sintonizables de fuerzas Casimir atractivas y repulsivas para mantener una pequeña escama de oro entre las superficies de oro y teflón sin necesidad de energía. La medición de las pequeñas fuerzas involucradas en el proceso de captura fue un triunfo de la metrología óptica y proporciona una mejor comprensión de cómo las fuerzas de Casimir afectan el funcionamiento de los dispositivos micromecánicos. Si las fuerzas pudieran controlarse aún más, podría incluso desarrollarse aplicaciones prácticas que involucren partículas atrapadas.
La interferometría cuántica de antimateria hace su debut.
A la colaboración “Gravitación e Interferometría Cuántica con Positrones y Láseres” (QUPLAS – Quantum Interferometry and Gravitation with Positrons and Lasers) por hacer el primer experimento de doble rendija usando antimateria. Su experimento consistió en enviar un haz de positrones (antielectrones) a través de un interferómetro Talbot-Lau de doble red y mostrar que las antipartículas se comportan como ondas y sufren interferencia cuántica. Observaron un patrón de difracción que cambió a medida que cambiaron la energía del haz de positrones, algo que predice la teoría cuántica y que la física clásica no puede explicar. El avance podría conducir a otros experimentos que buscan diferencias entre la naturaleza cuántica de la materia y la antimateria.
La computadora cuántica supera al superordenador convencional.
Para Hartmut Neven, John Martinis y sus colegas de Google AI Quantum y varios otros institutos de investigación y universidades de EE. UU. Por ser los primeros en hacer un cálculo en una computadora cuántica en un tiempo mucho más corto que si se hiciera en una supercomputadora convencional. Esta “supremacía cuántica” sobre las computadoras convencionales se logró mediante una computadora cuántica que comprende 53 bits cuánticos superconductores programables. Realizó un cálculo de referencia en 200 segundos, mientras que el equipo estima que una supercomputadora convencional tardaría unos 10.000 años en hacer el mismo cálculo. Si bien los críticos han afirmado que el tiempo real de ejecución de la supercomputadora convencional es de casi tres días, aún así el equipo ha demostrado una clara ventaja para la computación cuántica.
El interferómetro atrapado hace una sonda de gravedad compacta.
Para Victoria Xu y sus colegas de la Universidad de California, Berkeley, por crear métodos nuevos y más compactos de usar átomos atrapados para medir la aceleración local debida a la gravedad. Su “gravímetro cuántico” se basa en el patrón de interferencia generado cuando las nubes de átomos se separan primero verticalmente en el espacio, y luego se les permite recombinarse. Mientras que la mayoría de los gravímetros miden los efectos de la gravedad en los átomos a medida que caen a través del espacio, el dispositivo desarrollado en Berkeley suspende los átomos en una trampa óptica donde interactúan con el campo gravitacional durante hasta 20 segundos. Esto mejora la sensibilidad de la medición, allanando el camino para aplicaciones que van desde la exploración geofísica hasta experimentos sensibles sobre las fuerzas fundamentales.
Escáner MEG portátil usado por primera vez con niños.
Para Ryan Hill, Matthew Brookes y sus colegas de la Universidad de Nottingham, la Universidad de Oxford y el University College London por desarrollar un escáner de magnetoencefalografía (MEG) de estilo “casco de bicicleta” liviano que mide la actividad cerebral en niños que realizan actividades cotidianas. Los sistemas MEG tradicionales miden los pequeños campos magnéticos generados por el cerebro utilizando sensores enfriados criogénicamente, en un casco de talla única que es voluminoso y altamente sensible a cualquier movimiento de la cabeza. En cambio, este equipo utilizó magnetómetros bombeados opticamente , muy livianos, en un casco de 500 gramos, que puede adaptarse a cualquier forma o tamaño de cabeza. El escáner se usó en un niño de dos años (la edad más difícil de escanear sin sedación), un niño de cinco años mirando televisión, un adolescente jugando juegos de computadora y un adulto tocando un ukelele.

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Fly me to the moon

Publicado en Cosmotales .
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El título de la famosa canción que popularizara el cantante Frank Sinatra en los años sesenta, sigue siendo de gran actualidad, si a la exploración del espacio nos referimos. Este año la luna fue la gran protagonista. Por una parte, los amantes de las ciencias del espacio y toda la humanidad en general, conmemoraron una de las mayores hazañas de nuestra especie, la llegada de seres humanos al satélite natural hace 50 años.  Centenares de eventos a lo largo y ancho del planeta recordaron a Armstrong, Aldrin y Collins, los héroes del Apolo 11, y sus nervios de acero para lograr algo que parecía imposible.

Mientras estas celebraciones ocurrían, se anunciaron los planes de la Casa Blanca y un aporte extra de 1.600 millones de dólares al presupuesto de la Nasa, para regresar a la luna con la misión Artemisa. El nombre proviene de la mitología griega, siendo una de las deidades más veneradas, hija de Zeus, y hermana melliza de Apolo.  El objetivo según Jim Bridenstine, el administrador de la agencia espacial norteamericana, es construir un programa que nos lleve a la luna lo antes posible.

En los planes iniciales se prevé que para el 2024 una mujer sea la primera persona que regrese a la luna, desde que el comandante Eugene Cernan lo hiciera por última vez el 14 de diciembre de 1972 en la misión Apolo 17. Para conseguirlo, el programa tendría tres etapas. Artemisa 1 enviará a una misión no tripulada alrededor de la luna para finales del 2020 usando el primer cohete del nuevo sistema de lanzamiento de Nasa denominado SLS (por sus siglas en inglés). En el 2022, Artemisa 2 haría lo propio, pero con una misión conformada por cuatro astronautas. Ese mismo año se espera el lanzamiento de un cohete comercial con el primer elemento de la futura estación espacial Gateway, que orbitaría la luna. 

Finalmente Artemisa 3 llevará seres humanos, probablemente dos, a posarse sobre la luna, entre ellos estaría primera mujer. A partir del 2025 se realizarían viajes tripulados cada año, aprovechando la estación Gateway, que abre además grandes posibilidades para futuros viajes turísticos a la luna. Según la propia descripción de la Nasa, Artemisa como la ‘portadora de la antorcha’, iluminará nuestro camino hacia Marte, el objetivo más deseado para las próximas décadas.

Así las cosas, el próximo año será decisivo para saber si los ambiciosos planes pueden llegar a feliz término y nuestra especie sigue en su camino de exploración que hace miles de años nos llevó a poblar el planeta Tierra y en el futuro nos llevará a recónditos parajes en otros mundos distantes.

Un banquete letal para el batallón francés

Publicado en AcercaCiencia .
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Grade Armée - Antonio Ponte - Flickr

A principios del siglo XIX, en el marco de la llamada “guerra de la Independencia española” (1808-1814) y dentro del contexto de las guerras napoleónicas, ocurrió un hecho que es popular dentro de la historia española y, también, le otorgó el nombre a una especie botánica: “la planta que mata más que un ejército”. La […]

La entrada Un banquete letal para el batallón francés se publicó primero en Acerca Ciencia.

Conversando sobre El Futuro, temporada I

Publicado en zemiorka.
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 Comparto por aquí la serie de capítulos El Futuro, proyecto en el que tuve el privilegio de participar gracias a la invitación de Miguel Angel Dobrich. Me pareció una excelente iniciativa, de lo mejor que he hecho este año sin dudas. La posibilidad de pensar libremente sobre algo tan intangible como el futuro es algo que no hacemos habitualmente. 
 Quizá estamos algo convencidos de que, en alguna forma, ya estamos en el. Los avances científico-técnicos en general y los usos inmediatos que le damos a los mismos quizá puedan engañarnos. Quizá también influya nuestra percepción del impacto ambiental global que le estamos produciendo a nuestro Planeta. En todo caso para el futuro siempre falta, aunque no sabemos cuanto. Por eso está bueno darse un tiempo para pensar en estos temas. En este caso el privilegio de poder hacerlo está en compartir estas reflexiones con gente de primera.
 Quiero destacar un aspecto que me sorprendió gratamente: la gran coincidencia en cuanto a la necesidad o posibilidad de planificar. No me parece nada ocioso subrayar las coincidencias en este punto, aparentemente tan polémico, pero aparentemente no lo tanto. Nos debemos profundizar en este concepto sin dudas. Espero que el intercambio recién esté empezando. Ha sido un enorme placer y desafío participar en este proyecto junto a gente tan capa y talentosa. Le agradezco mucho a Migue y a la gente de Dobcast y Amenaza Roboto.


 Los dejo entonces con los seis capítulos de El Futuro:









Vía: Amenaza Roboto.-

LA FÍSICA EN EL SIGLO XVIII ESPAÑOL. CÓMO LAS IDEAS DE NEWTON SE DISEMINARON POR EUROPA ANTES DE LLEGAR A ESPAÑA

Publicado en Revista Persea .
Léelo completo en su sitio: https://revistapersea.com/ciencia-sociedad/v-newton-en-europa/

José Álvarez Cornett   INTRODUCCIÓN Estamos de vuelta con la serie LA FÍSICA EN EL SIGLO XVIII ESPAÑOL. Iniciamos la serie con cuatro artículos (I, II, III y IV) en donde presentamos a los novatores (los miembros de un movimiento de renovación científica en la España de esa época) y a sus precursores. Finalizamos el…