Sobre el positronio

“Ocultación de los átomos de positronio”

 

Compilado por Manlio E. Wydler (*)

 

Los átomos de positronio dispersan inexplicablemente partículas de gas como si fueran electrones solitarios, incluso si éstas también contienen un anti-electrón (positrón)

El positronio (Ps) es un sistema cuasiestable formado por un electrón y su antipartícula, el positrón, unidos formando un átomo exótico. La órbita de ambas partículas y los niveles energéticos son similares al del átomo de hidrógeno (formado por un protón y un electrón). Pero debido a la diferente masa reducida del sistema, las frecuencias asociadas a las líneas espectrales son menos de la mitad que en el hidrógeno

El descubrimiento sugiere que los ingenieros podrían utilizar las bien conocidas propiedades de dispersión de los electrones como una regla general en el diseño futuro de escáneres médicos que empleen positronio. También podría ayudar a interpretar unas desconcertantes observaciones astronómicas.

“Es importante el conocimiento de cómo interactúa el positronio con el medio circundante, sea que se trata de tejido humano o del gas interestelar”, dice el líder del experimento Gaetana Laricchia del University College de Londres.

Los átomos de positronio son como los átomos de hidrógeno, excepto que el protón es sustituido por un positrón, la antipartícula de carga positiva del electrón. Los átomos son inestables y las dos partículas que lo constituyen desaparecen en una nube de rayos gamma en un microsegundo.

Cuando un haz de electrones o positrones pasa a través de un gas, dispersa las partículas de gas en un monto predecible. Los científicos supusieron que los átomos de positronio, que es dos veces más pesado que un electrón y eléctricamente neutro, tendría una tasa de dispersión muy diferentes.

Para comprobar esto, el equipo de Laricchia disparó átomos de positronio a una velocidad de 1100 a4400 kilómetrospor segundo a través de varios gases, incluyendo hidrógeno, kriptón y vapor de agua. Curiosamente, el monto de la dispersión para el positronio resultó ser casi idéntico al de un electrón simple, como si la influencia de los positrones fuese —de alguna manera— “invisibilizada”.

James Walters, un teórico dela Universidad Queende Belfast que estudia las interacciones de la antimateria con la materia, dice que el resultado va a ser difícil de explicar matemáticamente porque el proceso de dispersión es complejo.

“Cuando el positronio golpea un átomo, los electrones en el átomo no saben qué hacer: ¿seguir pegados con el núcleo o tratar de perseguir a los positrones? Hay mucha competencia presente y en teoría es difícil modelar esto con precisión.”

Laricchia especula que el electrón podrían desempeñar un papel dominante en esta dispersión del positronio al acercarse más cerca de una partícula de gas, en promedio, que lo que lo hace el positrón.

Cualquiera sea la razón de los extraños resultados, podrían tener consecuencias importantes para la exploración PET de los médicos (tomografía por emisión de positrones). Los escáneres PET recogen los rayos gamma emitidos por el positronio que se forma cuando se inyecta en el cuerpo un trazador radiactivo que emite positrones.

El conocer el monto de la dispersión del positronio debería poner en claro cómo dejan su energía las partículas a lo largo de sus recorridos, ya que chocan con las moléculas en el tejido. “Eso es necesario para limitar los daños al tejido sano”, le dijo Laricchia a New Scientist. También ayudaría a refinar la estimación de cuán lejos viaja el positronio, permitiendo que se pueda medir el volumen de los tumores con mayor precisión.

También se forma positronio en el espacio. El comprender su interacción con las nubes de gas interestelar podría ser crucial para determinar la posición de algunas fuentes misteriosas de positrones en la Vía Láctea.

(*) Ingeniero, Presidente de FAPLEV, Vecino Solidario2001.

Átomo de Positronio; Positrón más electrón, gas más liviano que el hidrógeno y de efecto radioactivo el degradarse en fotones de rayos gamma:

 

Distribución biológica del Fósforo.

“La distribución biológica del Fósforo”

 

Compilado por Manlio E. Wydler (*)

 

Dos mil millones de años atrás, la Tierrase estaba recuperando de una de las más profundas modificaciones de su medio ambiente: la oxigenación de la atmósfera y los océanos. Esto llevó a una serie de importantes cambios en los ciclos biogeoquímicos globales, y también resultó en una amplia distribución de uno de los elementos clave de la vida, el fósforo.

 

Los análisis que el equipo de Aivo Lapland del NGU (el servicio noruego de prospección geológica) y Richard Wirth del Centro Alemán de Investigación en Geociencias (GFZ) ha realizado en la Formación Zaonega, un singular conjunto de rocas preservado en Carelia, Rusia, con una edad de alrededor de dos mil millones de años, han revelado un resultado sorprendente: La formación de las primeras fosforitas (minerales ricos en fosfatos) de la Tierra fue en buena parte, o incluso en su totalidad, una fenómeno regulado por la actividad de las bacterias del azufre.

 

En el mundo moderno, las bacterias del azufre viven alrededor de las fumarolas negras, fuentes termales subacuáticas en las cuales el agua calentada por la actividad volcánica existente bajo el lecho oceánico brota por chimeneas naturales a temperaturas de hasta unos 400 grados centígrados. Se las llama así porque parece como si emitieran humo negro. El “humo” es realmente una suspensión de minerales oscuros ricos en hierro y azufre que se precipitan cuando el agua caliente se topa con el medio más frío de las profundidades

 

Un respiradero hidrotermal o fumadera, fumadero o fumarola hidrotermal, es una grieta en la superficie de un planeta del cual fluye agua geotermalmente caliente. Las fuentes hidrotermales se encuentran comúnmente en lugares que son volcánicamente activos donde el magma está relativamente cerca de la superficie del planeta. Las fuentes hidrotermales son abundantes en la Tierra porque es geológicamente activa y tiene cantidades grandes de agua en su superficie. Los tipos comunes de la tierra incluyen las aguas termales, las fumarolas y los géiseres. Relativo a las dimensiones del mar profundo, las áreas alrededor de las fuentes hidrotermales son biológicamente productivas, a menudo hospedando comunidades complejas alimentadas por los químicos disueltos en los fluidos que emite. La arquea quimiosintética conforma la base de esta cadena alimenticia-fijan el Carbono sin luz-, sosteniendo diversos organismos, incluyendo gusanos de tubo gigantes, almejas, y camarones.

 

 Las bacterias actuales del azufre intervienen en la formación de minerales ricos en fosfatos.

 

(*) Ingeniero, Presidente de FAPLEV, Vecino Solidario 2001.

 

 

El SOHO muestra una parte de ISSON y las naves extraterrestres.

“Finalmente el cometa Isson parece que en parte ha sobrevivido”

 

Compilado por Manlio E. Wydler (*)

 

Después de haberlo dado prácticamente por perdido, la NASAacaba de anunciar que es posible que la roca helada haya sobrevivido a su máximo acercamiento al Sol, ocurrido la tarde de este jueves.

 

En un principio, los astrónomos anunciaron que probablemente el cometa había sido aniquilado por el calor, las radiaciones electromagnéticas y la gravedad cuando pasó a1.800.000 km del centro solar. Varios observatorios confirmaron que el cometa parecía haberse debilitado mucho durante el vuelo suicida  y algunos auguraban un augurio aún peor.

 

Observatorio de Dinámica Solar (SDO) de la NASAno observó ni rastro del cometa, por lo que muchos científicos creyeron que se había roto y desintegrado por completo antes de llegar al perihelio, la máxima proximidad.

 

Sin embargo, en un comportamiento que la NASAcalifica de «sorprendente», por suerte el Observatorio Solar y Heliosférico (SOHO) de la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA) observó horas después material brillante del cometa en el otro lado del Sol.

 

Los análisis de los científicos que forman parte de la Campañade Observación del cometa Ison de la NASAsugieren que hay al menos un núcleo intacto. Pero, por el momento, se desconoce su tamaño.

 

En efecto, Isson, proveniente dela Nubede Oort, ha sido una incógnita durante el año que los científicos le han echado el ojo, especialmente por sus naves extraterrestres acompañantes. Imprevisible, el cometa ha aumentado y atenuado su brillo de manera inesperada.

 

Según informala NASA, estos cambios se corresponden al material que hierve en el cometa, ya que cada cual lo hace a diferentes temperaturas y los efectos electroestáticos,  lo que proporciona pistas sobre su composición. El análisis de este patrón ayudará a los científicos a comprender la composición de Isson, que contiene material reunido durante la formación Sistema Solar, hace unos 4.500 millones de años.

 

Esta posible resurrección da pocas pistas sobre si podemos mantener la esperanza de ver esta «bola de nieve sucia» en el cielo de diciembre. Su máximo acercamiento ala Tierra, a una distancia de unos 64 millones de km., estaba previsto para el día después de Navidad.

 

Entonces, según las previsiones más optimistas, Isson estaba llamado a convertirse en uno de los objetos más brillantes del cielo, el «cometa del siglo». 

 

Las naves, una lo siguió algo más alejado del Sol y la otra aparece del lado de nuestro planeta, a al altura de la órbita de Mercurio.

 

Evidentemente su trabajo para estos extraterrestres fue el estudio pormenorizado de la evolución de un cometa en su perihelio.

 

(*) Ingeniero Presidente de FAPLEV, Vecino Solidario 2001.

 

En el video se ve la cola del cometa dirigiéndose al Sol, una nave se queda cerca de Mercurio y la otra aparecerá. algo alejada al salir el cometa o sus restos por la izquierda


 

 

 

Diferente comportamiento.

“Diferente comportamiento de la Materia y antimateria”

 

Compilado por Manlio E. Wydler (*)

 

Los neutrinos, partículas elementales generadas por reacciones nucleares en el Sol, sufren de una crisis de identidad a cruzar el universo, pasando por tres “sabores” diferentes. Sus homólogos de la antimateria (que son idénticos en masa pero opuestos en carga y espín) hacen lo mismo.

Un equipo de físicos, entre los que se encontraban varios científicos del MIT, ha descubierto sorprendentes diferencias en el comportamiento al cambiar de sabor de los neutrinos con respecto a los antineutrinos. Si se confirma, el descubrimiento podría explicar por qué la materia domina el universo, y no la antimateria

 

La gente está muy excitada con esto porque indica que hay diferencias entre los neutrinos y los antineutrinos”, comentó Georgia Karagiorgi, estudiante del MIT y una de las líderes del análisis de datos experimentales que se produjeron en el Booster Neutrino Experiment (MiniBoonE) en el acelerador del Laboratorio Nacional Fermi.

El nuevo resultado, anunciado en junio y enviado a la revista Physical Review Letters, parece corresponder a una de las primeras violaciones de la simetría CP: la teoría que dice que la materia y la antimateria deberían de comportarse de la misma manera. La violación de la simetría CP se vio anteriormente en los quarks, otro tipo de partícula elemental que se presenta en protones y neutrones, pero nunca en neutrinos o en electrones.

El descubrimiento podría también forzar a los físicos a revisar el Modelo Estándar, que cataloga todas las partículas conocidas que constituyen la materia. El modelo ahora postula sólo tres sabores del neutrino, pero un cuarto (o un quinto o un sexto) pueden ser necesarios para explicar los nuevos resultados

 

Desde los años 60, los físicos han estado obteniendo pruebas de que los neutrinos pueden cambiar, o oscilar, entre tres sabores diferentes, cada uno con una masa diferente. Sin embargo, no han podido descartar aun la posibilidad de que haya más sabores.

En un intento de ayudar a limitar el número de neutrinos, los físicos de MiniBooNE enviaron haces de neutrinos o antineutrinos a un túnel de500 metros, al final del cual hay un tanque de un1000 metros cúbicosde aceite, los rastros de energía que deja tras de sí permiten a los físicos identificar qué sabor de neutrino tomó parte en la colisión. Los neutrinos, que no tienen carga, no suelen interactuar con otra materia, así que esas colisiones son extrañas.

Los neutrinos viajan a veces, no solo más lejos del Sol, sino de las más alejadas estrellas y desde otros universos que se ven mejor desde lo teórico.

La materia es más propia de este Universo Expansivo que del Universo Retrayente. Esto explica porqué de este lado del Big-Bang  predomina la materia.

(*) Ingeniero, Presidente de FAPLEV, Vecino Solidario 2001

 

Analizador  de neutrinos y antineutrinos:

Formación y distribución temprana de elementos pesados en el Universo.

 

“Pronta formación y distribución del Hierro y elementos pesados en el Universo”

 

Compilado por Manlio E. Wydler (*)

 

 

Unos investigadores del Instituto Kavli de Astrofísica de Partículas y Cosmología (KIPAC), gestionado conjuntamente por la Universidadde Stanford en California, y por el Laboratorio del Acelerador Nacional estadounidense SLAC, en Menlo Park, California, se valieron de observaciones hechas por el satélite astronómico Suzaku para trazar un mapa de la distribución de hierro en el cúmulo de galaxias de Perseo, situado a unos 250 millones de años-luz de distancia dela Tierra.

 

El cúmulo, que se extiende por más de 11 millones de años-luz de espacio, la concentración del hierro, detectado por su emisión de rayos X, es esencialmente uniforme en todas las direcciones.

 

El hierro, y por extensión otros elementos pesados, ya estaban muy dispersos por todo el universo cuando el cúmulo comenzó a formarse, tal como razona el astrofísico Norbert Werner del KIPAC, miembro del equipo de investigación. La conclusión a la que han llegado él y sus colegas es que cualquier explicación de cómo ocurrió esto debe otorgar papeles decisivos a las explosiones de supernovas y a los agujeros negros activos.

 

Los mayores productores de hierro son las supernovas de tipo Ia, que se producen típicamente cuando las estrellas enanas blancas se fusionan o adquieren por otros medios tanta masa que se vuelven inestables y explotan.

 

Unas 40.000 millones de supernovas de tipo Ia contribuyeron a la “siembra” química del espacio que posteriormente se convirtió en el cúmulo de galaxias de Perseo.

 

Hace 12.000 millones de años aproximadamente, el universo estaba formando estrellas a un ritmo muchísimo mayor que ahora. Ese período de intensa formación estelar estuvo acompañado por abundantes explosiones de supernovas.

 

Mientras se desarrollaba esa orgía de formación y destrucción de estrellas, los agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias estaban en su momento más activo, absorbiendo gas a raudales y liberando grandes cantidades de energía, parte de la cual impulsaba potentes chorros polares a altísimas velocidades a largas distancias. Algún tiempo más tarde, en las regiones del espacio con las mayores densidades de materia, se formaron los cúmulos de galaxias, con todo ello.

 

(*) Ingeniero, Presidente de FAPLEV, Vecino Solidario 2001

 

Polvo eres y al polvo volverás.

“Polvo eres y al polvo volverás”

 

Compilado por Manlio E. Wydler (*)

 

Es muy probable que el exceso de polvo que se observa provenga de las colisiones que han sufrido estos planetas.

Uno de los sistemas que se ha investigado con el Spitzer es la binaria RS Canum Venaticorums (o RS CVns),  a 420 años luz de nosotros-estrellas separadas por una distancia de 3,2 millones de kilómetros (un dos por ciento de la distancia Tierra-Sol). – estas medidas me dan miedo, pueden ser garrafalmente erróneas-. Aunque las estrellas son de tamaño similar a nuestro Sol, giran mucho más rápido, y una orbita a la otra en pocos días, mostrando ambas la misma cara a su estrella vecina.

Esta rápida rotación produce potentes campos electromagnéticos que impulsan fuertes vientos estelares. Esto da lugar a una red que desacelera la rotación de las estrellas, haciendo que los astros se vayan acercando con el tiempo. (Interacción electromagnética –gravitatoria, hoy se sabe muy común en el Universo)

Este es el factor desencadenante más probable de la variación de la influencia gravitatoria en el sistema, causando disturbios que afectan a todo el sistema. No sólo los planetas vecinos sufren colisiones mutuas, sino que la zona de habitabilidad —la región donde el agua líquida es estable en un planeta— puede cambiar de repente.

“Este tipo de sistemas pinta un cuadro de las últimas etapas en la vida de los sistemas planetarios”, dice Marc Kuchner del Centro Goddard para Vuelos Espaciales. “Y es un futuro sucio y violento”.

Los sistemas fueron detectados gracias al brillo infrarrojo de los discos de polvo caliente girando apretadamente alrededor de las estrellas. Normalmente, este polvo habría sido arrastrado por los vientos estelares en unas estrellas tan maduras, por lo que se entiende que para que la zona esté llena de polvo debe haberse presentado otro proceso. La solución más probable parece ser colisiones entre cuerpos planetarios, y el hecho de que estos discos de polvo hayan sido detectados alrededor de sistemas binarios maduros sugiere que estas observaciones no son un hecho aislado.

“Esta es la vida real de ciencia ficción”, comenta Jeremy Drake, del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica. “Es teóricamente posible que puedan existir planetas habitables alrededor de este tipo de estrellas, así que si se presentó cualquier tipo de vida allí, ésta podría estar condenada.”

(*) Ingeniero, Presidente de FAPLEV, Vecino Solidario 2001.

Colisión entre exoplanetas

Estrella pletórica de elementos.

“Estrella pletórica de elementos”

 

Compilado por Manlio E. Wydler (*)

 

Algunas estrellas, como la descubierta recientemente SDSS J2357-0052, existe una excepcional y alta concentración de raros elementos producidos por un proceso poco común

Hace un poco más de tres años, escribí una publicación que conmemoraba el 50º aniversario de uno de los artículos más notables en la historia de la astronomía. En este trabajo,  Burbidge, Fowler y Hoyle establecieron las bases para la comprensión de cómo se acumulan elementos pesados en el universo.

La versión corta de la historia es que se han identificado dos procesos principales: El proceso lento (s, por el inglés Slow) y el proceso rápido (r). El proceso-s es aquel en el que más presente tenemos, en el que los átomos son bombardeados lentamente con protones y neutrones, formando su masa atómica. Pero como señalaba el artículo, a menudo esto ocurre con demasiada lentitud para que un proceso que da por sentado isótopos inestables que no duran el tiempo suficiente para absorber otro antes de decaer a un número atómico menor supere la barrera.

En este caso, se necesita el proceso-r, en el que el flujo de nucleones es mucho mayor a fin de superar la barrera.

La combinación de estos dos procesos ha hecho un buen papel al adecuarse a las observaciones de lo que vemos, en general, en el universo. Pero los astrónomos no tienen descanso: el universo siempre tiene sus rarezas. Un ejemplo son las estrellas que tienen cantidades relativas muy raras de los elementos formados por estos procesos. Como el proceso-s es mucho más común, es el que debemos ver primordialmente, pero en algunas estrellas, como SDSS J2357-0052, existe una excepcional y alta concentración de raros elementos de proceso-r. Un reciente documento explora este elemental enigma.

Como lo implica la designación, esta rareza llamada SDSS J2357-0052 fue descubierta por el Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Esta exploración utiliza varios filtros para tomar imágenes de campos de estrellas en diferentes longitudes de onda. Se eligen algunos de los filtros para que caigan en rangos de longitud de onda en la que existen unas líneas de absorción bien conocidas de los elementos que se sabe son los marcadores de la metalicidad promedio. Este sistema fotométrico permitió obtener a un equipo internacional de astrónomos, liderado por Wako Aoki del Observatorio Astronómico Nacional en Tokio, hacer una visión rápida de la composición metálica de las estrellas y así elegir las más interesantes para realizar un estudio más profundo.

 

Estas observaciones adicionales se realizaron con espectroscopía de alta resolución y mostraron que la estrella tenía menos de una milésima de la cantidad de hierro que posee el Sol ([Fe / H] = -3,4), lo que la sitúa entre las estrellas más pobres en metal que se han descubierto. Sin embargo, el hierro es el resultado de los elementos producidos por el proceso-s. Cuando vamos más allá de ese número atómico, la abundancia relativa cae muy rápidamente. Si bien el bajón en SDSS J2357-0052 seguía siendo alto, no estaba para nada cerca de lo dramático que es en la mayoría de otras estrellas. Esta estrella tenía un aumento dramático de los elementos del proceso-r.

Se han descubierto varias estrellas pobres en metal con este aumento del proceso-r. Pero ninguna donde aparezca junto con esa deficiencia extrema de hierro. La conclusión de esta combinación es que esta estrella deber haber estado muy cerca de una supernova. Los autores sugieren dos escenarios que pueden explicar las observaciones. En el primero, la supernova se produjo antes de que la estrella se formara, y SDSS J2357-0052 se formó en las inmediaciones antes de que el material aumentado pudiese dispersarse y mezclarse con el medio interestelar. El segundo es que SDSS J2357-0052 ya era una estrella formada en una órbita binaria con una estrella que se convirtió en una supernova. Si fue el segundo caso, probablemente esto le daría a la estrella más pequeña una gran “patada” al cambiar dramáticamente la masa que tiene el sistema. Aunque no se detectó una velocidad radial excepcional en SDSS J2357-0052, el movimiento (si existiera) podría estar situado en un plano del cielo que requiera unos apropiados estudios de movimiento para confirmar o refutar esta posibilidad.

Los autores también señalan que la primera estrella con características un tanto similares (aunque no tan extremas) fue descubierta antes que ésta en el halo exterior, donde es baja la probabilidad de que se produjera la necesaria supernova. Como tal, es más probable que la estrella fuese expulsada en un proceso que establece cierta credibilidad para el escenario en general, aún si no fuese éste el caso de SDSS J2357-0052.

 

(*) Ingeniero, Presidente de FAPLEV, Vecino Solidario 2001.

La estrella en cuestión:

 

Todos sospechan que no habrá un cometa vistoso.

“Todos sospechan que Isson se acabó hace dos días”

 

Compilado por Manlio E. Wydler (*)

 

El cometa Ison, que podría haberse convertido en«el cometa del siglo», puede haberse quedado en un triste fiasco después de desintegrarse durante su máxima aproximación al Sol, ocurrida este jueves. Esto es lo que creen, a estas horas, los astrónomos que han seguido el vuelo suicida de la roca helada, conocido como perihelio. Aunque el destino final del cometa todavía no ha sido establecido por la NASA -la roca es realmente inestable, cambiante y llena de sorpresas-, desde la agencia espacial apuntan que lo más probable es que no haya sobrevivido y que ahora no sea más que una nube de escombros.

 

Ya la noche del jueves se auguraba lo peor. El cometa se fue debilitando a los ojos del Observatorio de Relaciones Solar-Terrestres (Misión Stereo) dela NASA y del Observatorio Solar y Heliosférico (SOHO) dela NASA yla Agencia Espacial Europea (ESA). Y no fue visible en absoluto para el Observatorio de Dinámica Solar (SDO) dela NASA. «No vimos el cometa en el SDO -reconoce Dean Pesnell, científico del proyecto-, así que pensamos que debe de haberse roto y evaporado antes de llegar a su perihelio».

 

Esto significa que el cometa Ison no será visible en el cielo nocturno de diciembre, como se esperaba si sobrevivía al acercamiento, pero la riqueza de las observaciones recogidas de la roca durante el último año «ofrecerán grandes oportunidades de investigación durante algún tiempo», señalala NASA. Unacuestión importante será simplemente averiguar por qué ya no es visible.

 

El astrofísico Karl Battams, que participa en la campaña de seguimiento del cometa desarrollada por la NASA, comentaba en su blog que Ison parece haber sucumbido en una muerte ardiente, perdiendo una gran cantidad de trozos de tamaño razonable. Pero advierte de que es posible que una parte del núcleo haya sobrevivido, aunque no es capaz de precisar su tamaño. ¿Podría Ison resurgir como un ave fénix? «Si hay un núcleo, todavía es demasiado pronto para decir cuánto tiempo va a sobrevivir. Si sobrevive unos pocos días, es demasiado pronto para decir si el cometa será visible en el cielo nocturno. Si es visible en el cielo nocturno, es demasiado pronto para decir lo brillante que será…», dice el experto con prudencia.

 

«Contamos con un nuevo conjunto de incógnitas y este objeto, dinámico e impredecible, continúa sorprendiéndonos, asombrándonos y confundiéndonos», continúa. A su juicio, habrá que esperar un par de días para tratar de averiguar qué le ha pasado de verdad a Ison. «Quizás un remanente de la cola pueda ser visible la próxima semana. Pero esto es altamente especulativo», afirma.

 

En su gran acercamiento al Sol, debido a la gran velocidad alcanzada, el cometa se convierte al pasar entre las espiras magnéticas de la atmósfera solar en un “rotor” que se carga de energía eléctrica de alta intensidad momentánea que contribuye a que se produzca una gran explosión electromagnética que en conjunto con el calor nos dejó sin cometa vistoso casi con seguridad.

 

 

 

(*) Ingeniero, Presidente de FAPLEV, Vecino Solidario 2001.

 

Poderoso fulgor, apenas entró al lugar trasero del Sol. Solo se ve el fulgor de  una de las dos naves extraterrestres:

El cometa Ison, ¿un triste fiasco?

 
 
 
 
 

Rara mezcla de fotones y electrones.

“Rara mezcla de fotones y electrones”

 

Compilado por Manlio E. Wydler (*)

 

Se ha conseguido mezclar fotones con electrones sobre la superficie de un cristal exótico, un tipo inusual de material llamado aislante topológico, y medir dicha mezcla. Algunos teóricos ya habían predicho este tipo de combinación tiempo atrás, pero nunca había sido observada.

 

Los responsables de este impresionante experimento, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, sugieren que el logro demostrado podría conducir a la creación de materiales cuyas propiedades electrónicas podrían ser reguladas en tiempo real con sólo hacer incidir haces láser precisos sobre ellos. El trabajo abre una nueva vía para la manipulación óptica de estados cuánticos de la materia, tal como argumenta Nuh Gedik, uno de los responsables del experimento.

 

Gedik, Yihua Wang (ahora en la Universidadde Stanford en California), Pablo Jarillo-Herrero, y Hadar Steinberg llevaron a cabo los experimentos usando una técnica que el laboratorio de Gedik viene desarrollando desde hace varios años. Su método consiste en disparar pulsos de luz del infrarrojo medio que duran femtosegundos (milésimas de una billonésima de segundo) a una muestra de material y observar los resultados con un espectrómetro de electrones especial, desarrollado por el equipo y que funciona a modo de cámara de alta velocidad.

 

El experimento produjo una mezcla mecánica cuántica de electrones y fotones, conocida como estado de Floquet-Bloch, en un sólido cristalino. Tal como teorizó inicialmente el físico suizo Félix Bloch, los electrones se mueven en un cristal en un patrón regular repetitivo determinado por la estructura periódica de la retícula cristalina. Los fotones, en su doble naturaleza, no solo son partículas sino también ondas electromagnéticas con una frecuencia específica, y su interacción con la materia conduce a estados de Floquet, llamados así por el matemático francés Gastón Floquet. Entrelazar electrones con fotones de manera coherente genera el estado de Floquet-Bloch.

 

Señores el futuro ya está en nuestro presente.

 

(*) Ingeniero, Presidente de FAPLEV, Vecino Solidario 2001.


 

 

 

Importantísimos cambios cuánticos.

“Importantísimo cambio de Fase Cuántico”

Por Manlio E. Wydler (*)

 

Muchos estados paradojales se resuelven en Física Cuántica merced a los cambios de fase de diversa índole.

 

Hemos hecho ya muchos capítulos donde muestro  cantidad de estas peculiaridades que permiten que sucedan cosas antes consideradas imposibles.

 

En los sistemas de comunicación clásicos de fibra óptica normalmente se necesita absorber un fotón para poder ser detectado y con ello saber la información que porta.

 

Después se puede reconstruir otro haz distinto que porte la misma información. Este método se puede usar para amplificar. Pero si se quiere pasar a un sistema de comunicación cuántico habrá que hacer las cosas de otra manera.

 

En este experimento, tratando de no absorber el fotón, un átomo de Rubidio se mantiene en el centro de una cavidad en la que hay espejos paralelos separados 1 mm, haciendo que la cavidad actúe de trampa óptica tridimensional. Los estados superpuestos son dos estados fundamentales en los que cada uno de ellos está caracterizado por una energía de transición distinta hacia el siguiente estado excitado.

 

Para uno de estos estados el fotón entrante no interacciona con el átomo y abandona la cavidad sin inmutarse. Para el otro caso el fotón interacciona con el átomo y es reflejado por uno de los espejos, ya que la cavidad y el átomo están acoplados. Pero el fotón no es absorbido y, por tanto, no es destruido.

 

En este último caso queda una señal en el estado del átomo: un cambio de fase de π entre los dos estados superpuestos que puede ser leída con una técnica estándar.

 

La energía del fotón y del átomo no cambian. O sea vemos sin hacer colapsar nada. Ver  sin absorber, ver sin destruir. La eficiencia de todo el sistema no es muy alta, pues es del 75%, pero como prueba de concepto es suficiente. No obstante es mayor que los sistemas que destruyen los fotones, que es del 60%. No han alcanzado el límite fundamental debido ciertas imperfecciones, así que ese rendimiento se podrá mejorar.

 

Este nuevo resultado no sólo sirve para la ciencia básica, sino que tiene aplicaciones prácticas. Así por ejemplo, se incrementa grandemente las posibilidades de detección de fotones individuales. Se podría usar algo así en cascada, detectando el mismo fotón una y otra vez. Además esto sería importante en sistemas de comunicación cuánticos y en puertas lógicas en futuros computadores cuánticos. También tendría implicaciones para sistemas cuánticos cifrados.

 

(*) Ingeniero, Presidente de FAPLEV, Vecino Solidario 2001.

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