Curiosity capta un eclipse solar marciano

La sonda de exploración de la NASA, Curiosity, ha captado imágenes de un eclipse solar desde Marte en el momento en que la mayor de las dos lunas del planeta, Phobos, orbitaba alrededor del planeta interponiéndose entre él y el Sol. Las imágenes captadas por la agencia espacial estadounidense son las más claras conseguidas nunca de un fenómeno de este tipo en el planeta rojo.

Durante el tiempo que ha durado el eclipse, poco más de 3 segundos, Phobos no ha llegado a cubrir la extensión del sol sino que ha formado un anillo de luz que da nombre a este tipo de eclipse anular, según informa la NASA.

"El fenómeno ha ocurrido cerca del mediodía en el lugar en que se encontraba el Curiosity, por lo que el satélite se encontraba en su punto más cercano a la sonda y parece más grande de lo habitual", según ha explicado el investigador de la Universidad A&M de Texas Mark Lemmon, que ha detallado que esto es "lo más parecido a un eclipse total que se puede ver desde el planeta".

El eclipse, que tuvo lugar el pasado 17 de agosto, sorprendió a los observadores al pasar varias millas más cercano al centro del sol de lo que los astrónomos habían pronosticado, por lo que, según Lemmon, "han aprendido algo".

Solucionando Algunos Limites Parte 2

Calcular el Limite

1) Lim x ->2   x^4 
2) Lim x ->0   (2x - 1)
3) Lim x ->3  (x^2 + 3x)
4) Lim x ->-3 (2x^2 + 4x + 1)
5) Lim x ->2  1/x
6) Lim x ->1  x-3/x^2 + 4
7) Lim x ->-3 2/x+2
8) Lim x ->3 √x+1/x-4
9) Lim x ->3 √x+1
10) Lim x ->-4 (x+3)^2

Solucion

Evaluamos Directo el Limite y conseguimos el resultado.

1) (2)^4 = 16

2) (2(0) - 1) = -1

3) (3)^2 + 3(3) = 9 + 9 = 18

4) (2(-3)^2 + 4(-3) + 1 = 18 - 12 + 1 = 7

5) 1/2

6) 1-3/1+4 = -2/5

7)  2/-3+2 = 2/-1 = -2

8) √3+1/3-4 = √4/-1 = 2/-1 = -2

9)  √3+1 = √4 = 2

10) (x +3)^2 = x^2 +6x+9 = (-4)^2 + 6(-4) + 9 = 16 - 24 + 9 = 1


Dudas respecto a la solucion Planteada 

1) Los Limites se evaluan en las funciones directa para encontrar el Valor
2) se aplico algunos casos de Factorizacion
3) El resultado del Limite segun la Funcion Dada.

Nuevo robot para cirugía cerebral con precisión sobrehumana

La precisión de la mano del cirujano humano no es infinita. Ciertas intervenciones quirúrgicas que requieren manipular áreas extremadamente pequeñas del cuerpo humano, se están ya beneficiando de los "dedos" de robots especializados, que guiados por sistemas informáticos dirigidos por los cirujanos, ejecutan con precisión sobrehumana las acciones requeridas. Un nuevo y avanzado robot de esta clase, especializado en cirugía cerebral, está siendo desarrollado en la Universidad Vanderbilt, en Nashville, Tennessee, Estados Unidos.

El nuevo miembro de la creciente familia de robots cirujanos está especializado en cirugía destinada a aliviar la presión perjudicial causada por una hemorragia en el cerebro.

Se trata de un robot guiado por imágenes que emplea agujas orientables del tamaño de las utilizadas en las biopsias para penetrar en el cerebro con daños mínimos y succionar luego el coágulo de sangre que se haya formado.

Este singular robot es, como en otros casos, el fruto de una colaboración entre especialistas de áreas muy diferentes, por un lado médicos y por el otro ingenieros. El grupo lo encabezan los profesores Robert J. Webster III y Kyle Weaver.

Los coágulos cerebrales constituyen la principal causa de muerte o discapacidad. Cuando se sufre una hemorragia intracerebral, el 40 por ciento de los pacientes fallece en el plazo de un mes. Muchos de los supervivientes tienen daños cerebrales graves. El problema es más común de lo que querríamos. Sin ir muy lejos, el padre de Webster sufrió una hemorragia cerebral. "Afortunadamente, fue uno de los pocos privilegiados que sobrevivió y se recuperó completamente", explica Webster. Pero otras personas tienen menos suerte, y el drama resultante culmina en muerte o en merma la calidad de vida del paciente.

Durante los últimos cuatro años, el equipo de Webster ha estado desarrollando un sistema de aguja orientable para cirugía "transnasal": una operación para extirpar tumores en la glándula pituitaria y la base del cráneo que tradicionalmente ha implicado efectuar grandes cortes en el cráneo o en la cara del paciente. Los estudios han demostrado que utilizar un endoscopio para penetrar a través de la cavidad nasal es menos traumático, pero el procedimiento es tan difícil que sólo un puñado de cirujanos ha conseguido dominar la técnica con suficiente destreza.

Aquí entra en escena el nuevo robot, que, en las pruebas preliminares (simuladas) ha logrado retirar el 92 por ciento de los coágulos.

En el equipo de investigación y desarrollo también han trabajado Philip Swaney y Ray Lathrop, de la Universidad Vanderbilt, así como Jessica Burgner, ahora directora ejecutiva del Centro de Mecatrónica adscrito a la Universidad de Hannover en Alemania.

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Autobús eléctrico que se recarga en marcha

En lo que constituye un avance tecnológico pionero, se ha logrado un sistema viable para permitir que los autobuses eléctricos circulen sin tener que detenerse para recargarse. Se recargan mientras circulan.

El OLEV, desarrollado por el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología (KAIST) en Corea del Sur, es un vehículo eléctrico, al que se le ha dado forma y función de autobús, que puede ser recargado de energía mientras está parado o en marcha, eliminando así la necesidad de parar a recargar en una estación. Además, un autobús OLEV no requiere pantógrafos con los que abastecerse de electricidad de cables suspendidos por encima del autobús a lo largo de su ruta.

El nuevo sistema ya se ha instalado, con tramos de recorrido de autobús eléctrico en Seúl y en el campus del KAIST.

Dos autobuses OLEV recorrerán una ruta urbana de ida y vuelta que totaliza unos 24 kilómetros. Manteniendo unos 17 centímetros de espacio entre los bajos de la carrocería del vehículo y la superficie de la calzada de la calle, el autobús recibirá 100 kilovatios de electricidad con una tasa de eficiencia de transmisión de potencia máxima del 85 por ciento.

El OLEV recibe energía de forma inalámbrica gracias a una nueva tecnología conocida como SMFIR e introducida por el KAIST, la cual permite que vehículos eléctricos en marcha reciban electricidad de forma inalámbrica desde la superficie de la calzada. La energía proviene de cables eléctricos enterrados bajo el pavimento, que crean campos magnéticos. En los bajos de la carrocería del vehículo OLEV hay instalado un dispositivo receptor que convierte estos campos en electricidad. La longitud de las bandas de cables instaladas bajo la superficie en la calzada de la calle es por regla general de entre un 5 y un 15 por ciento de la longitud del tramo de calzada que constituye la ruta, por lo que para instalar y enterrar los cables sólo es necesario hacer obras en puntos alternos de la calzada, no a lo largo de toda ella.

El vehículo OLEV cumple con las normas internacionales para campos electromagnéticos, sin sobrepasar el valor límite del nivel de seguridad necesario para garantizar la salud humana. El sistema de cables enterrados actúa también de forma inteligente, distinguiendo autobuses OLEV de automóviles comunes.

El equipo de Dong-Ho Cho, profesor de ingeniería eléctrica y director del Centro para el Desarrollo de Negocios de Tecnología de Transferencia Inalámbrica de Energía del KAIST, planea, si los dos autobuses OLEV dan buenos resultados en los próximos meses, preparar la puesta en servicio para 2015 de diez más de estos singulares autobuses.

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Solucionando Algunos Limites

1) Lim x --0  senx(1-cosx) / 2x^2

2) Lim h --0  (1 - cosh)^2 / h

3) Lim x --π/4   1- tanx / sen x - cos x

Solucion

1) sen x( 1- cos x) * ( 1+cos x ) / 2x^2 (1+cos x)     Multiplicamos por Conjugada Numerador y Denominador.

sen x ( 1 - cos^2 x ) / 2x^2(1 + cos x)  Separamos Variables.

(sen x / 2) (sen x /x)^2  Rta

2)   (1 - cosh)^2/ h multiplica y divide todo por 1+cosh

( 1 - 3cosh + 3 cos^2h - cos^3h) / h (1+cosh)    La Ecuacion se sigue Ampliando y Cambio Variable x

y Digo que ese Limite es Infinito.

3) Cambiar de variable para que el limite tienda a cero. Sea: h=x-pi/4 si x->pi=4 entonces
h->0 luego reemplazas:
Lim{h->0} (1-tan(h+pi/4))/(sen(h+pi/4)+cos(h+pi/4) resuelves con identidades de angulo suma y simplificando queda:
=Lim{h->0} -raiz(2)sen(x)csc(pi/4-x)/(raiz(2)sen(x)…
=Lim{h->0} -csc(pi/4-x) = -raiz(2)

Hay muchas formas de hacerlo, después de simplificar puedes tratar de usar Lim{x->0} sen(x)/x =1 o Lim{x->0} tan(x)/x =1 o algún otro limite trigonométrico conocido, pero debe quedarte -raiz(2).

Lanzado el que podría ser último satélite espía KH-11

La USAF lanzó el 28 de agosto su cohete más potente, el Delta-4 Heavy, para enviar a una órbita heliosincrónica baja a un satélite de reconocimiento llamado NROL-65. El despegue, que se produjo a las 18:03 UTC desde la rampa SLC6 de Vandenberg, podría ser el último de una larga serie denominada KH-11, que habría sufrido diversos cambios técnicos y de nombre en todo este tiempo. La misión, también llamada USA-245, servirá para obtener imágenes de alta resolución de objetivos en tierra para la NRO. El satélite, el número 16 de su familia iniciada en 1976, se parecería al telescopio espacial Hubble, con un tubo más corto. Operará en una órbita elíptica de unos 200 por 1000 Km.

Un incremento "universal" en la conductividad eléctrica

Unas simulaciones por ordenador han mostrado cómo la conductividad eléctrica de muchos materiales aumenta de manera universal al estar sometidos a un campo eléctrico muy intenso. Este hallazgo podría conducir a avances tecnológicos importantes en campos como la electroquímica, la bioquímica, la ingeniería eléctrica y otros.

En el estudio, se investigó la conductividad eléctrica de un electrolito sólido, un sistema de átomos positivos y negativos en una estructura cristalina. El comportamiento de este sistema es un indicador de la conducta universal que presentan cuantiosos materiales, desde el agua pura hasta sustancias biológicas y vidrios conductores.

La conductividad eléctrica, una medida de la facilidad con que un material dado conduce la corriente eléctrica, generalmente es explicada en términos de la Ley de Ohm, la cual establece que la conductividad es independiente de la intensidad del campo eléctrico aplicado, es decir, los voltios por metro.

Esta ley se cumple muy bien con campos débiles, lo que significa que la mayoría de las muestras de material tienen una resistencia eléctrica definida, medida en ohmios.

Sin embargo, sometidos a campos eléctricos intensos, muchos materiales se desvían de la Ley de Ohm, aumentando rápidamente su conductividad al aumentar la intensidad del campo.

Para una gran gama de materiales, el modo en que aumenta la conductividad es universal, o sea, no depende del material implicado, sino que es el mismo para una amplia gama de materiales diferentes.

El aumento universal en la conductividad eléctrica fue predicho por vez primera en 1934 por Lars Onsager, posteriormente galardonado con un Premio Nobel. Su teoría en años recientes ha sido aplicada a una amplia variedad de sistemas, incluyendo conductores bioquímicos, vidrios, membranas de intercambio iónico, semiconductores y materiales para células solares.

Los investigadores, del Centro de Nanotecnología de Londres, adscrito al University College de Londres, el Instituto Max Planck para la Física de Sistemas Complejos en Dresde, Alemania, y la Universidad de Lyon en Francia, lograron por primera vez, y mediante simulaciones por ordenador, aportar nuevos y reveladores datos sobre este aumento universal en la conductividad eléctrica predicho por Onsager en 1934.

El estudio, realizado por Vojtech Kaiser, Steve Bramwell, Peter Holdsworth y Roderich Moessner, revela nuevos detalles de este efecto universal que ayudarán a interpretar una amplia variedad de experimentos.

Fuente

La transferencia de calor en el manto de la Tierra no es como se creía

Por vez primera, se ha conseguido simular experimentalmente las condiciones de presión en el manto inferior, la región del manto ubicada a una profundidad de aproximadamente entre 660 y 2.900 kilómetros bajo la superficie de la Tierra. Y de este modo, mediante una técnica especial, se ha podido medir la conductividad térmica.

El logro es obra de científicos del Instituto Carnegie de Ciencia, en Washington, D.C., y la Universidad de Illinois, ambas instituciones en Estados Unidos.

Utilizando una nueva técnica de medición desarrollada en la Universidad de Illinois y aplicada por expertos del Instituto Carnegie en el óxido de magnesio del manto, se ha comprobado que, en la frontera entre el núcleo y el manto, el flujo de calor de la Tierra es de alrededor de 10,4 teravatios, un valor menor al indicado por otras predicciones. El equipo de Douglas Dalton y Alexander Goncharov también ha determinado que la conductividad es menos dependiente de las condiciones de presión que lo predicho en estudios previos.

No es fácil reproducir las condiciones reinantes en el manto inferior. Esta capa de la Tierra, que reposa justo encima del núcleo, soporta presiones tremendas, de entre 230.000 y 1,3 millones de veces la presión atmosférica a nivel del mar. Las temperaturas son dignas de un infierno; las más frías están en torno a los 1.500 grados centígrados (unos 2.800 grados Fahrenheit) y las más tórridas alcanzan alrededor de 3.700 grados centígrados ó 6.700 grados Fahrenheit. Los principales componentes químicos de ese sector el manto son óxidos de magnesio, silicio y calcio. La transferencia de calor se produce a una velocidad mayor en materiales de alta conductividad térmica, respecto a los materiales de baja conductividad térmica.

El siguiente paso en esta línea de investigación será examinar los efectos que los diferentes componentes minerales tienen sobre la conductividad térmica.

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Confirman la existencia del ununpentio, el elemento 115 de la tabla periódica

Científicos de la universidad sueca de Lund presentan esta semana en The Physical Review Letters nuevas pruebas que confirman la existencia de un elemento químico desconocido: el que posee el número atómico 115.

El nuevo elemento pertenece al grupo de los superpesados y todavía no ha sido ‘bautizado’ oficialmente, aunque su nombre temporal es ununpentio (Uup).

El experimento que ha llevado a su análisis se ha desarrollado en el centro de investigación GSI (Alemania). "Ha sido un experimento muy exitoso y uno de los más importantes en este campo en los últimos años", destaca Dirk Rudolph, profesor de la división de Física Atómica en la Universidad de Lund.

Los resultados confirman mediciones anteriores efectuadas por grupos de investigación en Rusia, en concreto en el Instituto Conjunto para la Investigación Nuclear en Dubna.

Ahora, los investigadores han bombardeado una fina capa de americio con iones de calcio, de forma que han podido medir los fotones en relación con la desintegración alfa del nuevo elemento. Ciertas energías de los fotones concuerdan con las energías esperadas para la radiación de rayos X, que se considera una ‘huella dactilar’ de cada elemento.

Además de las observaciones del ununpentio, los investigadores también han tenido acceso a datos que ofrecen una visión más detallada de la estructura y propiedades de los núcleos atómicos superpesados.

Un comité internacional revisará los nuevos hallazgos para decidir si se necesitan más experimentos antes de que el descubrimiento del nuevo elemento sea reconocido de forma oficial. (Fuente: Universidad de Lund/SINC)

 

Nueva generación de robots industriales que se autoadaptan al entorno

Rodney Brooks, célebre por su labor pionera creando robots insectoides en el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts, en Cambridge, Estados Unidos), y más tarde por el éxito de los robots domésticos de la empresa iRobot cofundada por él, no sabe estar sin hacer cosas nuevas, como toda mente creativa. Ahora, a través de la nueva empresa Rethink Robotics, está desarrollando robots que puedan adaptarse a labores de fabricación y al entorno de las fábricas, trabajando de modo seguro en ellas junto a personas y demostrando "sentido común".

El primer modelo comercial de Rethink, llamado Baxter y en producción desde hace unos meses, es un robot de dos brazos y tamaño similar al humano que puede ser programado para aprender labores repetitivas de producción, que engloban, a grandes rasgos, manejo, comprobación y clasificación de componentes, ensamblaje de los mismos (excepto si pesan mucho), y las labores de empaquetar y desempaquetar. Cualquier trabajador, aunque no sepa mucho de tecnología, puede programar a Baxter mediante la estrategia fácil de mover los brazos de éste, demostrándole así al robot someramente las tareas y ubicaciones deseadas, y pulsando botones en un panel de control a fin de complementar la programación.

La "cara" del robot (los ojos y las cejas mostrados en una pantalla LCD) indica su estado y dónde está prestando su atención (la dirección de su "mirada" lo denota). En la "cabeza" del robot hay sensores que le permiten reconocer cuándo hay personas cerca. En sus articulaciones hay sensores que le permiten reducir la fuerza del impacto si detecta una colisión.

La buena capacidad de Baxter para percibir a los humanos en su entorno y evitar dañarles accidentalmente es una gran baza a su favor, en comparación con robots industriales más primitivos y potencialmente más peligrosos.

El diseño de Baxter no se hizo exclusivamente desde un laboratorio, sino también a partir de extensas observaciones en fábricas. Esta experiencia de campo llevó a Brooks y sus colegas a desechar muchos elementos para Baxter que al principio parecían útiles, como una interfaz de voz (porque las fábricas son ruidosas) y pantallas táctiles (porque bastantes trabajadores usan guantes).

Una vez decidido el diseño básico, el equipo de Brooks comenzó a reducir los costos de fabricación de Baxter reemplazando componentes mecánicos costosos con software más sofisticado. Un programa avanzado permite que el robot rectifique irregularidades mecánicas, como problemas con engranajes. Elementos relativamente simples como cámaras ayudan al robot a detectar objetos sin necesidad de una precisión motora tan perfecta como la que permite agarrar objetos sin verlos a los típicos y caros robots industriales de las cadenas de montaje.

Pese a todo, el hardware del robot cuenta con algunas cualidades impresionantes. Un componente clave (que permite al robot percibir y suavizar colisiones) fue inventado y patentado en el MIT: Los brazos de Baxter contienen un mecanismo que fue inventado por Gill Pratt, antes del MIT, y Matt Williamson, quien en su día fue alumno de Brooks.

Puestos a ver paralelismos entre la labor de Brooks para iRobot y su trabajo para Rethink Robotics, se podría decir que la filosofía de diseño de Baxter abaratará y extenderá los robots industriales como se ha hecho en el caso de Roomba (el célebre robot aspiradora) y otros de iRobot y de empresas similares posteriores para el creciente campo de la robótica doméstica.

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Logran usar un reloj atómico como un simulador cuántico

Se ha conseguido por vez primera utilizar un reloj atómico como un simulador cuántico, imitando el comportamiento de un sistema cuántico complejo y muy distinto.

Así pues, los relojes atómicos se unen ahora a una lista cada vez mayor de sistemas físicos que pueden utilizarse para modelar, y quizás algún día explicar, el comportamiento mecánico cuántico de materiales exóticos tales como los superconductores de alta temperatura, los cuales conducen la electricidad sin resistencia pese a no estar tan fríos como los superconductores tradicionales. Además, incluso los sistemas cuánticos más sencillos resultan demasiado complicados para simularlos en los ordenadores clásicos, de ahí el interés por los simuladores cuánticos.

El experimento, realizado por el equipo de Jun Ye del JILA (un instituto conjunto del Instituto Nacional estadounidense de Estándares y Tecnología y la Universidad de Colorado en Boulder), se hizo con un reloj atómico consistente en unos 2.000 átomos neutros de estroncio atrapados en un espacio delimitado por la intersección entre haces láser.

Los átomos del reloj de estroncio están organizados de un modo comparable a un centenar de discos apilados uno sobre otro. Cada "disco" contiene una veintena de átomos.

Normalmente los átomos reaccionan de forma individual a los pulsos de láser rojo, cambiando entre dos niveles de energía. Pero investigaciones previas habían revelado que los átomos también pueden interactuar entre sí, primero en pares y finalmente todos juntos. Hasta ahora, era común entre los físicos procurar eliminar estas interacciones, ya que no son deseables en los relojes atómicos que deban cumplir su función como tales. Sin embargo, estas interacciones son una característica vital para lograr un simulador cuántico.

Algunos de los rasgos del sistema sugieren que bajo las circunstancias adecuadas los átomos experimentan el entrelazamiento cuántico, otro llamativo efecto cuántico, mediante el cual se enlazan las propiedades de partículas separadas. Sin embargo, los investigadores del JILA aún no han realizado un experimento concluyente que demuestre el entrelazamiento.

Recreación artística de interacciones entre átomos en el reloj atómico de estroncio del JILA durante un experimento de simulación cuántica. Los átomos parecen interactuar entre ellos, lo que se indica por las conexiones, y esto genera correlaciones entre los espines de los átomos, que se indican mediante flechas, según los patrones que los científicos del JILA encontraron en mediciones de espines. (Imagen: Grupo de Ye y Brad Baxley, JILA)

La física teórica Ana María Rey, del JILA, ayudó a explicar lo observado por el equipo de Ye. Para una pequeña cantidad de partículas, unos 30 átomos, Rey calculó que las interacciones de los átomos del reloj obedecen a fórmulas matemáticas similares a las que describen el comportamiento de los electrones en materiales magnéticos. Pero si se incluyen más átomos, los cálculos clásicos dejan de concordar con los resultados del experimento.

En el futuro, el equipo del JILA espera realizar simulaciones más complejas y seguir avanzando en el desarrollo de una teoría que explique los hallazgos.

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Dividir en componentes el universo primigenio para comprenderlo mejor

Investigar la creación del universo, o cómo era en sus primeros instantes de existencia, se ve a menudo como un callejón sin salida, ya que, aunque se obtenga la información buscada, la mente humana no podrá comprenderla debido a la complejidad colosal de los fenómenos descritos.

Una estrategia en la que se ha trabajado recientemente, la de dividir en componentes más simples esa enorme y compleja unidad, podría ofrecer una vía más asequible para que la mente humana pueda comprender cómo funciona la maquinaria del universo.

Concretamente, el comportamiento estadístico inexpugnable observado en sistemas físicos complejos, como el universo primigenio, parece que se puede entender si se desglosa en otros más simples. Al menos, así lo creen los físicos Petr Jizba (actualmente en la Universidad Técnica Checa de Praga, en la República Checa) y Fabio Scardigli (ahora en la Universidad de Kioto en Japón). Su trabajo se centra en sistemas dinámicos complejos, cuyo comportamiento estadístico puede ser explicado en términos de una superposición de dinámicas subyacentes más simples.

Estos físicos encontraron que la combinación de dos pilares contemporáneos de la física, concretamente la relatividad especial de Einstein y la dinámica de la mecánica cuántica, es matemáticamente idéntica a un complejo sistema dinámico descrito por dos procesos entrelazados que operan a diferentes escalas de energía. La dinámica combinada obedece a la relatividad especial de Einstein, aunque ninguna de las dos dinámicas subyacentes lo hace individualmente. Esto implica que la relatividad especial de Einstein podría ser un concepto emergente en este capítulo de la física, y debido a ello parece conveniente seguir desarrollando conceptos relativistas de Einstein, ya que podrían acabar englobando y explicando detalladamente la estructura cuántica del espacio-tiempo.

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Crean una nueva forma de carbono

Un grupo de químicos ha conseguido sintetizar la primera muestra de una nueva forma de carbono. El nuevo material está formado por muchas piezas idénticas de grafeno muy combado, cada una compuesta por 80 átomos de carbono exactamente, conformando una red de 26 anillos, con 30 átomos de hidrógeno en el borde.

El grafeno es un material que consiste en una capa de carbono con un átomo de espesor, en la cual los átomos de carbono conforman una celosía hexagonal, similar a la de un panal de miel.

El informe sobre la creación del nuevo material se ha hecho público a través de la revista académica Nature Chemistry.

Hasta fines del siglo XX, los científicos habían identificado sólo dos formas de carbono puro: el diamante y el grafito. Luego, en 1985, los químicos quedaron atónitos con el descubrimiento de que los átomos de carbono también se podían juntar para formar bolas huecas, conocidas como fullerenos. Desde entonces, los científicos también han aprendido a obtener tubos huecos largos y ultradelgados de átomos de carbono, conocidos como nanotubos de carbono, y las láminas ultradelgadas de átomos de carbono conocidas como grafeno.

El descubrimiento de los fullerenos fue galardonado con el Premio Nobel de Química en 1996, y la preparación del grafeno fue galardonada con el Premio Nobel de Física en 2010.

A diferencia del grafeno, la nueva forma de carbono no adopta una estructura plana en absoluto. Esa diferencia también dota al nuevo material de propiedades físicas, ópticas y electrónicas distintas de las del grafeno.

El material creado por el equipo de Lawrence T. Scott, del Boston College en Chestnut Hill, Massachusetts, Estados Unidos, y Kenichiro Itami, de la Universidad de Nagoya en Japón, es mucho más soluble que el grafeno, a igualdad de condiciones, y los dos también difieren significativamente en el color. Las mediciones electroquímicas revelaron que el grafeno y el nuevo material se oxidan con igual facilidad, pero el nuevo es más difícil de reducir químicamente.

Igual que ocurrió con los nanotubos de carbono, y con el grafeno, es previsible que la nueva forma de carbono encuentre aplicaciones prácticas en un futuro cercano.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado Yasutomo Segawa, Qianyan Zhang y Katsuaki Kawasumi.

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Nueva salida extravehicular de Yurchikhin y Misurkin

Fyodor Yurchikhin y Alexander Misurkin, que el 16 de agosto llevaron a cabo una salida extravehicular, volvieron al exterior de la estación espacial internacional el día 22. En esta ocasión, la excursión o EVA no duró tanto como aquella, que batió un récord ruso, quedándose en “sólo” 5 horas y 58 minutos.

Los dos cosmonautas abrieron la escotilla del módulo Pirs a las 11:34 UTC. Una vez fuera, se dirigieron hacia el módulo Zvezda para almacenar en un lugar temporal una plataforma (DPN/VRM) sobre la que en el futuro deberá colocarse una cámara móvil. A continuación, desmontaron el External Onboard Laser Communications System (BLTS-N), un sistema de comunicaciones por láser que fue instalado en agosto de 2011, que guardaron y que sería reemplazado en su posición por la citada plataforma. Sin embargo, durante la instalación de esta última, se detectó que tenía un defecto de montaje de manera que quedaba desalineada. El centro de control ordenó entonces que paralizaran la instalación y que llevaran a la plataforma hacia el módulo Pirs. Tras una discusión del problema, finalmente se advirtió que la desalineación podría resolverse en el propio sitio, así que volvió a sacarse la plataforma del Pirs para su instalación como estaba previsto. El dispositivo fue reorientado manualmente, moviendo el brazo DPN. En una futura EVA, prevista para diciembre, se instalarán dos cámaras en él, que llegarán a la estación durante la visita de la nave de carga Progress que despegará en noviembre.

El siguiente objetivo de la EVA consistió en inspeccionar seis antenas WAL en puntos diferentes del módulo Zvezda. Son las antenas que se emplean para el sistema de navegación que permite el acoplamiento automático de las naves ATV europeas. Los cosmonautas revisaron sus cubiertas y apretaron varios tornillos, después de que hace unos días el astronauta Chris Cassidy observara una de ellas escapar al espacio.

Otras tareas que se realizaron fueron la instalación de sujeciones para facilitar futuras EVAs, junto a un lateral del Zvezda, la recogida de varias muestras de partículas de debajo del material aislante del módulo Poisk, y la fotografía de un experimento de ciencia de los materiales en su exterior, así como de varios cables.

Por último, los cosmonautas ondearon la bandera rusa para celebrar el día de dicha bandera. Un último trabajo, la recolocación de un soporte, fue dejado para una futura ocasión. Yurchikhin y Misurkin volvieron al módulo Pirs y cerraron la escotilla a las 17:32 UTC. Oficialmente, la EVA duró 5 horas y 58 minutos. Finalizó así la salida extravehicular número 173 de la historia de la estación, siendo la octava de Yurchikhin y la tercera de Misurkin.

Como suele ser habitual, durante el paseo espacial, los compañeros dentro del complejo se situaron en posiciones seguras. Cassidy y Vinogradov se aislaron en su cápsula Soyuz TMA-08M, en el módulo Poisk, mientras que Nyberg y Parmitanto se quedaron en el segmento estadounidense.

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Hacia un abaratamiento de los automóviles impulsados por célula de combustible de hidrógeno

Las células de combustible de hidrógeno para automóviles y otros vehículos comparables, respetuosas con el medio ambiente, están ahora un paso más cerca de extenderse a gran escala. Unos químicos han ideado una forma de construir células de combustible que producen tanta electricidad como los modelos actuales, pero que requieren una cantidad muy inferior del caro y escaso metal que es el platino.

Las células de combustible producen electricidad a partir de hidrógeno y oxígeno en una reacción catalítica que se mantiene en marcha por el platino. Las células de combustible están llamadas a reemplazar a los motores de combustión interna en nuestros coches, debido, entre otras razones, a que son mejores para el medio ambiente.

Las células de combustible utilizan éste de modo mucho más eficiente que los motores convencionales. Además no emiten humo ni dióxido de carbono.

Desafortunadamente, las células de combustible actuales tienen una limitación técnica. Solo funcionan si contienen platino, que es tan escaso y caro como puedan serlo el oro y otros materiales. Esto ha sido un obstáculo notable para el desarrollo de generadores de energía eficientes.

El equipo de Matthias Arenz, del Departamento de Química en la Universidad de Copenhague en Dinamarca, en colaboración con investigadores de la Universidad Técnica de Múnich en Alemania y del Instituto Max Planck para la Investigación del Hierro en Düsseldorf, Alemania, ha constatado en el laboratorio, fabricando y probando catalizadores alternativos para células de combustible, que se puede generar la misma cantidad de electricidad con sólo una quinta parte del platino utilizado en las células de combustible comunes.

Este hallazgo conducirá al desarrollo de nuevas clases de células de combustible, aptas para muchas aplicaciones, incluyendo bastantes nuevas para las que antes no resultaba rentable usar células de combustible.

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Logran ver la conducta de átomos individuales durante una reacción catalítica

Una nueva y revolucionaria tecnología de microscopía electrónica ha permitido por vez primera observar y analizar "in situ" átomos aislados, pequeños racimos de ellos, y nanopartículas, en experimentos dinámicos.

Este avance tecnológico conseguido por el equipo de Ed Boyes y Pratibha Gai, de la Universidad de York en el Reino Unido, está abriendo nuevas y sorprendentes oportunidades para observar y entender mejor el papel específico que ejercen los átomos en reacciones químicas de muy diverso tipo.

El avance tecnológico logrado también será de gran utilidad para la labor de investigación en el sector de las energías alternativas y para el desarrollo de nuevos medicamentos.

Hasta el momento, observar átomos individuales reaccionando químicamente entre sí había sido difícil. Para estudiar las reacciones en una superficie catalítica, los científicos usualmente deben observar sistemas ideales bajo condiciones de vacío, en vez de examinar la realidad intacta de un proceso catalítico industrial en un entorno gaseoso.

El equipo de investigación, que también incluye a Michael Ward y a Leonardi Lari, ha observado con éxito átomos de platino sobre soportes de carbono en una reacción catalizada bajo condiciones de temperatura y atmósfera controladas.

El trabajo de investigación y desarrollo ha contado con financiación del Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC), del Reino Unido.

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Aumentan a casi el doble la eficiencia de un panel solar translúcido

Unos investigadores han perfeccionado una película solar translúcida de dos capas que podría ser colocada en ventanas, tragaluces, pantallas de smartphones (teléfonos inteligentes) y otras superficies usadas para captar energía solar, y que prácticamente duplica la eficiencia de una novedosa célula fotovoltaica que crearon el año pasado.

El nuevo dispositivo, creado en la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) por el equipo del profesor Yang Yang, consta de dos células solares delgadas de polímero que captan la luz solar y la convierten en electricidad. Es más eficiente que dispositivos anteriores, debido a que sus dos células absorben más luz que los dispositivos solares de una sola capa, ya que aprovecha la luz de una porción más amplia del espectro solar e incorpora una capa de materiales novedosos entre las dos células para reducir la pérdida de energía.

Mientras que la versión de 2012 del panel solar convierte en energía eléctrica cerca del 4 por ciento de la energía que recibe del Sol (su "tasa de conversión"), la nueva versión, que utiliza una combinación de células transparentes y semitransparentes, alcanza una tasa de conversión del 7,3 por ciento.

Las nuevas células del equipo de investigación podrían servir como capa de generación de energía en ventanas de edificios y pantallas de smartphones, sin comprometer la capacidad de los usuarios para ver a través de sus superficies. Se pueden fabricar de color gris, verde o marrón claros, por lo que pueden combinarse con el color y las características de diseño de los edificios y superficies.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han intervenido Chun-Chao Chen, Gang Li, Jing Gao, Letian Dou y Wei-Hsuan Chang, todos de la UCLA.

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Nuevo nanomaterial para ayudar a reducir las emisiones de dióxido de carbono

Un grupo de científicos en Australia ha creado un nuevo material, trabajado a escala nanométrica, que es capaz de ayudar a reducir de modo significativo las emisiones de dióxido de carbono (CO2) emitidas por las centrales eléctricas alimentadas con carbón.

El nuevo nanomaterial, obra del equipo de Christopher Sumby, de la Universidad de Adelaida en Australia, separa eficientemente el CO2 (principal causante del efecto invernadero) del nitrógeno, otro componente común de los desechos gaseosos liberados por las centrales eléctricas alimentadas con carbón. Esto podría simplificar de manera decisiva el trabajo de interceptar y almacenar el CO2, evitando su emisión a la atmósfera.

Una cantidad considerable de las emisiones mundiales de CO2 proviene de centrales eléctricas que funcionan quemando carbón. Retirar el CO2 de la mezcla de gases en el humo expelido por dichas centrales es el objetivo de muchos trabajos de investigación. Lo ideal es pasar a energías del todo limpias, como la solar o la eólica, pero en ausencia de ello, siempre es mejor reducir la contaminación de las energías sucias que seguir usándolas tal cual.

El equipo de Sumby ha producido un nuevo material ultraabsorbente, del tipo conocido como armazón organometálico (MOF, por sus siglas en inglés). El nuevo material tiene una remarcable capacidad para separar CO2 de nitrógeno. El material es similar a una esponja pero a escala nanométrica, tal como lo define el profesor Sumby. El material tiene pequeños poros en los que caben las moléculas del dióxido de carbono, mientras que las moléculas de nitrógeno, que son un poco más grandes, ya no caben. Así es como se realiza la separación.

Otros métodos de separación del CO2 del nitrógeno son caros y consumen mucha energía. Este nuevo material tiene el potencial de ser más eficiente energéticamente que los demás. Es fácil de regenerar (por extracción del CO2) para su reutilización, requiriéndose tan solo pequeños cambios de temperatura o presión.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han intervenido Witold M. Bloch y Christian J. Doonan, de la Universidad de Adelaida, así como Ravichandar Babarao y Matthew R. Hill, de la división de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) de Australia.

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¿Están todas las partículas elementales sometidas al mismo espacio-tiempo?

Antes del Big Bang, el espacio-tiempo tal como lo conocemos, no existía. Entonces, ¿cómo se formó? El proceso de creación del espacio-tiempo normal partiendo de un estado anterior dominado por la gravedad cuántica ha sido estudiado durante años por un grupo de teóricos de la Facultad de Física de la Universidad de Varsovia, en Polonia.

Sus recientes análisis conducen a una conclusión sorprendente: No todas las partículas elementales están sujetas a un mismo espacio-tiempo.

Poco después del Big Bang, el universo era muy denso y caliente, con las partículas elementales experimentando con gran intensidad la fuerza de la gravedad. Durante décadas, físicos de todo el mundo han estado tratando de descubrir las leyes de la gravedad cuántica que describen esta fase de la evolución del universo.

Recientemente el grupo del profesor Jerzy Lewandowski propuso su propio modelo del universo cuántico. Los estudios recientes de sus propiedades han sorprendido a los investigadores. Los análisis realizados por Lewandowski y Andrea Dapor muestran que diferentes partículas elementales "experimentan" la existencia de diferentes espacio-tiempos.

¿Cómo surgió, a partir de los estados primarios de la gravedad cuántica, el espacio-tiempo conocido por todos nosotros? Y, puesto que el espacio-tiempo normal debió nacer como resultado de la interacción entre la materia y la gravedad cuántica, ¿podemos estar seguros que cada tipo de materia interactúa con un espacio-tiempo que tiene las mismas propiedades?

En el modelo matemático elaborado por el grupo de la Universidad de Varsovia, el espacio-tiempo clásico es creado por la interacción de la materia con la gravedad cuántica. El proceso se asemeja un poco, en concepto, a cómo una retícula cristalina de hielo -que simbolizaría al espacio-tiempo clásico- se forma al congelarse el agua líquida -que simbolizaría a la gravedad cuántica-. Las últimas conclusiones sobre el modelo apuntan a que las diferentes partículas elementales generan diferentes espacio-tiempos clásicos. (Imagen: © Facultad de Física, Universidad de Varsovia)

Después de trabajar con las ecuaciones que representan el comportamiento de las partículas de acuerdo con las leyes del modelo de la gravedad cuántica, el equipo de Lewandowski comenzó a comprobar si podrían obtenerse ecuaciones similares con el uso del espacio-tiempo ordinario en combinación con diferentes simetrías. Para las partículas sin masa resultó ser posible. El espacio-tiempo tenía las mismas propiedades en todas las direcciones. Según el modelo simplificado que investigaron y, al margen de si el fotón tiene mucho o poco momento, o más o menos energía, el espacio-tiempo parece ser el mismo en todas las direcciones.

Para las partículas con masa, la situación fue diferente.

Las partículas con masa no sólo experimentarían espacio-tiempos diferentes a los de los fotones, sino que cada una contaría con su propia versión "privada" del espacio-tiempo, dependiendo de la dirección en la que se moviera. O por lo menos ésta es la conclusión a la que se ha llegado en el nuevo estudio, a raíz de resultados que han sorprendido al propio equipo de investigación.

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¿Multiplicar la memoria magnética gracias a torbellinos nanométricos?

Las memorias magnéticas tradicionales almacenan la información basándose en dos estados que representan al cero y al uno del código binario. Ahora, una nueva línea de investigación plantea la posibilidad de fabricar un dispositivo de almacenamiento magnético que utilice cuatro estados en vez de dos y que pueda almacenar el doble de información.

La clave reside en los vórtices magnéticos, confinados en diminutos discos metálicos de pocos nanómetros de diámetro. Los espines de los electrones tienden a progresar hacia la configuración con la menor energía posible. La situación en que los espines apuntan en direcciones opuestas, o sea de forma antiparalela a efectos prácticos, implica un mayor uso de energía. Por tanto, los electrones tienden a alinearse de forma que las orientaciones de sus espines describan un círculo, ya sea en sentido horario o en sentido antihorario, alrededor del disco.

Sin embargo, en el núcleo del vórtice, donde los círculos se hacen cada vez más pequeños y los espines vecinos inevitablemente se alinean de forma antiparalela, tienden a salirse del plano, apuntando ya sea hacia arriba o, por el contrario, hacia abajo.

Así que cada disco tiene cuatro estados en vez de dos: Circularidad horaria o antihoraria, y polaridad del núcleo hacia arriba o hacia abajo. Pero es necesario poder controlar la orientación en cada variable de forma independiente.

La aplicación de un campo magnético externo fuerte y estable puede invertir la polaridad del núcleo, pero los dispositivos que se pretenda que sean prácticos de usar no pueden soportar campos fuertes sin recurrir a medidas de protección aparatosas, y además necesitan conmutadores más rápidos.

Investigaciones anteriores habían encontrado que con campos magnéticos débiles y oscilantes en el plano del nanodisco se podía obtener, a través de otra vía, el mismo resultado.

Las orientaciones de los espines de los electrones en un vórtice magnético se alinean todas ellas describiendo un círculo, ya sea en sentido horario o antihorario. Los espines en el apiñado núcleo del vórtice deben apuntar hacia fuera del plano, ya sea hacia arriba o hacia abajo. Las cuatro orientaciones de la circularidad y la polaridad podrían formar la base de nuevos dispositivos de almacenamiento y sistemas de procesamiento de cuatro estados. (Imagen: Berkeley Lab)

Científicos de la Universidad Tecnológica de Brno en la República Checa, el Centro de Investigación de Grabación Magnética de la Universidad de California en San Diego, y el Laboratorio Nacional estadounidense Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) en California, han demostrado, por vez primera, que métodos similares pueden controlar la circularidad de los vórtices magnéticos.

El grosor y el diámetro de los discos nanométricos usados en los experimentos realizados por el equipo de Vojtech Uhlír y Peter Fischer fueron los factores decisivos: Cuanto menor era el disco, mejor.

Los discos grandes y gruesos, de 30 nanómetros de espesor y un millar de nanómetros de diámetro, eran lentos, tardando más de tres nanosegundos en invertir la circularidad. Pero los discos de sólo 20 nanómetros de grosor y 100 nanómetros de diámetro podían invertir la orientación en menos de la mitad de un nanosegundo.

Queda mucho por hacer antes de que estos sistemas puedan ser de uso práctico. Se puede controlar tanto la polaridad como la circularidad, pero por ahora no se las puede controlar al mismo tiempo. Aún se está Trabajando en maneras prácticas de lograrlo.

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Salida extravehicular de récord en la ISS

Dos cosmonautas rusos, Fyodor Yurchikhin y Alexander Misurkin, llevaron a cabo el 16 de agosto una salida extravehicular, en el exterior de la estación espacial internacional, que rompió el récord ruso de este tipo de actividades, con más de 7 horas.

Utilizando el módulo Pirs como esclusa, ambos iniciaron la EVA a las 10:36, hora de Florida. Su objetivo sería continuar preparando la llegada del próximo módulo Nauka.

Para empezar colocaron en posición una grúa Strela, en el módulo Poisk, que utilizaron para desplazar a Yurchikhin hasta una zona particular del módulo Zarya. El cosmonauta instaló allí una serie de cables y un conector. Mientras, su compañero Misurkin instaló un panel de experimentos llamado Vinoslivost, equipado con varios materiales que quedarán expuestos al ambiente espacial. Misurkin colocó también varios conectores y elementos estructurales en el módulo Poisk. Después, se reunió con Yurchikhin para instalar un cable de red Ethernet en el Zarya, que será conectado al Nauka cuando llegue en sustitución del actual Pirs.

Los dos cosmonautas, tras guardar la grúa Strela, regresaron finalmente al interior de la estación a las 18:05, hora de Florida, rompiendo el récord de duración de una EVA rusa. La duración estimada inicialmente eran 6 horas y media, pero el trabajo se prolongó unos minutos más, hasta 7 horas y 29 minutos (el anterior récord estaba situado en las 7 horas y 16 minutos, de 1990).

Durante su estancia en el exterior, sus compañeros Pavel Vinogradov y Chris Cassidy permanecieron dentro de la cápsula Soyuz TMA-08M, mientras que Karen Nyberg y Luca Parmitano se quedaron en el segmento estadounidense.

La EVA recién terminada es la número 172 de la historia dedicada al mantenimiento y ensamblaje de la estación internacional, la séptima de Yurchikhin y la segunda de Misurkin. Ambos regresarán al exterior el 22 de agosto para reemplazar un experimento de comunicaciones con una plataforma en la que en futuro se instalará un pequeño telescopio óptico.

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La enigmática física de los superfluidos

Un superfluido se mueve como un líquido del todo libre de fricción, aparentemente capaz de propulsarse a sí mismo sin que le limiten la gravedad o la tensión superficial. La física subyacente en esta clase de materiales, que parecen desafiar las leyes convencionales de la física, ha fascinado a los científicos desde hace décadas.

Piense en el asesino T-1000 de la película "Terminator 2", un robot hecho de metal líquido capaz de cambiar de forma. O mejor aún, considere un ejemplo de la vida real: el helio líquido. Cuando se enfría a temperaturas muy bajas, el helio exhibe un comportamiento que no existe en los fluidos ordinarios. Por ejemplo, un superfluido de este tipo puede atravesar poros del tamaño de una molécula, pero también "trepar" por las paredes de un vaso. Incluso, en las condiciones adecuadas, puede seguir girando años después de haber sido centrifugado.

Ahora unos físicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, han ideado un método para describir matemáticamente el comportamiento de los superfluidos, en particular, los flujos turbulentos en los superfluidos.

Para describir la física subyacente en las turbulencias de un superfluido, el equipo de Allan Adams, Paul Chesler y Hong Liu se ha valido de comparaciones con la física que gobierna a los agujeros negros. A primera vista, los agujeros negros, objetos extremadamente densos cuya intensa gravedad atrapa a la materia y a la luz en sus alrededores, pueden no parecer que se comporten como un fluido. Pero hay suficientes paralelismos como para permitirles a los investigadores del MIT traducir la física de los agujeros negros a la de las turbulencias de los superfluidos, utilizando una técnica especial.

Mediante sus cálculos, los investigadores han conseguido caracterizar cómo fluye la energía por un superfluido en flujos turbulentos.

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Nuevo transistor lumínico

La tecnología de los transistores lumínicos sigue avanzando, con nuevos diseños que compiten por alcanzar un nivel de fiabilidad y madurez que les permita pasar del laboratorio a la fábrica.

Ahora es el turno del ingenioso dispositivo creado por el equipo de Andrei Pimenov en la Universidad Tecnológica de Viena en Austria.

En vez de recurrir a complejas configuraciones basadas en gobernar fotones para lograr que estos controlen a otros fotones, los creadores del nuevo transistor lumínico han ideado un modo de modificar la dirección de oscilación de haces de luz, simplemente mediante la aplicación de una corriente eléctrica a un material especial.

De este modo, aunque se usa electricidad para el control, el transistor en sí mismo funciona con luz en vez de corriente eléctrica.

La luz puede oscilar en diferentes direcciones, como podemos ver en el cine 3D: Cada lente de las gafas sólo permite que pase la luz de una dirección de oscilación específica. Sin embargo, resulta difícil cambiar la dirección de polarización de la luz sin perder una gran parte de ella.

El citado grupo de expertos de la Universidad Tecnológica de Viena ahora ha logrado esta hazaña, usando luz con una longitud de onda del orden del terahercio, básicamente luz infrarroja, la cual tiene muchos usos tecnológicos.

Un campo eléctrico aplicado a una capa muy delgada de material puede orientar la polarización del haz según se requiera. Esto da lugar a un transistor lumínico eficiente que puede ser muy pequeño y utilizable en la fabricación futura de ordenadores ópticos.

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El subsuelo de Marte contiene suficiente agua como para cubrir todo el planeta

Marte oculta secretos que no podemos ver a simple vista, pero el radar de la sonda europea Mars Express nos permite estudiar lo que esconde a varios kilómetros bajo su superficie.

El radar de Mars Express emite pulsos de baja frecuencia hacia el planeta, y analiza el eco producido cuando rebotan contra cualquier tipo de superficie.

Si bien la mayoría de los pulsos se reflejan contra la superficie del planeta, algunos logran penetrar en el subsuelo hasta que se encuentran con las superficies que separan las capas de distintos materiales, como rocas, agua o hielo.

Al analizar la intensidad y la fase de los ecos que regresan al instrumento, Mars Express es capaz de determinar a qué profundidad se encuentran las distintas capas del subsuelo.

Esta imagen radar muestra un corte de 5.580 kilómetros de longitud a través de las tierras altas del sur de Marte, y fue creada poco después de que el instrumento MARSIS (Radar Avanzado para la Investigación de la Ionosfera y del Subsuelo de Marte) entrase en servicio en el año 2005.

En la parte derecha destaca la inmensa Hellas Planitia. Esta cuenca de 7 kilómetros de profundidad y 2.300 km de diámetro es uno de los mayores cráteres de impacto del Sistema Solar.

El pico brillante a la izquierda del centro de la imagen es el polo sur de Marte, y es aquí donde el radar demuestra todo su potencial, desvelando varias capas de polvo y hielo ocultas bajo el casquete de agua y dióxido de carbono congelados.

Estas formaciones, conocidas como los Depósitos Estratificados del Polo Sur, se extienden hasta una profundidad de 4 kilómetros. Se piensa que son el resultado de los distintos ciclos de cambio climático que sufrió Marte, que provocaron variaciones en la sedimentación del polvo y del hielo.

Gracias al radar de Mars Express, los científicos han calculado que estos depósitos estratificados contienen suficiente agua como para cubrir todo el planeta con una capa líquida de 11 metros de profundidad.

El Sol invierte su campo magnético

En los próximos tres a cuatro meses el campo magnético del Sol, en el que se bañan la Tierra y todos los planetas del Sistema Solar, completará una inversión de polaridad, un proceso que ocurre cada once años, ha informado la agencia espacial estadounidense NASA. «Este cambio tendrá repercusiones en todo el Sistema Solar», ha dicho el físico solar Todd Hoeksema, de la Universidad de Stanford, en California, en declaraciones para la NASA.

La inversión de polaridad -el norte pasará al sur y viceversa- ocurre en la culminación de cada ciclo solar, cuando el magnetismo interno del Sol se reorganiza. Durante esa fase, que los físicos denominan Máximo Solar, las erupciones de energía pueden incrementar los rayos cósmicos y ultravioletas que llegan a la Tierra, y esto puede interferir las comunicaciones por radio y afectar a la temperatura del planeta.

Hoeksema es director del observatorio Solar Wilcox, de Stanford, uno de los pocos del mundo que estudian los campos magnéticos del Sol y han observado este fenómeno desde 1976, un período en el cual han registrado tres inversiones.

Phil Scherrer, otro físico solar de Stanford, ha señalado que lo que ocurre es que «los campos magnéticos polares del Sol se debilitan, quedan en cero, y luego emergen nuevamente con la polaridad opuesta. Es una parte normal del ciclo solar».

La influencia magnética solar, conocida como heliosfera, se extiende a miles de millones de kilómetros más allá de Plutón, y aún la captan las sondas Voyager, lanzadas en 1977 y que ahora rondan el umbral del espacio interestelar.

Una estrella muerta posee uno de los campos magnéticos más poderosos del universo

Gracias al telescopio espacial XMM-Newton, de la ESA, un equipo de científicos ha descubierto que una curiosa estrella muerta presenta uno de los campos magnéticos más intensos del universo, a pesar de que todos los indicios parecían indicar que su magnetismo era inusualmente débil.

Este objeto, conocido como SGC 0418+5729 (o SGR 0418, de forma abreviada), es un magnetar, un tipo de estrella de neutrones.

Una estrella de neutrones es el núcleo muerto de una estrella masiva que terminó colapsando sobre sí misma tras agotar todo su combustible y explotar como supernova. Son objetos extraordinariamente densos, acumulando una masa mayor que la de nuestro Sol en una esfera de apenas 20 kilómetros de diámetro– el tamaño de una ciudad.

Un pequeño porcentaje de las estrellas de neutrones se transforman en magnetares, objetos con un intenso campo magnético. Como referencia, pueden presentar un magnetismo miles de millones o billones de veces más intenso que el generado por las máquinas de resonancia magnética de los hospitales. Estos campos magnéticos provocan que los magnetares emitan de forma esporádica potentes explosiones de radiación de alta energía.

SGR 0418 se encuentra en nuestra galaxia, a unos 6.500 años luz de la Tierra. Fue detectado por primera vez en junio de 2009 por los telescopios espaciales Fermi (NASA) y Koronas-Photon (Roscosmos), cuando se iluminó de repente en las bandas de los rayos X y de los rayos gamma. Desde ese momento se ha estado estudiando con toda una flota de observatorios, entre los que se encuentra el telescopio espacial XMM-Newton de la ESA.

"Hasta hace poco, todo parecía indicar que este magnetar tenía uno de los campos magnéticos más débiles jamás registrados, de apenas 6 x 10¹² Gauss, unas 100 veces menos intenso que el de un magnetar típico”, explica Andrea Tiengo, del Instituto Universitario de Estudios Superiores de Pavía, Italia, autor principal del artículo que presenta estos resultados en Nature.

“Comprender estos resultados fue todo un reto. Sospechábamos que SGR 0418 ocultaba un campo magnético mucho más intenso, fuera del alcance de las técnicas de análisis habituales”.

Los magnetares giran más lento que las estrellas de neutrones convencionales, pero también son capaces de completar una revolución cada pocos segundos. La forma habitual de medir el campo magnético de un magnetar es determinar a qué velocidad se está frenando esta rotación. Basándose en los datos recogidos a lo largo de tres años, los astrónomos llegaron a la conclusión de que el campo magnético de SGR 0418 era extremadamente débil.

El equipo de Andrea Tiengo desarrolló una nueva técnica capaz de analizar este campo magnético con un nivel de detalle sin precedentes, basada en el estudio de las variaciones en el espectro de rayos X del magnetar sobre una escala temporal extremadamente corta. Esta técnica ha desvelado que SGR 0418 es en realidad un monstruo magnético.

“Nuestras observaciones sugieren que este magnetar tiene un campo magnético muy fuerte y retorcido, que alcanza los 10¹⁵ Gauss en ciertas regiones de su superficie, de apenas unos pocos cientos de metros de diámetro”, aclara Andrea.

“El campo magnético global puede parecer débil, como sugerían las primeras observaciones, pero ahora somos capaces de estudiar la sub-estructura del campo magnético en la superficie del magnetar y hemos descubierto que es extremadamente intenso”.

Este fenómeno es similar al que podemos observar en nuestro Sol, que presenta campos magnéticos localizados anclados en las manchas solares. Cuando la configuración de estos campos varía, pueden colapsar produciendo una erupción solar, o en el caso de SGR 0418, una explosión de rayos X.

“Los datos espectrales recogidos por XMM-Newton, combinados con una nueva técnica de análisis, nos han permitido realizar el primer estudio detallado del campo magnético de un magnetar, confirmando que es uno de los más intensos del universo conocido”, añade Norbert Schartel, Científico del Proyecto XMM-Newton para la ESA.

“Ahora disponemos de una nueva herramienta que nos permitirá estudiar el campo magnético de otros magnetares y perfeccionar nuestros modelos de estos exóticos objetos”. (Fuente: ESA)
 

El calor que permitió la vida en la Tierra cuando el Sol brillaba menos que ahora

Se ha presentado una explicación convincente para el enigma de cómo pudo la Tierra evitar una congelación profunda cuando, hace unos tres mil millones de años, el Sol brillaba un 20 por ciento menos que ahora. La diferencia podría haber dejado a la Tierra sepultada en hielo, hasta el punto de imposibilitar el desarrollo de la vida tal como la conocemos hoy.

Las conclusiones a las que han llegado en su investigación Eric Wolf y Brian Toon, de la Universidad de Colorado en Boulder, Estados Unidos, apuntan a que para permitir ese "milagro" lo único que se necesitó fue una concentración más elevada de dióxido de carbono en la atmósfera, y quizás una pizca de metano extra. La explicación es bastante simple y obvia, y otros científicos ya habían pensado en ella, pero no podía darse por correcta sin tener los suficientes elementos de juicio que la respaldasen. A veces, en ciencia, lo más probable no es lo verdadero. Esos elementos de juicio adicionales se han obtenido ahora gracias al uso de sofisticados modelos digitales tridimensionales del clima, que fueron ejecutados en la supercomputadora Janus, de la citada universidad. En casi todos los anteriores intentos de explicar la paradoja se utilizaron modelos mucho más simples, lo cual seguramente limitó el alcance de las conclusiones.

Se suele aceptar que la vida surgió en la Tierra, en forma unicelular y muy simple, hace unos 3.500 millones de años, o sea aproximadamente mil millones de años después de formarse la Tierra. Se cree que la primera forma de vida se forjó en aguas poco profundas, o alrededor de fumarolas hidrotermales del fondo del mar, o en el subsuelo profundo, o que incluso llegó a la Tierra dentro de meteoritos provenientes de otros mundos.

En cualquier caso, el mantenimiento, con la suficiente estabilidad, de las condiciones aptas para la vida durante un tiempo suficiente tras la aparición de esas primeras formas vivas, es un requisito imprescindible para explicar cómo la vida sobrevivió y evolucionó hacia formas con mayor capacidad de supervivencia, mejor preparadas para afrontar climas gélidos y otros ambientes extremos.

Este enigma de cómo pudo la Tierra evitar una congelación profunda cuando el Sol brillaba menos, lo ha estado intentando resolver la comunidad científica desde 1972, cuando el célebre Carl Sagan (el director de tesis de Toon en aquella época) y su colega George Mullen plantearon abiertamente la paradoja.

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Mejores mediciones mediante una reducción del ruido cuántico

Cuando se desea medir algo con mucha precisión, como ligeras variaciones en la longitud, lo lógico es valerse, de uno u otro modo, de las ondas de luz. No obstante, muchos efectos, como las variaciones gravitatorias o las fuerzas de superficie, solo se pueden medir por medio de partículas que tienen masa. Sin embargo, dado que según las leyes de la mecánica cuántica, las partículas con masa también se pueden comportar como ondas, es factible construir interferómetros en los que se utilicen átomos individuales o incluso grupos de átomos en lugar de luz.

Recientemente, un equipo de la Universidad Tecnológica de Viena en Austria ha sido capaz de desarrollar un interferómetro para condensados de Bose-Einstein constituidos por un millar de átomos.

A temperaturas ultrabajas, cercanas al cero absoluto, los átomos pierden su individualidad y se "condensan" en un único objeto cuántico, el condensado de Bose-Einstein. En éste, todos los átomos forman una sola onda cuántica, exactamente como lo hacen los fotones en un láser.

Al suprimir de manera drástica el ruido cuántico, el cual en última instancia limita el rendimiento de los interferómetros, el equipo de Jörg Schmiedmayer, Tarik Berrada y Jean-François Schaff, del Centro para Ciencia y Tecnología Cuánticas en Viena, vinculado a la Universidad Tecnológica de Viena, ha conseguido una vía para obtener mediciones con una precisión mucho mayor.

En los interferómetros de átomos normales, estos se mueven libremente, y el tiempo de medición está limitado por dichos movimientos. En el nuevo interferómetro, el condensado Bose-Einstein se mantiene dentro de una "trampa" durante todo el proceso, lo que permitirá el citado aumento en la precisión de las mediciones.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado S. van Frank, R. Bücker y T. Schumm.

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La naturaleza de los enigmáticos astros conocidos como centauros

Los centauros son cuerpos menores de nuestro sistema solar que han desconcertado a los astrónomos durante mucho tiempo porque parecen tanto asteroides como cometas. Los centauros, que orbitan entre Júpiter y Neptuno, fueron nombrados así en referencia a la mítica criatura, mitad humano y mitad caballo, llamada centauro, debido a la naturaleza dual de estos astros.

Un nuevo estudio realizado a partir de observaciones hechas por el satélite WISE de la NASA, apuntan a un origen cometario para la mayoría de estos objetos, lo que sugiere que provienen de la región más externa del sistema solar. En este contexto, "origen cometario" define a un objeto que probablemente está hecho del mismo material que un cometa, que pudo ser un cometa activo en el pasado (por ejemplo mostrando una cola al estar cerca del Sol), y que podría volver a estar activo nuevamente en el futuro.

Los datos infrarrojos obtenidos en la sección de rastreo de asteroides de la Misión WISE (una sección o submisión llamada NEOWISE) han aportado información reveladora sobre los albedos (reflectividad) de los astros, capaz de ayudar a los astrónomos a clasificar con bastante precisión la población. Las observaciones de la submisión NEOWISE son lo bastante buenas como para desvelar si un centauro tiene una superficie mate y oscura o una brillante que refleja más luz.

Los resultados obtenidos por el equipo de James Bauer, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, y Tommy Grav del Instituto de Ciencia Planetaria en Tucson, Arizona, indican que aproximadamente dos tercios de la población de centauros son cometas, que proceden de los confines helados de nuestro sistema solar. No está claro si el resto son asteroides. Por tanto, los centauros no han perdido su halo de misterio por completo, y habrá que esperar a futuras investigaciones, hechas a partir de datos del rastreo NEOWISE, para aclarar del todo el enigma.

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El magnetismo en una molécula sola

Un equipo de físicos ha logrado realizar un experimento extraordinario: Demostrar cómo el magnetismo, que generalmente se manifiesta como una fuerza entre dos objetos magnetizados, actúa dentro de una molécula sola.

Este descubrimiento tiene una gran importancia para la investigación fundamental y proporciona a los científicos una nueva herramienta para entender mejor el magnetismo como fenómeno elemental de la física.

La unidad más pequeña de un imán es el momento magnético de un solo átomo o ión.

Si se juntan dos de estos momentos magnéticos, hay dos resultados posibles:

Uno de ellos es que se suman los momentos magnéticos para crear un momento conjunto más fuerte.

El otro resultado posible es que se contrarrestan entre sí y desaparece el magnetismo.

El equipo de Mario Ruben, del Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT) en Alemania, así como Heiko B. Weber y Stefan Wagner, de la Universidad Friedrich-Alexander de Erlangen-Nuremberg en Alemania, quería determinar si en una molécula individual se podía medir eléctricamente el magnetismo de un par de momentos magnéticos.

Para ello, los científicos usaron en el experimento una molécula especial de dos iones de cobalto y un tamaño de aproximadamente 2 nanómetros.

Y han comprobado que el magnetismo ciertamente se puede medir en una molécula sola.

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Cuando nevaba en Marte

La existencia de redes de valles ramificándose por la superficie marciana deja pocas dudas de que en alguna época del pasado hubo agua líquida fluyendo por la superficie del Planeta Rojo. Pero el origen de esa antigua agua ha sido largamente debatido por los científicos. Algunos han defendido que brotaba del subsuelo, mientras que otros han asumido que caía en forma de lluvia o nieve. Un nuevo estudio aporta ahora datos reveladores sobre la cuestión.

En este estudio se ha determinado que los valles, forjados por el flujo de agua, en cuatro lugares diferentes de Marte, parecen ser a todas luces el resultado de la escorrentía derivada de la precipitación, probablemente agua del deshielo de la nieve. En el pasado, por tanto, esos lugares marcianos debieron parecerse en ese aspecto a valles alpinos de la Tierra actual.

El equipo de Kathleen E. Scanlon, James W. Head y Jean-Baptiste Madeleine, de la Universidad Brown, en Providence, Rhode Island, así como Robin D. Wordsworth de la Universidad de Chicago en Illinois, y François Forget del Instituto Pierre Simon Laplace de París, las dos primeras instituciones en Estados Unidos y la última en Francia, empezó identificando cuatro lugares donde se encontraron redes de valles a lo largo de cordilleras o en el borde elevado de cráteres.

Para averiguar la dirección de los vientos predominantes en cada lugar, los investigadores utilizaron un modelo recientemente desarrollado de circulación general de los vientos para Marte. El modelo simula el movimiento del aire guiándose por la combinación de gases que, según parece, estaba presente en la atmósfera primitiva de Marte.

A continuación, el equipo de investigación utilizó un modelo de precipitación orográfica para determinar dónde, teniendo en cuenta la información sobre los vientos dominantes proporcionada por el citado modelo de circulación general, serían más probables las precipitaciones.

Las simulaciones indican que las precipitaciones debieron ser mayores precisamente en las cabeceras de las redes más densas de valles, lo que concuerda con el escenario de la escorrentía de agua proveniente de precipitaciones.

La densidad de drenaje varía en la forma en que se esperaría para una respuesta compleja de precipitación considerando la topografía.

Los nuevos hallazgos ayudarán ahora a esclarecer otros aspectos sobre el clima y la atmósfera de Marte en esa fascinante época de su pasado.

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