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Que temperatura hay en el espacio?

La pregunta tiene mas dificultad de la que se cree. En primer lugar, no se deberia hablar de temperatura, ya que todos sabemos que en el vacio no se transmite el calor, y que este solo puede calentar materia, no obstante hay radiaciones (concretamente en la banda de las microondas) con caracteristicas de Cuerpo Negro que mantienen una temperatura constante.

A partir de mediciones, realizadas en el transbordador espacial durante sus orbitas por la Tierra, se comprobó que la temperatura oscila entre los -180ºC en la sombra de nuestro planeta y los 122ºC en la cara iluminada por el Sol.
Si, pero nosotros tenemos a nuestra estrella cerca… ¿Cuál es la temperatura en el espacio exterior? Aquí la cosa se complica un poco mas. La temperatura en el espacio exterior, según todas las mediciones de satélites de microondas, es de -270,43ºC (2,72 Kelvin) aunque se suele redondear a 3 Kelvin (-270,15ºC).

¿Y por qué no llega al cero absoluto (0 Kelvin ó -273,15ºC)? Puesto que el “calor” residual en forma de microondas resultante del Big Bang, que esta en todo el universo, evita que la temperatura en el espacio baje a menos de 3 grados kelvin. Esa radiación llamada Radiación Cósmica de Fondo es la mejor evidencia de la existencia del Big Bang. 
 
Una curiosidad es que en la Tierra hemos logrado llegar a temperaturas más frías que la del universo. Durante el siglo XX, el ser humano fue capaz de llegar a temperaturas por debajo de los 3º del cero absoluto y en 1995 Eric Cornell y Carl Weiman lograron enfriar una pequeña muestra de átomos hasta solo algunas billonésimas de grado (0,000.000.001) sobre el cero absoluto, logrando observar y comprobar el 5º estado de la materia, el Condensado de Bose-Einstein (llamado por algunos Superátomo), por el que ganarian el Premio Nóbel de Física en el 2001.
(via Cóclave Digital)



Vidrio condensado de color - la nueva materia del CERN

Esta nueva materia se llama "color-glass condensate" (vidrio condensado de color), y es una forma similar al líquido de una ola de gluon, la cuales son partículas elementales relacionadas con una gran fuerza que une los quarks dentro de los nucleones entre sí.

La existencia del 'condensado de color vidrio' la predijo el físico Raju Vanugopalan del Laboratorio Nacional de Brookhaven, quien considera que los gluones, bosones portadores de una interacción nuclear fuerte, podrían ser los responsables de mover las partículas en la misma dirección.  Las colisiones hechas con protones e iones de plomo dentro del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) han sorprendido a los investigadores, ya que los resultado sugieren que se ha creado un nuevo tipo de materia conocida como condensado de color-vidrio, es el resultado del choque partículas a altas velocidades los cuales producen cientos de nuevas partículas, la mayoría se desplaza lejos del punto de colisión a casi la velocidad de la luz.


Hasta ahora los modelos teóricos dicen que las colisiones de protón-protón pueden crear una onda similar a un líquido de gluones, el llamado condensado color-vidrio. Esta nube de gluones también puede generar los resultados vistos en los choques de plomo. En experimentos realizados con altas energías, los protones, formados de tres quarks, ganan un clúster de gluones, los cuales existen como partículas y ondas. Son sus características de onda las que se pueden correlacionar entre sí. La correlación es " un efecto muy pequeño, pero apunta a algo muy fundamental sobre cómo los quarks y los gluones se organizan espacialmente dentro del protón", explica Raju Venugopalan del Laboratorio Nacional de Brookhaven.






    

Ascensor al espacio - Obayashi


Un viaje al espacio utilizando un elevador podría ser real en 2050, ya que la corporación japonesa Obayashi planea construir para ese año un 'ascensor espacial' que se desplegaría unos 96 mil kilómetros sobre la Tierra.  Aunque el concepto de un ascensor ha sido descrito en novelas de ciencia ficción, la construcción sí puede ser posible con los nanotubos de carbón, material ligero descubierto en 1991 y que es 20 veces más fuerte que el acero, afirmó la empresa. Bajo este plan, Obayashi una de las cinco mayores constructoras de Japón edificaría una estación orbital a una altitud de 36000 kilómetros, que sería el destino final para los viajeros espaciales, de acuerdo con despachos de la agencia de noticias Kyodo. La construcción espacial albergaría también instalaciones para proyectos experimentales y de desarrollo que requieran utilizar el ambiente del espacio. Según lo proyectado por la constructora, un elevador de seis carros viajaría a una velocidad de 200 kilómetros por hora, tendría la capacidad para transportar a 30 personas y tomaría siete días y medio en llegar a la estación orbital.

Obayashi indicó que planea iniciar los trabajos en el año 2025, con el lanzamiento de un cohete que lleve dos carretes de cable, nanotubo de carbón y otros materiales, a una altitud de alrededor de 300 kilómetros, donde será ensamblado un buque espacial. Esta "embarcación" irá extendiendo los cables hacia la Tierra, mientras continúa volando hacia la cumbre de 96 mil kilómetros, la cual es cerca de un cuarto de la distancia entre la Tierra y la Luna, explicó.

Esos cables serán reforzados desde la Tierra utilizando los coches de elevador que ascenderán a la cúspide, señaló la corporación y precisó que este trabajo de refuerzo será conducido unas 510 veces.
El ascensor será accionado en parte por la electricidad generada por energía solar, afirmó Obayashi, que negó tener por ahora una estimación del costo que tendrá este proyecto, aunque se dijo optimista de entrar en el desarrollo espacial.

fuente>>> http://www.eluniversal.com.mx<<<





Lago Vostok - desafío a la ciencia

 El lago Vostok es un lago subglacial en la Antártida. Está ubicado por debajo de la base Vostok rusa, a 3.748 m bajo la superficie de la placa de hielo antártica central, totalmente aislado del exterior y protegido de la atmósfera. La temperatura media del agua es de alrededor de −3 °C por debajo del punto de congelación.

Este lago permaneció desconocido hasta hace poco tiempo debido a su ubicación geográfica, lo cual lo convierte en una de la últimas zonas por explorar del planeta. El lago fue descubierto como tal por el científico ruso (en ese entonces soviético) Andrei Kapitsa entre fines de los años 1950 y los 1960. Posteriormente estudiosos rusos y británicos ratificaron la existencia del lago en 1996 mediante la combinación de datos de diversas fuentes, incluyendo observaciones aéreas de radar y altimetría de radar desde el espacio. La existencia de agua líquida bajo la capa de hielo de varios kilómetros se ha confirmado y constituye el lago sin contaminar científicamente más prometedor de la Tierra. El agua que contiene es muy antigua, con un tiempo de residencia medio de 1 millón de años que contrasta con los 3600 años del lago Ontario, — lo típico para lagos de este tamaño.
 
 A partir del 2001, un grupo de científicos estadounidenses comenzó a sobrevolar el lago Vostok a baja altura, con el fin de estudiar la actividad magnética que se verifica por allí. Durante estos sobrevuelos, se descubrió una poderosa anomalía magnética en la zona suroriental del lago. La discrepancia se calculó en 1000 nanoteslas, una cantidad enorme, cuyas causas son desconocidas. Otra característica de la anomalía es su extraordinaria amplitud, ya que se extiende por unos 166 kilómetros cuadrados.
 
La investigación de este lago es muy importante por dos razones. La primera tiene que ver con la evolución de la vida en la Tierra. Es muy probable que existan ciertas especies de organismos desconocidos para la ciencia, principalmente arqueas extremófilas, capaces de vivir en ausencia de luz y a bajas temperaturas, algo que no ha sido encontrado hasta ahora en el planeta. También es probable encontrar organismos que han vivido ahí, con pocas variaciones genéticas y morfológicas, por millones de años. Las condiciones ambientales del lago Voatok han sido constantes por millones de años, por esta razón los organismos que ahí podrían habitar no han tenido la necesidad de mutar o adquirir nuevas características para adaptarse a su entorno. Esto ayudaría a entender como han evolucionado nuestros genomas ante los cambios ambientales constantes de la superficie.
La segunda es que este lago se asemeja a muchos de los lagos que pueden estar presentes fuera del planeta, como en las lunas Europa o Encélado de Júpiter y Saturno, respectivamente. Estas lunas poseen superficies cubiertas de hielo, pero se cree que bajo este manto y con ayuda del calor emitido por el núcleo del satélite, pudiera existir lagos con agua líquida, capaces de almacenar formas de vida similares a las que se podrían encontrar en el lago Vostok. Además, de ser exitosa la perforación y colecta d muestras, podrían usar la misma técnica para investigar las lunas de Júpiter y Saturno en el año 2020, año en el que está planeado enviar la primera sonda de exploración a Europa.


Grafeno - El nuevo material conductor versátil

Denominado “el material del futuro” es un derivado del grafito de gran conductividad translúcido y flexible.Su descubrimiento significó el Premio Nobel de Física 2010 para Kostya Novoselov y Andre Geim.Se utiliza en procesadores, pantallas táctiles, telefonía móvil, paneles solares y muchas más cosas comocabe esperar. Es 10 veces más rápido que el silicio, en 2011 comenzó su producción a gran escala.
El grafeno es una alotropía del carbono; la cual consiste en un teselado hexagonal plano (como un panal de abeja) formado por átomos de carbono y enlaces covalentes que se formarían a partir de la superposición de los híbridos sp2 de los carbonos enlazados.

El grafeno perfecto se constituye exclusivamente de celdas hexagonales; las celdas pentagonales o heptagonales son defectos. Ante la presencia de una celda pentagonal aislada, el plano se arruga en forma cónica; la presencia de 12 pentágonos crearía un fulereno. De la misma forma, la inserción de un heptágono le daría forma de silla. Los nanotubos de carbono de pared única son cilindros de grafeno.

El compendio tecnológico de la IUPAC establece: "anteriormente, se han utilizado para el término grafeno descripciones como capas de grafito, capas de carbono u hojas de carbono... no es correcto utilizar, para una sola capa, un término que incluya el término grafito, que implica una estructura tridimensional. El término grafeno debe ser usado sólo cuando se trata de las reacciones, las relaciones estructurales u otras propiedades de capas individuales". En este sentido, el grafeno ha sido definido como un hidrocarburo aromático policíclico infinitamente alternante de anillos de sólo seis átomos de carbono. La molécula más grande de este tipo se constituye de 222 átomos; 10 anillos de benceno.

Entre las propiedades del grafenose incluyen:
  • Algunos científicos de la Universidad de Ilinois en Michigan aseguran que el grafeno tiene propiedades de autoenfriamiento.
  • Alta conductividad térmica y eléctrica.
  • Alta elasticidad y dureza.
  • Resistencia (200 veces mayor que la del acero).
  • El grafeno puede reaccionar químicamente con otras sustancias para formar compuestos con diferentes propiedades, lo que dota a este material de gran potencial de desarrollo.
  • Soporta la radiación ionizante.
  • Es muy ligero, como la fibra de carbono, pero más flexible.
  • Menor efecto Joule; se calienta menos al conducir los electrones.
  • Consume menos electricidad para una misma tarea que el silicio.
  • Genera electricidad al ser alcanzado por la luz.
Otras propiedades interesantes desde el punto de vista teórico son las siguientes:
  • Los electrones que se trasladan sobre el grafeno se comportan como cuasipartículas sin masa. Son los llamados fermiones de Dirac. Dichos fermiones se mueven a una velocidad constante independientemente de su energía (como ocurre con la luz), en este caso a unos 106 m/s. La importancia del grafeno, en este aspecto, consiste en estudiar experimentalmente este comportamiento que había sido predicho teóricamente hace más de 50 años.
  • El grafeno presenta un efecto llamado efecto Hall cuántico, por el cual la conductividad perpendicular a la corriente toma valores discretos, o cuantizados, permitiendo esto medirla con una precisión increíble. La cuantización implica que la conductividad del grafeno nunca puede ser cero (su valor mínimo depende de la constante de Planck y la carga del electrón).
  • Debido a las propiedades anteriores, los electrones del grafeno pueden moverse libremente por toda la lámina y no quedarse aislados en zonas de las que no pueden salir (efecto llamado localización de Anderson, y que es un problema para sistemas bidimensionales con impurezas).
  • Es casi completamente transparente y tan denso que ni siquiera el átomo de helio, cuyos átomos son los más pequeños que existen (sin combinar en estado gaseoso) puede atravesarlo.


Velocidad del neutrino - palo a la teoria de la relatividad

Tras pruebas en otros laboratorios como el OPERA se ha demostrado que los datos que dieron lugar a esta noticia fueron resultado de una prueba erronea, pero en lugar de eliminar esta entrada, la dejaremos para ue quede registrado el error .
 –Se ha publicado el resultado de unas mediciones que indican que los neutrinos que son lanzados desde el CERN en Ginebra han llegado hasta el detector OPERA, que está a 730 kilómetros de distancia en un menor tiempo que el esperado, lo que se interpreta como que las partículas se movieron a una velocidad mayor a la velocidad de la luz, dicho de otra forma, los neutrinos superaron los 299.792,458 metros por segundo.   

La teoría de la relatividad de Einstein restringe el movimiento de las partículas con masa a una velocidad menor a la de la luz. Por lo tanto, los resultados medidos en el Laboratorio Nacional del Gran Sasso de Italia han causado gran revuelo. 

–¿Qué son los neutrinos?
–Los neutrinos son partículas elementales que casi carecen de masa y que tienen la característica de no interactuar con la materia, los neutrinos liberados por el Sol durante el proceso de transformar hidrógeno en helio nos atraviesan constantemente en millones.

Según el “modelo standard”, existen 6 leptones, 3 con carga eléctrica y 3 sin carga, el más conocido de los leptones es el electrón, los neutrinos son los 3 leptones que no tienen carga, hay un neutrino asociado a cada uno de los otros 3 leptones.   

–¿Cómo se realizan estas mediciones y en qué consisten?
–Las mediciones se realizan con un detector, en este caso el detector que está en Italia se llama Opera, está a unos 1.400 metros por debajo de la superficie terrestre. El Opera es un conjunto de placas fotográficas que pesan 1.800 toneladas, el jueves pasado se publicaron unos resultados del Opera que decían que los neutrinos estaban llegando 60 nanosegundos más temprano o más rápido de lo que tenían que llegar.

En principio se lanzan haces de neutrinos desde el CERN y estos pasan por el detector que está en Italia. Como se sabe exactamente la distancia que hay entre los 2 laboratorios y se puede medir finamente el tiempo, entonces se puede calcular lo que tardan los neutrinos en hacer el viaje.   

–¿Cuál es el fin de estas experimentaciones?   
–Los experimentos del Gran Sasso tienen como objetivo el estudio de los neutrinos, estas partículas son muy esquivas y su detección y estudio reforzarían lo que se llama Modelo Standard, que es una descripción de las partículas y fuerzas de la naturaleza.   

–¿De qué trata el proyecto Opera?   
–Opera es un experimento diseñado para estudiar las oscilaciones de los neutrinos.

Un haz de neutrinos muónicos es generado en el CERN tras recorrer unos 730 km de distancia hasta el Gran Sasso. Los neutrinos muónicos pueden oscilar a neutrinos tipo tau durante su viaje y Opera está preparado para detectar estos neutrinos tipo tau, cuando colisionan con átomos de plomo y producen muones que son fáciles de detectar.

Entre las placas de plomo se encuentran unas películas fotográficas en las que se observan las trazas dejadas por las partículas.   

–Se ha afirmado que si se llega a comprobar nuevamente el experimento, los resultados cuestionarían la teoría de la relatividad de Albert Einstein, ¿hasta qué punto esto es certero? ¿Qué dice la teoría de la relatividad? 
–Los científicos que hicieron las mediciones están muy seguros de sus resultados, pero a ciencia cierta la forma en que se realiza el experimento puede albergar errores en la medición, es un tanto complejo el sistema que se usa para medir la velocidad y la distancia en el experimento Opera.

De verificarse los resultados, esto le daría un duro golpe a la relatividad de Einstein, en dicha teoría la velocidad de la luz es una constante y uno de los pilares de dicha teoría. 

Desde hace casi 100 años que se vienen haciendo experimentos para validar las ideas de Einstein y hasta la fecha la relatividad ha salido triunfante en todos esos experimentos. Esta es la primera ocasión en que parece que hay contradicción entre lo que dice la teoría y los resultados experimentales.

La teoría de Einstein dice que ningún cuerpo con masa puede alcanzar o viajar a la velocidad de la luz, es un límite que no se puede pasar.

–¿Estaríamos entonces ante un nuevo modelo de explicación del universo?  
–La ciencia y sus teorías son las mejores descripciones que tenemos de la realidad que observamos, las teorías se ajustan o se desechan según avanzamos en conocimiento. De confirmarse la velocidad superlumínica de los neutrinos, seguro se tendrán que reescribir algunas ecuaciones, pero según mi criterio estamos en un camino correcto de la descripción de lo que nos rodea.

Si bien la velocidad de la luz es un punto clave de la teoría de la relatividad, este descubrimiento, si llega a confirmarse, no invalida lo que la ciencia tiene como aprendido, tal vez un replanteo, pero de ninguna manera invalida el conocimiento previo.

–¿Qué implicaciones teóricas y concretas tendrá el impacto de esta información? ¿Cambia realmente la historia de la física?
–Estas mediciones superlumínicas no tienen por qué cambiar la historia de la Física, más bien, obligará a replantearse algunas cosas a los científicos, algo sumamente positivo, tal vez sea el puntapié que se está necesitando para dar un salto en las teorías físicas, un salto hacia una “teoría del todo”, una teoría única final que describa todo el universo.

–¿Por qué es importante saber sobre física de partículas? ¿Tiene alguna implicancia en la vida diaria?   
–Cualquier conocimiento que describa nuestro universo es relevante, se puede leer a nivel de divulgación sobre partículas, es un mundo extraordinario, del cual no tenemos conciencia, así que leer o conocer sobre las teorías de partículas ayuda a conocer nuestro mundo, a amar y apreciar el conocimiento, a entender que las cosas ocurren debido a que hay interacciones o fuerza que las desencadenan, las cosas que vemos o las cosas que ocurren no tienen su origen en milagros o cosas sobrenaturales, saber sobre las partículas y el “modelo standard” nos da una mejor visión de las cosas.

–¿Qué cosas más se podrían conocer para tener una “teoría del todo” o explicar acabadamente el universo?
–Para una descripción completa del universo necesitamos una teoría que integre la mecánica cuántica y la relatividad, una “teoría del todo”, esta teoría ahora mismo ni siquiera está en pañales, hay candidatos a ser teorías del todo, pero aún nos falta, tal vez estos neutrinos superlumínicos ayuden a hacer el gran salto hacia la “teoría del todo”, sería el mayor logro humano, el desarrollar una teoría que lo explique todo.   

“Misterio elemental”   

–¿En qué consiste esa partícula elemental?   

–El Bosón de Higgs es una partícula elemental que aún no se ha detectado, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) tiene como objetivo detectarlo, en el CERN de Ginebra. El buscado bosón es importante, ya que se cree que es el responsable de dar la masa a otras partículas, los bosones son partículas portadoras de las interacciones fundamentales.

 –Si se descubre ¿qué pasará?   
–Ya el LHC nos dirá si existe o no el famoso Bosón de Higgs, si no hay bosón el Modelo Standard estará en problemas y si lo hay dicho modelo tendría que mejorarse para describir mejor las partículas como los neutrinos y los fotones.

–¿Qué esperamos luego de estos descubrimientos?  
–La comunidad científica permanece escéptica con respecto a los valores medidos en Italia. Todavía hay que esperar los resultados de los simuladores y de los expertos para confirmar los neutrinos superlumínicos, sobre todo que otro equipo independiente pueda replicar los resultados.

Cristal iónico de boro

Si te interesa la  química y en general el desarrollo de nuevos compuestos y materiales te sorprenderá el primer caso de un cristal iónico compuesto únicamente con un solo elemento químico, el boro.
Este sorprendente avance se ha publicado en la revista Nature y ha sido desarrollado por un equipo de investigadores de varias universidades estadounidenses y europeas.


Para lograrlo se tuvieron que emplear condiciones extremas, a altas temperaturas y presiones superiores a 100.000 atmósferas. ¿Pero cómo puede ser un elemento iónico si necesitamos dos cargas diferentes y hablamos del mismo elemento? Se consigue mediante una nueva estructura que incorpora dos tipos de “nanoclusters” muy diferentes, con propiedades electrónicas diferentes y de nuevo gracias a la nanotecnología. Como las electronegatividades de estos dos clusters son diferentes, provoca la redistribución y la aparición de un carácter iónico parcial en la estructura elemental. Sorprendentemente, los centros de masa se encuentran en la misma posición que el ejemplo clásico de compuesto iónico, el NaCl (cloruro sódico o sal común).Y como es lógico, no sólo la estructura es similar, si no que también se detectan propiedades típicas de los compuestos iónicos.

Los electrones son completamente esféricos


Después de tres meses de experimentos en un laboratorio de el Imperial College de Londres, los científicos pueden confirmar --con más confianza que nunca-- que el electrón es muy, muy redondo.En las mediciones más exquisitas hasta la fecha, los investigadores declararon que la partícula es una esfera perfecta dentro de una mil millonésima de una mil millonésima de una mil millonésima de centímetro.
Si los electrones se aumentaran a escala hasta tener el tamaño del sistema solar, cualquier desviación de su redondez sería menor que el ancho de un cabello humano, señaló el equipo.

Los resultados, publicados en la revista Nature, ya descartaron algunas clases de partículas que las teorías sugerían que podrían surgir en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, el laboratorio de física de partículas europeo, cerca de Ginebra."Ha sido un trabajo duro", señaló Jony Hudson, un físico del Imperial College de Londres. "Hemos medido la forma con mucha precisión. Las desviaciones que estábamos buscando son mucho más pequeñas que el tamaño del electrón. Es muy, muy redondo".Su equipo estudió la redondez de los electrones midiendo la cantidad de partículas que se movían en un campo eléctrico. Cuanto más redondo sea el electrón, menor oscilación mostrará. En el experimento, los electrones estaban anclados a una molécula llamada fluoruro de iterbio y se examinaron con un rayo láser. Cada medición tardó sólo una milésima de segundo.

Llevando a cabo el experimento sin parar durante más de tres meses, el equipo de Hudson llevó a cabo 25 millones de mediciones de electrones y calcularon un promedio. No encontraron ninguna señal de la oscilación de los electrones en el campo, lo que significa que es más esférico de lo que cualquier experimento anterior haya mostrado.Con mejoras en su equipo, el equipo de Hudson espera hacer mediciones aún más precisas de un electrón en los próximos años.

Criptografía cuántica

La criptografía cuántica es la criptografía que utiliza principios de la mecánica cuántica para garantizar la absoluta confidencialidad de la información transmitida. Las actuales técnicas de la criptografía cuántica permiten a dos personas crear, de forma segura, una clave secreta compartida que puede ser usada como llave para cifrar y descifrar mensajes usando métodos de criptografía simétrica.La criptografía cuántica como idea se propuso en la década de los años 1970, pero no es hasta 1984 que se publica el primer protocolo.Una de las propiedades más importantes de la criptografía cuántica es que si un tercero intenta hacer eavesdropping durante la creación de la clave secreta, el proceso se altera detectándose al intruso antes de que se trasmita información privada. Esto es una consecuencia del principio de incertidumbre de Heisenberg, que nos dice que el proceso de medir en un sistema cuántico perturba dicho sistema.

La seguridad de la criptografía cuántica descansa en las bases de la mecánica cuántica, a diferencia de la criptografía de clave pública tradicional la cual descansa en supuestos de complejidad computacional no demostrada de ciertas funciones matemáticas.La criptografía cuántica está cercana a una fase de producción masiva, utilizando láseres para emitir información en el elemento constituyente de la luz, el fotón, y conduciendo esta información a través de fibras ópticas.

La mecánica cuántica describe la dinámica de cada partícula cuántica (fotones, electrones, etc.) en términos de estados cuánticos, asignando una probabilidad a cada posible estado de la partícula por medio de una función. La herramienta de Gisin (quantum cryptography), depende de la física cuántica aplicada a dimensiones atómicas y puede transmitir información de tal forma que cualquier intento de descifrar o escuchar será detectado. Esto es especialmente relevante en un mundo donde cada vez más se utiliza el Internet para gestionar temas. Según Gisin, "comercio electrónico y gobierno electrónico solo serán posibles si la comunicación cuántica existe". En otras palabras, el futuro tecnológico depende en gran medida de la "ciencia de los secretos". 



Nitinol - El metal con memoria estructural

Para hacerte una idea rápida  mira el video de demostración que se explica por si mismo. El Nitinol es una aleación de níquel y de titanio. Este metal puede volver a una forma fija sin importar lo que lo hayamos doblado o retorcido. La memoria de forma se manifiesta cuando, después de una deformación plástica, el material recupera su forma tras un calentamiento suave.

El nombre de este material Nitinol se ha convertido en sinónimo de este tipo de aleaciones, al igual que el Teflon lo es del tetrafluoroetileno.Las aleaciones con memoria de forma deben sus propiedades a una transición de fase entre una estructura de tipo austenita y una de tipo martensita. Las transiciones de fase en los sólidos pueden producirse por dos mecanismos muy diferentes. El más común consiste en el desplazamiento de átomos de sus posiciones de equilibrio, mediante un proceso conocido como difusión, para adoptar una nueva estructura más estable en las condiciones de presión y temperatura a las que se encuentra el material. Este tipo de transiciones se produce generalmente de una forma lenta. (Pero en el Nitinol en concreto, es bastante rápida).Por lo sus propiedades de material superelástico, se han desarrollado dispositivos de aplicación en medicina, como sondas tubos para cirugía vascular (STEN). También se emplean en elementos que deben recuperar su forma original después de una severa deformación, como monturas de gafas para niños o antenas de teléfonos móviles (ya en desuso) . La recuperación de la forma original puede emplearse para la generación de movimiento o para la fabricación de acoplamientos en conducciones espaciales (conducciones en la industria aeronaútica o conducciones submarinas)




Reafirmación de la Teoria de la relatividad de Einstein

La fuerza de gravedad de los grandes cuerpos del Universo distorsionan el tiempo y el espacio, dijeron científicos luego de que una sonda de la NASA confirmara dos elementos fundamentales de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein."Einstein sobrevive", sonrió Francis Everitt, físico de la Universidad de Stanford y principal investigador del satélite Gravity Probe B (GP-B), uno de los proyectos en curso más antiguos de la agencia espacial estadounidense."En el Universo de Einstein, el tiempo y el espacio son deformados por la gravedad. La Tierra distorsiona ligeramente el espacio a su alrededor, debido a su gravedad", dijo, al tiempo que explicó la teoría que divisó el físico hace casi 100 años, mucho antes de que existiera la tecnología necesaria para contrastarla."Imaginen que la Tierra estuviera sumergida en miel. A medida que el planeta rote, la miel a su alrededor se arremolinaría. Ocurre lo mismo con el tiempo y el espacio", detalló Everitt.

La sonda GP-B confirmó dos de las más importantes predicciones del Universo de Einstein, con implicaciones de largo alcance para toda la investigación astrofísica, Everitt agregó que la misión dejará un legado en la Tierra y en el espacioSi los giroscopios hubieran apuntado en la misma dirección siempre que estuvieran en órbita la teoría de Einstein habría sido refutada, dijo la NASA en un comunicado."Pero como confirmación de la teoría general de la relatividad de Einstein, los giroscopios experimentaron cambios mensurables en la dirección de su giro a medida que eran atraídos por la gravedad de la Tierra".

Las mediciones de la sonda se acercan notoriamente a las proyecciones de Einstein, según los hallazgos publicados en la revista científica Physical Review Letters.El satélite, que concluyó el año pasado su misión de acopio de datos, fue ideado por primera vez en 1959.Leonard Schiff, jefe del departamento de física de Stanford, y George Pugh del Departamento de Defensa, soñaban con un satélite que orbitar la Tierra y pusiera a prueba la teoría de Einstein.Everitt se unió al proyecto en 1962 y le siguió la propia NASA en 1963."Hace 41 años, se lanzó el satélite a una órbita de más de 600 kilómetros sobre la Tierra", dijo la NASA.

Las tecnologías creadas para desarrollar la sonda gravitacional fueron usadas luego para elaborar los sistemas de posicionamiento global (GPS) y el cálculo de la radiación de fondo del Universo."Ese cálculo es la base de la teoría del Big Bang y dio lugar al premio Nobel para John Mather, de la NASA", recordó la Agencia Espacial.Cientos de estudiantes universitarios y decenas de estudiantes de secundaria trabajaron en el proyecto, incluyendo nombres célebres como Sally Ride, quien fue la primera astronauta mujer que viajó al espacio, y el premio Nobel Eric Cornell.

El satélite llevaba cuatro giroscopios avanzados para medir el efecto geodésico, es decir la curvatura del espacio y el tiempo en torno a un cuerpo gravitacional, y el "frame-dragging" o fricción del marco de referencia, es decir cuánto espacio-tiempo arrastra consigo un objeto al rotar.





  

Replanteamiento de las escalas musicales tras nuevo descubrimiento

Investigadores del Instituto de Lógica, Lenguaje y Computación (ILLC), de la Universidad de Amsterdam, han descubierto la propiedad universal de las escalas. Hasta ahora se asumía que lo único que tienen en común las escalas de todo el mundo es la octava. Sin embargo, estos cientos de escalas parecen poseer algo en común más profundo: si se comparan los tonos en dos o tres dimensiones, por medio de un sistema de coordenadas, estos forman estructuras convexas o convexo-radiales. Las estructuras convexas son patrones sin muescas u orificios, como un círculo, un cuadrado o un óvalo. Los resultados de esta investigación serán publicados este mes en Journal of New Music Research. Casi toda la música mundial se basa en una escala subyacente, desde la que se construyen las composiciones. En la música occidental, la escala mayor (do-re-mi-fa-sol-la-si-do) es la más conocida. Sin embargo, también se usan muchas otras escalas, como la escala menor y la cromática. Además de estas escalas "tradicionales", también hay escalas artificiales creadas por compositores modernos. A un nivel superficial, las escalas consisten en una secuencia ascendente o descendente de tonos, donde el tono inicial y el final están separados por una octava, lo que significa que la frecuencia del tono final es el doble que el tono inicial (la base).

Al poner las escalas en un sistema de coordenadas (el 'entramado de Euler'), pueden ser estudiados como objetos multidimensionales. La Dra. Aline Honingh y el Prof. Rens Bod del ILLC hicieron esto a casi 1.000 escalas de todo el mundo, desde Japón a Indonesia y de China a Grecia. Para su sorpresa, descubrieron que todas las escalas tradicionales producían patrones convexo-radiales. Este también fue el caso de casi el 97% de las escalas no tradicionales, las concebidas por compositores contemporáneos, a pesar de que dichos compositores suelen declaran que su diseño es no convencional. Este porcentaje es altísimo, dado que la probabilidad de que una serie aleatoria de notas produzca un patrón convexo-radial es muy pequeña. Honingh y Bod trataron de explicar este fenómeno usando la noción de consonancia (armonía de los sonidos). Conectaron los resultados de su investigación con el lenguaje y la percepción visual, donde también se han detectado patrones convexos, lo que podría indicar un cognitivo universal (una propiedad cognitiva general).

Vici 'Integrating Cognition',  Organización Holandesa de Investigación Científica (NWO), dirigida por Rens Bod.



   

Como el agua cambia a hielo o vapor

Vela solar, propulsión espacial sin combustible

Una vela solar es un método de propulsión para sondas y naves espaciales alternativo o complementario al uso de motores. Las velas solares captan empujes producidos por fuentes externas a la propia nave, de manera que ésta no necesita transportar consigo ni motor ni combustible, aligerando considerablemente el peso de la nave, y pudiendo alcanzar así mayores velocidades.

En función de la fuente de impulso que pretendan captar, las velas solares se clasifican en dos grandes grupos:

  • Velas de fotones o fotónicas, consistentes en una gran superficie compuesta por una o varias láminas reflectantes muy ligeras, capaces de aprovechar la presión lumínica de la radiación solar para obtener impulso. Además de fotones de origen solar, las velas pueden diseñarse para aprovechar cualquier otro tipo de ondas electromagnéticas generadas por el hombre, tales como rayos láser o microondas.
  • Velas de plasma. A diferencia de las velas fotónicas, consisten en grandes mallas o redes en las que se genera un campo eléctrico o magnético capaz de interceptar el plasma del viento solar para obtener impulso. En función del campo que generen, estas velas se denominan velas magnéticas o velas eléctricas.
Debido a la escasa potencia que ofrecen las velas solares, las naves propulsadas por este método necesitan ser lanzadas al espacio por un cohete convencional. Fuera ya de la atmósfera, su aceleración es muy lenta, pudiendo tardar más de un día en aumentar su velocidad en 100 km/h. Sin embargo, a diferencia de los cohetes, el empuje sobre una vela se aplica de forma ininterrumpida, por lo que con el tiempo una sonda provista de velas puede alcanzar velocidades muy superiores a las obtenidas mediante los actuales sistemas de propulsión a chorro.
Las velas solares llevan poco tiempo en desarrollo, y hasta el momento sólo se ha se ha logrado lanzar con éxito a la sonda IKAROS, parcialmente impulsada por este método, pero en los comienzos del siglo XXI varias agencias espaciales trabajan en esta tecnología. De las velas solares se ha dicho que son "la única tecnología conocida que algún día podría llevarnos a las estrellas". El 4 de febrero de 1993, la Agencia Espacial Rusa consiguió desplegar con éxito desde la estación MIR el Znamya 2, un reflector de boPET aluminizado de 20 metros de anchura. No obstante, el experimento sólo consistió en probar el despliegue, y no la propulsión, por lo que el reflector, incapaz de controlar su dirección, se quemó en la atmósfera. Un segundo ensayo posterior, denominado Znamaya 2.5, finalizó en fracaso, y en 1999 la agencia rusa abandonó el programa.

Más recientemente, el 9 de agosto de 2004 la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial desplegó con éxito dos prototipos de vela solar desde un cohete: una vela con forma de trébol a 122 km de altura, y una desplegada en abanico a 169 km. Ambas velas utilizaron una lámina de 7,5 micras de espesor. Al igual que en el caso ruso, el experimento fue sólo un ensayo de despliegue, y no una prueba de propulsión. El 21 de febrero de 2006, de nuevo la JAXA lanzó conjuntamente con el satélite ASTRO-F una vela solar de 15 metros de diámetro que sólo se desplegó parcialmente. Posteriormente, el 20 de mayo de 2010, lanzó conjuntamente con el satélite PLANET-C una nueva vela, de 20 m de diámetro, llamada IKAROS, que se desplegó correctamente. En enero de 2011 la NASA consiguió por primera vez desplegar con éxito una vela solar en órbita con el segundo minisatélite NanoSail-D,también denominado "NanoSail-D2".

Calculadora de efectos asteroide

 Este sitio gratuito ( en Inglés ) directamente ofrece los resultados meteorológicos, sísmicos , geográficos, e incluso la radiacíon y los decibelios de un impacto contra la tierra de cualquier asteroide que le especifiques. Introduce el material que lo compone, la distancia del impacto, la zona de impacto, su velovidad y el ángulo de choque. Además te indica la modificación de la duración del dia , el desvío orbital, la pérdida de masa del planeta, duración e intensidad de los terremotos...

Evolución: Secuencia de imágenes ultrarápida


Si contraemos una enfermedad, el sistema inmunitario se ocupa de defendernos. Esto es algo bien conocido, pero resulta difícil observarlo de modo directo. Los procesos a escala molecular no son sólo minúsculos, sino a menudo extremadamente rápidos, y por tanto difíciles de capturar en acción. Ahora, un equipo de científicos presenta un método capaz de captar dos imágenes en un intervalo de tiempo tan pequeño que pronto será posible observar moléculas y nanoestructuras en tiempo real, y producir una "película molecular" de varias imágenes separadas por solo 50 femtosegundos, un femtosegundo es una millonésima de una milmillonésima, 50 femtosegundos tarda un rayo de luz en recorrer una distancia igual al grosor de un cabello.

Una "película molecular" que muestre cómo se comporta una molécula en el momento crítico de una reacción química ayudaría a los científicos a comprender mejor diversos procesos fundamentales en las ciencias naturales. Esos procesos a menudo duran sólo varios femtosegundos.
A pesar de que es posible registrar una sola imagen de un femtosegundo usando un destello de luz ultracorto, nunca ha sido posible captar una secuencia de imágenes en una sucesión tan rápida. En el detector que se use para capturar las imágenes, éstas se superponen y quedan inservibles. Tratar de intercambiar el detector, o de actualizar su estado, entre dos imágenes, no es viable porque la operación tardaría demasiado, incluso si se pudiera realizar a la velocidad de la luz.

A pesar de estas dificultades, un equipo de científicos del Centro Helmholtz de Berlín para Materiales y Energía, la Universidad Técnica de Berlín, el Sincrotrón Alemán de Electrones (DESY, por sus siglas en alemán) y la Universidad de Münster, han logrado ahora captar secuencias de imágenes ultraveloces de objetos de sólo micrómetros de tamaño, usando pulsos del láser de rayos X denominado FLASH, e instalado en Hamburgo, Alemania. Además, este equipo de especialistas ya tiene planeado un modo de adaptar su método para que sea capaz de trabajar con una resolución nanométrica en el futuro. Usando su método, los científicos captaron dos imágenes de un micromodelo de la Puerta de Brandemburgo, separadas por sólo 50 femtosegundos, lo cual supone un importante avance para el estudio de las reacciones moleculares.

Cambios en la tabla periódica de los elementos

Este 2011 ha sido designado como el Año Internacional de la Química por las naciones unidas y como parte de estas actividades la IUPAC (Unión internacional de química pura y aplicada) ha comenzado una serie de cambios históricos en la conocida tabla periódica que aprendimos en la escuela.
Por primera vez en su historia, la tabla periódica de elementos químicos sufrirá cambios en cuanto a los pesos atómicos se refiere. Algunos elementos en lugar de tener un único peso atómico, tendrán un intervalo con un mínimo y un máximo.
Según el Dr. Michael Wieser, secretario de la comisión sobre la abundancia isotópica y los pesos atómicos de la IUPAC, por más de siglo y medio habíamos sido educados con la creencia de que los pesos atómicos eran únicos, pero ahora con el avance de la tecnología ya sabemos que esos pesos pueden ser variables. Y ahora vamos a ver esos cambios reflejados en la tabla periódica.
Los isótopos son las formas inestables de los elementos químicos y varían su peso según tengan más o menos neutrones que su forma estable. Estos isótopos suelen ser radioactivos y peligrosos, pero tienen muchas aplicaciones en la industria y la investigación.
Midiendo los isótopos del carbón, podemos determinar la pureza y origen de alimentos tales como la vainilla y la miel. Con mediciones de nitrógeno, cloro y otros, podemos localizar contaminantes en ríos y aguas subterráneas. En cuestiones de dopaje se puede analizar la testosterona y determinar si ha habido alguna trampa, midiendo el peso del carbono en el cuerpo humano.
Los primeros cambios implicarán 10 elementos: Hidrógeno, Litio, Boro, Carbono, Nitrógeno, Oxígeno, Silicio, Azufre, Cloro y Talio. Todos ellos tendrán límites inferiores y superiores para sus pesos atómicos.
Se espera que haya más cambios en los siguiente meses ya que gran mayoría de los elementos poseen varios isótopos, sin embargo algunos como el flúor, aluminio, sodio y oro, no cambiarán ya que poseen sólo uno.
Por lo pronto, no sabemos si realmente esto tendrá un impacto significativo en estudiantes y maestros, pero en la industria hace mucho tiempo que los diferentes pesos atómicos han sido muy útiles.

Voyager 1 en la frontera final

La sonda robótica estadounidense Voyager 1 (lanzada en 1977 con 722 kg de peso), ha ingresado a la heliopausa, frontera final del sistema solar, debiendo introducirse dentro de poco tiempo en el espacio interestelar (fuera de la influencia del sol), área de la que no se tiene información ( aparte de la provista por telescópios y radiotelescópios ).Las sondas Voyager ( 1 y 2 ) obtienen su energía eléctrica de tres RTG, (Generador termoeléctrico de radioisótopos) generadores de pilas atómicas (plutonio en descomposición constante ) de los cuales se espera que estén generando suficiente energía para que las sondas estén en comunicación con la Tierra hasta por lo menos el año 2025.

La Voyager 1 es actualmente el objeto hecho por el hombre más alejado de la Tierra, viajando a una velocidad relativa de la Tierra y el Sol más rápido que ninguna otra sonda espacial. El 7 de julio de 2009 Voyager 1 estaba a 109,71 UA (16.414 millones de kilómetros) del Sol y ha entrado en la Heliopausa, la zona terminal entre el Sistema Solar y el Espacio Interestelar, una vasta área donde la influencia del Sol cede ante las radiaciones de otros cuerpos lejanos de la galaxia. Si el Voyager es aun funcional cuando pase la heliopausa (y efectivamente convertirse en el primer objeto de fabricación humana que abandone nuestro sistema estelar), los científicos obtendrán las primeras mediciones directas de las condiciones del espacio interestelar, las cuales podrían proveer pistas relevantes del origen y la naturaleza del universo. A esta distancia, las señales del Voyager 1 tardan más de catorce horas en alcanzar el centro de control en el Jet Propulsion Laboratory en La Cañada Flintridge, California.
Voyager 1 tiene una trayectoria parabólica, y ha alcanzado velocidad de escape, lo que significa que su orbita no regresará nunca al Sistema solar. Junto con la Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 2 y la New Horizons, Voyager 1 es una sonda interestelar diseñada para explorar a inmensas distancias, pero Voyager 1 les saca varios años de ventaja.

El material más duro de la naturaleza ya no es el diamante

La pregunta ¿cual es el material más duro presente en la naturaleza? tiene nueva respuesta. Ya no es el diamante, sino la Lonsdaleíta.También constituido por átomos de carbono, como el diamante, ha resultado ser un 58 por ciento más duro que la piedra preciosa. El equipo que lo ha descubierto, dirigido por Zicheng Pan en la Universidad de Shangai, ha realizado pruebas de tensión que determinan estos datos, y también nos explican que este tipo de materiales se forman raramente cuando los meteoritos que contienen grafito golpean la Tierra.
 Por otro lado, el nitruro de boro también ha resultado ser un 18% más duro que el diamante realizando las mismas pruebas (aunque en esto caso se trate de un compuesto), y es más versátil que el diamante y la Lonsdaleíta, ya que es estable con oxígeno a temperaturas más altas que el diamante. Y esto lo hace ideal para colocarlo en la punta de corte y herramientas de perforación que operan a altas temperaturas. La lonsdaleíta es un polimorfo hexagonal de carbono encontrado en meteoritos, así llamado en honor a la científica Kathleen Lonsdale. Es una forma semejante al diamante, sin embargo hexagonal.
Encontrada por primera vez en 1967 en cristales microscópicos asociados al diamante en restos de meteorito en Arizona. Se cree que en el impacto del meteorito con grafito contra la tierra, el calor y la energía del impacto puedan transformar el grafito en diamante manteniendo su estructura hexagonal. Es de color negro, brillo diamantínico. Hallada en Tunguska, Rusia y en otros impactos de meteoritos.


Redefinición del Kilogramo

La definición de kilogramo se basará en la constante de Planck, una constante fundamental de la física cuántica, han decidido los expertos en metrología convocados por la Oficina Internacional de Pesos y Medidas. Lo ha comunicado en Londres el físico Michael Stock, de la citada oficina, con motivo de una reunión convocada por la Royal Society para evaluar el progreso en este tema: "Se ha alcanzado el consenso para que en el futuro cercano se redefina el kilogramo, basado en un valor fijo de la constante de Planck". Según Stock, los científicos llevan años realizando experimentos con la llamada balanza de Watt que establecen una relación entre la masa y la citada constante mediante la comparación de medidas de potencia eléctrica y mecánica, pero la nueva definición no puede entrar en vigor hasta que estas medidas den resultados idénticos, para lo que son necesarias más balanzas de Watt, un instrumento muy complicado ( imagen de arriba ).

El kilogramo es la única unidad del Sistema Internacional de Unidades que todavía se define en base a un objeto físico, un prototipo de platino e iridio que se mantiene guardado en la sede la citada oficina en París. El resto de las unidades (metro, segundo, amperio, kelvin, mol y candela) se basan en cantidades físicas (el metro se define sobre la velocidad de la luz), aunque el kelvin está en fase de redefinición igualmente.Las medidas del prototipo del kilogramo en el último siglo han indicado que su masa ha variado ligerísimamente, y ahora es unos 50 microgramos (como un pequeño grano de arena) inferior a cuando fue fabricada en 1879. El objetivo final de los trabajos es que todas las unidades del sistema internacional sean estables y universales. (Información publicada por ELPAIS.com)