NeoFronteras

Usando haces de luz láser unos físicos consiguen que un electrón localizado «orbite» lejos del núcleo de un átomo de potasio.

Foto: Jeff Mestayer.

Todos hemos estudiado en la escuela o el instituto el modelo de átomo de Bohr. En su simpleza estaba su belleza. Quizás algunos encontraron su afición por la Física gracias a ese modelo, que permitía entender de manera sencilla y simple las propiedades de los átomos. Cuando hoy en día dibujamos un átomo como con un núcleo rodeado de elipses con electrones puntuales estamos realizando una representación del átomo de Bohr.
Ahora, y después de casi un siglo desde que el físico danés Niels Bohr sugiriera su modelo de “sistema planetario” para explicar el átomo de hidrógeno, unos científicos de un equipo internacional consiguen crear átomos gigantes de un milímetro de diámetro que son lo más parecido hasta el momento a dicho modelo. Los resultados han sido publicados en Physical Review Letters.
Bohr propuso su modelo teórico en 1913, en él se sugería que los electrones orbitaban el núcleo atómico de manera similar a como los planetas orbitan alrededor del Sol. Además añadía una serie de reglas que limitaban las posibles órbitas y decían cómo se emitía y absorbía la radiación electromagnética. El modelo proporcionaba unos resultados que estaban bastante cerca de lo que se podría medir experimentalmente, explicando propiedades ópticas y químicas. (leer más…)

Las medidas del movimiento de precesión en un sistema de púlsar binario confirman, una vez más, que la relatividad General es el mejor modelo que tenemos a la hora de describir los fenómenos gravitatorios intensos.

Representación artística del sistema estudiado. Foto: Daniel Cantin, Darwin Dimensions. McGill University.

La Teoría General de la Relatividad es uno de los mayores logros intelectuales de la humanidad. Einstein llegó a ella por sus propios méritos y, a diferencia de la Relatividad Especial, no era algo que estuviera flotando en el ambiente intelectual de la época. Sin Einstein quizás ahora no contásemos con ella. Es además una teoría extraordinariamente bella.
Según esta teoría la energía o la masa es capaz de curvar el espacio-tiempo que le rodea. Las trayectorias de caída libre son geodésicas en ese espacio, el equivalente de las líneas rectas en el espacio plano. Las ecuaciones de Einstein se pueden escribir de una forma compacta y bella, pero son muy complejas. De algún modo podríamos decir que estas ecuaciones diferenciales en derivadas parciales están «realimentadas» por ellas mismas de tal manera que solamente se saben resolver analíticamente en casos muy simples.
La Relatividad General (RG), además de explicar los movimientos de objetos celestes, nos permite modelar la evolución del Universo en su conjunto. La Cosmología sin RG sería prácticamente imposible. (leer más…)

Contrariamente a las noticias sensacionalistas que circulan, otro estudio demuestra la seguridad del LHC, y su puesta en marcha no destruirá el planeta.

Una instantánea en el proceso de construcción del Atlas (Ampliar). Foto: CERN.

¿Podría un agujero negro creado en el LHC destruir el mundo? Suena sensacionalista y realmente lo es. Según la Física conocida eso es imposible. Steve Giddings, profesor de Física de UC Santa Barbara se ha molestado junto Michelangelo M. Mangano del CERN en escribir un artículo al respecto, dado el sensacionalismo de algunos medios sobre este asunto y los recursos ante los tribunales.
El artículo titulado «Astrophysical implications of hypothetical stable TeV-scale black holes» se ha aceptado para su publicación en la revista Physical Review D, y en él se documenta un estudio sobre la posibilidad de que en el LHC se produzcan agujeros negros microscópicos. El LHC o Large Hadron Collider está a punto de entrar en funcionamiento al final de este verano en el CERN y representa el mayor esfuerzo en investigación de Física de Altas Energías del momento, así como el mayor esfuerzo científico y tecnológico de los últimos años. (leer más…)

La nueva familia de superconductores basada en hierro presenta nuevas posibilidades teóricas y quizás prácticas. Al parecer desafían los modelos teóricos existentes.

Investigadores chinos y de la Johns Hopkins University han revelado algunos de los misterios de los nuevos superconductores recientemente descubiertos. Esto podría dar lugar a un mejor diseño de los superconductores que ahora se usan en la industria o medicina.
En el artículo publicado en Nature Chia-Ling Chien, Jacob L. Hain Professor y sus colaboradores ofrecen nuevas pistas para comprender las características de la superconducción de la nueva familia de superconductores basados en hierro. Al parecer los nuevos superconductores de alta temperatura crítica (pero, de momento, no tan alta como la de los cupratos) tienen nuevas características. Según ellos se necesitan de teorías nuevas que expliquen la superconducción en este tipo de materiales. En un alarde de optimismo, incluso especulan que se podría conseguir la superconducción a temperatura ambiente en el futuro. (leer más…)

Proponen una solución a la paradoja de la eliminación de información por parte de los agujeros negros. Si se tiene en cuenta la Mecánica Cuántica la singularidad central de este tipo de objetos, propuesta por la Relatividad General, simplemente deja de darse en su interior.

Según la Teoría General de la Relatividad los agujeros negros son tan densos que distorsionan el espacio-tiempo a su alrededor, y éste forma una especie de «embudo». La fuerza de gravedad, que depende de la geometría del espacio, puede llegar a ser muy intensa en esos casos. A cierta distancia un hipotético astronauta sentiría las fuerzas de marea, pero no sería absorbido irremediablemente hacia él (un agujero negro no es un aspiradora espacial). Pero si fuera lo suficientemente incauto como para acercarse directamente a un objeto de este tipo descubriría que, una vez cruzada una frontera denominada horizonte de sucesos, su vuelta al resto del Universo sería imposible. La velocidad de escape a partir de ese punto es superior a la de la luz y por tanto, nada, ni astronautas, ni materia, ni siquiera la propia luz puede escapar una vez que se deja caer dentro. (leer más…)

Después de 37 años de haber sido postulada unos investigadores de la compañía Hewlett-Packard consiguen construir la primera memorresistencia, un nuevo tipo de componente electrónico fundamental.

En esta foto se aprecian 17 memorresistencias en línea, cada una de 150 átomos de espesor. Foto: J. J. Yang, HP Labs.

Todos conocemos lo que es un solenoide, una resistencia o un condensador. La memorresistencia sería uno más junto a esos tres componentes electrónicos básicos. Fue propuesto hace mucho tiempo, pero hasta ahora no se había materializado.
¿Y en que consiste esta memorresistencia? Pues en esencia es una resistencia que guarda memoria de su estado resistivo anterior incluso si no hay alimentación eléctrica.
Las memorresistencias construida ahora por los Laboratorios HP, de escala nanométrica, podría tener un gran impacto en la industria microelectrónica ya que podría servir para construir memorias no volátiles para computación, cuyos datos no desaparezcan aunque se corte el aporte de corriente. Además consumirían menos energía.
El 1971 Leon Chua de University of California en Berkeley notó una ausencia en la lista de los componentes habituales de los circuitos. Cada elemento expresa una relación entre dos de cuatro variables electromagnéticas: carga, corriente, voltaje y flujo magnético. Propuso que, teóricamente, debería de haber un componente que se hiciera más o menos conductor al paso de la corriente dependiendo de la cantidad de carga que hubiera pasado a través de él. Según Chua la memorresistencia o memorresistor sería el cuarto componente fundamental de los circuitos, con propiedades que no podrían ser duplicadas mediante la combinación de los otros tres elementos. (leer más…)

Logran sintetizar diversos compuestos de una nueva familia de superconductores de alta temperatura crítica. Quizás ayuden a explicar este fenómeno superconductivo o proporcionen nuevas aplicaciones prácticas.

Estructura cristalina de uno de los nuevos superconductores basados en hierro. Dibujo: Takatoshi Nomura y colaboradores.

Los superconductores son materiales que conducen la corriente eléctrica sin pérdida cuando están por debajo de cierta temperatura. Los superconductores tradicionales realizan esto cuando su temperatura está muy cerca del cero absoluto. Pero en 1986 se descubrió una familia de superconductores basada en cupratos (óxidos de cobre), como el YBaCuO, que hacían esto mismo a una temperatura relativamente alta (hasta la última marca de 138 K), de tal modo que bastaba nitrógeno líquido (que hierve a 79 K) para que se tornaran superconductores. A pesar de su naturaleza cerámica y lo difícil que es trabajar con ellos se han encontrado algunas aplicaciones prácticas a los mismos. (leer más…)