Los clubs exclusivos de hubs en el cableado neuronal del cerebro

“Un concentrador o hub permite centralizar el cableado de una red; recibe una señal y repite esta señal emitiéndola por sus diferentes puertos.” Ciertas regiones del cerebro actúan como hubs que están muy interconectados entre sí; según un nuevo estudio de van den Heuvel y Sporns los grupos de hubs muy bien interconectados se comportan como clubs exclusivos y son cruciales para una comunicación eficiente entre las neuronas del cerebro. Nos lo ha contado Katherine Whalley, “Neuronal networks: In the rich club,” Nature Reviews Neuroscience 13: 3, January 2012, quien se hace eco del artículo técnico de Martijn P. van den Heuvel, Olaf Sporns, “Rich-Club Organization of the Human Connectome,” The Journal of Neuroscience 31: 15775-15786, 2011.  Me enteré de estos artículos gracias a Xurxo Mariño (@xurxomar) a quien agradezco su labor.

Los autores realizaron imágenes corticales de 21 individuos sanos y estudiaron la conectividad estructural de dichas regiones (68 corticales y 14 subcorticales, que fueron divididas en 1170 parcelas). Aplicando técnicas de la teoría de grafos red descubrieron un conjunto de 12 regiones que están más densamente interconectadas entre sí que cualquier otro conjunto de regiones del cerebro y al que casi todas las otras regiones examinadas están conectadas. Estas regiones presentan funciones fundamentales para el cerebro y cualquier “ataque” que dañe los ganglios en estas regiones tiene un efecto mucho mayor que cualquier otro ataque al azar, lo que podría ofrecer pistas sobre cómo ciertas enfermedades afectan al funcionamiento general del cerebro.

Atención, pregunta: Por qué tus amigos tienen más amigos que tú

La estadística tiene estas paradojas. Eran dos y uno se comió un pollo; la estadística dice que cada uno disfrutó de la mitad. Aprovecha una fiesta con tus amigos para hacer este experimento. Pídale a cada uno de ellos que escriba cuántos amigos tiene. No importa quien seas o quienes sean tus amigos, lo más probable es que descubras que tus amigos, en promedio, tienen más amigos que tú. ¿Cómo es posible? La amistad es una relación simétrica, si X es amigo de Y, entonces Y es amigo de X. ¿Cómo es posible que Y y otros amigos de X tengan más amigos que X? Este experimento fue ideado por el sociólogo Scott L. Feld (ahora en la Universidad de Purdue) que nos pone un ejemplo sencillo, las ocho niñas de la figura. Betty tiene una sola amiga (Sue), pero Sue tiene cuatro amigas (Betty, Alice, Pam y Dale). En promedio, estos ocho niñas tienen 2,5 amigas, pero los amigos de estas ocho niñas (que son ellas mismas) tienen en promedio tres amigas. El artículo técnico es “Why your friends have more friends than you do,” American Journal of Sociology 96: 1464-1477, 1991 [copias gratis]. Me lo ha recordado la relectura de Satoshi Kanazawa, “Why Your Friends Have More Friends Than You Do. And why your girlfriend is a whore,” The Scientific Fundamentalist, November 1, 2009.

Si uno lo piensa un momento, el origen de esta aparente paradoja es trivial, ¿es la estadística, tonto! (parafraseando a la campaña presidencial de Bill Clinton en 1992 y su famoso «the economy, stupid»). Sin embargo esta idea tan simple no se le ocurrió a nadie antes de Feld. Tú tienes más probabilidades de ser amigo de alguien que tiene más amigos que tú, que de alguien que tiene menos. Imagina una reunión con 12 personas que tienen un solo amigo entre ellos que tiene 12 amigos y en la que hay una sola persona que tiene un amigo con un solo amigo. Al calcular el número promedio de amigos que tiene una persona el número 12 aparece una sola vez. Sin embargo, al calcular el número promedio de amigos que tienen los amigos de una persona concreta, el número 12 aparecerá 11 veces, por lo que este número siempre será mayor que el primero.

Una variante de esta paradoja es ¿por qué tu primera pareja es más promiscua que tú? Muchos hombres se deprimen después de tener sexo con una mujer por primera vez, cuando ella les confiesa que ha tenido más amantes antes que él. La razón es la misma, la puñetera estadística. Imagina de nuevo que hay 12 hombres que han tenido una amante que ha tenido (o tendrá) 12 amantes, pero solo hay un hombre que ha tenido una amante que ha tenido un solo amante. Cada hombre ha de estar agradecido, ya que la razón por la que ella llegó a ser su amante es porque ella ha tenido (o casi seguro tendrá) muchos amantes. Para este hombre es 12 veces más probable tener relaciones con esta mujer que con una mujer que solo ha tenido un amante. Paradójicamente, si tu pareja solo tuvo un amante, probablemente no seas tú. Y si tu pareja no ha tenido ningún amante, con toda seguridad no eres tú.

También hay una variante intergeneracional: “¿Por qué nuestras madres tenían más hijos que otras mujeres de su generación?” Te dejo que hagas el razonamiento por tu propia cuenta. Y hay muchas variantes, si piensas un poco descubrirás muchas; usa los comentarios para sorprendernos.

Hoy “Atención, pregunta” es un “Piensa, comenta.”

Por cierto, aprovecha estas fiestas para hacer experimentos con tus amigos y familia. No tienen que ser experimentos sociológicos, también pueden ser experimentos físicos, como los de Richard Wiseman (los he visto tantas veces y en tantos lugares que no dónde los descubrí por primera vez; Google me indica que han vuelto a aparecer en Menéame).

La informática en España desde el punto de vista de la excelencia de los profesores de las áreas ATC, CCIA y LSI

Uno de nuestros lectores nos ha regalado en Navidad el enlace al informe de Alfonso Ibáñez, Concha Bielza y Pedro Larrañaga, “Productividad y Visibilidad Científica de los Profesores Funcionarios de las Universidades Públicas Españolas en el Área de Tecnologías Informáticas,” Universidad Politécnica de Madrid, Septiembre 2011[280 pp.]. Yo no conocía este documento que estudia la situación actual de la investigación en las áreas de conocimiento Arquitectura y Tecnología de los Computadores (ATC), Ciencia de la Computación e Inteligencia Artificial (CCIA) y Lenguajes y Sistemas Informáticos (LSI). El informe solo estudia las publicaciones en revistas JCR en las áreas de “Computer Science” aunque muchos profesores (como yo, que soy profesor titular en CCIA en la UMA) no publicamos en este área (por ejemplo, yo solo tengo 8 artículos en CS, cuando tengo 18 en matemática aplicada y 10 en física).

El análisis divide a los profesores TIC en España en cinco categorías en función de cinco 5 características básicas: Productividad o documentos publicados (publicaciones), Visibilidad o citas recibidas (citas), Individualidad o productividad y visibilidad ponderadas por autores (hi-index), Innovación o creación de nuevo conocimiento (c-index) y Vanguardismo o publicaciones recientes y citas recientes (hc-index). En la categoría de máxima excelencia hay 12 profesores, de los cuales 9 son catedráticos de universidad (CU) y 3 son titulares de universidad (TU); para mí lo más curioso es que entre estos 12 profesores hay 8 en CCIA, 2 en LSI y 2 en ATC. Aunque el informe es anónimo, los que trabajamos en ATC o CCIA o LSI podemos poner nombre y apellidos a esos 9 CU y 3 TU; yo incluso me atrevería a poner cara a cada uno de ellos. Pero si alguien tiene dudas, que mire de qué universidades son en la siguiente figura.

Los interesados en las métricas bibliométricas que distinguen la categoría a la que pertenece un profesor pueden consultar la siguiente tabla. ¿Eres profesor de ATC o CCIA o LSI? ¿A qué categoría perteneces? En tu mano está calcularte las métricas.

El informe presenta muchos otros datos de interés que os animo a consultar por vuestra mano. Yo me he centrado en mi área de conocimiento CCIA, por razones obvias.

Entre el genio y la locura: Georg Cantor, Ludwig Boltzmann, Kurt Gödel y Alan Turing

“Dangerous Knowledge” es un documental de la BBC presentado por David Malone que nos recuerda la vida de cuatro matemáticos (Georg Cantor, Ludwig Boltzmann, Kurt Gödel y Alan Turing) que vivieron entre el genio y la locura. La primera parte (arriba) se centra en la vida de Cantor y Boltzmann, y la segunda parte acaba la de Boltzmann y recorre las de Gödel y Turing. Si tenéis una hora y media y os gusta la historia de la ciencia, y del genio humano, os gustará este documental.

Fernando Sanford, el español que emuló a Tesla e inventó la fotografía Kirlian en 1891

La fotografía Kirlian debería llamarse fotografía Sanford, pues el español Fernando Sanford descubrió el mal llamado “efecto Kirlian” en 1891. El trabajo de este científico español, el Nikola Tesla español, buscó minimizar el “efecto Sanford” hasta hacerlo desaparecer, pues para él era un defecto de su técnica de “fotografía eléctrica.” No lo logró y murió sin saber que el ruso Semyón D. Kirlian redescubrió este efecto en 1939. Kirlian se dedicó a tratar de exagerar las propiedades de este efecto en lugar de minimizarlas; hoy en día, la “fotografía Kirlian” está rodeada de  un contexto pseudocientífico y el trabajo de Fernando ha quedado en el olvido. Este genial español estudió en Alemania durante dos años junto a Hermann von Helmholtz y luego emigró a EE.UU. para formar parte del grupo de profesores fundadores de la Universidad de Stanford en 1891. La fotografía eléctrica es una “técnica fotográfica sin luz” que Fernando publicó en Physical Review en 1894; su trabajo se basó en un dispositivo previo inventado en 1891 por F. J. Smith. llamado “inductoscript.” La fotografía de una moneda que abre esta entrada, extraída del artículo original de Sanford en 1894, parece calcada de una de las fotografías más famosas del ruso, que aparece abajo.

Fernando Sanford dice en su artículo original que en sus primeros experimentos obtuvo una imagen negativa sobre un pedazo de papel de bromuro colocado entre dos electrodos metálicos, pero que no se le ocurrió fotografiar una moneda hasta que leyó un artículo de W. B. Crofts en 1892. La técnica de fotografía eléctrica de Sanford tenía el gran defecto de que todos los objetos fotografiados mostraban un “aura.” Él creía que este “aura” era debida a que hay “cargas eléctricas en todos los cuerpos que escapan por sus bordes.” Durante varios años trató de eliminar este efecto recubriendo los objetos que fotografiaba mediante un aislante dieléctrico, pero que nunca llegó a eliminarlo de forma definitiva. Por ello, decidió abandonar esta línea de investigación y dedicarse a otros temas más productivos. Se cree que Nikola Tesla conocía los trabajos de Sanford y que trató de emularlos en su propio laboratorio.

Fuentes: Donald Clarence Laycock (Canberra Skeptics), “Skeptical, a handbook on pseudoscience and the paranormal,” Canberra Skeptics, 1989; Fernando Sanford, “Some experiments in electric photography,” Physical Review (Series I) 2: 59–61, 1894; y “Kirlian Photography,” Wikipedia.

Vídeos youtube educativos realizados por alumnos de física

Estos vídeos han sido realizados por estudiantes de física de Río de Janeiro como parte de sus prácticas de una asignatura de Física Audovisual. Una bonita iniciativa que pueden imitar muchos docentes de física de universidades e institutos de bachillerato y enseñanza secundaria. Unos vídeos están mejor, otros peor, pero en todos se ha puesto mucha ilusión, así que en Navidad os pido que los visitéis (algunos han sido muy poco visitados a día de hoy); para todos los autores la mejor recompensa a su trabajo serán unas cuantas visitas de lectores de la Ciencia de la Mula Francis en Navidad. ¡Qué los disfrutéis! Sus profesores ya han disfrutado de un artículo publicado en una revista internacional: Marcus Vinicius Pereira, Susana de Souza Barros, Luiz Augusto C de Rezende Filho, Leduc Hermeto de A Fauth, “Audiovisual physics reports: students’ video production as a strategy for the didactic laboratory,” Physis Education 47: 44-51, 2011.

El lanzamiento de huesos de cerezas y la mecánica de la lengua del camaleón

Se puede lanzar un hueso de cereza con los labios o con los dedos, hay incluso concursos. La mecánica del lanzamiento de huesos de cereza con los dedos resulta ser muy similar a la utilizada por el camaleón para proyectar su lengua contra un insecto, como nos aclaran los físicos eslovenos Gorazd Planinsic y Andrej Likar en “Speed, acceleration, chameleons and cherry pit projectiles,” Physics Education 47: 21-27, 2012.

El modelo matemático que han desarrollado estos físicos eslovenos es muy sencillo, como muestra la figura de abajo. Los parámetros geométricos del hueso de cereza se pueden medir directamente, pero las fuerzas aplicadas con los dedos requieren ajustar el movimiento resultante con el observado en vídeos de alta velocidad, como el mostrado en la figura de arriba. El modelo puede ser utilizado por profesores de física como ilustración en sus clases. Si el modelo es correcto, la mayor parte de la energía almacenada en los músculos se transforma en energía cinética para los dedos; de esta energía cinética la mayor parte se transforma en calor y solo una pequeña fracción es transformada en energía cinética para el hueso de cereza.

Para qué puede servir un modelo del lanzamiento de un hueso de cereza. Estos físicos eslovenos nos indican que las analogías físicas permiten reutilizar el modelo para entender múltiples sistemas físicos y nos ponen el ejemplo de la mecánica del lanzamiento de la lengua en los camaleones. 

La lengua del camelón contiene una punta pegajosa, unos músculos retractores y unos músculos aceleradores. Estos últimos tienen forma cilíndrica y se pueden contraer de forma radial apretando un cilíndro hueco que recubre un apéndice óseo llamado asta del hioides (o cuerno del hioides); la compresión de este cilindro hueco desde la punta del asta el hioides hasta la base de la lengua gracias a los músculos aceleradores lanza la lengua hacia adelante. La figura de abajo ilustra la anatomía en detalle, extraída del artículo de Ulrike K. Müller, Sander Kranenbarg, “Power at the Tip of the Tongue,” Science 304: 217-219, 9 Apr. 2004.

Desde un punto de vista mecánico la lengua del camaelón funciona por el mismo principio físico que el lanzamiento de un hueso de cereza, con la excepción de que en este caso el músculo que acelera la lengua es impulsado hacia la presa, en lugar de los dedos que permanecen en reposo. Tras alcanzar la presa, los músculos retractores se encargan de recoger la lengua pegada a un delicioso bocado, en caso de acierto, claro.

Regalo de Navidad: El mundo cuántico según Symphony of Science con subtítulos en español

Vídeo original con subtítulos (de mejor calidad pero sin recortar).

Regalo de Navidad: Sir David Attenborough at Royal Institution Christmas Lectures 1973

Vídeo completo en la Royal Institution: Beware!

Vídeo completo en la Royal Institution: Be mine!

Vídeo completo en la Royal Institution: Parents and Children

 Vídeo completo en la Royal Institution: Foreign Languages

 Vídeo completo en la Royal Institution: Animal Language, Human Language

 Vídeo completo en la Royal Institution: Summary and Interview in 2011.

X Carnaval de Química: Adiós a la lavadora, el algodón con efecto “autolimpieza” se limpia solo con la luz del Sol

 

Algún día, lavar la ropa será tan fácil como tenderla al sol, gracias a las fibras de algodón con efecto “autolimpieza” (no es broma, es química). Las fibras de algodón recubiertas con una capa de dióxido de titanio dopado con nitrógeno y con otra de yoduro de plata, cuando reciben luz solar, emiten pares electrón-hueco que inducen reacciones de oxidación capaces de romper los compuestos orgánicos de la suciedad. El algodón funcionalizado con efecto “autolimpieza” gracias al titanio fue descubierto en 2005; desde entonces se ha intentado mejorar la eficiencia del proceso y sustituir la luz ultravioleta por luz solar. Tras importantes avances en 2009 y en 2010, los químicos chinos Deyong Wu y Mingoe Long han logrado cumplir con este objetivo. El nuevo artículo técnico es Deyong Wu, Mingce Long, “Realizing Visible-Light-Induced Self-Cleaning Property of Cotton through Coating N-TiO₂ Film and Loading AgI Particles,” ACS Applied Materials & Interfaces, online Nov. 8, 2011; la figura de abajo está extraída del artículo de Noureddine Abidi, Luis Cabrales, Eric Hequet, “Functionalization of a Cotton Fabric Surface with Titania Nanosols: Applications for Self-Cleaning and UV-Protection Properties,” ACS Appl. Mater. Interfaces 1: 2141-2146, 2009. ¿Para cuándo le diremos el adiós definitivo a la lavadora?

PS: Esta entrada participa en la X Edición del Carnaval de Química, alojado en esta ocasión en el blog BioUnalm que nos brinda el biotecnólogo vegetal David Castro. Anímate y participa en la última edición del carnaval en el Año Internacional de la Química.

Edición 2.9 Carnaval de Matemáticas: La habilidad numérica de las palomas para contar hasta tres es similar a la de los primates

1, 2, 3, 4, 5, … Contar números es una habilidad propia de los humanos, aunque muchos animales, desde las abejas a los primates, son capaces de diferenciar dos conjuntos con un número distinto de elementos. En 1998 se demostró que los primates tienen cierta noción abstracta del concepto de número, al menos de los números del 1 al 9, y que son capaces de ordenar pares de conjuntos en función de su cardinal. Un nuevo estudio publicado hoy en Science ha repetido dichos experimentos con palomas y ha demostrado que también tienen cierta noción abstracta del concepto de número, pero solo de los números del 1 al 3. Las palomas son capaces de ordenar estos conjuntos incluso cuando se cambian los elementos utilizados en el entrenamiento. La respuesta demostrada por las palomas no difiere de la de los monos, salvo en que solo alcanzan a contar hasta 3, cuando estos llegan a 9. Los autores del estudio proponen la hipótesis de que esta habilidad numérica compartida por palomas y monos se debe a que representan en sus cerebros el concepto abstracto de número de la misma forma. Hay dos explicaciones posibles a este hecho. La primera es una evolución convergente de las habilidades numéricas de pájaros y primates. Y la segunda es que hay un ancestro común a pájaros y primates con estas habilidades. Nuevos estudios serán necesarios para dirimir la cuestión. El nuevo artículo técnico es Damian Scarf, “Pigeons on Par with Primates in Numerical Competence,” Science 334: 1664, 23 Dec. 2011; el artículo sobre monos era Elizabeth M. Brannon, Herbert S. Terrace, “Ordering of the Numerosities 1 to 9 by Monkeys,” Science 282: 746-749, 23 Oct. 1998; el artículo que demostró que las abejas pueden contar es Marie Dacke, Mandyam V. Srinivasan, “Evidence for counting in insects,” Animal Cognition 11: 683-689, 2008; y las primeras pruebas de las habilidades numéricas de chimpancés se publicaron en S.T. Boysen, G.G. Berntson, “Numerical competence in a chimpanzee (Pan Troglodytes),” Journal of Comparative Psychology 103: 23-31, 1989.

PS: Curiosa fotografía en ”Las palomas, como los monos, saben contar,” Fotografías/SINC, 23 dic. 2011.

PS: Esta entrada es mi contribución a la Edición 2.9 del Carnaval de Matemáticas (19 al 25 diciembre 2011), organizado por Elisa Benitez autora del blog “Que no te aburran las M@tes.” Siento no tener tiempo de presentar un análisis estadístico detallado de los resultados de estos experimentos con palomas, que seguro que hubiera sido del disfrute de Elisa.

BTW ¿tienes un blog y no has participado aún en esta edición del carnaval? ¡Ay, ay, ay! Participar en el carnaval es fácil. ¡Anímate y participa!

BBC News vuelve a meter la pata en un titular y afirma que el LHC ha descubierto por primera vez una nueva partícula

BBC News hace un lustro era toda una referencia a seguir en cuanto a noticias científicas. Hoy priman los titulares sensacionalistas y la “ingeniería” de la noticia. Hoy habrás leído que el LHC ha descubierto, por primera vez, una nueva partícula. Gran noticia, pero la “nueva” partícula ni es nueva (se descubrió en 1977), ni es una partícula elemental (es un mesón compuesto de dos quarks bottom). ¿Dónde está la novedad? Como el LHC es el acelerador de partículas más energético del mundo ha sido capaz de producir el estado de excitación de esta partícula, lo que los físicos llaman una resonancia, de mayor energía conocido hasta el momento. ¿Una sorpresa? Todo lo contrario, un resultado esperado y por ello un resultado menor que confirma la validez del modelo estándar. La noticia en liza es “LHC reports discovery of its first new particle,” BBC News, 22 Dec. 2011. Una buena explicación en español de la metedura de pata en Jorge Díaz, “Excitación genera descubrimiento de partícula excitada en el LHC y por qué esto no es muy excitante,” Conexión causal, 22 dic. 2011. En inglés recomiendo a Matt Strassler, “A New Particle at the LHC? Yes, But…,” Of Particular Significance, Dec. 22, 2011 (la figura que abre esta entrada es suya).

¿Por qué esta “nueva” partícula es una partícula? En física cuántica se llama “partícula” a lo que se comporta como una “partícula puntual” a cierta escala de energía, la dada por su longitud de Compton; de hecho, no sabemos aún si el electrón o los quarks son partículas compuestas o no lo son; hace 50 años el protón era considerado una partícula elemental aunque desde hace unos 40 años sabemos que no lo es. Un átomo es una partícula, porque aunque está compuesto de electrones y un núcleo (a su vez compuesto), a cierta escala se comporta como si fuera puntual. Más aún, los estados excitados de un átomo también se comportan como partículas diferentes. Los electrones en el átomo se colocan en niveles de energía discretos y en la escala de distancias para la que un átomo es una partícula puntual, los átomos excitados con diferentes niveles de energía se comportan como partículas diferentes. Exactamente lo mismo ocurre con los hadrones (partículas compuestas de quarks), tanto con los bariones (como el protón y el neutrón, formados por tres quarks), como con los mesones (como el pión o la “nueva” partícula, formados por un par quark-antiquark). Los estados excitados de los hadrones se comportan como si fueran partículas diferentes (de hecho, antes de que se descubriera que estaban compuestos de quarks se pensaba que eran partículas diferentes). A estos estados excitados se les suele llamar como “resonancias” (aunque muchos físicos también usan la palabra “partícula”) y la “partícula de verdad” es la resonancia de menor energía. Estas excitaciones llamadas resonancias se clasifican igual que los átomos por dos números cuánticos asociados al momento cinético; en los átomos se llaman (L,M) y en las partículas (I,J), pero conceptualmente son la misma cosa. Por ello, igual que hay átomos excitados en orbitales S y P, también hay partículas excitadas en orbitales S y P.

La “nueva” partícula es un quarkonium (par quark-antiquark), en concreto un bottomonium (formado por un quark bottom y un antibottom). Los estados excitados de esta última los tenéis listados en la wikipedia, aunque no aparece el nuevo estado 3P, podréis ver los estados 1S, 1P, 2S, 1D, 2P, etc. No quiero entrar en más detalles técnicos. El estado de energía más bajo (lo que normalmente se llama el descubrimiento de la partícula) se observó en 1977; desde entonces, con el paso de los años, gracias al incremento de energía de los colisionadores de partículas, se han ido descubriendo nuevos estados (o nuevas “partículas”), siendo el último el publicado hoy mismo en este artículo técnico ATLAS Collaboration, “Observation of a new chi_b state in radiative transitions to Upsilon(1S) and Upsilon(2S) at ATLAS,” ArXiv, submitted on 21 Dec. 2011.

¿Por qué esta noticia es importante? Las predicciones teóricas indican que esta nueva resonancia del bottomonium es la más energética que puede ser observada en el LHC de forma directa; las resonancias más energéticas se cree que no dejarán traza detectable en los experimentos del LHC porque su vida media será demasiado corta. En este sentido, este artículo es muy interesante y nos ofrece información sobre una partícula de referencia en los tests de precisión para el modelo estándar. En la próxima década se hablará bastante de las propiedades en detalle de esta nueva “partícula” que serán estudiadas con gran cuidado para tratar de descubrir en ellas cualquier desviación con respecto a las predicciones del modelo estándar. La partícula Chi_b (3P) dará bastante que hablar en las conferencias técnicas en los próximos años y creo que volverá a aparecer en este blog. Aún así, para el público general, este nuevo descubrimiento es de menor importancia.

Las predicciones científicas para el año 2012 según Physics World

¿Qué nos espera en ciencia para el año que viene? Nos cuenta sus predicciones Matin Durrani, “What lies ahead for 2012?,” Physics World, Dec. 21, 2011. La predicción segura para el año 2012 en física será el descubrimiento del Higgs (o su exclusión definitiva). Otras noticias no están tan claras, pero seguro que habrá sorpresas. La magia de la física es que es impredecible.

El bosón de Higgs será encontrado. En enero 1983, cuando el CERN anunció el descubrimiento de los bosones W y Z no se montó el revuelo que se ha montado con el anuncio de diciembre de nuevos datos sobre el Higgs. Entonces, las dos colaboraciones responsables del descubrimiento habían debatido sus rifirrafes a puerta cerrada y lo que transcendió a los medios fue un resultado consensuado por ambas, sin fisuras. Pero en los tiempos actuales, con la web como vía rápida para la comunicación de resultados científicos, todos los trapos sucios son aireados con desaire y los rumores son la moneda de cambio. El anuncio de ATLAS y CMS de este mes es una señal clara de un Higgs con una masa de unos 125 GeV que será ratificado durante 2012 (en esto Durrani opina lo mismo que yo). Se espera que en la conferencia de invierno (marzo) en Moriond (La Thuile, Italia) se publique el resultado combinado oficial ATLAS+CMS con todos los datos de 2011 y el resultado final del Tevatrón combinando CDF+DZero con todos los datos del Run II; estos resultados podrían confirmar las expectativas levantadas este mes y apuntar de forma definitiva a un Higgs de 125 GeV (o en caso contrario descartarlo de forma definitiva). Una evidencia estadística a 5 sigmas se podría publicar durante el verano próximo.

Poco más sobre la materia oscura y los neutrinos superlumínicos. En opinión de Durrani, el año que viene es pronto para que se resuelva el problema de los neutrinos superlumínicos de OPERA, aunque se publicarán varias noticias al respecto; aún así los neutrinos seguirán siendo noticia y se espera una medida fiable del valor del ángulo θ13 que caracteriza las oscilaciones de los neutrinos. No se espera un descubrimiento, pero habrá múltiples noticias sobre la materia oscura que constituye el 23% del universo.

Las ciencias del espacio seguirán siendo noticia. Varias misiones serán lanzadas al espacio durante 2012, entre ellas, NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) de la NASA, que se lanzará en febrero para observar rayos X de alta energía, RBSP (Radiation Belt Storm Probes) de la NASA, que se lanzará en agosto para estudiar los cinturones de radiación que rodean la Tierra y con ellos la influencia del Sol sobre nuestro planeta, e IRIS (Interface Region Imaging Spectrograph) también de la NASA, que se lanzará en diciembre para estudiar la corona y el viento solares, y Swarm, una constelación de 3 satélites en órbita polar de la ESA que estudiarán el campo magnético terrestre. Por otro lado, el 6 de agosto se espera que MSL (Mars Science Laboratory) de la NASA deposite en suelo marciano el rover Curiosity que buscará señales de vida. Además, 2012 será el primer año en el que la NASA confiará a compañías privadas el suministro de servicios a la ISS (International Space Station), en concreto la cápsula no tripulada Dragon de la compañía SpaceX.

Aniversarios a celebrar en 2012. Se cumplirá el centenario del descubrimiento de los rayos cósmicos por el científico austríaco Victor Hess (que obtuvo por ello el Premio Nobel de Física 1936). Se cumplirá también el centenario del nacimiento del matemático británico Alan Turing (23 de junio de 1912), pionero de los ordenadores y que todos los informáticos celebraremos con placer.

Otras noticias no científicas. Las elecciones presidenciales a EE.UU. serán el 6 de noviembre y sabremos si  Barak Obama logra su reelección.

Nuevo método de enfriamiento de átomos permitirá alcanzar un picokelvin

Hoy en día es fácil enfriar unos cientos de átomos neutros hasta un nanokelvin, pero el objetivo es alcanzar un picokelvin (una billonésima de kelvin sobre el cero absoluto) parece inalcanzable con las técnicas convencionales. Hoy se publica en Nature una nueva técnica de enfriamiento que en teoría podrá alcanzar este logro. La nueva técnica se basa en atrapar los átomos a enfriar en una red (lattice en inglés) óptica, es decir, un “cristal” de luz creado por la interferencia de ondas de luz estacionarias. Los átomos atrapados en esta red son ideales para estudiar la física del estado sólido con solo unos pocos átomos, en especial, los sistemas de átomos en interacción fuerte. Aún no se ha logrado alcanzar el picokelvin, pero los autores del artículo esperan que esta técnica lo permita en poco tiempo. Nos lo cuenta Gretchen K. Campbell, “Atomic physics: When ultracold is not cold enough,” Nature 480: 463–465, 22 December 2011, haciéndose eco del artículo técnico de Waseem S. Bakr et al., “Orbital excitation blockade and algorithmic cooling in quantum gases,” Nature 480: 500–503, 22 December 2011.

La nueva técnica se basa en el uso del bloqueo de Coulomb (Coulombian blockade en inglés) de átomos. Este fenómeno aparece cuando se confinan muchas partículas de forma muy compacta con interacciones mutuas fuertes. Si la energía de interacción es suficientemente alta, añadir una nueva partícula al sistema es muy difícil y se produce el bloqueo coulumbiano debido a las fuerzas de interacción mutua repulsivas entre los átomos. En la red óptica los átomos ultrafríos desarrollan una estructura en niveles de energía (como los electrones en un átomo). El bloqueo coulombiano impide que nuevos átomos queden atrapados en la red óptica, pero las interacciones provocan que algunos átomos, por efecto túnel cuántico, cambien de sitio de dicha red. Los átomos se enfrían cuando los sitios que tienen mayor número de átomos pierden sus átomos que se colocan en otros sitios menos poblados y sus niveles de energía pasan a ser el nivel fundamental. El proceso de bloqueo se puede controlar mediante una excitación externa, el llamado bloqueo por intercambio orbital (OEB por las siglas en inglés de orbital exchange blockade). Gracias a este control se puede reducir la entropía del sistema y con ella la temperatura del conjunto de átomos.

Bakr y sus colegas han demostrado este nuevo sistema de enfriamiento utilizando una red óptica bidimensional con forma cuadrada obtenida mediante dos ondas de luz estacionarias perpendiculares. La profundidad de los pozos de luz se puede controlar mediante la intensidad de estas ondas estacionarias. En esta red se han atrapado algunos cientos de átomos de rubidio-87. El proceso desarrollado por Bakr y sus colegas es denominado “algoritmo” de enfriamiento, pues consiste en ir ajustando la profundidad de los pozos de potencial de tal manera que los átomos salten por efecto túnel de unos pozos a otros, reduciendo el número de átomos por pozo. En el límite, cuando hay un solo átomo por pozo y este se encuentra en el nivel energético más bajo, el gas se encuentra enfriado a la temperatura más baja posible. En este estado la entropía es mínima.

¿Para qué puede servir enfriar átomos a temperaturas ultrabajas en una red óptica? La aplicación más obvia es la computación cuántica, la creación de registros de bits cuánticos formados por miles de átomos. Los autores del estudio creen que su trabajo es un paso hacia ordenadores cuánticos escalables implementados en redes ópticas de átomos. Lograr enfriar átomos a solo un picokelvin será un gran logro, pero el futuro más prometedor es la implementación de ordenadores cuánticos.

¿Por qué no se ha alcanzado un picokelvin cuando la teoría así lo predice? Bakr y sus colegas no han alcanzado la entropía mínima predicha por la teoría para su método por ciertas ineficiencias en la red óptica que calientan ligeramente algunos átomos que pasan a ocupar estados excitados. Debidos a estos problemas de carácter técnico solo han logrado alcanzar una entropía mínima de 0,27 kB por partícula (donde kB es la constante de Boltzmann); este valor es comparable a los mejores experimentos previos. Para obtener un sistema de enfriamiento óptimo hay que corregir las deficiencias detectadas en la red óptica, algo factible (aunque no es fácil) según los autores. Todo indica que en los próximos años se alcanzará el picokelvin. Habrá que estar al tanto.

Atención, pregunta: ¿España necesita un Ministerio de Ciencia?

Ya lo adelantaba CincoDias.com el pasado 16 de diciembre y ayer lo confirmó nuestro nuevo y flamante Presidente Mariano Rajoy, el Ministerio de Ciencia e Innovación, muy criticado por el corte sesgado a la innovación industrial que impuso la Ministra Garmendia, ha desaparecido. Se convertirá en la Secretaría de Estado de Investigación, Desarrollo e Innovación, dependiente del Ministerio de Economía y Competitividad, cuya cartera ocupa  Luis De Guindos (fuente en BOE; gracias Pampa por el enlace). Esta Secretaría de Estado se encargará de la creación el 1 de enero de 2012 de la Agencia Estatal de Investigación, conforme a la Ley de Ciencia.

Mi pregunta quiere recabar tus comentarios al respecto: ¿Necesita España un Ministerio de Ciencia? ¿Debería la Secretaría de Estado de Investigación colgar del Ministerio de Educación, Cultura y Deporte? ¿Debería colgar de Industria? ¿Es una buena elección que cuelgue de Economía? ¿Qué opinas?

Querrás saber qué opino yo. Un Ministerio de Ciencia bien llevado por alguien con las ideas claras es clave y fundamental para España en la situación tan crítica que ha dejado la crisis a la ciencia española. Un Ministerio de Ciencia llevado por alguien ávido de aprovechar la situación para favorecer a sus amiguetes, mejor que desaparezca. Una Secretaría de Estado de Investigación con un presupuesto adecuado y bien llevada es clave y fundamental para España. ¿Tendrá un presupuesto adecuado sin que haya un Ministerio de Ciencia? ¿Tendrá un presupuesto adecuado colgando del Ministerio de Economía? En mi opinión no lo tendrá. Pido perdón, pero creo que Luis De Guindos no es la persona más adecuada para ser el responsable último de la financiación de la ciencia en España. Espero equivocarme y pido perdón por mi falta de confianza, pero creo que De Guindos no es el político más adecuado para llevar a sus espaldas la ciencia española. Espero equivocarme por el bien de la ciencia española en los próximos años.

Por cierto, por si te lo preguntas, la Secretaría de Educación, Formación Profesional y Universidades cuelga del Ministerio de Educación, Cultura y Deporte.

PS (23 dic. 2011): Víctor R. Ruiz, “Ciencia: Un mal ministerio es peor que una buena Secretaría de Estado,”  { cuaderno de bitácora }, 23 dic. 2011.

Kepler observa dos planetas gaseosos que puede que sobrevivieran a ser engullidos por su estrella cuando ésta se transformó en gigante roja

Dentro de unos miles de millones de años, el Sol se expandirá hasta formar una estrella gigante roja. Su atmósfera se extenderá más allá de la órbita de la Tierra, planeta que junto a Mercurio y Venus serán engullidos. La mayoría de los astrónomos pensaba que éste será el final del planeta Tierra, pero el satélite Kepler de la NASA ha descubierto dos planetas que parece que han sobrevivido a un evento de este tipo. De confirmarse el hallazgo con futuros avistamientos y la hipótesis de su origen con modelos numéricos, tendremos que cambiar el futuro que le espera a la Tierra según todos los libros de texto. La vida no sobrevivirá al cataclismo, pero el planeta Tierra, cual ave fénix, renacerá de sus cenizas. Nos lo ha contado Eliza M. R. Kempton, “Planetary science: The ultimate fate of planets,” Nature 480: 460–461, 22 December 2011, haciéndose eco del artículo técnico de S. Charpinet et al., “A compact system of small planets around a former red-giant star,” Nature 480: 496–499, 22 December 2011.

¿Cómo es posible que estos dos planetas sobrevivieran a tal terrible cataclismo? Los investigadores creen que se trataba de planetas gigantes gaseosos cuando la estrella quemaba hidrógeno para producir helio, como nuestro Sol ahora mismo. En aquella época estos planetas estaban más alejados. Cuando la estrella consumió todo el hidrógeno de su núcleo se expandió para convertirse en una estrella gigante roja que engulló las órbitas de los dos planetas. Esta órbitas redujeron su radio en espiral y los planetas perdieron su envoltura gaseosa. Por razones aún desconocidas, la gigante roja expulsó sus capas más externas y más frías de forma temprana y se transformó en una estrella subenana de tipo B (estrella subenana caliente con tipo espectral B). El núcleo rocoso de los planetas gaseosos sobrevivió a este cataclismo y ahora presentan órbitas muy cercanas a la subenana con periodos muy cortos (5,8 y 8,2 horas).

El método utilizado por Charpinet y sus colegas para detectar estos dos nuevos planetas difiere del método habitual que utiliza el Satélite Kepler de la NASA (medir cómo se reduce la luz de la estrella cuando pasa el planeta por delante de su disco). La subenana caliente KIC 05807616 es una estrella variable que varía su brillo a intervalos regulares. Al analizar (mediante transformada de Fourier) las oscilaciones de la luz de esta estrella en detalle los autores observaron dos señales periódicas superpuestas a la variación principal del brillo de la propia estrella. Esas señales periódicas (de amplitud muy pequeña, unas diez mil veces menor que la señal principal) revelaron la presencia de los dos nuevos planetas, que se encuentran muy cerca de su estrella (a 0,0060 y 0,0076 unidades astronómicas; una unidad astronómica es la distancia entre la Tierra y el Sol, y Mercurio se encuentra a unas 0,39 u.a.). Estimar el tamaño de estos planetas es difícil, pero los autores creen que tienen un tamaño similar a la Tierra.

Lo sorprendente del hallazgo es que nadie hubiera apostado a priori que un par de planetas pudieran sobrevivir a un cataclismo estelar de esta magnitud. De hecho, algunos astrónomos dudan que estos planetas sean un remanente del sistema planetario original; para ellos podrían haberse formado a partir del material expulsado por la gigante roja cuando se transformó en subenana caliente. La única manera de estar seguros de que los planetas sobrevivieron al cataclismo es el avistamiento de nuevos ejemplos similares en los próximos años; además, las simulaciones numéricas de la dinámica de sistemas planetarios, en las que nunca se había estudiado esta posibilidad con detalle, aportarán información relevante sobre si estas aves fénix planetarias pueden existir o no.

Un resultado como éste, publicado en Nature, nos hace plantearnos una posibilidad interesante, ¿sobrevivirá la Tierra a la transformación de nuestro Sol en gigante roja? Hace un mes nadie hubiera apostado por ello. Ahora habrá que considerar en serio esta posibilidad. Lo único que se puede decir ahora mismo es que nadie conoce la respuesta, aún.

Atención, pregunta: ¿Qué representación de datos te parece más adecuada?

Yo siempre se lo digo a mis alumnos, la representación de los datos es tan importante como los datos mismos. Hay un campo científico llamado visualización científica que estudia cual es la manera más adecuada de presentar los datos. Muchas veces, por convenio, mostramos los datos como todo el mundo lo hace, sin preocuparnos de si es la mejor forma de hacerlo. Estas figuras muestran dos maneras de presentar datos con barras de error: a la izquierda aparece la representación convencional y a la derecha una nueva representación que destaca los intervalos de confianza a 1, 2 y 3 sigmas CL. ¿Cuál de ambas representaciones os parece más informativa? ¿Cuál os permite aprender más sobre los mismos datos? Están extraídas del artículo técnico de Ritu Aggarwal y Allen Caldwell, “Error Bars for Distributions of Numbers of Events,” ArXiv, 12 Dec 2011. Si os gusta más la representación de la derecha, no quiero que a partir de ahora la utilicéis siempre, solo quiero que penséis ¿estoy utilizando la mejor representación posible para mis datos? ¿Lo puedo hacer mejor? En vuestra mano está la respuesta (no en balde son vuestros datos).

Escándalo en Holanda: Con el Plan Bolonia, aprobado general

No doy crédito, pero algunas universidades holandesas, que reciben dinero del gobierno en función del número de alumnos egresados, han decidido dar aprobado general; en concreto, los alumnos de último curso que han suspendido tienen la oportunidad de aprobar pasando exámenes más fáciles (simplificados). Así como lo oyes, todo el mundo contento, los alumnos con títulos “basura” y las universidades con las arcas repletas. El escándalo ha surgido cuando estas universidades han sido acusadas de fraude (por emisión de (miles de) títulos fraudulentos) por los propios alumnos, en concreto, los “sindicatos” de alumnos Unión Nacional de Estudiantes (LSVb) y Unión de Estudiantes de Amsterdam (ASVA). En el punto de mira está la Universidad de Ciencias Aplicadas de Amsterdam (Hogeschool van Amsterdam,  HvA) y la  Universidad de Ciencias Aplicadas de Inholland. Por supuesto, estas universidades se defienden afirmando que sus títulos no son fraudulentos y que se ha creado una comisión de expertos para verificarlo. La causa de estas prácticas fraudulentas es la caída en el número de alumnos matriculados, que provoca un bajo número de alumnos egresados. Estas universidades están actualmente recortando plantilla y para evitar recortes muy drásticos tienen que buscarse la vida como sea. Como sea, pero espero que en España nadie lea estas líneas y pretenda imitar las mismas políticas. Que ya se sabe que Holanda es la avanzadilla… del progreso social :)

Gracias, JLPdelaC por hacerte eco de esta noticia: “Amsterdam HvA university probes degree fraud,” 17 December 2011.

Carl Sagan en 1959 discutió la posible contaminación terrícola de la Luna en un alunizaje

Hace 15 años murió Carl Sagan y este año ha muerto Lynn Margulis (que firmó como Lynn Sagan en algunas ocasiones). ¿Cómo homenajear a Sagan? Muchos ya lo han hecho mucho mejor que yo: Miguel Santander, “A Carl…,” 20 diciembre, 2011, nos recuerda que Carl fue polvo de estrellas y al polvo de estrellas volvió tras dejar una tremenda huella, y recuerda la dedicatoria de su tesis doctoral “A Carl y Arthur. Aún no sé si os odio, os estoy muy agradecido, o estoy en una permanente superposición lineal de ambos estados.” Luis Alfonso Gámez ”Escépticos” ha recordado “El aniversario de la muerte de Carl Sagan, en Radio 3,” 2011 diciembre 20, junto a Ángel Carmona; Carl Sagan fue un escéptico militante, quizás “el escéptico militante.” Alex Fernández Muerza nos recuerda “La última entrevista de Carl Sagan“ en youtube; y Alberto Fernández en ”Carl Sagan: 15 años de su muerte” presenta otros vídeos, como el anuncio de su muerte en TVE. Y muchos otros…

Yo recordaré brevemente a Carl Sagan gracias a su artículo ”Biological Contamination of the Moon,” PNAS 46: 396-402, April 15, 1960. Sagan era un visionario y en noviembre de 1959 se preguntó cuánto contaminará la Luna el hombre tras una alunizaje. Puede parecer imposible que en 1959 alguien se planteara la cuestión, pero alguien tenía que hacerlo, porque en 1959 estaba claro que algún el hombre llegaría a la Luna y que había que evitar a toda costa toda posible contaminación, en especial, la contaminación biológica. Para Sagan sería un “desastre científico sin parangón (“unparalleled scientific disaster”) para el estudio de la historia temprana del sistema solar, el origen de la vida en la Tierra, la posibilidad de vida extraterrestre y la composición química de la materia en nuestro pasado remoto. En su artículo, Sagan discute posibles formas de vida que pudieran sobrevivir en la Luna (“cosmobiotas”) y cómo les podría afectar la contaminación debida a microorganismos de origen terrestre. Para sorpresa de muchos, Sagan incluye una fórmula matemática en su artículo (que muestra en la imagen de arriba) para estimar la probabilidad de que organismos vivos en la Luna puedan soportar la radiación solar incidente. Un kilogramo de instrumentos terrestres colocado en la Luna puede contener un mínimo de cien mil millones de microorganismos y un módulo lunar de una tonelada más de un trillón. Afortunadamente para todos, la fórmula matemática de Sagan demostraba que la radiación solar destruiría en pocas horas todos los microorganismos contaminantes dejando solo unos 0,01 microorganismos por metro cuadrado. Según Sagan, una contaminación tolerable en comparación con los beneficios que ofrecería un viaje a la Luna. Diez años más tarde, el hombre pisó la Luna.

¿Qué interés exobiológico puede ofrecer un alunizaje? Carl Sagan lo discutió en su artículo “Indigenous Organic Matter on the Moon,” PNAS 46: 393-396, April 15, 1960. Según los estudios sobre la posible historia temprana del sistema solar, la Luna, tras su formación, contenía restos de una atmósfera de origen terrestre compuesta por CH4, NH3, y H20, con pequeñas cantidades de H2 y otros productos de estas moléculas. El efecto de la radiación solar podría producir moléculas orgánicas de cierta complejidad, incluyendo aminoácidos y ciertos ácidos orgánicos, hidrocarburos y sus polímeros. Carl Sagan estima en su artículo la cantidad de materia orgánica que pudo formarse en la atmósfera primitiva de la Luna y que pudo sobrevivir hasta nuestros días. Según él, el subsuelo lunar podría contener estas substancias y la mejor manera de analizarlo es traer muestras a la Tierra.

Sin lugar a dudas, Sagan fue, además de todo un escéptico, todo un visionario.

XXVI Carnaval de Física: Mis fallos garrafales y mis honrosos aciertos en las predicciones científicas para 2011

Grandes revistas como Nature y Science publican todos los años un resumen de lo mejor que ha acontecido en el año saliente y unas predicciones para el entrante. Francis no puede ser menos y se hace eco de estas predicciones, edulcoradas por las propias. ¿Qué ha pasado con mis predicciones para el año 2011? Podéis consultarlas en “Mi revisión de las predicciones científicas de la revista Nature para el año 2011,” 1 de enero de 2011. Mi recopilación se basó en la publicada por Nature el 6 de enero (que apareció online el 31 de diciembre de 2010, porque no soy adivino). ”Las recopilé con algunos comentarios de mi propia cosecha.”

 

¿Descubrirá Kepler la primera tierra fuera del sistema solar? Sí, in extremis, hoy mismo, la NASA ha anunciado el descubrimiento de las dos primeras tierras (planetas con una masa menor des dos veces la masa de la Tierra), una de ellas incluso con una masa menor. Eric hand, “Kepler discovers first Earth-sized exoplanets. Planet hunters arrive at an important goal for NASA’s space telescope,” News, Nature 20 Dec. 2011, nos cuenta que alrededor de la estrella Kepler-20, a unos 947 años luz de la Tierra, se han encontrado los dos planetas extrasolares más pequeños: Kepler-20f es una Tierra (radio 1,03 veces el de la Tierra), con una temperatura superficial de 705 K; Kepler-20e es un Venus (un planeta de masa menor que la Tierra), con un radio de 0,87 veces el de la Tierra y una temperatura superficial de 1040 K. Son planetas muy calentitos para estar habitados, pero este año también se encontró el primer Goldilock, planeta tipo Tierra en la zona habitable de su estrella, Kepler-22b, con un radio 2,4 veces el de la Tierra. Nos lo contó, por ejemplo, Melissae Fellet, ”Smallest habitable world around sun-like star found,” New Scientist 06 Dec. 2011; la nueva noticia también la puedes leer en Lisa Grossman, “Smallest planet is tinier than Earth,” New Scientist 20 Dec. 2011; “Kepler finds first earth-size planets beyond our solar system,” PhysOrg.com, Dec. 20, 2011; John Matson, “It’s a Small World: Kepler Spacecraft Discovers First Known Earth-Size Exoplanets,” Scientific American, Dec. 20, 2011; y en español en “Descubren los dos primeros planetas del tamaño de la Tierra más allá del sistema solar,” RTVE.es, 20 dic. 2011.

¿Los últimos y definitivos vuelos de los transbordadores de la NASA? Sí, así ha sido. El año 2011 ha sido el último de los transbordadores espaciales de la NASA. Aunque puede parecer que esto estaba muy claro, en estos asuntos siempre surgen dudas y se podría haber retrasado hasta 2012, pero no ha sido así. ¿Éxito de las sondas espaciales de exploración del sistema solar?Todas las sondas espaciales lanzadas este año han sido un éxito, salvo la soviética Phobos-Grunt.

¿Se reduce el cerco para la búsqueda del bosón de Higgs? Sí, esta noticia es quizás una de las grandes noticias de la física de partículas del año. Ya ya lo decía hace un año: “En Nature no se atreven con ningún número, pero yo diría que se reducirá a unos 130 GeV/c²; es decir, a finales de 2011 podríamos estar buscando al bosón de Higgs en el intervalo de masas de 115 a 130 GeV/c², lo que puede parecer un pequeño avance.” Y casi he acertado pues el límite publicado el 6 de diciembre eal 95% CL es de 117 a 127 GeV/c². Nadie podía esperar que el LHC funcionara tan bien como lo ha hecho en 2011. Fijaros como estaban las cosas hace un año que yo decía: “También sabremos en 2011 si el LHC estará en modo colisiones en 2012, o en modo reparación, y si el Tevatrón acabará sus días en septiembre de 2011, como está previsto, o los prolongará hasta 2014.” Pues sí amigos, ya lo sabemos, habrá colisiones en el LHC durante 2012 (a la caza del Higgs) y el Tevatrón finalizó sus colisiones en septiembre. El año 2012 promete ser el año del Higgs. Y sinceramente, no creo equivocarme. Por cierto, yo también acerté que en 2011 “podría haber cierta evidencia cuando se analicen en el LHC las desintegraciones en dos fotones del Higgs, las desintegraciones en las que el LHC (con pocos datos) gana con creces al Tevatrón (aunque tenga muchos datos).”

¿Se ha descubierto la partícula responsable de la materia oscura? No, los experimentos de búsqueda directa de esta partícula (si es que existe) que publicaron sus datos este año  no han logrado un resultado positivo; entre ellos XENON100, en el Laboratorio Nacional de Gran Sasso, cerca de L’Aquila, Italia, y CDMS-II (Cryogenic Dark Matter Search) en la Mina de Soudan, en el norte de Minnesota, EE.UU. Más aún, sus resultados han mostrado ciertas contradicciones con los de experimentos previos que apuntan a que el problema de la materia oscura es más complejo de lo que se pensaba. Ya lo contábamos en “El problema de la materia oscura está cada día más oscuro.” Afortunadamente, ya se encuentra en la Estación Espacial Iternacional (ISS) el Espectrómetro Magnético Alfa (Alpha Magnetic Spectrometer o AMS) que estudiará los rayos cósmicos en busca de partículas de antimateria y de la materia oscura. Pero sus primeros resultados científicos no aparecerán hasta el próximo año.

¿Se ha descubierto la supersimetría? Tampoco, aunque puedo decir que yo ya lo decía: “Me vais a llamar aguafiestas, pero disiento de Nature, no creo que la SUSY sea descubierta en el LHC del CERN en 2011. (…) En mi opinión personal, la SUSY será descubierta en el s. XXI, pero hay que ser muy optimistas para pensar que el LHC la desvelará.” Sigo en mis treces y creo que la década de los 2010 no será la de la SUSY.

¿El superláser del NIF logró la fusión nuclear? No, aunque lo más correcto sería decir que no se sabe la respuesta aún. Por ahora no hay constancia rigurosa de que se haya logrado la ignición de la fusión nuclear en el NIF, National Ignition Facility, en el Lawrence Livermore National Laboratory, California, EE.UU., la instalación con el láser más potente del mundo. De hecho, durante este año se han hecho múltiples pruebas con cápsulas (hohlraum) cargadas de combustible, deuterio-tritio (DT), y se han batido varias veces los récords en números de neutrones producidos y en la energía inyectada por los láseres. El récord absoluto fue el 15 de septiembre a las 10:46 AM; los 192 haces láser ultravioletas lograron inyectar 1,61 MJ (megajulios) en el hohlraum (el mayor disparo con energía láser de la historia) y se supone que se emitieron unos 600 billones de neutrones (este número es una estimación porque el contador de neutrones se retiró durante la prueba para evitar que fuera dañado). Aún no se ha publicado el artículo técnico que analiza estos resultados, pero todo indica que no hay constancia de que se haya producido la ignición. En octubre y noviembre se han realizado múltiples pruebas con menor energía inyectada, en las que se ha estudiado el efecto de diferentes parámetros técnicos de los holhraum. Más información en plan noticias en el NIF y en la revista Science.

¿Se ha descubierto la existencia de una cuarta generación de partículas elementales? No.

¿Seguirá funcionando el LHC en modo colisiones en 2012? Sí, esta sí la acerté, aunque estaba cantada. “Se espera que el LHC del CERN acumule entre 2 y 3 inversos de femtobarn de datos” en 2011; pero ha acumulado 5,5. “Y será noticia que seguirá funcionando durante 2012 (para recabar otro tanto);” y lo fue, aunque se espera que recabe unos 20 inversos de femtobarn. “La razón fundamental es que todo indica que buscar el bosón de Higgs en el LHC será más fácil de lo que se pensaba;” y lo ha está siendo. “En las conferencias del verano (julio de 2011) y en las de invierno (diciembre 2011) aparecerán noticias muy interesantes sobre la búsqueda del bosón de Higgs, sobre la búsqueda de la supersimetría y sobre temas más exóticos. No se espera ningún descubrimiento importante definitivo pero podría haber señales y evidencias a favor de la existencia del Higgs y de la SUSY que podrían ser motivo de noticias en muchos medios.” No digo más.

¿Alguna noticia sobre los neutrinos? Nadie podría prever la noticia de OPERA sobre los neutrinos muónicos superlumínicos, pero era obvia que habría noticias interesantes sobre los neutrinos en 2011. “La física de los neutrinos también ofrecerá varias noticias interesantes en 2011; por ejemplo, SuperKamiokande publicará las medidas más precisas del ángulo θ31 (que mezcla neutrinos electrónicos y tauónicos);” desafortunadamente, el tsunami en Japón dañó la instalación y solo se publicaron análisis con datos obtenidos en 2010. “Serán noticia los primeros resultados de ICARUS T600, el detector de neutrinos utilizando argón líquido más grande del mundo, en el laboratorio subterráneo LNGS (Assergi, Italia) del INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare); y también de IceCube, el detector de neutrinos en la Antártida cuya instalación finalizó en diciembre de 2010;” en ambos casos las noticias han sido pobres sobre ambas instalaciones que seguramente darán grandes noticias para el año próximo.

¿Fueron noticia la gravitación y los agujeros negros? “En 2010 la noticia ha sido el desarrollo de trampas de antihidrógeno (antimateria) y todo apunta a que en 2011 será el anuncio de los primeros resultados en la medida de la gravedad aplicada a la antimateria.” No ha sido así, habrá que esperar. “Nadie espera sorpresas, pero la confirmación de que la gravedad funciona igual con la materia que con la antimateria será noticia en todos los medios.” Sigo siendo de la misma opinión. “En 2010 también se publicó la primera observación de la radiación de Hawking en un medio óptico no lineal, resultado que ha sido criticado por algunos especialistas. En 2011, yo apostaría a que será publicada la primera observación en un BEC (condensado de Bose-Einstein);” pero no ha sido así, habrá que esperar a 2012.

En resumen, unos pocos aciertos, muchos fallos y una cosa clara: la ciencia es noticia y lo seguirá siendo.

PS: Esta entrada participa en la XXVI Edición del Carnaval de la Física, alojada en esta ocasión por el blog Cuentos Cuánticos, a quienes tengo que agradecer la gestión de mi invitación en el Programa de Radio La Rosa de los Vientos. ¿Quieres participar? Anímate y envía el enlace de tu entrada vía correo electrónico a la siguiente dirección: cuentos.cuanticos@googlemail.com, o publícala en la web del Carnaval de la Física. Se admitirán entradas hasta el 25 de Diciembre. La temática sugerida, aunque las entradas son de tema libre, es La Física y tú. Y por eso esta entrada participa en el Carnaval.