martes, 20 de marzo de 2012

Evolución de la Luna

Este vídeo, de algo más de dos minutos de duración, recoge la evolución de la luna después de su formación.


domingo, 12 de febrero de 2012

Nikon Small World in Motion 2011 y Olympus BioScapes

"Nikon Small World premia a las mejores fotografías y vídeos microscópicos capturados durante el año."


Los ganadores del concurso Nikon Small World in Motion 2001, fueron anunciados recientemente en el sitio web del certamen. A continuación los tres vídeos ganadores:


Primer lugar: Anna Franz.
DescripciónInyección de tinta en la  arteria de un embrión de pollo de 72 horas para visualizar el ritmo de los latidos cardíacos y el sistema vascular.








Segundo puesto: Dr Dominik Paquet.
Descripción:  Time lapse  de transporte de mitocondrias en las células nerviosas de un pez cebra transgénico, con las membranas de las células nerviosas marcadas en verde y las mitocondrias marcadas en azul. 




Tercer Puesto: Dr Ralf Wagner
Descripción:  Daphnia o pulga de agua, micro crustáceo planctónico interactuando con un volvox, una especie de alga cloroflícea.






The Olympus BioScapes Digital Imaging Competition es un concurso que por noveno año consecutivo entrega premios a las mejores imágenes del mundo microscópico, presentamos algunos de los videos e imágenes ganadoras.








Referencias.
http://www.nikonsmallworld.com/
http://www.olympusbioscapes.com/gallery/2011/

jueves, 8 de diciembre de 2011

Kepler-22b, Supertierra en la zona de habitabilidad de una estrella como el sol.

 La misión Kepler de la NASA ha confirmado el hallazgo de su primer planeta en la denominada zona habitable, la región donde el agua líquida podría existir en la superficie del planeta.

Han pasado 23 años desde el primer hallazgo de un planeta fuera del sistema solar, conforme han pasado los años este número ha crecido hasta 687, el incremento de este número es debido a la mejora de las herramientas tecnológicas.



John Matson, blog Scientific American

Una de estas nuevas herramientas es la misión  Kepler, diseñada para buscar en una región determinada de la Vía Láctea planetas con un tamaño similar al de la tierra. Con esta información podemos crear modelos que nos permitan saber que tan comunes son estos planetas en nuestra galaxia.

Como funciona Kepler.

El método de detección que utiliza Kepler es el de los transitos. Un tránsito ocurre cuando un planeta pasa en frente de la estrella, De cuando en cuando, desde la tierra podemos apreciar estos fenómenos: los tránsitos de Venus y Mercurio. El 6 de junio de 2012 podremos apreciar el tránsito de Venus, el siguiente tránsito de Venus sería en diciembre de 2117.

Tránsito de Venus en 2004 ©2004, David Cortner

Esto es precisamente lo que busca Kepler: tránsitos de planetas extrasolares al rededor de sus estrellas. El tránsito del planeta en frente de la estrella atenuará una poco su luminosidad durante el tiempo que dure el tránsito, entre más grande sea el planeta más disminuirá la luminosidad de la estrella. 

Para poder observar el tránsito, es necesario que la órbita del sistema  este alineada de canto con la tierra. La probabilidad de encontrar  una órbita con estás características es igual al diámetro de la estrella dividido por el diámetro de la órbita, esto es, para una órbita como la de la tierra igual a 0.5% y cerca del 10% para planetas gigantes con órbitas muy cercanas a sus estrellas. No es práctico estudiar estrella por estrella, es necesario tomar fotografías de amplias regiones del cielo para después analizarlas en busca de posibles tránsitos.

   A graphical depiction of the transit method for detecting extrasolar planetsTransito y luminosidad
Región de búsqueda de Kepler.
Credit: NASA

La zona de habitabilidad.

La zona habitable es definida como la región  la región donde el agua líquida podría existir en la superficie del planeta si en este existe presión atmosférica que pueda mantener el agua en su superficie. Si el planeta está muy cerca de su estrella toda el agua se evaporará y si está muy lejos toda la posible agua estaría congelada.

Estas distancias dependen de la luminosidad de las estrellas: si la estrella es muy luminosa la zona 
Credit: ESO
de habitabilidad estará muy alejada de la estrella, mientras que estrellas muy tenues tendrían zonas de habitabilidad muy cercanas a la estrella.

Kepler-22b.

El pasado 5 de diciembre NASA anuncio que ha encontrado 10 supertierras usando la misión Kepler, la más pequeña de todas ellas es Kepler-22b, con una masa de 2.5 veces la de la tierra y se encuentra orbitando una estrella un poco más pequeña que nuestro sol. Lo más destacado de este descubrimiento es que el planeta se encuentra dentro de la zona de habitabilidad de la estrella, esto significa que el planeta podría tener agua en estado líquido sobre su superficie (en caso de tenerla).

Kepler-22b tiene una órbita de unos 285 días al rededor de su estrella y es 2.38 veces más grande que la tierra, todavía no se sabe si es un planeta rocoso o si se trata de un planeta gaseoso o liquido, estudios futuros podrán arrojar luces sobre su composición.



Sistema de Kepler-22b. credit:NASA

Algunos datos sobre la misión Kepler.

-Candidatos a planetas: 2326
-Planetas del tamaño de la tierra: 207 
-Supertierras: 680
-Similares a Neptuno: 1181
-Similares a Júpiter: 203
-Más grandes que Júpiter: 55   

Curiosidad.
SETI ha anunciado que usara los radiotelescopios del Allen Array para buscar señales de radio que pudiesen provenir de posibles civilizaciones sobre esos sistemas.  Jill Tarter directora del instituto SETI se mostró entusiasmada con el hallazgo: "Por primera vez podemos apuntar nuestros telescopios sabiendo que esas estrellas alojan sistemas planetarios, incluyendo al menos uno que se puede aproximar a un análogo a la tierra que esta en la zona de habitabilidad de su estrella; este es el tipo de mundo que podría ser el hogar de una civilización capaz de construir transmisores de radio" 

De tener un planeta en una zona habitable a tener una civilización sobre el hay mucho trecho. Por ahora no hemos hallado ningún planeta con condiciones similares a la tierra, este problema puede ser más de recursos tecnológicos que de la inexistencia de estos.

Se puede colaborar con el análisis de las señales de radio recolectada por los radiotelescopios de SETI usando el BOINC manager, el mismo BOINC manager puede ser utilizado para colaborar con proyectos de biología, matemáticas, física, aqui una lista completa:

Para  los interesados en seti@home:  http://setiathome.berkeley.edu/


Referencias.


viernes, 18 de noviembre de 2011

Superlumínicos... Otra vez.

"Los físicos del experimento OPERA han repetido el experimento que dio lugar al sorprendente hallazgo de que los neutrinos parecen viajar más rápido que la luz. Es una notable confirmación de un resultado sencillamente asombroso, pero la mayoría de los físicos permanecen escépticos de que el límite máximo de velocidad en el cosmos halla sido superado."



Vista del detector de OPERA © 2006 CERN




No hubo medio noticioso en el mundo que no  hiciera eco del hallazgo realizado en aquel 22 de septiembre por el equipo responsable del experimento OPERA.


Es un resultado sorprendente: Todas las pruebas realizadas a la relatividad eran consistentes, todas, sin excepción, confirmaban que la relatividad es una excelente teoría, una de las joyas de la física. De hecho el 4 de mayo celebrábamos otra prueba a la consistencia de la teoría de Einstein:  logramos detectar como un objeto masivo y rotante modifica el espacio-tiempo a su alrededor, la relatividad superaba una nueva prueba1.

El rumor del nuevo resultado empezó a correr el 15 de noviembre en Twitter iniciado por Jessie Shelton, y fue rápidamente seguido por Luboš Motl, Lisa Randall apuntó: "el resultado de los neutrinos es sorprendente si es verdad, esperamos el artículo".



El experimento.


OPERA (Oscillation Project with Emulsion-Tracking Apparatus), esta diseñado para estudiar un rayo de neutrinos que se envía desde Suiza, usando el Super Sncrotrón de Protones (SSP), que se encuentra a 732 kilómetros de OPERA. Los neutrinos son partículas subatómicas realmente extrañas:  raramente interactuan con la materia (cada segundo millones de ellas atraviesan nuestros cuerpos), tienen una masa muy pequeña y  tienen la curiosa propiedad de cambiar la identidad mientras viajan: los neutrinos del SSP son de tipo muónico, mientras viajan hasta Italia cambian y se transforman el neutrinos tauonicos2


OPERA fue diseñado para estudiar el cambio de identidad de los neutrinos, pero durante los experimentos detectaron que los neutrinos estaban llegando sesenta nanosegundos (un nanosegundo es la milmillonesima parte de un segundo) antes de lo que la luz podría hacerlo. 


El nuevo experimento.


Una de las críticas mas recurrentes al resultado era el hecho de que los pulsos de protones que el CERN usaba para generar los neutrinos era demasiado grande: OPERA no puede saber cual de los neutrinos recibidos corresponde a que parte del paquete de protones, el paquete de protones es un tren continuo de esas partículas pero cuando se detectan neutrinos en Gran Sasso no se sabe a que protón corresponde cada neutrino.


La solución de los investigadores fue en usar paquetes de protones más estrechos, en octubre OPERA dio marcha al nuevo experimento usando pulsos 3000 veces más cortos que en la primera prueba,  esto permite tener mayor precisión en las medidas temporales, pero por la naturaleza esquiva de los neutrinos se sacrifican el número de eventos. 


Se registraron un total de veinte eventos, Dario Autiero, coordinador del equipo, se muestra optimista y dice que los nuevos resultados son mejores que los pasados. Caren Hagner de la Universidad de Hamburgo quien no firmo el anterior artículo, no por tener reservas con el experimento, sino por que creía que era prematuro publicar el resultado sin hacer muchas más pruebas3, ha firmado el nuevo artículo aludiendo a que han obtenido mayor precisión.  


También se habla de posibles errores en el sistema de GPS, o errores sistemáticos ocultos; la mayoría de los físicos esperamos confirmaciones independientes del experimento.  Aunque Fermilab detuvo la búsqueda del Higgs, se empeñará en el estudio de neutrinos usando a MINOS, otro instrumento usado para investigar la oscilación de los neutrinos, ellos confían que para el 2012 puedan replicar los experimentos de OPERA. 



"Afirmaciones extraordinarias requieren siempre de evidencia extraordinaria. "
Carl Sagan






Referencias y lecturas adicionales:
Jean Alexandre, John Ellis, Nick E. Mavromatos, firman un artículo publicado en arXiv titulado On the Possibility of Superluminal Neutrino Propagation, aquí discuten algunos modelos teóricos sobre la propagación superlumínica y discuten sobre la conexión entre lo observado por OPERA y la supernova sn1987a




New Constraints on Neutrino Velocities, es firmado por Andrew G. Cohen, Sheldon L. Glashow  
Donde utilizando argumentos como la radiación de Cherenkov niegan la posibilidad de la existencia de neutrinos superlumínicos.




http://www.newscientist.com/special/neutrinos
http://www.elcolombiano.com/BancoConocimiento/O/otra_vez_llego_de_segunda_la_luz/otra_vez_llego_de_segunda_la_luz.asp
http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2011/11/111118_neutrino_cern_luz_mr.shtml
1. Aunque muchos celebramos los resultados de la sonda GRAVITY-PROBE-B, otros se mostraron críticos por los altos costos de la misión (760 millones de dolares) sumándole a esto los resultados obtenidos en 2004 por Cifuolini y Erricos Pavlis de la Universidad de Maryland que midieron el mismo efecto usando satélites que ya estaban en órbita.  http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/05/at-long-last-gravity-probe-b.html
2. Este fenómeno es conocido como la oscilación de los neutrinos: http://en.wikipedia.org/wiki/Neutrino_oscillation
3. Fragmento de la entrevista con el diario Alemán FAZ: http://backreaction.blogspot.com/

domingo, 23 de octubre de 2011

Levitación Cuántica


Superconductores

Seguramente le es familiar el hecho que el cobre conduce electricidad; de igual manera sabrá que el plástico que recubre el cableado eléctrico aisla el flujo de corriente eléctrica de modo que es posible evitar cortocircuitos y accidentes. Esto nos permite hacer una distinción entre materiales conductores y no conductores de electricidad.

Estos fenómenos se asocian con un concepto llamado resistencia el cual es responsable de que algunos materiales sean conductores o no. Un material que opone una gran resistencia al flujo de corriente es lo que llamamos un aislante eléctrico; por otro lado, un material que opone poca resistencia al flujo de corriente es lo que se conoce como conductor eléctrico.

También, es posible que haya notado que el cargador de su teléfono móvil se calienta un poco luego de estar conectado a la red eléctrica por un tiempo prolongado; otra experiencia, menos común, es sentir que algunos cables se calientan cuando una corriente fluye a través de ellos, por ejemplo en los cables de las estufas que se conectan a 220V. Esto ocurre porque la corriente eléctrica que circula por los cables debe ceder parte de su energía al material conductor a través del cual fluye y esta energía se disipa en forma de calor. Este fenómeno de disipación lleva el nombre de efecto Joule y está presente en mayor o menor medida en todos los conductores de uso común cuando una corriente fluye en ellos. Sin embargo, existe un conjunto de materiales que bajo ciertas condiciones muy especiales de temperatura no oponen resistencia alguna al flujo de corriente a través de ellos; dichos materiales son llamados superconductores. Dado que los superconductores tienen resistencia nula, no hay las pérdidas de energía por efecto Joule, dando como resultado un material de importantes aplicaciones tecnológicas como por ejemplo en la construcción de equipos médicos de Imágenes por Resonancia Magnética o MRI.

El Efecto Meissner

Parece ser que la superconductividad y los campos magnéticos no se llevan muy bien.
Un material superconductor muestra sus propiedades de cero resistencia y superconductividad sólo cuando es enfriado por debajo de su temperatura crítica, al mismo tiempo, hay otra propiedad emergente de los superconductores en este estado: al ser expuestos a una fuente externa de campo magnético, las propiedades de superconductividad desaparecen; sin embargo, si el campo magnético es suficientemente débil lo que sucederá es que el material superconductor repelerá las lineas del campo magnético hacia la parte externa del material de modo que las lineas de campo no lo atraviesen, he aquí el efecto Meissner .



Concretando Ideas

Hasta ahora no hemos mencionado nada sobre levitación, salvo en el título, y se estará preguntando, “¿dónde entra la levitación en todo esto?”. La levitación aparece cuando hacemos que nuestro material superconductor se enfríe por debajo de su temperatura crítica, es decir, donde emergen sus propiedades de cero resistencia, y hacemos que sea suficientemente delgado como para permitir que, sometido a una fuente de campo magnético externa, algunas lineas de flujo le atraviesen, ¿Cuál es el resultado?

Ver vídeo:


Como se puede apreciar en el vídeo, un material superconductor de un espesor de apenas 0.5 micrómetros, algo así como media centésima del espesor de una hoja de papel, se pone sobre un cristal de zafiro que tiene un espesor de medio milímetro; estos elementos básicos son recubiertos con oro el cual sirve de protección dado que la unión superconductor-zafiro apenas alcanzará a tener el espesor de una hoja de papel. Una vez hecho esto se procede a enfriar el material a una temperatura inferior a -185ºC, la cual corresponde a la temperatura crítica de nuestro superconductor.

Cuándo se suspende el material superconductor congelado sobre un imán, algunas lineas de campo magnético no logran ser repelidas y atraviesan el superconductor a través de ciertos lugares bien definidos donde la superconductividad es localmente destruida; en estos lugares el superconductor amontona varias lineas de campo magnético como si fuesen columnas de sostén; estas columnas o tubos de flujo hacen que nuestro material superconductor levite en medio del aire atrapándolo en un mismo sitio; cuando el material cambia de posición, los tubos de flujo se reubican de forma que nuestro superconductor permanece suspendido.

Se preguntará que significa la palabra “cuántica” o “cuántico”, que usualmente se usa como adjetivo en diferentes fenómenos físicos, y cuál es su relación con la levitación que se ve en el vídeo. Grosso modo, decir que un sistema está cuantizado hace referencia a que los estados en que podemos encontrar el sistema parecen estar numerados como los asientos en una sala de cine. Considere que una persona que visita una sala de cine es nuestro sistema físico en consideración y nos referiremos a ella como tal. Al ingresar a la sala, nuestro sistema puede ocupar sólo una silla a la vez. Una vez que la persona toma asiento su ubicación estará totalmente determinada por el número de asiento que le correspondió y no podremos encontrar nuestro sistema en un lugar que no sea uno de los asientos disponibles en la sala. El sistema estará limitado a ocupar uno de los asientos ya que no es posible que la persona se siente en uno de los corredores, en dos sillas a la vez, en las entradas de acceso o en las escaleras.

Haciendo extensivo este análisis al levitador, la superficie del superconductor representa la sala de cine y los tubos de flujo corresponden a las personas que toman asiento; al tomar asiento sólo pueden hacerlo en unos lugares bien definidos. Es de notar que cada vez que el superconductor cambia de posición, también lo hacen los tubos de flujo de manera que el superconductor se mantiene en suspensión. Que los tubos de flujo en el levitador estén restringidos por números de asiento hace de nuestro levitador un Levitador Cuántico.

Para saber más...

Se requiere cierto manejo de inglés para visitar la página del equipo de investigación responsable del vídeo que inspiró este escrito[1].

Referencias 


[1] http://www.quantumlevitation.com/levitation/Quantum_Levitation.html

lunes, 10 de octubre de 2011

Premio Nobel de Química 2011

La Real Academia Sueca de las Ciencias anuncia como Premio Nobel de Química para el año 2011 a Dan Shechtman, científico israelí, “por el descubrimiento de los cuasicristales” [1].  
                                                                                                   
Patrón de difracción de un cuasicristal de Zn-Mg-Ho icosaédrico.
La simetría en los cristales era considerada una característica imprescindible en este tipo de estructuras propias de la materia sólida, pues sus patrones simétricos eran reiterativos. A inicios de Abril de 1982 esta idea se fue desdibujando debido al descubrimiento de Dan Shechtman, quién desde ese momento sostuvo una ardua lucha por convencer a la comunidad científica de la existencia de patrones aperiódicos en los cristales a los que se denominó "cuasicristales". El descubrimiento del investigador israelí fue expuesto a la comunidad científica en un artículo titulado "Metallic Phase with Long-Range Orientational Order and No Translational Symmetry" publicado en la Physical Review Letters, en Noviembre de 1984 [2]. 


Dan Shechtman. 
Foto: Technion – Israel Institute of Technology 
En los cuasicristales las moléculas no disponen una estructura repetitiva, pero los patrones van estableciendo un determinado orden que se manifiesta en simetrías que eran consideradas prohibidas. Las secuencias de difracción - las cuales son el resultado del experimento - muestran este tipo de simetrías "prohibidas".                          

Referencias