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miércoles, 29 de febrero de 2012

Metaflex, el material que puede hacer realidad el efecto de la invisibilidad


Metaflex es el nombre de un material diseñado por científicos de la Universidad de St Andrews (Reino Unido) que acerca un paso más a la fabricación de tejidos que permitan crear el efecto de la invisibilidad de los objetos.
El Metaflex es un meta-material, es decir, un material artificial que presenta propiedades electromagnéticas inusuales, propiedades que proceden de la estructura diseñada y no de su composición.

En el pasado ya se han desarrollado meta-materiales que curvan y canalizan la luz para convertir en invisibles los objetos en largas longitudes de onda, pero la luz visible supone un desafío mayor. La pequeña longitud de onda de la luz del día supone que los átomos del meta-material tengan que ser muy pequeños, y hasta ahora estos átomos menores sólo se han podido producir sobre superficies planas y duras, incompatibles con los tejidos de la ropa. 

La novedad que aporta este trabajo es que el Metaflex consta de unas membranas flexibles de meta-material, creadas gracias al empleo de una nueva técnica que ha permitido liberar los meta-átomos de la superficie dura sobre la que fueron construidos. De esta manera, el Metaflex puede operar en longitudes de onda de unos 620 nanómetros dentro de la región de la luz visible. 

La unión de estas membranas podría producir un "tejido inteligente", que sería el primer paso para fabricar una capa o cualquier otra prenda para "hacer desaparecer" a la persona que la porte. 

Andrea Di Falco, director de la investigación, concluyó que "los meta-materiales nos dan el impulso último para poder manipular el comportamiento de la luz"

viernes, 24 de febrero de 2012

Tele transportación


La mayor teletransportación cuántica de la historia ha sido conseguida por el equipo del profesor Nicolas Gisin, de la Universidad de Ginebra, según se explica en un artículo público en la revista Nature.

Lo que ha conseguido este equipo de físicos es transferir las propiedades de un fotón a otro fotón que estaba distante dos kilómetros. La experiencia constituye toda una proeza porque hasta ahora las distancias en que se conseguían estos fenómenos eran mucho más cortas.
 

En un principio se creía que los objetos estaban constituidos de materia y de forma, pero en la actualidad los físicos hablan de energía y de estructuras para definir la realidad. Sin embargo, esta concepción avanzada del mundo no lleva implícita la posibilidad de que la materia pueda ser llevada de un lado a otro sin haber recorrido un trayecto.
 

Para concebir la posibilidad de que un fotón pueda ser transportado dos kilómetros sin haber recorrido ningún trayecto, los físicos de Ginebra han debido apoyarse en sus conocimientos de la mecánica cuántica, que ofrece un marco teórico en el que la teletransportación es concebible.
 

Desde 1993

La idea de la teletransportación no es nueva y se remonta a 1993, cuando se descubrió que el estado cuántico de un objeto, es decir, su estructura más elemental, podía en teoría ser teletransportada.

De esta forma se imaginó que una entidad muy pequeña podía ser transportada de un lugar a otro sin moverse de su posición original. En realidad, de lo que se habla es de transportar su estructura, es decir, su esencia última, y no la materia del objeto, que permanece inamovible tanto en el punto de partida como de llegada.
 

En base a este razonamiento, desde 1997 se ha comprobado que la teletransportación es posible, siempre referida a partículas cuánticas separadas entre sí no más de un metro.
 

Lo que ha conseguido ahora el equipo del profesor Gisin es precisamente transportar el estado cuántico de un fotón entre dos laboratorios unidos entre sí por una línea de fibra óptica de dos kilómetros de largo.

En realidad, los dos laboratorios, y por ende las partículas del experimento, estaban separadas entre sí 55 metros, pero el cable que separó a los dos fotones gemelos tenía una extensión mayor para simular una distancia de dos kilómetros y verificar que a esta distancia la teletransportación también es factible.
 

Identidad cuántica
 

En una entrevista
, el profesor Nicolas Gisin explica que la materia y la energía no pueden ser teletransportadas, pero sí la identidad cuántica de una partícula, es decir, su más íntima estructura. 

De esta forma, de una partícula situada en el punto A, es posible transferir todas las informaciones relativas a sus características físicas a otra partícula situada en el punto B. Esta segunda partícula sufre una transformación y se convierte en un doble perfecto de la partícula A.
 

El experimento requirió controlar previamente la inestabilidad de los fotones, que son las partículas elementales de las que se compone la luz. Para conseguir la teletransportación, el equipo de físicos se valió de los así llamados fotones gemelos.
 

A través de una técnica conocida en inglés como “entanglement” (enredo), consiguieron reproducir una copia idéntica de un fotón, y de esta forma obtuvieron los fotones gemelos.
 

Cuando esto se consigue, cualquier modificación que sufre uno de los fotones la reproduce instantáneamente el otro, aunque esté a distancia del primero, una aportación de la física cuántica que compromete la noción clásica de tiempo y de espacio.
 


Que hacen

Lo que hacen en el experimento estos fotones gemelos es jugar el papel de terminales para la transmisión. Se coloca la partícula que se quiere teletransportar junto a uno de ellos y una serie de instrumentos miden los efectos de este encuentro cuántico.
 

La partícula que se pretende teletransportar se altera cuando se le sitúa junto a uno de los fotones gemelos y esta alteración es registrada instantáneamente por el otro fotón gemelo, que de esta forma se convierte en una copia idéntica de la primera partícula así verificada por los instrumentos de medición.
 

El experimento constituye un fuerte impulso al desarrollo de las telecomunicaciones, la criptografía y la informática, particularmente a la emergencia de los llamados ordenadores cuánticos, si bien la técnica de teletransportación deberá ser todavía perfeccionada.
 

La teletransportación cuántica permite en efecto la transferencia de información por este sistema, ya sea para el envío de datos (telecomunicaciones), ya para el envío de instrucciones a una computadora, que de esta forma aumentaría hasta el límite su velocidad de funcionamiento.
 

Misión imposible
 

Hasta 1993 se consideraba imposible la teletransportación porque necesita la copia exacta de cada partícula en un objeto, lo que según el principio de incertidumbre es imposible porque el mismo acto de medir una partícula altera su naturaleza.
 

La fórmula encontrada por los físicos fue la del enredo, ya que cuando dos partículas se enredan, en la práctica actúan como si fueran una sola, aunque lleguen a separarse entre sí.
 

El enredo se consigue tomando un fotón y enredándolo con otro y luego separándolos entre sí. En ese momento se aproxima el objeto que se quiere teletransportar a uno de los fotones del enredo y el segundo fotón reproduce la alteración del primero instantáneamente, sin que medie ninguna influencia perceptible entre ellos.
 

Dos principios
 

Todo esto es posible porque en el mundo cuántico rigen leyes diferentes de las que conocemos en el universo cotidiano. Átomos, protones, neutrones y fotones se comportan de manera sorprendente para nuestros sentidos según dos principios.
 

El primer principio es el de superposición de estados: en contra de lo que ocurre en el mundo de los sentidos, los objetos cuánticos como los fotones pueden estar en dos estados diferentes a la misma vez, sin que pueda preverse de antemano en qué estado estaba antes de la medición.
 

El segundo principio que rige la física cuántica es el de incertidumbre formulado por Heisenberg, según el cual la mera observación de un sistema cuántico lo modifica de tal forma que impide que pueda ser conocido tal como es en realidad en el estado no observado.

lunes, 20 de febrero de 2012

Einstein no es sólo teoría


Es conocida la faceta de Einstein como teórico dentro de la ciencia, siendo fundamental en numerosos campos de la investigación científica, aunque desconocemos las aplicaciones de sus teorías en los productos que a diario utilizamos.

 El efecto fotoeléctrico podemos encontrarlo en ejemplos cercanos a nosotros, como las puertas automáticas en las que un sensor sensible a la luz hace que funcionen, el alumbrado público que se enciende automáticamente cuando anochece, la regulación del tóner de las fotocopiadoras y el tiempo de exposición en las cámaras fotográficas, entre otros muchos ejemplos.





Si nos adentramos dentro del láser (en el año 1916 determinó los fundamentos de su creación basándose en la ley de radiación Max Planck que establece la intensidad de la misma emitida por un cuerpo negro a una temperatura T) nos encontraremos muchos más ejemplos, y quizás también más cercanos. El láser sirve para grabar y reproducir nuestras películas y nuestra música en DVD´s y CD´s, además de los punteros láser, los giróscopos para aviones, herramientas de corte, instrumental médico y las comunicaciones a través de fibra óptica.






· El GPS (Global Position System, en español, Sistema de Posicionamiento Global) nos proporciona información sobre nuestra posición en tres dimensiones, velocidad y tiempo, las 24 horas del día, en cualquier parte del mundo y en todas las condiciones climáticas. Si Einstein no hubiera dado a conocer la teoría relativista, nuestros GPS tendrían errores en sus sistemas.

Otra faceta de Einstein fue la de inventor, sin embargo aunque sus teorías nos han sido muy útiles, sus inventos no lo han sido. Concibió el refrigerador domestico, pero la salida de refrigerantes más seguros supuso que su invento quedara relegado; no obstante cabe destacar que Einstein deseaba comprender la naturaleza más que inventar.

viernes, 17 de febrero de 2012

EL EFECTO FOTOELÉCTRICO





En 1905 Einstein publicó un artículo llamado "Un punto de vista heurístico sobre la producción y transformación de luz" en el que consideró que la luz estaba formada por partículas. Gracias a esta idea logró explicar el efecto fotoeléctrico lo que le mereció el premio Nobel de física en el año 1921.






El efecto fotoeléctrico consiste en la aparición de una corriente eléctrica en ciertos metales cuando la luz incide sobre ellos.


Una serie de experimentos iniciados en 1887 demostró que el efecto fotoeléctrico tenía determinadas características que no podían explicarse por la teoría clásica que consideraba que la luz (teoría ondulatoria de la luz) se comportaba como una onda. Por ejemplo, al aumentar la intensidad de la luz que incide sobre un metal, la teoría ondulatoria de la luz sugiere que en el metal se liberarán electrones con una energía cada vez mayor. Sin embargo, los experimentos mostraron que la energía de los electrones emitidos sólo depende de la frecuencia de la luz, y no de su intensidad.


En el año 1900, Max Planck dijo que la energía está formada por partículas denominadas cuantos de energía. La energía de un cuanto es igual a la constante de Planck por la frecuencia de la radiación.


Posteriormente, Einstein se basó en esta teoría para explicar el efecto fotoeléctrico.


No sólo la energía está formada por partículas sino también la luz, cuyas partículas se denominan fotones. Por lo tanto, la intensidad de ésta no influye en la velocidad de los electrones emitidos por el metal en el que incide, sino en su cantidad (a mayor intensidad, mayor número de electrones). Por otro lado, a mayor frecuencia, mayor es la velocidad de los electrones y mayor es su energía.

Entonces concluyendo:    
  • Al incidir la luz sobre una lámina de metal, se emiten electrones.
  • Si aumentamos la intensidad de la luz el número de electrones emitidos es mayor. Según la teoría clásica la energía de los electrones emitidos debería aumentar, sin embargo esto no ocurre.
  •  Al cambiar la luz roja por una azul la velocidad de los electrones emitidos aumenta y, por tanto, su energía. Esto se debe a que la frecuencia de la luz azul es mayor que la de la luz roja.
  • El fotón rojo tiene menos energía que el azul por lo que al chocar con el metal el electrón emitido lleva una velocidad menor.

viernes, 10 de febrero de 2012

Hallazgos de la Arqueóloga Dominicana Kathleen Martínez Berry

La doctora Kathleen Martínez Berry, agregada Cultural de la embajada de República Dominicana en Egipto, dio a conocer, los hallazgos arqueológicos de una misión dominico-egipcia que busca las tumbas de Cleopatra y Marco Antonio.

Martínez encabeza un proyecto de investigación con personal técnico egipcio que por más de cuatro años vienen trabajando en un templo Ptholomeico, en las afueras de Alejandría, donde se cree enterraron a la reina faraónica y al general romano.

Al dar detalles del proyecto, durante una rueda de prensa ofrecida en la Secretaria de Estado de Relaciones Exteriores (SEREX), la investigadora agradeció el apoyo que ha recibido del Gobierno dominicano a través de la Cancillería. Explicó a la prensa que por 15 años estudió los posibles escenarios de enterramiento de la última reina de Egipto, incógnita que ha generado numerosos mitos e interrogantes.

La egiptóloga, quien se encuentra en República Dominicana tras un receso reglamentario en las excavaciones, explicó que hace 4 años presentó al Consejo Supremo de Antigüedades de Egipto, una teoría, la cual fue aprobada por 100 académicos que en ese país integran ese cuerpo colegiado.

La joven dominicana, quien se desempeña como jurista y madre de familia, es además una profusa investigadora del Egipto Antiguo, lo cual la llevó ha establecer posibles escenarios sobre el lugar de la tumba de Cleopatra VII y la del general romano Marco Antonio, y al respecto asegura, "debía ser un punto alejado de la ciudad de Alejandría, para reservar los cuerpos de ignominia romana, para entonces triunfadora frente a la reina y su aliado.

"Taposiris Magna", un templo semi destruido, ubicado al borde del Lago Mariut, en Borg al Arab, a unos 50 kilómetros al oeste de Alejandría (norte de Egipto) fue el lugar marcado por la arqueóloga dominicana para sus excavaciones.

Precisó que aunque no han encontrado los cuerpos, que dieron origen a esta investigación, se siente optimita y con grandes expectativas para la próxima etapa de trabajo, pautada para noviembre próximo.

No obstante citó algunos hallazgos como pasadizos, cámaras mortuorias, vasijas de la época, un sello que certifica la edificación de origen Ptolomeico, así como otros objetos de valor histórico.

Como parte de estas exploraciones informó que se halló la cabeza de una estatua de alabastro que representa a Cleopatra y una máscara que podría pertenecer a Marco Antonio. Otra figura correspondía a la diosa Afrodita y apareció otra, sin cabeza, también de la era ptolemaica (332-30 DC).

En sus declaraciones la también diplomática y jurista dominicana informó que estas excavaciones son dirigidas por el arqueólogo, Zahi Hawass, presidente del Consejo Supremo de Antigüedades, quien comparte con la doctora Martínez Berry las novedades de esta expedición.

De descubrirse la tumba de la "gran reina" este sería según expreso el señor Hawass, "el mayor hito arqueológico en Egipto desde el hallazgo de la tumba de Tutankamón en 1922 por parte del británico Howard Carter". De acuerdo a los detalles expuestos por los especialistas.

La arqueóloga dominicana ratificó la información que circula internacionalmente de que a partir de noviembre próximo la búsqueda se hará con tecnología de avanzada, utilizando un radar lo cual permitirá agilizar el proceso de búsqueda.

Cleopatra y Marco Antonio, una de las parejas más célebres de la Historia de la humanidad, se suicidaron tras la batalla de Accio (30 A.C), de acuerdo a escrito de la época sus cuerpos fueron enterrados juntos.

viernes, 3 de febrero de 2012

Isaac Newton: Científico, Soñador y Práctico


El científico:
Las 3 leyes del movimiento
Isaac Newton fue indudablemente uno de los mayores propulsores de la física. Tal cómo estableció la ley de gravitación universal, en 1687 también ahondó a las raíces mismas del movimiento y estableció sus principios fundamentales, las 3 leyes del movimiento:
                                                      
1.       Inercia. Todo cuerpo preserva en su estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.
2.       Fuerza. El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.
3.       Acción y reacción. Con toda acción ocurre siempre una acción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos son siempre iguales y dirigidas por sentido opuesto.
Claras, simples y concisas, han sido de vital importancia durante cientos de años. 
Inventó los cálculos, al igual que muchos otros científicos de su época, creía que el álgebra y la geometría no eran suficiente y las matemáticas de la época, no tenían el desarrollo suficiente que Newton necesitaba, por ello creó los cálculos, originariamente con el nombre de “la ciencia de fluxiones.
El práctico:
Newton fue quien inventó las puertas para gatos y perros, así que si alguna vez te lo preguntaste pero te pareció demasiado simple como para investigar quien había sido; aquí lo tienes. Al parecer, el gran Isaac cuando no estaba pensando en cañones espaciales o en cómo el universo se mantiene allí unido y orbitando, se preocupaba en utilizar su gran ingenio en la comodidad y el bienestar de sus tantas mascotas.
Isaac Newton nunca se casó y nunca fue una persona extrovertida, tenía unos muy pocos amigos humanos, sin embargo, tenía una gran cantidad de gatos y perros e incluso, una habitación entera dedicada solo a estos. Aunque existe cierta discusión en cuanto a si esto es cierto o no, la habitación de Isaac en la Universidad de Cambridge , donde estudiaba y llevaba a cabo sus experimentos, tenía un agujero diseñado para los gatos en la parte inferior, que el mismo Isaac había ordenado hacer al carpintero de Cambridge.

El soñador:
Como alquimista y filósofo, Isaac Newton, durante años estudió distintos mitos, relatos, textos e investigaciones sobre la llamada piedra filosofal. Como hombre de ciencia, quizá llame la atención que Isaac se dedicara a este tipo de estudios, sin embargo, la gran mayoría de los textos relacionados a la alquimia del 1600, verdaderamente son el paso previo al nacimiento de la química.
Newton, elaboró entonces una suerte de receta o un texto que explicaba cómo crear una piedra filosofal, una piedra con propiedades de transmutación realmente fantástica. Lo cierto es que Isaac finalmente la creo, aunque no tuvo resultados. En 2005, con estas notas de más de 300 años, historiadores modernos recrearon la piedra, aunque ningún tipo de transmutación o propiedad especial se presento.