Archive for Cuántica
Los agujeros negros ‘apagan’ la formación estelar en las galaxias del universo lejano
El estudio, que publica Nature y en el que han participado investigadores del IAC, indica que los agujeros negros controlan, mediante los rayos X que se emiten a su alrededor, el número de estrellas que se forman en una galaxia
Este trabajo ayudaría a resolver uno de los enigmas de la década: por qué las masas de los agujeros negros supermasivos están relacionadas con las masas de los grupos centrales de estrellas en la galaxia
Estos resultados han sido posibles gracias a las observaciones obtenidas con la cámara SPIRE del Observatorio Espacial Herschel de la ESA, en el marco del proyecto HerMES
Un equipo internacional de astrofísicos agrupados en el proyecto HerMES, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha descubierto que el número de estrellas que se forman durante la vida temprana de las galaxias puede ser controlado por los agujeros negros masivos de sus núcleos. El hallazgo, que publica hoy la revista Nature, ayudará a contestar la pregunta de por qué la masa de los bulbos galácticos, las concentraciones centrales de estrellas en las galaxias, parece estar relacionada con la masa de sus agujeros negros.
Uno de los hallazgos de los últimos años ha sido que las galaxias con agujeros negros masivos presentan ritmos altos de formación estelar, con casos en los que se forman estrellas a un ritmo incluso mil veces mayor al de la Vía Láctea en la actualidad.
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Universo con un principio
Recientes estudios apuntan a que el Universo tuvo que tener un principio, incluso cuando se considera la inflación eterna, el universo cíclico o la singularidad desnuda eterna.
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La mecánica cuántica logra explicar propiedades de las nanoantenas ópticas
Una investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado un marco teórico que describe las propiedades subnanométricas de las nanoantenas ópticas. El nuevo modelo resuelve las características de este régimen especial de distancias gracias a la mecánica cuántica, que completa las explicaciones basadas en ecuaciones de física clásica. El trabajo ha sido publicado hoy en la revista Nature Communitacions.
Las nanopartículas metálicas actúan como antenas ópticas, ya que aumentan la recepción, el control y la emisión de radiación óptica. Este efecto se consigue a través de la excitación colectiva de los electrones del metal y, hasta ahora, sólo había sido descrito por las ecuaciones establecidas por James Clerck Maxwell (ecuaciones de Maxwell) hace más de un siglo.
El avance de la tecnología ha ido reduciendo los tamaños y las distancias de separación entre las nanoantenas metálicas. Este proceso ha dado lugar a nuevas propiedades que la física clásica es incapaz de describir, tales como el transporte de electrones por efecto túnel, basado en la probabilidad de dichos electrones de desaparecer de un electrodo y reaparecer en el otro.
El investigador del Centro de Física de Materiales del CSIC Javier Aizpurua, que ha dirigido el trabajo, cuenta que “hasta ahora estas propiedades sólo podían describirse de forma aproximada cuando las distancias de interacción alcanzan valores por debajo del nanómetro”. El modelo propuesto por el equipo de Aizpurua permite abordar de forma compacta la “enorme cantidad de electrones involucrada en la respuesta óptica de una nanoestructura y los efectos cuánticos que aparecen a distancias subnanométricas”, añade.
Según el investigador del CSIC, “el hallazgo abre un nuevo camino para calcular y diseñar los efectos cuánticos en antenas ópticas clásicas y en dispositivos optoelectrónicos”. De la misma forma, todos estos efectos cuánticos tienen “una gran importancia en diversas disciplinas como la bioquímica, la electrónica molecular y las comunicaciones ópticas”, concluye Aizpurua.
El trabajo ha contado con la colaboración de investigadores del Instituto de Colisiones Atómicas y Moleculares de Orsay (Francia) y del Laboratorio de Nanofotónica de Houston (EEUU).
Rubén Esteban, Andrei G. Borison, Peter Nordlander y Javier Aizpurua. Bridging quantum and classical plasmonics with quantum-corrected model. Nature Communications. DOI: 10.1038/ncomms1806
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La ciencia afronta el reto de abordar la computación a nivel de la ‘exaescala’ por las necesidades del LHC
La cuarta fase de la iniciativa openlab del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) dio comienzo oficialmente en una reunión de su Junta de patrocinadores que ha tenido lugar en la sede del CERN en Ginebra (Suiza) el 8 y 9 de mayo. CERN openlab es una asociación público-privada entre el CERN y compañías líderes en tecnologías de la información como HP, Intel, Oracle, Siemens, con la contribución de Huawei para esta nueva etapa. El objetivo de esta iniciativa es desarrollar soluciones innovadoras para la comunidad internacional que trabaja con datos del LHC.
El Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el mayor acelerador de partículas del mundo, genera cientos de millones de colisiones de partículas cada segundo. Grabar, almacenar y analizar esta enorme cantidad de colisiones presenta un gran desafío: el LHC produce aproximadamente 20 millones de gigabytes cada año.
CERN openlab fue creado hace más de 10 años para desarrollar sistemas de tecnologías de la información innovadores y avanzados necesarios para afrontar los retos sin precedentes que supone la computación del LHC. Reúne los esfuerzos de la ciencia y la industria, trabajando en la vanguardia de la investigación para ampliar fronteras tecnológicas. Este marco de colaboración también ofrece un espacio para que las empresas colaboren en proyectos comunes y desarrollen sinergias.
Mayor energía y luminosidad LHC = más datos
La tercera fase del CERN openlab finalizó oficialmente durante la reunión de los socios. La asamblea examinó los principales logros de los proyectos realizados y reconoció su impacto positivo en el desarrollo del sistema GRID y los servicios de computación, que apuntalan el LHC. El trabajo fue organizado en cuatro centros de competencia: Automatización y Controles con Siemens; Bases de Datos con Oracle; Redes con HP; y Plataformas con Intel.
Durante la reunión, el director general del CERN, Rolf Heuer, declaró que “la sinergia que CERN openlab crea con las principales empresas en tecnología de la información es muy fructífera, y, por lo tanto, agradezco a todos los socios y colaboradores del CERN openlab por su continuo apoyo. Durante los próximos tres años el CERN preparará el LHC para su funcionamiento a mayor energía y luminosidad. Esta cuarta fase será un instrumento para abordar los retos del incremento de la computación de una forma innovadora”.
La cuarta fase del CERN openlab abordará nuevos temas cruciales para el programa científico del CERN, como el “cloud computing”, “business analytics”, la próxima generación de hardware y la seguridad para los innumerables dispositivos de red. La inversión de la industria en los tres años de la cuarta fase representa más de ocho millones de francos suizos.
Más datos de los previstos por el buen funcionamiento del LHC
Frédéric Hemmer, jefe del departamento de Tecnologías de la Información del CERN añadió: “En 2011, los experimentos LHC tomaron datos en tasas y volúmenes superiores a las previsiones más optimistas. En un entorno tan exigente, la agilidad es un requisito clave para la infraestructura informática, además de un reto en sí misma. En este contexto, la colaboración con la industria de tecnologías de la información en el marco CERN openlab es un excelente catalizador para mantener un flujo constante de soluciones innovadoras”.
Las cuatro empresas asociadas resumieron los resultados de los proyectos de la tercera fase y presentaron planes para CERN openlab IV.
Bob Jones, jefe del CERN openlab, dijo para concluir: “CERN openlab se ha consolidado como una referencia gracias a la excelente relación y el compromiso continuo de todos los socios y colaboradores durante los últimos 11 años. El conocimiento conjunto y la dedicación de los ingenieros del CERN y las compañías participantes han producido resultados notables. El lanzamiento de esta cuarta etapa es un momento emocionante para CERN openlab, y confío en que seremos igualmente exitosos en el futuro”.
Enlaces:
- Enlace al comunicado de prensa del CERN (inglés)
- Escala del Sistema Internacional de Unidades, para que veas qué es la exaescala
- GridCafe, web divulgativa sobre la tecnología Grid (castellano)
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El CERN amplía la capacidad de cálculo y almacenamiento de datos del LHC
El Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) firmó hoy un contrato con el Centro Wigner de Investigación en Física de Budapest (Hungría) para ampliar su centro de almacenamiento y procesado de datos. Con el nuevo acuerdo, el Centro Wigner albergará equipamiento del CERN que ampliaría sustancialmente las capacidades del Tier-0 de la red de computación GRID del LHC, y ofrecerá la oportunidad de implementar soluciones de continuidad. Este contrato es inicialmente hasta el 31 de diciembre de 2015, con la posibilidad de extenderlo de uno a cuatro años posteriormente.
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La microscopía de barrido de efecto túnel permite controlar la difusión de átomos enterrados bajo una superficie
Un equipo de investigación en el que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha construido un modelo teórico que explica cómo la microscopía de barrido de efecto túnel (STM, por sus iniciales en inglés) permite controlar la difusión de átomos ligeros enterrados bajo una superficie. El estudio ha sido publicado en la revista Physical Review Letters, editada por la Sociedad Americana de Física.
El principio que permite a la microscopía de barrido de efecto túnel manipular elementos bajo una superficie se basa en la inyección de corrientes de electrones balísticos usando la finísima punta del microscopio como un cañón nanoscópico de electrones. Estas corrientes inducen vibraciones en los átomos absorbidos y activan su difusión. La microscopia STM se emplea rutinariamente para obtener imágenes de superficies y para manipular los átomos y moléculas depositados sobre ellas.
“En nuestro trabajo, hemos descrito teóricamente cómo influye la corriente túnel en el transporte de átomos de hidrógeno en paladio. Nuestro modelo teórico proporciona, además, una predicción cuantitativa de la cantidad de hidrógeno que puede ser transportado, y a qué velocidad, bajo diferentes condiciones experimentales”, explica el investigador del CSIC Pedro de Andrés, del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid.
Por el momento, la manipulación efectiva de átomos y moléculas enterrados se limita a los elementos más ligeros de la tabla periódica. No obstante, los investigadores responsables de este estudio creen que en un futuro esta técnica podría tener aplicaciones en campos como el almacenamiento de hidrógeno o procesos químicos industriales basados en catálisis. “Sabemos que el aumento de la cantidad de hidrógeno en una superficie de paladio facilita la síntesis catalítica de hidrocarburos, e influye en otras reacciones que tienen múltiples usos en el campo de la energía y los fertilizantes, entre otros”, concluye el investigador del CSIC.
Esta investigación ha sido fruto de la colaboración entre el Donostia International Physics Center, el Centro de Física de Materiales de San Sebastián, centro mixto del CSIC y la Universidad del País Vasco, y la Facultad de Químicas de la Universidad del País Vasco.
- M. Blanco-Rey, M. Alducin, J. I. Juaristi, P. L. de Andres. Diffusion of Hydrogen in Pd Assisted by Inelastic Ballistic Hot Electrons. Physical Review Letters. DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.115902
Nota de prensa (pdf 134K) [Descargar]
Medio Departamento de Comunicación http://www.csic.es
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La luz podria curvase por sí misma
Cualquier estudiante de física sabe que la luz viaja en línea recta. Pero ahora, los investigadores han demostrado que la luz también puede viajar formando una curva, sin necesidad de ninguna influencia externa. El efecto es en realidad una ilusión óptica, aunque los investigadores dicen que podría tener usos prácticos, tales como mover objetos a distancia usando la luz.
Es un fenómeno conocido que la luz se curva. Cuando un rayo de luz pasa del aire al agua, por ejemplo, da un brusco giro: por eso es por lo que un palo introducido en un estanque parece inclinarse hacia la superficie. En el espacio, los rayos de luz que pasan cerca de objetos muy masivos, tales como estrellas, se ven como si viajasen a lo largo de curvas. En cada ejemplo, la curvatura de la luz tiene una causa externa: para el agua es el cambio en una propiedad óptica conocida como índice de refracción, y para las estrellas, es la naturaleza curvada de la gravedad.
Que la luz se curve por sí misma, sin embargo, es algo inaudito – o casi. A finales de la década de 1970, los físicos Michael Berry de la Universidad de Bristol en el Reino Unido, y Nandor Balazs de la Universidad Estatal de Nueva York en Stony Brook, descubrieron que una forma de onda conocida como Airy, una onda que describe cómo se mueven las partículas cuánticas, puede a veces curvarse una pequeña cantidad. El trabajo fue ignorado en gran parte hasta 2007, cuando Demetri Christodoulides y otros físicos de la Universidad de Florida Central en Orlando generaron versiones ópticas de las ondas Airy manipulando luz láser, y encontraron que el haz resultante se curvaba ligeramente cuando cruzaba un detector.
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