Si se colocara en el espacio una lente gigante, del tamaño de la tierra, y se enfocara toda la luz del sol en un grano de arena, esa sería más o menos la intensidad que se logra con el nuevo láser construido en la Universidad de Michigan, Estados Unidos. El pulso del láser dura unos 30 femtosegundos (un femtosegundo es la milmillonésima parte de un segundo.) Estas emisiones tan intensas podrían ayudar a los científicos a desarrollar mejores tratamientos contra el cáncer, por ejemplo.
El láser posee una intensidad de 20 mil millones de billones (20.1021) de Watts por centímetro cuadrado, conteniendo 300 Terawatts de potencia en total; eso es 300 veces más potencia que la de la entera red eléctrica de Estados Unidos. Toda la potencia del haz está concentrada en un diámetro de 1,3 micrones, aproximadamente cien veces más pequeño que un cabello humano. Según los investigadores este láser es 2 órdenes de magnitud más intenso que cualquier otro en el mundo.
Dentro de otras ventajas, este láser puede producir el haz una vez cada 10 segundos, mientras que otros dispositivos similares sólo una vez cada algunas horas. “Podemos obtener una potencia tan elevada colocando una pequeña cantidad de energía en un pequeño, muy pequeño intervalo de tiempo,” dijo Yanovsky, uno de los investigadores. “Estamos almacenando energía y liberándola en una fracción microscópica de tiempo.” Para obtener valores tan elevados, el equipo agregó otro amplificador al sistema de láser HERCULES, que funcionaba previamente a 50 terawatts.
El HERCULES es un láser de titanio-safiro que ocupa varios cuartos en el Centro para Óptica Ultra Rápida, de la Universidad de Michigan. La luz que se le introduce rebota en una serie de espejos y otros elementos ópticos, como si fuera un Pinball, aumentando así su energía y enfocándose cada vez más a lo largo de su camino. Además de aplicaciones médicas, láseres tan intensos como este pueden expandir las fronteras de la ciencia, al permitir “hervir el vacío”: según algunos físicos, sería posible generar materia a partir del vacío al enfocar un haz lo suficientemente intenso, como el del nuevo láser. También permitiría explorar nuevas técnicas de fusión, es decir la unión de átomos de poca masa para generar otros más pesados.
15.2.08
Titán: un gran reserva de hidrocarburos
El Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA ha informado que la luna Titán de Saturno contiene unas reservas de hidrocarburos mayores que todas las de petróleo y gas natural que se conocen en la Tierra.
La superficie de Titán está cubierta por hidrocarburos en forma de metano y etano, hidrocarburos que según científicos de la Universidad Johns Hopkins caen desde el cielo, formando centenares de grandes depósitos en forma de lagos y mares.
Según los investigadores, Titán sería una gigantesca fábrica de materiales orgánicos. En su superficie se pueden observar dunas paralelas al ecuador que según los científicos contienen un volumen de materiales orgánicos mucho mayores que las reservas de carbón que hay en la Tierra. Estos cálculos están basados en el estudio de los lagos de la región polar norte, asumiendo que en la región sur se encontrarán unas características similares. El radar de la sonda Cassini sólo ha observado la zona sur una vez, por lo que ya están previstas futuras observaciones de esta región.
Estas observaciones han sido posibles gracias a la sonda Cassini, que lleva realizada una exploración cartográfica del 20 por ciento de la superficie de Titán.
La superficie de Titán está cubierta por hidrocarburos en forma de metano y etano, hidrocarburos que según científicos de la Universidad Johns Hopkins caen desde el cielo, formando centenares de grandes depósitos en forma de lagos y mares.
Según los investigadores, Titán sería una gigantesca fábrica de materiales orgánicos. En su superficie se pueden observar dunas paralelas al ecuador que según los científicos contienen un volumen de materiales orgánicos mucho mayores que las reservas de carbón que hay en la Tierra. Estos cálculos están basados en el estudio de los lagos de la región polar norte, asumiendo que en la región sur se encontrarán unas características similares. El radar de la sonda Cassini sólo ha observado la zona sur una vez, por lo que ya están previstas futuras observaciones de esta región.
Estas observaciones han sido posibles gracias a la sonda Cassini, que lleva realizada una exploración cartográfica del 20 por ciento de la superficie de Titán.
Descubren dos dinosaurios carnívoros muy inusuales en África
Han descubierto unos dinosaurios carnívoros muy inusuales en el desierto del Sahara, con una edad de 110 millones de años.
Estos dinosaurios que vivieron en el África del período cretácico, arrojan una visión tenebrosa de la vida allí, ya que se trataría de unos comedores de carne bastante peculiares.
Los dinosaurios fueron descubiertos por Paul Sereno, paleontólogo de la Universidad de Chicago. Uno, apodado Kryptops palaios, de hocico corto, parecía una hiena. Tenía dientes puntiagudos en una serie uniforme. Sereno cree que era carroñero.
El otro fue llamado Eocarcharia dinops, dinosaurio con una boca parecida a la de un tiburón, con dientes parecidos a cuchillas, especiales para cortar. Tenía una frente huesuda. Ambos tenían unos ocho metros de largo. Sereno cree que este dinosaurio se caracterizaba por capturar a sus presas vivas, a las que luego les cortaba los miembros.
“Estos son dos de tres que desenterramos. Tener tres grandes depredadores en esta zona es relmente extraordinario”, dijo Sereno, quien los describe en la revista Acta Palaeontologica Polonica.
El tercero en discordia es un dinosaurio comedor de pescado, el Suchomimus, muy parecido un cocodrilo pero con una especie de vela náutica en su espalda.
En tiempos de estos dinosaurios, la región pertenecía al super continente Godwana, a la región sur del mismo.
13.2.08
Científicos chinos crean un maíz resistente a la sequía
Este hallazgo puede tener un gran impacto tanto desde el punto de vista económico como medioambiental
Científicos de la Universidad de Shandong (este de China) han conseguido crear un maíz transgénico resistente a la sequía. Este descubrimiento podría tener una gran repercusión a nivel económico y medioambiental.
Este maíz contiene una enzima denominada PI-PLC que es clave en la ruta metabólica que produce el ácido fosfatídico, implicado en la defensa de las plantas en situaciones de déficit de agua o estrés provocado por las altas temperaturas.
La obtención de un maíz resistente a la sequía, capaz de dar altos rendimientos con poca agua, es una de las prioridades de las empresas biotecnológicas. Se espera que en la próxima década haya maíces comerciales con esta característica, que tendrían un gran impacto positivo dada la creciente escasez de agua y la cada vez mayor demanda de maíz para alimentación y biocarburantes.
Científicos de la Universidad de Shandong (este de China) han conseguido crear un maíz transgénico resistente a la sequía. Este descubrimiento podría tener una gran repercusión a nivel económico y medioambiental.
Este maíz contiene una enzima denominada PI-PLC que es clave en la ruta metabólica que produce el ácido fosfatídico, implicado en la defensa de las plantas en situaciones de déficit de agua o estrés provocado por las altas temperaturas.
La obtención de un maíz resistente a la sequía, capaz de dar altos rendimientos con poca agua, es una de las prioridades de las empresas biotecnológicas. Se espera que en la próxima década haya maíces comerciales con esta característica, que tendrían un gran impacto positivo dada la creciente escasez de agua y la cada vez mayor demanda de maíz para alimentación y biocarburantes.
Averiguan por qué lo pequeño es más fuerte
Cuando las estructuras hechas de metal se miniaturizan más, y sus dimensiones se acercan a la escala del micrómetro o menos, se hacen más fuertes. Los científicos descubrieron este fenómeno hace 50 años mientras medían la resistencia mecánica de unas piezas de estaño con forma de pelos de bigote, diámetro de unos micrómetros y longitud de unos milímetros.
Se han propuesto muchas teorías para explicar por qué lo más pequeño es más fuerte, pero sólo recientemente ha sido posible ver y grabar lo que sucede en las estructuras diminutas bajo tensión.
Andrew Minor, de la División de Ciencias de los Materiales en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, junto con colegas de la compañía Hysitron Incorporated y el Centro de Investigación y Desarrollo de la firma General Motors, utilizaron un microscopio electrónico para grabar lo que sucede cuando unos pilares de níquel con diámetros entre 150 y 400 nanómetros son comprimidos bajo una “prensa” plana hecha de diamante. El microscopio está equipado para que las muestras sometidas a tensión sean medidas y grabadas en vídeo mientras son observadas bajo el haz electrónico.
En general, la deformación mecánica tiende a aumentar el número de dislocaciones en un material. Pero para las estructuras de pequeña escala, con una proporción mucho mayor de área de la superficie con respecto al volumen, el proceso puede ser muy diferente. Las imágenes obtenidas con el microscopio electrónico ayudaron a los investigadores a entender por qué los pilares de níquel de tamaño nanométrico son tan fuertes.
En las imágenes lograron observar los cambios en la microestructura de esos pilares durante la deformación, incluso un proceso nunca antes observado al que los investigadores denominaron “templado mecánico”. En los materiales en porciones grandes, el endurecimiento o temple, un tratamiento que reduce la densidad de los defectos, se consigue normalmente por medio del calor.
Antes de la prueba, los pilares nanométricos de níquel estaban llenos de dislocaciones. Pero cuando los investigadores comprimieron los pilares, llegaron a ver una situación en la que todas las dislocaciones se eliminaron del material, reduciendo literalmente la densidad de las dislocaciones en 15 órdenes de magnitud y produciendo un cristal perfecto.
Se han propuesto muchas teorías para explicar por qué lo más pequeño es más fuerte, pero sólo recientemente ha sido posible ver y grabar lo que sucede en las estructuras diminutas bajo tensión.
Andrew Minor, de la División de Ciencias de los Materiales en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, junto con colegas de la compañía Hysitron Incorporated y el Centro de Investigación y Desarrollo de la firma General Motors, utilizaron un microscopio electrónico para grabar lo que sucede cuando unos pilares de níquel con diámetros entre 150 y 400 nanómetros son comprimidos bajo una “prensa” plana hecha de diamante. El microscopio está equipado para que las muestras sometidas a tensión sean medidas y grabadas en vídeo mientras son observadas bajo el haz electrónico.
En general, la deformación mecánica tiende a aumentar el número de dislocaciones en un material. Pero para las estructuras de pequeña escala, con una proporción mucho mayor de área de la superficie con respecto al volumen, el proceso puede ser muy diferente. Las imágenes obtenidas con el microscopio electrónico ayudaron a los investigadores a entender por qué los pilares de níquel de tamaño nanométrico son tan fuertes.
En las imágenes lograron observar los cambios en la microestructura de esos pilares durante la deformación, incluso un proceso nunca antes observado al que los investigadores denominaron “templado mecánico”. En los materiales en porciones grandes, el endurecimiento o temple, un tratamiento que reduce la densidad de los defectos, se consigue normalmente por medio del calor.
Antes de la prueba, los pilares nanométricos de níquel estaban llenos de dislocaciones. Pero cuando los investigadores comprimieron los pilares, llegaron a ver una situación en la que todas las dislocaciones se eliminaron del material, reduciendo literalmente la densidad de las dislocaciones en 15 órdenes de magnitud y produciendo un cristal perfecto.
12.2.08
Matemáticos rusos creen que podría comenzar a haber viajes en el tiempo
Los viajes en el tiempo podrían dejar de ser un tema recurrente de la literatura de ciencia ficción para convertirse en una realidad científica en solo unos pocos meses. Según los matemáticos rusos Irina Aref’eva e Igor Volovich (del Instituto Matemático Steklov, de Rusia), la apertura del Large Hadron Collider (Gran Colisionador de Hadrones o LHC) del prestigioso CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) el próximo mayo, podría desencadenar este hecho poco esperable para estas alturas de la investigación científica contemporánea.Un hecho bastante más apresurado de que cualquiera podría haber calculado.
El CERN es el mayor laboratorio de física de partículas, y se alza al noroeste de Ginebra, en la frontera entre Francia y Suiza. La mayoría de las actividades del laboratorio están hoy día focalizadas en la construcción y puesta en marcha de un nuevo colisionador, justamente, el LHC..
El LHC es, en los hechos, el proyecto de cooperación científico más grande del mundo, al reunir a alrededor de 2.000 físicos representantes de 34 países y cientos de universidades y laboratorios de todo el planeta. Se espera que comience a trabajar en mayo de este año, después de haber sido pospuesta su entrada en funcionamiento debido a fallas detectadas hace casi un año atrás.
Es entonces cuando, de acuerdo con el ensayo publicado por los rusos, podría abrirse una puerta hacia el viaje en el tiempo.
“Las colisiones protón- protón dentro del LHC podrían dar lugar a la formación de máquinas del tiempo (regiones del espacio-tiempo con curvas cerrado similares al tiempo) que violan la causalidad”, explican en su trabajo Irina Aref’eva e Igor Volovich.
El objetivo inicial del Centro es acelerar las partículas que forman los átomos hasta cerca de la velocidad de la luz para que impacten y recreen así las condiciones que existían en el instante en el que se produjo el Big Bang. De este modo, los científicos podrán estudiar mejor cómo fueron los primeros microsegundos del Universo.
Sin embargo, los matemáticos rusos calculan que la fuerza liberada podría ser de una magnitud tal como para llegar a afectar al tejido del Universo, generando ondulaciones espaciales y creando las circunstancias propicias para que se produjese un “agujero de gusano”, de tal modo que nuestro tiempo estaría conectado con el futuro.
En física, un agujero de gusano, también conocido como un puente de Einstein-Rosen, es una característica topológica del espacio-tiempo hipotética (es decir, teórica), descrita por las ecuaciones de la relatividad general. Resumiendo casi hasta el infinito, se podría decir que un agujero de gusano es esencialmente un “atajo” a través del espacio y el tiempo.
El término fue introducido por el físico teórico estadounidense John Wheeler en 1957 y proviene de la siguiente analogía, usada para explicar el fenómeno: imagine que el universo es la cáscara de una manzana, y un gusano viaja sobre su superficie.
La distancia desde un lado de la manzana hasta el otro es igual a la mitad de la circunferencia de la manzana si el gusano permanece sobre la superficie de ésta. Pero si en vez de esto, cavara un agujero directamente a través de la manzana la distancia que tendría que recorrer sería considerablemente menor, recordando la afirmación que dice “la distancia más cercana entre dos puntos es una línea recta”.
Pero, más allá de que aún hay que ver si esta vez, efectivamente, el CERN podrá poner a trabajar a su LHC, y aún cuando las hipótesis de los matemáticos rusos fueran medianamente ciertas, esto no implicaría que a partir de mayo se pudiesen recibir viajeros en el tiempo.
¿por qué? Porque los agujeros que se producirían serían apenas mayores que un puñado de átomos. O, como mucho, agujeros negros en miniatura en zonas del campo francés y suizo.
El CERN es el mayor laboratorio de física de partículas, y se alza al noroeste de Ginebra, en la frontera entre Francia y Suiza. La mayoría de las actividades del laboratorio están hoy día focalizadas en la construcción y puesta en marcha de un nuevo colisionador, justamente, el LHC..
El LHC es, en los hechos, el proyecto de cooperación científico más grande del mundo, al reunir a alrededor de 2.000 físicos representantes de 34 países y cientos de universidades y laboratorios de todo el planeta. Se espera que comience a trabajar en mayo de este año, después de haber sido pospuesta su entrada en funcionamiento debido a fallas detectadas hace casi un año atrás.
Es entonces cuando, de acuerdo con el ensayo publicado por los rusos, podría abrirse una puerta hacia el viaje en el tiempo.
“Las colisiones protón- protón dentro del LHC podrían dar lugar a la formación de máquinas del tiempo (regiones del espacio-tiempo con curvas cerrado similares al tiempo) que violan la causalidad”, explican en su trabajo Irina Aref’eva e Igor Volovich.
El objetivo inicial del Centro es acelerar las partículas que forman los átomos hasta cerca de la velocidad de la luz para que impacten y recreen así las condiciones que existían en el instante en el que se produjo el Big Bang. De este modo, los científicos podrán estudiar mejor cómo fueron los primeros microsegundos del Universo.
Sin embargo, los matemáticos rusos calculan que la fuerza liberada podría ser de una magnitud tal como para llegar a afectar al tejido del Universo, generando ondulaciones espaciales y creando las circunstancias propicias para que se produjese un “agujero de gusano”, de tal modo que nuestro tiempo estaría conectado con el futuro.
En física, un agujero de gusano, también conocido como un puente de Einstein-Rosen, es una característica topológica del espacio-tiempo hipotética (es decir, teórica), descrita por las ecuaciones de la relatividad general. Resumiendo casi hasta el infinito, se podría decir que un agujero de gusano es esencialmente un “atajo” a través del espacio y el tiempo.
El término fue introducido por el físico teórico estadounidense John Wheeler en 1957 y proviene de la siguiente analogía, usada para explicar el fenómeno: imagine que el universo es la cáscara de una manzana, y un gusano viaja sobre su superficie.
La distancia desde un lado de la manzana hasta el otro es igual a la mitad de la circunferencia de la manzana si el gusano permanece sobre la superficie de ésta. Pero si en vez de esto, cavara un agujero directamente a través de la manzana la distancia que tendría que recorrer sería considerablemente menor, recordando la afirmación que dice “la distancia más cercana entre dos puntos es una línea recta”.
Pero, más allá de que aún hay que ver si esta vez, efectivamente, el CERN podrá poner a trabajar a su LHC, y aún cuando las hipótesis de los matemáticos rusos fueran medianamente ciertas, esto no implicaría que a partir de mayo se pudiesen recibir viajeros en el tiempo.
¿por qué? Porque los agujeros que se producirían serían apenas mayores que un puñado de átomos. O, como mucho, agujeros negros en miniatura en zonas del campo francés y suizo.
Supercomputadora para escuchar agujeros negros
La supercomputadora SUGAR (SU [Siracuse University] Gravitational and Relativity Cluster) ayudará a identificar el sonido de los agujeros negros.
Los científicos esperan que una nueva supercomputadora que será construida por el Departamento de física de la Universidad de Siracuse (Siracuse University, SU) podría ayudarlos a identificar el sonido de un agujero negro. La supercomputadora fue apodada SUGAR (sigla en inglés por SU Gravitational and Relativity Cluster. La palabra sugar significa azúcar en inglés). SUGAR recibirá pronto una masiva cantidad de datos del Instituto de Tecnología de California (Caltech) que fue recolectada en un período de dos años en el Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO).
Las ondas gravitacionales son producidas por violentos eventos en el Universo distante, como la colisión de agujeros negros o explosiones de supernovas. Las ondas cruzan el Universo a la velocidad de la luz. Aunque Albert Einstein predijo su existencia en 1916 en su Teoría General de la Relatividad, llevó décadas desarrollar la tecnología para detectarlas. La construcción de LIGO se completó en 2005. Recientemente los científicos concluyeron un prueba científica de dos años de los detectores.
Antes de poder aislar el sonido de un agujero negro de los datos de LIGO, los científicos deben imaginarse cómo sonaría un objeto así. Trabajando con colegas del proyecto Simulating eXtreme Spacetimes (SXS) se usará SUGAR y las ecuaciones de Einstein para crear modelos de ondas gravitacionales de la colisión de agujeros negros. SXS es un proyecto colaborativo con el Caltech y Cornell.
Los agujeros negros son masivos campos gravitacionales en el Universo que resultan del colapso de estrellas gigantes. Como los agujeros negros absorben luz, no pueden ser estudiados usando telescopios u otros instrumentos que recaen en ondas de luz. Sin embargo, los científicos creen que puden aprender más sobre estos objetos al escuchar sus ondas gravitacionales.
En realidad, con los instrumentos actuales, sí se puede estudiar a estas criaturas cósmicas, pero de manera indirecta, a través de las pertubaciones que generan en las estrellas cercanas y los jets de materia que expulsan. Lo que se propone ahora es otra forma de estudio complementaria.
Duncan Brown, miembro del Grupo de Ondas Gravitacionales de la Universidad de Syracuse, que está ensamblando SUGAR dice: “Buscar las ondas gravitacionales es como escuchar al Universo. Diferentes clases de eventos producen diferentes diseños de ondas. Nosotros queremos intentar extraer un diseño de onda -un sonido especial- que concuerde con nuestro modelo, de todo el ruido de los datos de LIGO”.
Hacen falta masivas cantidades de poder computacional y almacenamiento de datos, analizar los datos contra los modelos de ondas. SUGAR es una colección de 80 computadoras, con 320 CPUs de poder y 640 gigabytes de memoria RAM. Ah, y tiene 96 Terabytes de espacio de disco para almacenar los datos.
También hace falta una red óptica de alta velocidad dedicada para transferir los datos entre Caltech y SU. Para lograrlo, la SU en colaboración con NYSERNet crearon una senda especial para los datos LIGO en la red de fibra óptica de alta velocidad que cruza los Estados Unidos.
Tanto la supercomputadora como la red estarían corriendo a finales de febrero. Una vez que los datos se transfieran, Brown y sus colegas estarán escuchando la “sinfonía cósmica”.
El científico reflexionó que “Nunca vimos la Teoría de Einstein en esta forma”.
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