Francis (th)E mule Science's News

La ciencia de la Mula Francis = Relatos breves sobre Ciencia, Tecnología y sobre la Vida Misma

Archivos de la categoría ‘Noticias’

El bosón de Higgs aún buscado en los datos de ALEPH en el LEP2 del CERN

Publicado por emulenews en 15 Noviembre 2009

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La búsqueda del bosón de Higgs continúa. Si el modelo estándar es correcto, el Tevatrón o el LHC acabarán encontrando un Higgs con una masa superior a 114 GeV (límite de exclusión del LEP) en unos 3 o 4 años. ¿Podría estar oculto el bosón de Higgs en los datos almacenados en disco del detector Aleph del ya clausurado LEP2 del CERN? Sí, ya que hay varias posibles desintegraciones que no fueron estudiadas en su momento. Por ejemplo, la desintegración del Higgs en 4 leptones tau (predicha por la supersimetría). Kyle Cranmer de la Universidad de New York y sus colaboradores han buscado esta desintegración en los datos almacenados en los archivos del CERN. Obviamente, no lo han encontrado, sino ya te habrías enterado. Han anunciado los resultados de su estudio en un workshop que ha celebrado los 20 años del detector ALEPH (desmantelado hace 9 años). Sus resultados excluyen esta desintegración para un bosón de Higgs con una masa menor que 105-110 GeV (en función de la masa de una partícula intermedia llamada A). Es realmente curioso que todavía se busque al Higgs en los datos del LEP2. Más aún, hay muchas búsquedas que todavía esperan jóvenes emprendedores que tengan ganas de consumir su valioso tiempo en ellas. Más detalles divulgativos en ”Higgs chased away from another hole,” Resonaances, Saturday, 7 November 2009.  Las transparencias de la charla técnica que presenta los resultados del estudio las podéis leer en Kyle Cranmer, Itay Yavin, James Beacham, Paolo Spagnolo, “Searching Higgs decaying to 4 taus,” 20 years of ALEPH data, Nov. 3, 2009. Por cierto, os gustará leer también la charla de Gavin Davies, “Higgs @ Tevatron (?),” 20 years of ALEPH data, Nov. 3, 2009. Aprovecho la ocasión para recordar alguna información sobre el Higgs a los que aún la ignoren.

El modelo estándar de la física de partículas presenta sólo dos tipos de partículas, fermiones (materia) y bosones vectoriales (campos o mediadores de fuerzas). Muchos cursos de teoría cuántica de campos comienzan con el estudio de los bosones escalares. Son las partículas más sencillas (en matemáticas) y no hay ninguna razón física por la cual no deban existir (en teoría). Todavía no se ha observado ningún bosón escalar en ningún acelerador de partículas. ¿Existen los bosones escalares en la Naturaleza? Todo el mundo piensa que sí. El inflatón (la partícula responsable de la inflación cósmica al inicio del Big Bang) y el bosón de Higgs son los dos bosones escalares más estudiados (teóricamente, claro).

El modelo estándar asume que a alta energía el electromagnetismo y la fuerza nuclear débil son fuerzas idénticas mediadas por 4 bosones vectoriales sin masa, dos neutros (tipo “fotón”) y dos cargados. Sin embargo, a baja energía observamos 1 bosón vectorial sin masa, el fotón, y 3 bosones vectoriales con masa, dos cargados, bosones W, y uno neutro, bosón Z. El modelo estándar introduce una ruptura de la simetría a energías intermedias que conduce a la aparición de la masa en dichos bosones vectoriales. La ruptura de la simetría es similar a una transición de fase, como la congelación del agua. El agua es isótropa y homogénea, una molécula de agua está rodeada de moléculas de agua en todas direcciones. Sin embargo, el hielo tiene una estructura cristalina hexagonal, cada molécula está rodeada de cuatro en los vértices de un tetraedro regular. La isotropía (simetría) del agua se rompe en el hielo que presenta una simetría más simple (hexagonal).

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En teoría cuántica de campos todo son campos o partículas o campo-partículas, que es lo mismo. La ruptura de simetría en la teoría electrodébil es mediada por 4 partículas (campos), en concreto, 4 bosones escalares. A baja energía, la simetría se rompe y 3 de esos bosones escalares desaparecen dotando de masa a los bosones vectoriales W y Z. Sin embargo, el fotón no tiene masa, lo que significa que uno de los bosones escalares permanece a baja energía, es el bosón de Higgs. Esta ruptura de simetría también puede dotar de masa a los fermiones (partículas de materia), tanto leptones (neutrinos y electrones) como quarks. Los detalles teóricos (hay muchas alternativas teóricas) sólo se conocerán cuando se descubra experimentalmente el bosón de Higgs (quizás en el Tevatrón del Fermilab o quizás en el LHC del CERN), si es que se descubre (hay teorías que logran la ruptura de simetría sin ningún bosón de Higgs).

¿Por qué tanto interés en buscar el bosón de Higgs? Por un lado, es una pieza clave del modelo estándar y, por otro, los datos del detector ALEPH en el LEP2 del CERN (figura arriba izquierda) mostraban una evidencia muy fuerte de sus existencia (con una masa entre 114 y 116 GeV). Casi tocaron con la punta de la lengua el bosón de Higgs. Pero el LEP2 tuvo que dejar paso al LHC. Si el bosón de Higgs tiene una masa alrededor de 115 GeV será muy difícil detectarlo en el LHC con lo que el Tevatrón tendrá una oportunidad de oro (aunque en él tampoco es fácil detectarlo con esta masa). Se estima que el Tevatrón Run II funcionará hasta finales de 2011. No se sabe qué pasará más tarde. Los límites de exclusión del bosón de Higgs en el Tevatrón irán bajando desde los 160 GeV actuales (figura arriba derecha), poco a poco, aunque es difícil que bajen tanto como 120 GeV.

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¿Por qué es difícil observar el bosón de Higgs en el Tevatrón? A las energías del Tevatrón, sólo 1 evento de cada billón será producido por un bosón de Higgs (ver la figura de la izquierda), una sección eficaz (cross section) de menos de 1 pb (picobarn). Aún así las sorpresas son habituales en los grandes aceleradores. La observación de un evento también muy poco probable, un quark top individual (single top en la figura), se logró en marzo de este año (2009). El bosón de Higgs está siendo buscado intensamente en el Tevatrón.

Las posibles desintegraciones del bosón de Higgs con una masa entre 50 y 1000 GeV se presentan en la figura de arriba derecha junto a su fracción de desintegración (branching ration o BR). Para una masa menor de 135 GeV lo más probable es (figura de abajo izquierda) que la colisión de dos quarks produzca un par bosón W y un Higgs (H), desintegrándose el Higgs en un par quark-antiquark de tipo bottom (bb). Para una masa mayor que 135 GeV lo más probable es (figura de abajo derecha) que la colisión de dos gluones produzca un Higgs H que se desintegre en un par WW.

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Estas desintegraciones más probables según el modelo estándar y otras menos probables han sido buscadas con ahinco en el Tevatrón, pero todavía no se han logrado observar. Además, otras desintegraciones que se observarían si la supersimetría fuera correcta también han sido ampliamente estudiadas en los datos del Tevatrón. El trabajo de Cranmer y sus colegas nos muestra que también están siendo estudiadas en los datos ya almacenados del LEP2.

¡Imaginad que se descubriera un Higgs entre 80 y 90 GeV oculto en los datos del LEP2! Premio Nobel automático.

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El campo magnético terrestre tiene su origen en un flujo constante de calor desde el núcleo de la Tierra al manto

Publicado por emulenews en 13 Noviembre 2009

El campo magnético de la Tierra está generado por los movimientos del fluido del manto fuera de su núcleo gracias a un efecto parecido al de una dinamo de un coche. Para verificar esta hipótesis razonable es necesario realizar simulaciones por ordenador de la magnetohidrodinámica del manto y las condiciones de contorno utilizadas en dichas simulaciones son muy importantes. Las simulaciones que suponen que el núcleo está a una temperatura fija (condiciones de Dirichlet) producen un campo magnético mucho más débil  que el observado. Nuevas simulaciones han demostrado que un flujo de calor constante (condiciones de Neumann) resultan en un campo magnético dipolar que permite explicar el campo magnético terrestre mediante ordenador y estudiar su dinámica. El vídeo que abre esta entrada ilustra utilizando una proyección de Mollweide uno de los resultados obtenidos mostrando claramente la bipolaridad del campo magnético (radial) y su dinámica durante unos 7.000 años [más vídeos aquí]. La imagen de abajo muestra cortes transversales del manto también obtenidos con estas simulaciones por ordenador. Un gran trabajo de Ataru Sakuraba y Paul H. Roberts, publicado en “Generation of a strong magnetic field using uniform heat flux at the surface of the core,” Nature Geoscience 2: 802-805, 2009, que nos comenta en detalle Bruce Buffett, “Geodynamo: A matter of boundaries,” Nature Geoscience 2: 741-742, 2009.

Los aficionados a este blog ya sabéis mi gusto personal por la física computacional y por la belleza de las figuras y gráficas que ilustran los resultados de las simulaciones. La de abajo es una buena muestra de ello. Muestra tanto las componentes del campo de velocidades como del campo magnético, vista desde el norte, a una altura un décimo del radio terrestre. En concreto las componentes radiales de la velocidad (c,d), azimutales (e,f) y las componentes azimutales del campo magnético (g,h).

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PS (14 Nov. 2009): Quizás os interese el tema de las inversiones de la polaridad en el campo magnético terrestre al que ya dedicamos una en este blog: “¿Es verdad que el campo magnético se invierte periódicamente? ¿Por qué?,” 26 Marzo 2008, aunque los que tengan acceso a Nature pueden recurrir directamente al artículo original, David Gubbins, “Earth science: Geomagnetic reversals,” Nature 452, 165-167, 13 March 2008. También es muy interesante la conferencia que impartió en el KITP de la que tenéis transparencias, audio y vídeo aquí.

Por cierto, los interesados en el geomagnetismo terrestre disfrutarán con la mayoría de las conferencias del KITP Program: Dynamo Theory (May 5 – July 18, 2008), coordinador por Chris Jones, Daniel Lathrop, Steven Tobias, y Ellen Zweibel. Incluyen transparencias, audio y vídeo de la mayoría de conferencias y discusiones. Que además sirven para practicar el inglés científico.

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El viaje al centro de la Tierra a través de los oceános (o el MoHole de la Misión Moho)

Publicado por emulenews en 13 Noviembre 2009

“Viaje al centro de la Tierra” de Julio Verne nos propone en 1864 un viaje imaginario que hoy sabemos que es imposible. Sin embargo, perforar la corteza de la Tierra hasta alcanzar el manto tiene mucho interés científico. No es fácil ni barato. El costo de perforar cada kilómetro crece de forma exponencial conforme penetramos en los secretos de nuestra madre Tierra. Lo más fácil es perforar la corteza oceánica, mucho más delgada, hasta alcanzar la frontera corteza-manto, la discontinuidad de Mohorovii o Moho. Los científicos no pierden la esperanza de lograrlo. Hay una iniciativa científica, la Misión Moho, que ha sido discutida en un workshop específico, llamado Integrated Ocean Drilling Programme (IODP), el pasado septiembre en Bremen, Alemania. El agujero que se perforará gracias a la Misión Moho es conocido como “MoHole” no sólo requiere nuevas tecnologías de perforación sino también de extracción de los sedimentos obtenidos en el fondo del océano hasta la superficie. El hombre por naturaleza desea atravesar todas las fronteras que encuentra a su paso y el viaje al centro de la Tierra es una de ellas. Nos lo cuentan en “An epic voyage in the making,” Editorial, Nature Geoscience 2: 733, Nov. 2009 y nos lo contó Quirin Schiermeier, “Experts draw up ocean-drilling wish list. Researchers seek deeper understanding of crust formation,” News, Nature 461: 578-579, Published online 29 September 2009. También merece la pena leer a B. Ildefonse, N. Abe, P.B. Kelemen, H. Kumagai, D.A.H. Teagle, D.S. Wilson, and Mission Moho Proponents, “Mission Moho: Rationale for drilling deep through the ocean crust into the upper mantle,” Geophysical Research Abstracts 11: EGU2009-4485, 2009.

En la década de los 1960 ya se intentó atravesar la corteza oceánica, pero sólo se penetraron 200 m de profundidad. En los 1980 se logró una profundidad de 2.111 metros bajo el fondo marino en Nicaragua y en 2005 unos 1.500 metros en la placa tectónica de Cocos en el Oceáno Pacífico cerca de Centroamérica. Los datos científicos que se recabaron en dichas misiones a partir de los sedimentos extraídos fueron muy útiles para conocer mejor las propiedades de la corteza oceánica y del manto terrestre. Sin embargo, el objetivo es alcanzar una profunidad de más de 2 km. debajo de más de 7 km. de aguas marinas hasta alcanzar la discontinuidad Moho. Lograrlo no es nada fácil. La Misión Moho está todavía en su infancia. No sólo se necesita un presupuesto enorme (aunque mucho menor que el presupuesto espacial de la NASA) sino también grandes avances tecnológicos que la hagan posible. Ya hay tecnología de perforación capaz de perforar hasta varios kilómetros de profundidad, pero en tierra. Las terribles presiones en el fondo oceánico impide utilizar dicha tecnología para el proyecto Moho. Los investigadores creen que necesitan unos 200 millones de dólares al año durante al menos una década (de 2013 a 2023) y están tratando de que Japón, Europa y EE.UU. se los suministren. Actualmente, Japón es el país que lidera el proyecto Moho.

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La ciencia en España no necesita tijeras… en la revista Nature

Publicado por emulenews en 11 Noviembre 2009

Dibujo20091002_la_ciencia_española_no_necesita_tijerasEl editor de la revista Nature se hace eco del “La ciencia en España no necesita tijeras…” permitidme que os lo copie directamente en inglés. Merece la pena leerlo.

Editorial, Nature 462, 137-138, 12 November 2009.

No turning back

Spain should not use the recession as an excuse to stall plans to boost its scientific enterprise.

The past two decades have seen Spain transform itself from a scientific backwater into an internationally respected player in the research world. Much of that progress has occurred since the Socialist Party swept to power in 2004, pledging to turn Spain into an innovation economy (see Nature 451, 1029; 2008).

During the Socialists’ first term in office, for example, they doubled the science budget to just over 8 billion (US$12 billion), pushing it above 1.1% of the country’s gross domestic product (GDP) and much closer to the European Union average of 1.8% of GDP. The party was re-elected in 2008, having pledged to cut bureaucracy and push funding for research to a target of 2% of GDP. Almost immediately it set up the Ministry of Science and Innovation, finally extracting science from under the purview of the education ministry. Cristina Garmendia, a molecular biologist who has founded several successful biotechnology companies, was appointed as head of the new ministry.

Since then, however, the momentum has been lost. Garmendia’s political inexperience has shown. She was slow to build up a functioning ministry, and has not developed the necessary political clout to convince the government, now grappling with the global recession, to stick to its vision for science.

Granted, the government has bolstered financial support for the country’s budding biotechnology and other high-tech industries. But its draft budget for 2010, unveiled in September, proposed a cut of 45% for directly funded basic research. An outcry from the research community reduced that cut to 15%, and an extra 2.8% top-up for the science ministry is likely to emerge during parliamentary discussions. But this would still be a heavy blow to the country’s research base.

Meanwhile, the government has yet to produce its much-heralded law for science. This was supposed to create an independent granting agency and reform the country’s inflexible system of academic recruitment, under which university professors and government scientists are civil servants with an automatic right to employment until they retire. Dates for the law to be presented to parliament have been set and then withdrawn, apparently because some parts of the government do not want to exclude scientists from rules that apply to other government employees. Hiring new researchers continues to be a difficult and slow process, and it is almost impossible to offer a competitive package of salary and research money. The science ministry now says that the reform law will be presented to parliament before the end of the year, but the research community is losing faith that this will happen.

In the long-term, industry will be poorly served by a failure to develop and maintain a strong basic-research base. Spain is ill-advised to wed itself to the simplistic and outdated notion that a country can live on transferring knowledge while running down the knowledge generator. This is not a wise way to respond to the financial crisis.

Spain would do far better to emulate the commitments made last month by two other European nations as they too wrestle with the economic downturn. In Germany, a rich country with a near-stagnant economy, the centre-right government is cutting back public expenditure for 2010 everywhere except research and education, to which it is giving huge increases (see Nature 462, 24; 2009). In Greece, a poor country with an economy in recession, the centre-left government says it will likewise cut public expenditure for 2010 everywhere except research and education, to which it is giving modest increases. The governments in both countries also plan to remove some of the red tape that restricts research.

Spain enjoyed one great period of intellectual brilliance in the early nineteenth century, referred to as its Silver Age. Until recently, Spanish scientists were optimistic that they were on their way to a second Silver Age. Now they joke that Spain is heading towards a Bronze Age. But they’re not laughing.

PS (12 nov. 2009): Traducción al español del Editorial “No turning back ” publicado en la revista científica Nature el 12 de noviembre de 2009 en Pere Estupinya, “Dura crítica de “Nature” a la política científica española,” Apuntes Científicos desde el MIT, 12 Nov 2009 [visto gracias a Ciencia Kanija].

PS (13 nov. 2009): Más sobre el “dolor” que pasan los científicos en España en “Funding pain in Spain” Editorial, Nature Cell Biology, 11: 1273, 2009.

Funding pain in Spain

On the eve of budget decisions, the scale of cuts to basic research funding remains ill-defined.

Spain is suffering particularly badly from the global economic crisis and significant fiscal cuts seem unavoidable. On the other hand, Spain remains the poster child of a reinvigorated European research landscape and a remarkable example of how well-directed funding can catalyse the emergence of a world-class research base in a short time.

Even as other equally affected countries, notably the US, inject cash into research to stimulate the economy, many scientists and societies like SEBBM (Spanish Society for Biochemistry and Molecular Biology) are expecting some funding contraction after the 2009 science budget shrivelled from the planned 16% increase to a mere 2.5%. The situation remains confused on the eve of the upcoming budget decisions: on September 24th, the Spanish media reported a 28% overall cut, but a 3% increase for the biotech industry. A day later, science Minister Cristina Garmendia stated that nothing would change. On October 1st, a 14.7% cut (about 300 million Euros) was reported, which even when offset against the biotech spending increase would remain a 3% cut overall (a 13.6% cut was earmarked for the National Research Council, CSIC, which accounts for half the research activity). The following Monday, Spanish premier Rodríguez Zapatero quoted a 0.2% increase for Becas (research fellowships), while cuts would be focussed on grants and lab infrastructure at government research centres (los Organismos Públicos de Investigación, encompassing CSIC). As we went to press, Garmendia reaffirmed on breakfast TV her plans to redirect funds to the biotech industry to increase the number of firms fivefold.

Significant real-term cuts may be unavoidable, although Spain would do well to invest stimulus funds into both basic and applied research, as proven long-term wealth generators. A dramatic re-focus from basic science to biotech incubation would belie a short-term income-generating strategy that should be carefully considered. Industry relies on thriving basic research. Spain has painstakingly built an enviable reputation in basic research, but maintaining this requires reliable funding streams.

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Posible demostración breve del teorema de los cuatro colores en sólo 60 páginas

Publicado por emulenews en 11 Noviembre 2009

La demostración del teorema de los cuatro colores de Kenneth Appel y Wolfgang Haken obtenida mediante ordenadores en 1976 no gusta a muchos matemáticos pues es extremadamente larga (cientos de páginas de análisis matemático que concluyen con el análisis de 1936 contraejemplos que han de ser verificados sistemáticamente por ordenador). La demostración se ha simplificado un poco gracias al trabajo de Robertson, Sanders, Seymour y Thomas en 1997, pero todavía requiere ordenadores y es mucho más larga de lo que cualquier matemático puede comprender directamente. ¿Es posible demostrar el teorema de los cuatros colores de forma breve? Jin Xu proclama que ha obtenido dicha demostración en sólo 60 páginas de matemáticas, “Mathematical Proofs of Two Conjectures: The Four Color Problem and The Uniquely 4-colorable Planar Graph,” ArXiv, 9 Nov 2009. Desafortunadamente todavía no he tenido tiempo de leerme dicha demostración (necesitaré una semanita por lo menos).

Esta entrada es sólo para lanzar la liebre a ver si alguien sabe algo más que yo sobre lo que opinan los expertos al respecto de este nuevo candidato a demostración breve del teorema de los cuatro colores.

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Monedas cuánticas, anonimato y dinero elecctrónico

Publicado por emulenews en 11 Noviembre 2009

El dinero electrónico tiene dos problemas graves, cómo evitar su falsificación y cómo garantizar el anonimato de su propietario. La teoría del cifrado cuántico de información permite desarrollar monedas cuánticas con estas propiedades. Todas las monedas cuánticas tienen la misma denominación y están representadas por estados cuánticos idénticos. La idea del dinero cuántico no es nueva, fue propuesta en 1983, pero hasta 2003 no se logró que el dinero cuántico garantizara el anonimato, eso sí, a costa de ser vulnerable a ciertas falsificaciones. Los autores proponen dos nuevos modelos para el dinero cuántico basados en ideas previas de Scott Aaranson (2005) que garantizan la propiedad de anonimato y no son falsificables. Un gran avance en cifrado cuántico desde el punto de vista teórico que quizás en un futuro no muy lejano sea realizado de forma práctica en laboratorio. El artículo técnico es Michele Mosca, Douglas Stebila, “Quantum Coins,” ArXiv, 6 Nov 2009.

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Un chip de nanotubos de carbono, detector ultrarrápido de átomos y medidor de presiones ultrabajas

Publicado por emulenews en 11 Noviembre 2009

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Manipular nanotubos de carbono uno a uno es muy difícil. Requiere las manos de un ”cirujano,” un complejo equipo experimental y años de experiencia. Por ello los chips de nanotubos de carbono utilizan marañas de nanotubos. Parecen pocos útiles en su estado actual, pero no es así. La punta de un nanotubo permite alcanzar campos electroestáticos de hasta 9 gigaV/m, capaces de ionizar átomos de rubidio individuales en su estado fundamental. Se ha fabricado un chip ultrarrápido para la detección de estos átomos que utiliza esta propiedad. No es necesario un único nanotubo, una maraña como la mostrada en la foto de arriba es suficiente. El nuevo chip de nanotubos permite detectar átomos de rubidio individuales a escalas de décimas de nanosegundos. El nuevo detector permitirá medir presiones ultrabajas en gases ultrarralos. Un detector ultrarrápido que nos muestra que el futuro a corto plazo de los chips de nanotubos de carbono se encuentra entre la nanoelectrónica y la microelectrónica. Es curioso pero todo ello me recuerda a la punta de un microscopio de efecto túnel, macroscópica, pero que permite ver una superficie a escala atómica. El artículo técnico es B. Grüner, M. Jag, A. Stibor, G. Visanescu, M. Häffner, D. Kern, A. Günther, J. Fortágh, “Integrated Atom Detector Based on Field Ionization near Carbon Nanotubes,” ArXiv, 6 Nov 2009.

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La teoría MOND de Milgrom tiene la batalla perdida contra la materia oscura según un artículo en Science

Publicado por emulenews en 6 Noviembre 2009

Un artículo de revisión (review) en una revista del prestigio de Science no significa nada, pero si golpea, duele. Y un artículo en el número de hoy de Science golpea y fuerte a la teoría MOND (dinámica newtoniana modificada) de Milgrom. Sin saña, eso sí. La teoría MOND sigue vive y coleando, pero cada día colea menos. Empecemos desde el principio. El movimiento y la distribución de las galaxias y cúmulos galácticos en el universo indica que sólo vemos con los telescopios el 5% de la masa que hay en el universo. Hay dos soluciones claras: existe una materia oscura que no vemos o la teoría de la gravedad de Einstein ha de ser modificada. Las teorías que modifican la dinámica newtoniana (como MOND) reproducen, sin materia oscura, los movimientos orbitales de las galaxias espirales y la relación entre la luminosidad y la rotación en galaxias, pero no en cúmulos. Todos los hechos experimentales parecen indicar que el modelo cosmológico estándar,  modelo ΛCDM, que incluye a la materia oscura, aunque todavía no sabemos qué es, explica mejor lo que observamos en el universo que la teoría MOND. Además, para muchos es una explicación mucho más elegante. Nos lo cuentan Pedro G. Ferreira y Glenn D. Starkman en “Einstein’s Theory of Gravity and the Problem of Missing Mass,” Science 326: 812-815, 6 November 2009.

Dibujo20091106_spiral_galaxy_magnetic_fieldsEn mi opinión, merece la pena leer dicho artículo, aunque tiene algunas faltas que los autores podrían haber resuelto y que los revisores parecen no haber detectado. Lo más importante, hay que reinvindicar lo español. Investigadores españoles demostraron y publicaron en Nature que no es necesario la materia oscura para explicar las curvas de rotación de las galaxias espirales. Milgrom desarrolló su teoría MOND para explicar dichas curvas. Ni MOND ni materia oscura son necesarias para explicar el grueso de dichas curvas. El campo magnético de estas galaxias las explica perfectamente. Para los que no recuerden este trabajo (publicado en una época en lo que yo estaba subscrito a Nature en papel y me sorprendía al ver el nombre de la Universidad de Granada en dicha revista) les recuerdo la cita: E. Battaner, J. L. Garrido, M. Membrado, E. Florido, “Magnetic fields as an alternative explanation for the rotation curves of spiral galaxies,” Nature 360:652-653, December 1992. Eso sí, esta teoría no explica bien el comportamiento observado en cúmulos galácticos, pero MOND tampoco. Así que la materia oscura no es descartada por las ideas de Battaner pero sí las teorías tipo MOND. Eso sí, habría menos materia oscura en las galaxias de la que habitualmente se supone. Un artículo de revisión sobre el tema es Eduardo Battaner, Estrella Florido, “The rotation curve of spiral galaxies and its cosmological implications,” ArXiv, Submitted on 24 Oct 2000. Además, estos campos magnéticos tienen efectos importantes a escala cosmológica en la estructura filamentaria del universo como podemos leer en el reciente artículo de Eduardo Battaner, Estrella Florido, “Magnetic fields in the early Universe,” Proceedings of the International Astronomical Union 4: 529-538, 2009. De hecho, las fluctuaciones observadas en el fondo cósmico de microondas son muy difíciles de explicar con la teoría MOND (Ferreira y Starkman son más duros, para ellos es imposible hacerlo).

En resumen un baño de agua fría para la teoría MOND en la prestigiosa Science. Habrá que estar al tanto de cómo responden los MONDeros a dicho baño revitalizante.

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Si no lo leo, no me lo creo… un trozo de pan soltado por un pájaro retrasa el LHC del CERN

Publicado por emulenews en 6 Noviembre 2009

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Si no lo veo, no me lo creo. LHC Cooldown Status. Todos los imanes superconductores del LHC del CERN tendrían que estar fríos a unos 1.9 K sobre el cero absoluto. Sin embargo, como muestra esta imagen, no es así. Ahora mismo hay uno que supera los 9 K y varios por encima de los 2 K. ¿Qué ha pasado? Las leyes de Murphy en acción. Si algo puede pasar, pasará. ¿Qué ha pasado? Alguien, creen que un pájaro, ha soltado un trozo de pan en un transformador de alta potencia en el exterior de las instalaciones del CERN. El resultado un nuevo retraso para las primeras colisiones en el LHC. Supondrá sólo una semana de retraso, pero esto parece cosa del día de los inocentes.

Obviamente, tan mala suerte es sorna en todos los medios (Lubos Motl, The Times, The Register, Popular Science, … y portada en Menéame).

PS (14 Nov. 2009): Se ha publicado la versión oficial de esta noticia en el CERN Bulletin escrita por James Gillies, “The truth about Birds and Baguettes,” que aparecerá en el número del 16 Nov. 2009. En resumen, el corte de luz fue real, se encontró un trozo de pan, pero lo que no se sabe realmente fue la causa del corte de luz. ¿Tuvo algo que ver el trozo de pan? Nadie lo sabe. ¿Quién soltó el trozo de pan? Tampoco lo sabe nadie, quizás llevaba allí mucho tiempo. La historia del pájaro que soltó el trozo de pan es un rumor que corrió por el CERN y se convirtió en noticia en todos los medios. En cualquier caso en poco tiempo se restauró la temperatura de 1.9 K de los sectores afectados y las pruebas del LHC han continuado sin más problemas. Como nos recuerda Gillies, el LHC y el CERN necesitan aparecer en prensa, aunque sea en noticias sobre pájaros y trozos de pan. Que hablen de uno, aunque sea mal, pero que hablen.

 

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SN 2002bj es un nuevo tipo de supernova que apareció y desapareció en 20 días

Publicado por emulenews en 5 Noviembre 2009

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La supernova SN 2002bj que apareció en la galaxia irregular NGC 1821 el 28 de febrero de 2002 y desapareció 20 días más tarde, mucho más rápido de lo esperado, es un nuevo tipo de supernova que corresponde a la explosión de una enana blanca que ha acretado helio de otra enana blanca con la que forma un sistema binario. Lo han descubierto gracias al análisis de su espectro que se obtuvo 7 días tras su descubrimiento que se parece al de una supernova tipo Ia, pero con más helio y carbono del esperado. Dicho espectro concuerda con ciertos modelos teóricos que proponían este nuevo tipo de supernova. En un futuro cercano es de esperar que se descubran muchas más supernovas de este nuevo tipo.  Nos lo cuentan en español con gran detalle en “Descubren una nueva y rápida clase de supernova,” SINC, 5 nov. 2009 [también aquí] y en muchísimos foros de noticias. Poco más puedo yo aportar, aparte de mostraros la foto de la supernova e indicaros la fuente original de este trabajo, Dovi Poznanski et al. “An Unusually Fast-Evolving Supernova,” Science, Published Online November 5, 2009.

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Un artículo polémico genera polémica: ciencia, ficción o ciencia ficción en la revista PNAS

Publicado por emulenews en 5 Noviembre 2009

No puede haber dos sin tres. Ya dedicamos dos entradas a la polémica Williamson-Margulis vs. editores de PNAS (os recuerdo Lo siento, Margulis, el artículo sobre la evolución más polémico del año no aparecerá publicado en PNAS y Al final, nadie puede luchar contra los elementos…). El artículo sobre la hipótesis de la hibridogénesis de Williamson para la evolución de las orugas (de ciertos insectos) se ha publicado en PNAS y no ha faltado tiempo para que múltiples autores hayan enviado a PNAS artículos criticándolo. Si él publica, los demás también quieren hacerlo. Antes de nada, seguramente ya esperaréis lo que dichos artículos van a decir. Basta buscar en la web para leer comentarios como “Apadrine una chifladura con Lynn Margulis,” El PaeloFreak, 12 oct. 2009 (también lo podéis encontrar “copiada” en Evolucionarios.com). Por supuesto, también hay quien se escandaliza por ¡la censura! como “Absurda censura,” Evolución, la miseria del darwinismo, 17 oct. 2009. Sin embargo, lo dicho, ¿qué dirán los expertos sobre las “chorradas” de Williamson? Perdón, no os sintáis ofendidos, no tengo nada en contra de él. Pero si en ciencia la falta de pruebas debe calificarse como pseudociencia. Al menos desde que la ciencia existe. Que la pseudociencia existe mucho antes…

Primero, el artículo cuyo título no deja lugar a dudas de Gonzalo Giribet, de la Universidad de Harvard, Cambridge, EEUU, experto de  reconocido prestigio en onicóforos, titulado ”On velvet worms and caterpillars: Science, fiction, or science fiction?,” PNAS, Published online before print October 30, 2009. Williamson propone que las orugas de las mariposas han evolucionado por hibridación a partir de los onicóforos o gusanos caminantes de la familia Onychophora, animales fascinantes donde los haya. Para Giribet el asunto parece sacado de una película de ciencia ficción (imaginad una mariposa relacionándose sexualmente con un gusano). Un investigador propone una idea nueva y parece exigir a la comunidad científica la obligación de verificarla o refutarla. Verificarla no parece difícil, pero quien tiene que hacerlo es el propio investigador. De hecho, la comunidad ya ha considerado este tipo de hipótesis y se ha verificado filogenéticamente que es incorrecta. Según Giribet, Williamson ignora la filogenética básica sobre los onicóforos y para él el artículo es de “risa” (literalmente “I am not sure this can be taken seriously“).

Y segundo, cuyo título es más contundente aún de Michael W. Harta (Universidad Simon Fraser, Burnaby, Canadá) y Richard K. Grosberg (Universida de California, Davis, EEUU), “Caterpillars did not evolve from onychophorans by hybridogenesis,” PNAS, Published online before print October 30, 2009. La evolución ha producido por caminos diferentes cierta similitud morfológica entre diferentes linajes animales. Por ejemplo, los gusanos onicóforos y las larvas de ciertos insectos. Harta y Grosberg presentan evidencia científica fiable, ya publicada en artículos anteriores, que sólo citan en éste, sobre la falsedad de la hibridogénesis propuesta por Williamson. Las diferencias claras entre el genoma y los genes de estos animales tan diferentes es una evidencia muy fuerte en contra de la hipótesis de Williamson (propuesta originalmente en 1992 en su libro ”Larvae and Evolution: Toward a New Zoology,” Chapman & Hall, London). La genética ha avanzado mucho en los últimos 20 años y las pruebas científicas sobre la falsedad de dicha hipótesis no dejan lugar a dudas.

Yo no soy experto, así que tengo que creerme a pies juntillas lo que digan los expertos. Lo que parece claro es que si el artículo de Williamson hubiera pasado por revisores hubiera sido directamente rechazado, sin más.

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Se cumple el 140 aniversario de la revista Nature

Publicado por emulenews en 4 Noviembre 2009

Lo sé, 140 años parecen pocos, al menos no son tantos como 150 años, pero el primer número de la revista Nature apareció el martes, 4 de noviembre de 1869. Y hoy es día 4 de noviembre y ha aparecido online el número 7269 (fechado el 5 de noviembre, día en el que hace 40 años me dieron a luz). Millones de personas leen Nature cada mes (en su versión online, claro). Los interesados en leer algo más al respecto pueden recurrir a “140th Birthday miscellany,” News and Views, Nature 462: 48-49, 5 November 2009. El primer número de Nature lo podéis leer aquí y un resumen de su historia en este otro enlace.

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Cómo se calcula que el 21-12-2012 corresponde al día 13.0.0.0.0 del calendario Maya

Publicado por emulenews en 3 Noviembre 2009

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La tabla de Venus del códice de Dresden presenta la visibilidad de Venus como "estrella matutina" y "estrella de la tarde."

El estreno próximo de la película “2012” nos lleva a plantearnos el problema de la correlación entre el calendario maya y nuestro calendario contemporáneo. Afirmar que el día 13.0.0.0.0 del calendario maya corresponde al 21 de diciembre de 2012 es obviamente apostar por una fecha sin base científica alguna. De hecho, la fecha contemporánea más fiable para dicha efeméride es entre el 21 y el 23 de diciembre de 2220, según un cálculo arqueoastronómico de Bryan Wells y Andreas Fuls, publicado originalmente en su libro “Correlating the Modern Western and Ancient Maya Calendars,” ESRS (West) Monograph no. 6, Berlin, 2000. No he podido leer dicho libro, pero como la mayoría de los lectores de este blog, aunque ahora no lo recuerden, sí he podido leer el artículo que publicó Andreas Fuls en español en la revista Investigación y Ciencia titulado “El enigma del calendario maya,” No. 332, Mayo 2004 [copia gratis escaneada]. El cálculo de Fuls, basado en el códice de Dresde, está exquisitamente detallado en dicho artículo. No sé si merece la pena que repita aquí los puntos más importantes de dicho cálculo. Si algún despistado no leyó dicho artículo en su momento, le animo a leer el artículo escaneado, merece la pena.

Por cierto, esta noticia, en holandés, ha llegado a portada en Menéame, ¡cosas de menéame!

La clave de todos estos cálculos, siempre difíciles, es utilizar acontecimientos astronómicos descritos en el calendario maya, por ejemplo, la posición de venus en ciertos años, que pueden ser calculados con gran exactitud. El resultado es una tabla de incertidumbres que permite, tras un análisis estadístico, determinar la correlación más probable entre el calendario maya y el contemporáneo. La tabla de incertidumbres es el mejor dato para mostrar y la tenéis aquí, extraída del libro de Wells y Fuls. Por supuesto, alguien dirá, si Fuls ha hecho el cálculo es normal que él afirme que SU cálculo es el mejor. Bueno, hay varios estudios independientes que verifican y confirman dicho cálculo como el publicado en J. Klokoník et al., “Correlation between the Mayan calendar and ours: Astronomy helps to answer why the most popular correlation (GMT) is wrong,” Astronomische Nachrichten 329: 426-436, 8 Apr 2008.

El análisis de Wells y Fuls se basa en la coincidencia simultánea de varias efemérides astronómicas descritas en el Códice de Dresden (figura que abre esta entrada). La cronología estándar de GMT, por los nombres  de sus autores, Goodman (1905), Martínez (1926) y Thompson (1927), ha de ser corregida en 208 años, gracias al uso de ordenadores para el cálculo de las efemérides astronómicas (ver figura de abajo). La nueva cronología, llamémosla WF, corresponde mucho mejor con muchos acontecimientos relevantes de la civilizació maya. Sin embargo, no ha sido tenido en cuenta por los productores y guionistas de la película “2012” que prefieren la GMT por razones puramente comerciales. La pela es la pela.

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Nanotoxicología: Respirar nanotubos de carbono produce fibrosis pulmonar, una causa de cáncer de pulmón

Publicado por emulenews en 29 Octubre 2009

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¿Son tóxicos los nanotubos de carbono? Ratones que han inhalado nanotubos de carbono multicapa en una sola dosis presentan rastros de dichos nanotubos en sus pulmones y tras varias semanas han desarrollado fibrosis pulmonar, una de las causas del cáncer de pulmón. James Bonner de la Universidad de Carolina del Norte, Raleigh, EEUU, y sus colegas han expuesto ratones a aerosoles de nanopartículas (nanotubos de carbono multicapa) durante 6 horas tanto en dosis altas de 30 miligramos por metro cúbico como a dosis bajas de 1 miligramo por metro cúbico. En dosis altas, los macrófagos, un tipo de glóbulos blancos que fagocitan elementos extraños, han engullido los nanotubos y los han conducido por los bronquios y bronquiolos. Tras varias semanas después de la exposición, estos ratones han desarrollado fibrosis pulmonar (pequeñas cicratices en las vías respiratorias) de tipo subpleural. En dosis bajas no se observan estos efectos así como tampoco en dosis altas de nanopartículas de carbón. La fibrosis pulmonar está asociada al desarrollo de algunos cáncer de pulmón. Aunque el estudio no lo demuestra directamente, podría ser que la inhalación de nanotubos de carbono puede ser la causa del desarrollo de tumores pulmonares. Los trabajadores de las empresas de nanotecnología que bregan diariamente con nanotubos deberán tener muy presentes estos estudios: deberán tratar en lo posible de no respirar un ambiente cargado de nanotubos. Nos lo cuentan en “Nanotoxicology: Lung penetration,” Nature 461: 1176, 29 October 2009, haciéndose eco del artículo técnico Jessica P. Ryman-Rasmussen et al. “Inhaled carbon nanotubes reach the subpleural tissue in mice,” Nature Nanotechnology, Published online: 25 October 2009.

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La evolución en acción observada en 40000 generaciones de Escherichia coli durante 20 años

Publicado por emulenews en 29 Octubre 2009

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En el año de Darwin, Richard Lenski tenía que demostrar la selección natural en acción. Él y su grupo han cultivado desde 1988 doce poblaciones de un clon de la bacteria Escherichia coli B (clon REL606) llamado ancestro. Cada cultivo se ha mantenido a temperatura constante, 37 °C, con un suplemento fijo de glucosa, 25 mg/l, transferiendo cada día 0.1 ml de cultivo a un cultivo fresco de 9.9 ml. Periódicamente se han criogenizado a –80 °C muestras de las bacterias cuyo genoma ha sido secuenciado y su fenotipo analizado. Durante las primeras 20000 generaciones las mutaciones se acumularon a un ritmo constante, 2 cada 1000 generaciones, siendo la mayoría beneficiosas para el éxito reproductivo (fitness) de los descendientes de REL606. La selección natural en acción. El fitness creció fuertemente, aunque de forma no lineal, a un ritmo relativo de 1.5 en las primeras 5000 generaciones, que más tarde se hizo más lento (ver la figura de arriba). Las 20000 generaciones siguientes una mutación en el gen mutT (que codifica una proteína que repara el ADN) provocó un fuerte incremento en la tasa de mutaciones (de 45 mutaciones en total en las primeras 20000 generaciones se pasó a 600 en las últimas 20000, gráfico insertado en la figura). La mayoría de estas mutaciones no han tenido un impacto en las proteínas codificadas por el genoma de la bacteria luego no han repercutido en su fenotipo. La hipótesis usual de que la selección natural y la evolución progresan a un ritmo constante queda refutada con este experimento, que muestra claramente que la evolución progresa por periodos alternos de rápida evolución fenotípica (con pocas mutaciones que incrementan el fitness) y etapas de mantenimiento de los linajes más exitosos (con muchas mutaciones que no afectan al fenotipo). Nos lo cuenta Paul B. Rainey, “Evolutionary biology: Arrhythmia of tempo and mode,” Nature 461: 1219-1221, 29 October 2009, haciéndose eco del artículo técnico de Jeffrey E. Barrick et al., “Genome evolution and adaptation in a long-term experiment with Escherichia coli,” Nature 461: 1243-1247, 29 October 2009. Las 27 páginas de información suplementaria describen en detalle todas las mutaciones y los polimorfismos de un sólo nucleótido observadas durante este interesante experimento.

 

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La simulación eficiente del modelo de Hubbard para los electrones en un sólido implicará la igualdad de las clases de complejidad P=NP=QMA

Publicado por emulenews en 28 Octubre 2009

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Las clases de complejidad clásicas y cuánticas se relacionan entre sí de una forma complicada que todavía no conocemos en detalle y por ahora todo son hipótesis. Las clases P y BQP son las clases de problemas resolubles de forma eficiente (polinómica) en ordenadores clásicos y cuánticos, resp. Las clases NP y QMA contienen los problemas de decisión que creemos que son más difíciles para ordenadores clásicos y cuánticos, resp., para los que existen algoritmos eficientes, clásicos y cuánticos, resp.,  que permiten decidir si una solución es correcta o no. Un artículo reciente en Nature Physics ha demostrado que las clases QMA, NP y P colapsarían (serían iguales entre sí), resolviendo la conjetura P versus NP con una igualdad, si se puede resolver de forma eficiente la simulación de sistemas cuánticos descritos por la teoría del funcional densidad (DFT). Por ejemplo, si un modelo concreto, el modelo cuántico de Hubbard, se puede simular en tiempo polinómico. Nadie cree que esto sea posible, pero carecemos de una demostración, todavía. Nos lo cuenta el experto en la teoría de la complejidad cuántica Scott Aaronson, “Computational complexity: Why quantum chemistry is hard,” Nature Physics 5: 707-708, 2009, haciéndose eco del artículo técnico de Norbert Schuch & Frank Verstraete, “Computational complexity of interacting electrons and fundamental limitations of density functional theory,” Nature Physics 5: 732-735, 2009.

La clase de complejidad del Protocolo Merlín-Arturo (MA) es la clase de problemas de decisión resolubles por el protocolo siguiente. Merlín tiene  recursos computacionales ilimitados y envía a Arturo una demostración de tamaño polinómico que prueba que la respuesta es “sí.” Arturo puede verificar dicha prueba en la clase BPP (en tiempo polinómico con un algoritmo probabilístico). Si la respuesta es “sí” existe una demostración que Arturo aceptará como correcta con una probabilidad mayor que 2/3 y si la respuesta es “no” todas las demostraciones serán aceptadas por Arturo con una probabilidad menor que 1/3.

La clase de complejidad cuántica del Protocolo Merlín-Arturo (QMA) es la versión cuántica de MA y corresponde a un Merlín que envía una mensaje con una prueba cuántica que Arturo puede verificar en la clase BQP (en tiempo polinómico utilizando un algoritmo cuántico). Si la respuesta es “sí” existe un estado cuántico (demostración) que Arturo aceptará como correcta con una probabilidad mayor que 2/3 y si la respuesta es “no” todos los estados (demostraciones) serán rechazados por Arturo con un probabilidad mayor que 2/3.

El modelo de Hubbard describe un gas de electrones fuertemente acoplados por potenciales de Coulomb en la retícula de un sólido y permite comprender la transición entre un material conductor y uno aislante. La técnica matemática más utilizada para simular este modelo físico es la llamada teoría del funcional densidad (density functional theory). El nuevo artículo demuestra que si dicho problema se puede simular de forma eficiente, las clases de complejidad QMA y P serán iguales. Esto implica un gran avance en dos frentes. Por un lado, en la propia teoría de la complejidad de algoritmos cuánticos. Y por otro lado, impone un límite fundamental a la propia teoría del funcional densidad ya que una demostración de que P =!= NP (lo que todo el mundo cree) implicaría que nunca podremos simular eficientemente problemas “aparentemente” tan sencillos como el modelo de Hubbard incluso utilizando ordenadores cuánticos.

Esto sorprenderá a muchos ya que la mayoría pensaba que la utilidad más importante de los ordenadores cuánticos (cuando los haya) será la simulación de sistemas cuánticos. Pero si un sistema cuántico tan sencillo como el modelo de Hubbard es tan complejo de simular en un ordenador cuántico como en uno clásico, dicha ventaja se cae por su propio peso. Los avances en computación cuántica no cesan y cada día nos sorprenden más a los que somos aficionados a este “arte,” a esta ciencia.

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¡Partículas de nuevo recorriendo parte del túnel del LHC este fin de semana pasado!

Publicado por emulenews en 26 Octubre 2009

El fin de semana pasado (23-25 de octubre) haces de partículas han recorrido de nuevo el túnel del LHC (aunque sin lograr una vuelta completa) tras un descanso de un año debido al incidente de septiembre de 2008. Los haces de partículas han sido generados en el Super Sincrotón de Protones (SPS) del CERN. El viernes por la tarde se introdujo en el LHC un haz de iones de plomo que fue guiado con éxito hasta alcanzar el detector ALICE y más tarde, por la noche, hizo lo propio un haz de protones. El sábado por la tarde, otro haz de protones recorrió el túnel hasta alcanzar el detector LHCb. Todos los indicadores han mostrado que la máquina funciona perfectamente. En las próximas semanas nuevos haces de partículas recorrerán el túnel completo. Nos lo ha contado el servicio de noticias del CERN ”Particles are back in the LHC!,” CERN News, 26 October 2009. Se han hecho eco varios foros como “Beam is back in the LHC,” Symmetry Breaking, October 26, 2009, y “Beam particles re-enter the LHC,” Physics Today, October 26, 2009. Las noticias están ilustradas con la imagen del haz de iones de plomo justo antes de entrar en ALICE.

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Medido el campo magnético de la luz en una fibra óptica

Publicado por emulenews en 23 Octubre 2009

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El campo eléctrico es medido en el canal 1 (Ch1) y el magnético en el canal 2 (Ch2). Se muestra el esquema del experimento así como la punta del microscopio óptico por campo cercano.

Dibujo20091023_Cartoon_phase-sensitive_near-field_microscope_in_ActionJames Clerk Maxwell y Heinrich Hertz demostraron teórica y experimentalmente que la luz es una onda electromagnética. En las longitudes de onda ópticas los experimentos han logrado medir solamente la componente eléctrica del campo ya que la componente magnética es muchísimo más débil. Burresi et al. han logrado la primera medida directa de las componentes magnéticas de la luz a la salida de una fibra óptica de vidrio gracias a una sonda metálica nanoestructurada, una especie de microscopio por efecto túnel óptico. La microscopía óptica por campo cercano (SNOM o scanning near-field optical microscopy) permite observar la luz a una distancia menor que una longitud de onda (de dicha luz), es decir, su resolución no está limitada por la difracción de Abbe. Para la luz infrarroja en una fibra óptica, este límite difractivo impide observar la luz en distancias menores de 500 nm. (nanómetros). Gracias a la nueva técnica se han podido observar las características ópticas en la nanoescala de los campos magnéticos en pulsos de luz. Nos lo cuentan Harald Giessen, Ralf Vogelgesang, “Glimpsing the Weak Magnetic Field of Light,” Science 326: 529-530, 23 October 2009, haciéndose eco del artículo técnico de M. Burresi, D. van Oosten, T. Kampfrath, H. Schoenmaker, R. Heideman, A. Leinse, L. Kuipers, “Probing the Magnetic Field of Light at Optical Frequencies,” Science 326: 550-553, 23 October 2009.

El cociente entre la contribución al campo electromagnético de la luz de las componentes eléctrica y magnética por separado es de la constante de estructura fina al cuadrado, aproximadamente 4 órdenes de magnitud. Esta diferencia es tan grande que ha permitido observar experimentalmente la contribución magnética sólo en ondas de radio con una longitud de onda entre centímetros y metros. En el régimen óptico es necesario amplificar la componente magnética de alguna manera. En un metamaterial formado por pequeños anillos resonadores nanométricos (con un área de 100 nm. por 100 nm.) es posible realizar dicha amplificación de los campos magnéticos hasta en 6 órdenes de magnitud. Esta es la técnica que han utilizado Burresi et al. han logrado observar tanto el campo magnético como el eléctrico en una fibra óptica y han comprobado que están desfasados exactamente 90º, como la teoría predice, confirmando que la señal que interpretan como campo magnético realmente lo es.

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Un nuevo principio físico fundamental: la causalidad de la información

Publicado por emulenews en 22 Octubre 2009

¿Es la mecánica cuántica la teoría más general que permite las violaciones de las desigualdades de Bell? La mecánica cuántica es una teoría no determinista (sus predicciones son probabilísticas), no clonable (no permite la copia de un estado cuántico) y no permite señales superlumínicas (no permite el envío de información a una velocidad mayor que la luz en el vacío). ¿Es todo esto suficiente? No, no lo es, la mayoría de las teorías de variables ocultas que cumplen con esta última propiedad, no permiten señales superlumínicas, también cumplen con las demás. Estas teorías permiten correlaciones más fuertes que las cuánticas. ¿Hay algún principio físico que cumpla la mecánica cuántica pero que no cumplan estas otras teorías? Pawlowski y sus colaboradores proclaman hoy en Nature que dicho principio es el de la causalidad de la información. Enviar m bits clásicos permite obtener como mucho m bits de información. Este principio es cumplido por la mecánica clásica y por la mecánica cuántica, pero es violado por la mayoría de las teorías de variables ocultas que presentan correlaciones más fuertes que las de la mecánica cuántica. Nos lo cuentan en Marcin Pawlowski, Tomasz Paterek, Dagomir Kaszlikowski, Valerio Scarani, Andreas Winter, Marek Zukowski, “Information causality as a physical principle,” 461: 1101-1104, 22 October 2009 (los interesados en los detalles técnicos tendrán que consultar en reiteradas ocasiones la información suplementaria del artículo). El artículo está disponible en versión gratis en ArXiv, 14 May 2009. Para los interesados en más información divulgativa sobre este gran avance recomiendo “The Foundation of Reality: Information or Quantum Mechanics?,” ArXiv blog, Monday, May 18, 2009; Dave Bacon, “Information Causality,” The Quantum Pontiff, May 29, 2009; e “Information Causality,” Complementary Slackness, 2009 June 1.

El principio de la causalidad de la información relaciona la cantidad de información que un observador (Blas) puede obtener sobre un conjunto de datos que pertenece a otro observador (Alicia), cuyos contenidos le son completamente desconocidos. Blas usará  todos sus recursos locales (que podrían estar fuertemente correlacionados con recursos locales de Alicia) y un canal de comunicación clásico. La cantidad de información que Blas puede obtener está acotada por el volumen de información (m bits) que se comunicarán por el canal clásico, es decir, si Alicia le comunica a Blas m bits de información clásica, las correlaciones “ocultas” entre ambos no le permiten a Blas obtener más de m bits de información. Tanto la mecánica clásica como la mecánica cuántica se rigen por este nuevo principio. Sin embargo, muchas teorías de variables ocultas compatibles con las desigualdades de Bell gracias a correlaciones “ocultas” violan este nuevo principio físico.

El trabajo de Pawlowski et al. muestra la importancia de este nuevo principio físico en un caso particular, en un experimento concreto. Sin entrar en detalles más técnicos, ¿por qué este artículo es importante? Porque abre una vía hacia una “deducción” de la mecánica cuántica a partir de los principios básicos de la teoría de la información. Si se pudiera demostrar que entre todas las teorías que violan las desigualdades de Bell la única que cumple el principio de causalidad de la información es la mecánica cuántica, se tendría una deducción de la mecánica cuántica que la vuelve la única teoría posible. Por supuesto, estamos muy lejos de obtener este resultado, pero cada día parece menos utópico.

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Al final, nadie puede luchar contra los elementos…

Publicado por emulenews en 22 Octubre 2009

Y Margulis es todo un elemento. Los editores de PNAS no pueden luchar contra las “naves” de Margulis. Nos hicimos eco en “Lo siento, Margulis, el artículo sobre la evolución más polémico del año no aparecerá publicado en PNAS,” de que los editores de PNAS querían paralizar la publicación en papel de un polémico artículo “colado” por Margulis utilizando una puerta trasera y que ya había aparecido online. Desafortunadamente, dicho proceso afectó a un artículo de la propia Margulis que también iba a tener problemas para ser publicado (tampoco pasó por un proceso de revisión por pares o peer review). Sin embargo, Margulis es mucha Margulis y los editores han tenido que echarse para atrás. No pueden luchar contra los elementos… Si Margulis, miembro de la Academia Americana de Ciencias quiere que se publiquen se tienen que publicar por “cojones” (sin necesidad de revisores que los avalen). Así son las reglas y lo serán hasta el próximo verano. Pero este año, las reglas no se pueden cambiar. Así que los editores han dado su brazo a torcer, se han metido el rabo entre las piernas y han aceptado que ambos artículos aparezcan en la versión de PNAS en papel de la próxima semana (ya están online). Tanto el polémico artículo de Donald I. Williamson, “Caterpillars evolved from onychophorans by hybridogenesis,” PNAS published online before print August 28, 2009, como el artículo más “estándar” de Øystein Brorson, Sverre-Henning Brorson, John Scythes, James MacAllister, Andrew Wier, y Lynn Margulis, “Destruction of spirochete Borrelia burgdorferi round-body propagules (RBs) by the antibiotic Tigecycline,” PNAS published online before print October 20, 2009.

Rectificar es de sabios, dirán algunos, pero al comité editorial de la revista PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) no les tiene que haber hecho ninguna gracia que los ninguneen. El editor principal Randy Schekman tras generar una disputa con la “señora” Lynn Margulis, bióloga celular de la Universidad de Massachusetts, Amherst, EEUU, ha tenido que comerse su lengua y reconocer que la palabra de un Académico es la palabra de un Académico y si dice que sus artículos se deben aceptar sin revisores, serán aceptados sin revisores, que quien no corre vuela y el año que viene ya no podrá hacerlo. ¡Cosas de los americanos!

¿Cuántos más papers colará Margulis en PNAS de aquí hasta que ya no se pueda hacer?

Sabiendo que muchos lectores de este blog son amantes de los libros de divulgación de Margulis (“¿Qué es la vida?” junto a su hijo es buenísimo), quisiera hacer constar que no tengo nada en contra de esta señora. Lo único que me molesta es que le moleste que sus artículos pasen por revisores sabiendo que con toda seguridad se los van a aceptar sin problemas. Sobre todo tras apoyar un artículo polémico y enconarse con el editor principal de PNAS. ¿Qué sentido tiene que ponga sus “cojones” por delante? ¿No es el avance de la ciencia el objetivo de las publicaciones científicas?

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