Archivo mensual: abril 2012

“Estoy 100% seguro de que hay vida ahí fuera” Ken Nealson


A la pregunta de si estamos solos en el universo, Ken Nealson, catedrático de Geobiología de la Universidad del Sur de California (EE UU) y astrobiólogo de la NASA, lo tiene claro. Si ciertas bacterias son capaces de sobrevivir a las condiciones más extremas de la Tierra, incluso sin oxígeno, es más que probable encontrarlas en otros planetas. Pero hasta que se descubran, los científicos como Nealson deben averiguar todo lo que estos microorganismos nos deparan aún en la Tierra.

Los humanos solo comemos una cosa, carbono orgánico; y solo respiramos otra, oxígeno. Así funciona la vida, “o eso creemos”, asegura Ken Nealson. “Sin embargo las bacterias comen todo tipo de materia (compuestos inorgánicos como el sulfuro, hidrógeno, amonio, entre otros), en realidad cualquier cosa de la que obtienen electrones, y pueden interactuar con cualquier elemento químico que aparece en la tabla periódica”, subraya el microbiólogo.

Documental de introducción a la conferencia de Max Tegmark, profesor de Física del Massachusetts Institute of Technology (MIT), y Ken Nealson, Catedrático de Geología de la Universidad del Sur de California y Director del Centro para la Detección de Vida del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, figuran entre los invitados a las Jornadas Ciencia y Sociedad 2012 que la Fundación Banco Santander organizó del 1 al 29 de marzo de 2012 en Madrid. Este documental, realizado por Carlo Ferri y el equipo del Grupo Punset, fue emitido al principio para introducir la conferencia “¿Somos únicos? Una perspectiva cosmológica” de Max Tegmark y “Los microbios más increíbles y sorprendentes y lo que pueden enseñarnos sobre el futuro” de Ken Nealson.

En cuanto a lo que respiran, no es solo oxígeno, sino también CO2, sulfito, nitrato y otras sustancias. Incluso son capaces de aprovecharse de una roca sólida como sustituto del oxígeno, es decir ‘respirar rocas’, como dicen coloquialmente los científicos al hablar del transporte extracelular de electrones descubierto hace dos décadas y que sigue sin aparecer en los libros de texto.

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La llamarada solar más espectacular en años


Una sonda de la NASA capta la grandiosa explosión, que ha lanzado plasma en dirección a algunos importantes ingenios espaciales, Venus y Marte

El Observatorio de Dinámica Solar de la NASA (SDO, por sus siglas en inglés) detectó en la tarde del lunes una de las explosiones solares visualmente más espectaculares de los últimos años. La llamarada alcanzó la clase M1.7 en la «escala de Richter» que los científicos utilizan para medir su potencia, lo que significa que es muy poderosa, pero no llegó a la máxima intensidad (clasificada como X). La explosión lanzó una eyección de masa coronal (la nube de partículas y radiación ardiente expulsada por el Sol) al espacio, pero, por fortuna, no iba dirigida hacia la Tierra.

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Así sería un viaje a través de un agujero negro


Esto es lo que veríamos si consiguiéramos atravesar uno de estos túneles cósmicos, en los que el espacio y el tiempo se deforman hasta lo inverosímil

No se trata de la interpretación de un artista, sino de una rigurosa simulación realizada con una supercomputadora programada para seguir fielmente las reglas de la Relatividad General. El resultado, obtenido por el astrofísico Andrew Hamilton, de la Universidad de Colorado en Boulder, es un vídeo de lo que veríamos si pudiéramos viajar a través de un agujero negro hasta un lugar cualquiera del Universo. Un viaje alucinante donde los haya. Y muy lejos, por cierto, del alcance de la tecnología actual.

http://bcove.me/99ovgc2d

Supongamos que queremos ir hasta Andrómeda, la vecina más próxima a nuestra galaxia, la Vía Láctea. Andrómeda se encuentra a dos millones de años luz de distancia de nosotros, lo cual significa que incluso si pudiéramos viajar a la velocidad de la luz (300.000 km./s), cosa que no podemos hacer, tardaríamos dos millones de años en llegar.

Sin embargo, la Física nos brinda otro modo (por lo menos en teoría) de alcanzar nuestro objetivo. Y ese modo no es otro que meternos de cabeza en un agujero negro, un lugar donde el espacio y el tiempo se deforman hasta lo inverosímil, para salir después por el otro extremo y emerger de un agujero blanco justo en el destino elegido.

Ahora, gracias a los esfuerzos de Hamilton (y aunque tal viaje no es posible con los medios actuales), podemos hacernos una idea bastante precisa de lo que veríamos si realmente pudiéramos atravesar uno de esos túneles espaciotemporales. Por supuesto, si nos zambulléramos de pie en un agujero negro de verdad nuestro cuerpo empezaría a estirarse como un espagueti, ya que la enorme gravedad tiraría de nuestros pies mucho más fuerte que de nuestra cabeza. Y eso si antes no quedamos vaporizados por los “chorros” energéticos que emanan del agujero. Pero Hamilton, en su visualización, da por hecho que el “viajero” está dotado de superpoderes y que sobrevivirá tranquilamente a la experiencia.

La imagen de todo el Universo

Lo primero que hay que hacer, pues, es dejarse atrapar por el agujero negro. La gravedad nos atraerá hacia él sin remedio hasta hacernos cruzar el horizonte de sucesos, el punto de no retorno y a partir del cual nada, ni siquiera la luz, puede dar marcha atrás.

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¿Cómo de peligroso es el asteroide Apophis?


Un informe sugiere enviar un satélite para averiguar el grado real de amenaza de esta roca espacial de casi 300 metros de diámetro

La Academia Rusa de Ciencias acaba de emitir un informe en el que sugiere enviar cuanto antes un satélite equipado con una radiobaliza hasta el asteroide 99942 Apophis, considerado el más peligroso para la Tierra y cuya órbita le llevará a pasar muy cerca de nuestro planeta en los años 2029, 2036 y 2068.

http://www.nasa.gov/mp4/169012main_NEO_20070207_jpl.mp4

El objetivo de la misión no es otro que el de averiguar, sin lugar a dudas y de una vez por todas, el grado real de amenaza que esta roca espacial de casi 300 metros de diámetro supone para nosotros. «Desde el punto de vista técnico, la misión podría estar lista para su despliegue en el año 2015», afirma el comunicado de la Academia.

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Consiguen crear el láser super-radiante


El primer prototipo de láser super-radiente promete ser hasta 1000 veces más estable que el mejor de los láseres convencionales. Abriría las puertas a novedosas aplicaciones científicas.

El láser super-radiante se propuso hace ya muchos años. En concreto los primeros conceptos datan de 1954 por parte de Robert Dicke. Este sistema en teoría sería 1000 veces más estable que el láser convencional. Su consecución sería de gran importancia en la investigación científica en general.

 

Ahora James Thompson y sus colaboradores de la Universidad de Colorado en Boulder han conseguido el primer prototipo.
Para empezar, y por distinguirlo de lo que ya tenemos, es conveniente recordar en qué consiste un láser, que es algo más que una luz muy brillante. La palabra LASER corresponden a las sigas en ingles “luz amplificada mediante emisión estimulada de radiación”. Según esto no es más que una luz amplificada, pero el truco está en las palabras “emisión estimulada”. La idea de emisión estimulada viene de Albert Einstein. Veamos primero en qué consiste la emisión espontánea.
Los átomos pueden estar en su estado fundamental, que es el de mínima energía. Es el estado más estable posible y de él sólo escapan si se les suministra energía, por ejemplo en forma de luz, calor, colisiones, etc. Si esto ocurre pasan a un estado excitado de energía superior. Dependiendo de la cantidad de energía absorbida se alcanzará un diferente estado excitado. Los estados excitados son discretos estando cuantizados.
Pero los estados excitados son inestables y al cabo de un tiempo los átomos tienden a pasar a estados excitados de inferior energía y al estado fundamental, a través de una o varias transiciones, emitiendo fotones en cada transición cuya energía es la diferencia de energía entre estados. Es lo que se llama emisión espontánea, que puede darse en un tiempo que puede ser largo, incluso más de unos segundos.
Es aquí en donde la emisión estimulada juega un interesante papel. Si un átomo está, por ejemplo, en el primer estado excitado y un fotón cuya energía es igual a la diferencia de energía entre ese estado y el fundamental le impacta, entonces el átomo se ve “estimulado” a emitir un fotón idéntico en la misma dirección y sentido que el que incide. Su energía (y por tanto frecuencia) es la misma. El proceso produce dos fotones iguales el “antiguo” y el “nuevo”. Digamos que el recibir un fotón con la misma energía que el que produciría al desexcitarse desencadena la emisión de otro fotón igual al recibido de forma casi instantánea. En esto consiste la emisión estimulada, en contraposición a la emisión espontánea.
En un láser se trata de aprovechar al máximo este efecto en una especie de reacción en cadena. En la cavidad láser hay átomos excitados entre dos espejos paralelos, uno de ellos semi-reflectante. Algunos átomos se desexcitan y emiten fotones en dirección perpendicular a los espejos. Esos fotones van produciendo la emisión estimulada de los átomos excitados con los que se encuentran, produciendo una especie de efecto dominó con fotones, todos en la misma dirección y sentido. Esos fotones son reflejados por los espejos una y otra vez produciendo una avalancha de fotones por emisión estimulada. Parte de ellos escapan por el espejo semi-reflectante en forma de haz láser.
Añadamos que los fotones que en un principio son emitidos espontáneamente en otras direcciones distintas a la perpendicular a los espejos pueden producir algunas emisiones estimuladas, pero no son amplificadas por el sistema de espejos y se escapan por los lados, digamos que son pérdidas.
El sistema es un poco más complejo de lo descrito aquí pues se necesita “bombear” la cavidad para conseguir átomos en estado excitado y se tiene que mantener la inversión de población con más átomos excitados que desexcitados, pues de otro modo se absorberían los fotones producidos por emisión estimulada. Normalmente el sistema funciona además a través de varios estados excitados, siendo una de las transiciones la que lasea, a veces más de una.
Pero los espejos no son nunca perfectos, no están perfectamente alineados, la distancia entre ellos no se corresponde exactamente a un número entero de longitudes de onda que la luz emitida y, sobre todo, pueden vibrar. Esto hace que los fotones emitidos no tengan una frecuencia que sea absolutamente idéntica. Pero para ciertas aplicaciones a las que el ser humano está alcanzando se necesitaría aún más “pureza” en la luz láser. El efecto de la vibración es ya tan sensible que incluso alguien andando en el laboratorio de al lado o el tráfico en el exterior del edificio afecta a la pureza del láser.
Es aquí en donde entra el láser super-radiante. Thompson y sus colaboradores han conseguido el primero de estos láseres. Se trata de un prototipo y aún no es mejor que los mejores láseres convencionales, pero es un prueba de concepto. De hecho es millones de veces más débil que la luz del puntero láser que muchos usan para dar una charla y sólo funciona durante 120 milisegundos.
Estos investigadores tomaron un gas de rubidio y lo enfriaron hasta 20 microkelvins dentro de una cavidad con dos espejos. En este caso, a diferencia del láser convencional, casi no se producen reflexiones en los espejos y, por tanto, estos no introducen “ruido” en el sistema. De hecho sólo un 0,2% de fotones se mantienen en la cavidad. Para el bombeo usaron láseres convencionales y además crearon una red cristalina óptica unidimensional usando láseres convencionales de una frecuencia distinta.
La idea de la superradiación es poner de acuerdo a los átomos excitados para que todos emitan los fotones a la vez con la misma dirección, sentido y frecuencia. Esto no lo logran con una onda estacionaria definida por la cavidad entre los espejos, sino gracias a una onda estacionaria definida en el estado de polarización de los átomos. La idea se basa en la técnica denominada “phased arrays” o “formaciones en fase”, que permite crear ondas electromagnéticas sincronizando un gran grupo de antenas idénticas (en este caso átomos excitados).
Según Thompson “es parecido a lo que pasa en el mundo clásico pero con objetos cuánticos… Si alineas muchas antenas de radio y cada una emite un campo eléctrico oscilante puedes conseguir que todos los campos eléctricos se suman para construir una buena antena direccional. Del mismo modo los átomos individuales forman espontáneamente algo así como una formación de antenas en fase que te dan un haz láser muy direccional”.

Según Thompson, como estos átomos por emisión espontánea sólo emiten un fotón por segundo y la correlación entre todos ellos multiplica la emisión por 10.000 haciendo que sean super-radiantes, entonces este tipo de “emisión estimulada” encaja en la definición de láser (Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation).
Estos investigadores creen que futuras mejoras de este concepto puedan proporcionar láseres super-radiantes que sean 1000 veces más estables que los mejores láseres convencionales. El próximo paso es usar átomos de estroncio, que pueden estar en estado excitado más tiempo.
Este nuevo tipo de láseres podrán usarse en relojes atómicos más precisos, en Geodesia, en GPS, en comunicaciones o en sistemas interferométricos ultraprecisos, como los que quieren usar en la detección de ondas gravitatorias. También se podrían usar como referencia para espectrómetros astronómicos o para poner de acuerdo telescopios situados en distintos puntos del mundo para así crear un sistema de gran abertura o en el espacio para así poder ver exoplanetas.

Fuente  http://neofronteras.com/?p=3797

Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original
Foto: Burrus/NIST

El LHC alcanza los 8 TeV, nuevo record mundial de energía de colisión


El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) ha pasado de operar a 3,5 teraelectronvoltios (TeV) por haz a 4 TeV, lo que supone una energía récord de colisión de 8 TeV. El avance aumenta el potencial de descubrimiento del LHC en estudios como el del escurridizo bosón de Higgs.

A las 00h38 de este jueves, responsables del LHC han establecido “haces estables” cuando han colisionado dos haces de protones de 4 TeV cada uno en los cuatro puntos de interacción del gran colisionador. Comienza así la toma de datos de los experimentos del LHC en 2012.

La energía de colisión de 8 TeV representa un nuevo récord mundial, e incrementa el potencial de descubrimiento del acelerador “de forma considerable”, según informa el CERN en un comunicado.

“La experiencia de dos años buenos operando a 3,5 TeV por haz nos ha dado la confianza para incrementar la energía este año sin riesgo importante para la máquina” explica Steve Myers , director para Aceleradores y Tecnología del CERN. “Ahora depende de los experimentos aprovechar lo mejor posible el incremento del potencial de descubrimiento que les estamos facilitando”….[]

 

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