Si el estallido fuera cerca  mal que le iría a la Tierra, pues se trata de las más poderosas explosiones conocidas: los estallidos de rayos gamma.

Astrónomos dicen que uno que se produjera a menos de 3.000 años luz de la Tierra, las consecuencias serían nefastas.

Pero un estallido así golpeó el planeta en el siglo VIII se acuerdo con investigadores. Aunque no se han encontrado restos espaciales, sí señales en la Tierra. Por fortuna, habría sido un poco más lejano que ese límite crítico.

Los indicios parecerían ser claros se desprende del reporte de dos astrónomos, Valeri Hambaryan y Ralph Neuhauser, del Astrophysics Institute of the University of Jena en Alemania, quienes publicaron sus resultados en el journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

En 2012, Fusa Miyake anunció la detección de altos niveles del isótopo carbono 14 y berilio 10 en tres anillos formados en el año 775, sugiriendo que un estallido de radiación golpeó el planeta entre 774 y 775.

Esos dos isótopos se forman cuando la radiación del espacio colisiona con átomos de nitrógeno, que se descomponen para formar aquellas formas pesadas del carbono y el berilio. Un análisis excluyó la posibilidad de una explosión de una cercana estrella masiva, una supernova, pues no hay registros de haber sido observada ni se han encontrado remanentes.

Miyake consideró si una explosión solar pudo ser la causa, pero no son tan poderosas como para explicar el exceso de carbono 14. Y tampoco hay registros de esos años de poderosas auroras que provocan esas explosiones solares.

Tras el anuncio, científicos señalaron un texto de la Crónica Anglosajona que describe un crucifijo rojo visto tras la puesta del Sol y sugirieron que podría ser una supernova. Pero los datos son de 776, muy tarde para explicar los datos del carbono 14. Tampoco hay restos de la supernova.

Hambaryan y Neuhauser tienen otra explicación: dos remanentes estelares muy compactos, llámense agujeros negros o estrellas de neutrones, colisionaron y se fusionaron. Cuando esto sucede, se libera parte de la energía en forma de rayos gamma, la parte más energética del espectro electromagnético que incluye la luz visible.

En esas fusiones, el estallido de rayos gamma es intenso pero corto, típicamente dura menos de dos segundos. Estos eventos se han visto en otras galaxias varias veces al año pero en contraste a los estallidos prolongados, sin luz visible correspondiente.

Basados en las mediciones de carbono 14, los astrónomos consideran que los rayos gamma que habrían golpeado en los años 774 o 775 se habrían originado en un sistema a entre 3.000 y 12.000 años luz del Sol.

Si están en lo cierto, eso explicaría la falta de restos de una supernova o el registro de la poderosa aurora. Otro trabajo sugiere que durante la explosión de rayos gamma de corta duración se emite luz visible que podría ser vista en un evento relativamente cercano. Solo sería observable unos días, pero es una pista para que los historiadores analicen.

También podrían buscar los astrónomos la fusión de un objeto, un agujero negro o estrella de neutrones de 1.200 años a entre 3.000 y 12.000 años luz del Sol pero sin las características señales de polvo y gas que suelen dejar los remanentes de supernovas.

En la imagen de Nasa/Dana Berry dibujo de una fusión de estrellas de neutrones.

¿Está hecha la luz de ondas o de partículas?

Una pregunta fundamental que ha inquietado a científicos durante décadas, pues parece ser ambas a la vez, pero los experimentos han mostrado que actúa como partícula o como onda, pero no las dos cosas a la vez.

Ahora, por primera vez, un experimento nuevo ha mostrado la luz comportándose tanto como onda como partícula simultáneamente, entregando una nueva dimensión de la incertidumbre que podría ayudar a revelar la verdadera naturaleza de la luz, y de todo el mundo cuántico.

El debate va hasta Isaac newton, quien dijo que estaba hecha de partículas, y hasta James Clerk Maxwell, cuya teoría del electromagnetismo que unificó las fuerzas de la electricidad y el magnetismo en una. En 1905, Albert Einstein explicó un fenómeno llamado el efecto fotoeléctrico usando la idea de que la luz estaba hecha de partículas llamadas fotones, un descubrimiento que le valió el Nobel.

En últimas, hay razones para pensar que es tanto una partícula como una onda. De hecho, lo mismo parece ser cierto para todas las partículas subatómicas, incluyendo electrones y quarks e incluso la recientemente descubierta partícula del bosón Higgs. La idea es denominada dualidad onda-partícula, y es una asunción básica para la teoría de la mecánica cuántica.

Dependiendo del tipo de experimento que se use, la luz o cualquier otro tipo de partícula se comportará como una partícula o una onda. Hasta ahora, ambos aspectos de la naturaleza de la luz no han sido observados al tiempo.

Los científicos se han preguntado si la luz cambia de partícula a onda dependiendo de las circunstancias o si la luz es siempre tanto una como la otra.

Ahora, científicos han ideado un nuevo de aparato de medición que puede detectar la conducta onda-partícula al tiempo. El dispositivo se basa en un extraño efecto cuántico llamado la no-localización cuántica, una noción contra intuitiva que dice que una partícula puede existir en dos puntos a la vez.

“El aparato detectó una fuerte no-localidad, lo que certificó un comportamiento simultáneo del fotón como onda y partícula en nuestro experimento”, dijo el físico Alberto Peruzzo de la universidad inglesa de Bristol.

“Esto refuta los modelos que dicen que el fotón es una partícula o una onda”.

El experimento fue publicado en Science.

Quién pudiera tener un ‘monstrico’ de estos: el Laboratorio Oak Ridge del Departamento de Energía de Estados Unidos lanzó una nueva era de supercomputación científica con Titán, un sistema capaz de realizar más de 20.000 trillones de cálculos por segundo empleando una familia de procesadores denominados unidades de procesamiento gráfico creadas en un principio para juegos.

Titán será 10 veces más potente que el sistema Jaguar, sobreponiéndose a las limitaciones de espacio y poder de la generación previa de computadores de alto desempeño.

Titán proveerá una capacidad de computación sin precedentes para investigaciones sobre energía, cambio climático, eficiencia de motores, materiales y otras disciplinas.

El sistema XK7 contiene 18.688 nodos, cada uno con 16 procesadores AMD core Opteron 6274 y una unidad de procesamiento de gráficos NVIDIA Tesla K20. Dispone además de más de 700 terabytes de memoria. Pese a todo esto ocupa el mismo espacio que su predecesor Jaguar utilizando solo un poco de más electricidad.

Como manejará cientos de cálculos simultáneamente ofrecerá más velocidad y precisión. “Permitirá a los científicos simular sistemas físicos con mayor realidad y con mucho más detalle”, dijo James Hack, del ORNL’s National Center for Computational Sciences.

“Las mejoras en la fidelidad de la simulación acelerará el progreso en un amplio rango de áreas de investigación tales como las energías alternativas y la eficiencia energética, la identificación y desarrollo de materiales novedosos y útiles y la oportunidad de proyecciones más avanzadas del cambio climático”.

Esta supercomputadora comenzará a operar en 2013.

Si una chispa de diamante hace las delicias de muchos humanos y ennegrece los corazones, ¿qué tal un diamante del tamaño de un planeta más grande que la Tierra?

Eso es lo que podría ser el planeta 55 Cancri e, que tiene un radio dos veces el terrestre y una masa ocho veces mayor, una Supertierra en el argot astronómico.

El estudio de los científicos de Yale University será publicado en Astrophysical Journal Letters.

“Esta es nuestra primera mirada a un mundo rocoso con una química diferente a la de la Tierra”, expresó Nikku Madhusudhan, cabeza del equipo. “La superficie de este planeta está probablemente cubierta en grafito y diamante en vez de agua y granito”, dijo.

El planeta orbita la estrella 55 Cancri a 40 años luz de nosotros, estrella que se puede ver a simple vista en la constelación Cáncer. Lo hace a una supervelocidad tal que su año solo dura 18 horas. Es un cuerpo demasiado caliente, cerca de 2.150° C, por lo que se descarta cualquier tipo de vida conocida.

Este planeta fue observado por primera vez el año pasado mediante la técnica del tránsito, permitiéndoles a los astrónomos medir su radio. Esa información más la reciente estimación de su masa permitió a los científicos inferir su composición química mediante modelos de su interior, estableciendo todas las posibles combinaciones de los elementos y compuestos que le otorgarían características especiales.

Astrónomos habían reportado previamente que la estrella madre tiene más carbono que oxígeno. Madhusudhan y colegas confirmaron que cantidades sustanciales de carbono y carburo de silicio y una cantidad despreciable de hielo de agua estuvieron presentes durante la formación del planeta.

El planeta está compuesto más que todo de carbono (como grafito y diamante), hierro, carburo de silicio y posiblemente algunos silicatos.

Los cálculos sugieren que cerca de un tercio de la masa del planeta, equivalente a tres masas terrestres, podría ser de diamante.

“En contraste, el interior de la Tierra es rico en oxígeno, pero muy pobre en carbono, menos de una parte en mil”, dijo Kanani Lee, coautor del estudio.

Dibujo de Cancri 55 E

Acelerador de partículas

La noticia sobre el hallazgo de una nueva partícula, posiblemente el esquivo y muy buscado bosón de Higgs, sigue dando de qué hablar. Tres físicos de la Universidad de Antioquia nos explican cuáles son las implicaciones para la comprensión del universo y los modelos y teorías relacionadas, como el estándar y la supersimetría.

Un campo llamativo en el que podría abrirse una ventana hacia nuevas realidades y hacia otra Física. Un hallazgo que podría ayudar al entendimiento de la materia oscura que compone la mayor parte del universo.

1. Jorge Iván Zuluaga, astrofísico Universidad de Antioquia

¿Qué importancia tiene desde el punto de vista de la astrofísica y cómo nos ayuda a explicar el universo?

“El descubrimiento no tiene prácticamente ninguna impacto en Astronomía. No puede todavía usarse para explicar o predecir fenómenos astronómicos nuevos (no se descarta que en el futuro lo pueda hacer).

Sin embargo podríamos argumentar que confirmar la existencia del campo de Higgs nos ayuda a explicar por qué los electrones, que son quizá las partículas fundamentales más importantes en el Universo, tienen masa. Si los electrones no tuvieran masa o tuvieran una masa despreciable no habrían átomos en el Universo (serían increíblemente frágiles) y tal vez no se habrían formado estrellas como las conocemos, planetas y mucho menos vida.

De modo que el descubrimiento en lugar de abrir un terreno nuevo para explorar en Astronomía más bien ayuda a poner sobres bases más firmes lo que ya se conoce”.

En el terreno de la Cosmología si podrían haber consecuencias MUY importantes

“Si bien el Higgs no tiene que ver con la formación misma del espacio, el tiempo y la materia, los eventos específicos que hicieron que pasáramos de ese estado extraño en el que empezó todo hasta llegar a la materia convencional de la que esta hecha el Universo desde que tenía aproximadamente 10 minutos de edad, dependen críticamente de la teoría en la que esta incrustado el bosón de Higgs.

Al saber ahora exactamente que existe y conocer su masa, es seguro que podremos refinar el conocimiento de los fenómenos que hicieron que nuestro universo tomara la forma material que ha tomado.

Qué exista el Higgs no va a cambiar lo que es el Universo y tal vez tampoco lo que fue en las primeras fracciones de segundo, pero seguro nos permitirá saber mejor lo que paso entre un estado y el otro: esto tiene un gran valor para la física”.

¿Cuáles son las implicaciones para el modelo estándar y podría ayudar a explicar la materia negra?

“El Modelo Estándar, que es la teoría más completa y verificada experimentalmente de las partículas y las interacciones fundamentales, ha sufrido nuevamente un grave revés con este descubrimiento.

No solo los datos observados en el LHC se alejan de las predicciones hechas por el modelo, sino que la masa observada para el Higgs (que es una parte integrante del mismo modelo) tiene un valor que no puede explicarse dentro de esta teoría.

Todo apunta a qué necesitamos una teoría más completa de las partículas y las interacciones fundamentales. Es curioso pero todo el mundo piense que la física esta solamente detrás de la unificación de la fuerza gravitacional y las demás fuerzas. Resulta que ni siquiera tenemos una teoría completamente satisfactoria para explicar las interacciones ya unificadas (la electromagnética y la débil). En realidad si la tenemos pero es incompleta como lo demostró una vez más el descubrimiento anunciado anoche.

Por ahora parece que el mejor candidato es la teoría conocida como Supersimetría: una teoría fascinante que esta circulando entre los físicos fundamentales casi desde hace 30 años y que podría explicar casi todo lo que el modelo estándar no puede, incluyendo la masa del nuevo Higgs.

Esta teoría predice la existencia de nuevas partículas (una por cada partícula ya conocida). Estas partículas serían muy pesadas y esta es la razón por la cuál no habría sido posible detectarlas todavía en el LHC. Sin embargo una de ellas, conocida como la “partícula supersimétrica más liviana” que sería estable y prácticamente imposible de detectar en el CERN, podría ser nada más y nada menos que la materia oscura que llena cada rincón del Universo y que ha sido la responsable de la formación de las galaxias.

Si el LHC demuestra con el descubrimiento del Higgs y el estudio de sus propiedades, que Supersimetría es la teoría correcta, una nueva era de física se abriría y en ella cabrían fenómenos fascinantes antes no explicados por el Modelo Estándar”.

2. Diego Restrepo, coordinador GFIF Instituto de Física Universidad de Antioquia

¿Qué implicaciones tiene para nuestro conocimiento del universo?

“Confirma que el Universo se encuentra en un estado especial llamado ‘Estado de ruptura espontánea de la simetría electródebil’, que hace que el Universo como tal puede ser considerado como un superconductor electrodébil, en el que aparentemente todas las partículas fundamentales, excepto el fotón y los gluones, tienen masa.

Cuando el Universo se encontraba en un estado simétrico 10^{-12} segundo antes del Big Bang, todas las partículas, incluyendo al Higgs, carecían de masa. El LHC es una ventana al estado más simétrico. Dentro de un superconductor usual de tipo electromagnético el fotón adquiere una masa aparente como consecuencia de su interacción con una configuración especial de electrones en pares de espines opuestos que se comporta como una partícula escalar conocida como par de Cooper. Si alguien pudiese vivir dentro de un superconductor electromagnético no podría saber si la masa del fotón es real o ficticia. El LHC es la forma de poder escapar momentáneamente del estado de superconductividad electrodébil y poder comprobar si la masa del Z y W, los “fotones” de la interacción débil, es debida a su interacción con el Higgs. La diferencia con el par de Cooper es que el Higgs es elemental: no tiene estructura interna. La posibilidad de que el Higgs fuese por ejemplo un par top-top de espines opuestos queda descartada automáticamente al ser su masa diferente de 350 GeV ( 2 veces la masa del top)”.

¿Qué significa para el Modelo Estándar?

“Es la posibilidad de dejar de ser un modelo para convertirse en una teoría. El Modelo Estándar consta de tres partes: dos teorías y un modelo. Las dos teorías son la electrodinámica cuántica y la cromodinámica, basados en simetrías gauge locales con el fotón y los gluones exactamente de masa cero. De estas teoría no se espera que ocurra nada nuevo en el LHC cuando se comprueben a energías más altas. La tercera parte, el modelo de interacciones débiles, está basado en una simetría gauge local espontáneamente rota a través del mecanismo de Higgs. Existen otras posibilidades teóricas de darle masa al W y al Z que acaban de ser descartadas con el descubrimiento del Higgs”.

¿Se complementa con la supersimetría?

“Sí. Supersimetría sigue siendo una alternativa muy llamativa para resolver algunos problemas del Modelo Estándar siempre y cuando la masa del Higgs resultará ser menor que 140 GeV. Sin embargo, la masa de 126 GeV es un poco grande para ser acomodada en un contexto supersimétrico”.

¿Puede ayudar a explicar la materia oscura o no tiene nada que ver?

“Sí, el estudio detallado de las propiedades del Higgs que puede tardar varios años, puede ser una ventana hacia nueva física que involucre un candidato de materia oscura así no se puede descubrir ninguna partícula adicional en el LHC. Por ejemplo, si se llega a determinar indirectamente que el Higgs puede decaer a partículas que no dejen rastro en el detector, dichas partículas podrían ser buenos candidatos de materia oscura. O si las propiedades del Higgs apuntan más al Higgs supersimétrico que al del Modelo Estándar, la partícula supersimétrica más liviana aunque no se pueda producir directamente, podría ser un buen candidato de materia oscura”.

3. Guillermo Pineda, físico y docente Universidad de Antioquia

“No hay duda de que se ha encontrado algo importante, pero todavía no es posible cantar victoria. En los años 50 se buscaba afanosamente el mesón de Yukawa, mediador de la interacción nuclear fuerte, y cuando encontraron el muón con una masa parecida a la que había predicho Yukawa, no vacilaron en calificarlo de mesón, pero luego descubrieron su error, y tuvieron que esperar un tiempo antes de que aparecieran las partículas de las que hablaba el físico japonés.

Pero existe una gran confianza-¿esperanza?-en que este sí sea el bosón de Higgs, con lo cual el modelo estándar de partículas elementales habrá demostrado una vez más que es confiable en alto grado, lo cual no cambia el hecho de que un modelo con, ahora, 62 partículas elementales no puede ser el modelo definitivo de las interacciones fundamentales, de modo que los físicos teóricos tienen que seguir trabajando y confiando en que unas décadas después de que sus modelos estén a punto la tecnología haya avanzado lo suficiente para ponerlos a prueba, pues así es como funciona la ciencia.

El papel del bosón de Higgs consiste en asignarle masa a las partículas elementales a partir de la intensidad de la interacción de cada una de ellas con el campo de Higgs, así, que la masa del protón sea unas 2.000 veces mayor que la del electrón quiere decir que el primero interacciona con el campo de Higgs con una intensidad 2000 veces mayor que la del electrón con el mismo campo, en cambio la luz no interacciona con este campo y por eso se dice que el fotón no tiene masa.

Foto cortesía CERN

Una nave está a punto de convertirse en el primer artefacto humano en salir del Sistema Solar.

Se trata de una nave que ha viajado durante los últimos 35 años hacia los confines del sistema en donde nuestro Sol es el rey.

Es la Voyager 1. Técnicos de la Nasa acaban de revelar que las señales de las última semanas sugieren que la sonda estaría a punto de abandonar el Sistema Solar para adentrarse en un medio inexplorado: el espacio interestelar, donde se encuentran también partículas provenientes de otras estrellas.

“Los últimos datos de Voyager 1 indican que estamos claramente en una región donde las cosas están cambiando con rapidez”, dijo Ed Stone, científico de la misión en el California Institute of Technology en Pasadena, California. “Es muy excitante: nos estamos aproximando a la frontera final del Sistema Solar”.

La frontera es el borde de la heliosfera, una gran burbuja magnética que rodea el Sol y los planetas. Es el propio campo magnético del Sol inflado a proporciones gargantuanas por el viento solar. Adentro reside el Sistema solar, nuestra casa; afuera está el espacio interestelar, donde nunca ha llegado máquina humana.

Una señal de la aproximación a la frontera es el número de rayos cósmicos que golpean la nave. Estos rayos son partículas de alta energía como protones y núcleos de helio acelerados a casi la velocidad de la luz por lejanas supernovas y agujeros negros.

La heliosfera protege al Sistema Solar de esas balas subatómicas, rechazándolas o disminuyendo la velocidad de muchas antes de que alcancen los planetas.

A medida que Voyager1 se aproxima a la frontera, el número de rayos se ha reducido.

“De febrero de 2009 a enero de 2012 había habido un incremento gradual de 25% en el número de rayos cósmicos que encontraba la sonda”, según Stone.

Más recientemente se ha producido un rápido escalamiento en esa parte del espectro de energía. Comenzando el 7 de mayo pasado, el número de rayos que llegaban a Voyager se incrementó 5% en una semana y 9% en un mes.

Tal aumento significa que Voyager 1 estaría a nada menos que 18.000 millones de kilómetros de la Tierra.

Cuando deje la heliosfera del todo, se esperan otros cambios: las partículas energéticas del Sol escasearán a medida que deje el Sistema Solar atrás. Y el campo magnético alrededor de la nave cambiará de dirección de uno proveniente del Sol a un magnetismo inexplorado del espacio interestelar.

Hasta ahora no ha sucedido ninguna de las dos cosas, pero el aumento de los rayos cósmicos sugiere que no estaría lejos.

La nave gemela, Voyager 2, deja el Sistema solar por otra ruta, pero se encuentra unos pocos miles de millones de kilómetros  más atrás.

Imagen cortesía Nasa

Para el común de los mortales una Conferencia en Física de Altas Energías diría poco y el interés sería mínimo.

A no ser que…

En la Conferencia de la próxima semana, el 4 de julio, en Melbourne (Australia) podría haber un anuncio importante.

Crecen los rumores de que se anunciaría el hallazgo del esquivo bosón Higgs, una partícula subatómica perseguida con ansias por los físicos.

Llamada erróneamente la PARTÍCULA DE DOS, el Higgs explicaría mucha parte de nuestra existencia: porqué nosotros y todas las cosas del universo tienen masa.

Entonces, de hallarse, el modelo estándar de la Física tendría plena validez.

Podría ser que se anunciase en vez del bosón, una nueva partícula, lo que de ser cierto podría modificar las leyes actuales de la Física.

Es decir, de una u otra manera nos toca a todos.

Los dos grupos que buscan la elusiva partícula en el Gran Colisionador de Hadrones en los Laboratorios subterráneos del CERN en Ginebra, el proyecto más costoso de la ciencia hoy en día, no han anticipado nada.

“Por favor, tengan paciencia unas semanas más”, dijo el físico Guido Tonelli, miembro del equipo Compact Muon Solenoid.

“Apenas acabamos de terminar la recolección de los datos y la gente está trabajando día y noche, incluso fines de semana, para validar científicamente el resultado”.

Tonelli espera que haya algo positivo para mostrar, pero sostiene que tienen mucha presión. Se mostró sorprendido por los rumores toda vez que el tema evoluciona todos los días.

El Higgs ha sido esquivo por décadas. Los físicos mencionaron la partícula en los años 60, como un subproducto de losmecanismos que explican cómo otras partículas básicas adquieren su masa. Dentro de los actores del modelo estándar, este bosón es el último eslabón, la único que no se ha dejado ver en los experimentos en los aceleradores.

En diciembre se presentaron resultados preliminares del Gran Colisionador que sugieren que el Higgs tendría una masa del alrededor de los 125.000 millones de electronvoltios, pero faltaron más datos que validaran estadísticamente el reporte.

Foto CERN de colisión de partículas

El sueño de tener energía más fiable y en mayor cantidad está más cerca. Sí, ese mundo sin afectación del clima por las fuentes energéticas, sin escasez de suministro y sin dependencia del petróleo no es mera ilusión.

Ingenieros de la University of Tennessee en Knoxville lograron dar un paso grande hacia el objetivo al desarrollar con éxito un aspecto clave del reactor experimental que demuestra la posibilidad de producir energía por fusión.

La fusión nuclear promete proporcionar más energía que la fisión nuclear empleada hoy en los grandes reactores atómicos, pero con menor riesgo.

En el reactor experimental trabajan los profesores David Irick, Madhu Madhukar y Masood Parang, con el apoyo de Estados Unidos y cinco naciones más. Es el proyecto Iter.

Los científicos de la UT completaron un paso crítico al ensayar con éxito la tecnología que aislará y estabilizará el solenoide central, la pieza fundamental del reactor.

Iter construye un reactor de fusión que apunta a producir 10 veces la cantidad de energía que emplea. Las instalaciones están en construcción cerca a Cadaracje en Francia y comenzará operación en 2020.

“La meta es ayudar a poner la generación por fusión en el mercado comercial”, dijo Madhukar.

Esta energía es más segura y eficiente que la fisión. No existe el peligro de que se presenten reacciones como las de Chernobyl en la antigua Unión Soviética y Fukushima en Japón.

La fusión involucra un proceso similar el que generan el Sol y todas las estrellas que les permite generar energía.

El trabajo desarrollado brinda aislamiento y soporte estructural al solenoide central de 1.000 toneladas.

Un reactor tokamak usa campos magnéticos para confinar el plasma –el gas caliente, cargado eléctricamente que alimenta el reactor- dentro de la forma de un torus. El solenoide central, que consiste de 6 enormes anillos uno encima de otro, desempeña el papel principal al darle ignición y conduciendo la corriente del plasma.

La clave estaba en encontrar el material adecuado y en el proceso para insertarlo por todos los espacios dentro del solenoide central.

La fusión nuclear es el proceso por el cual varios núcleos atómicos con carga similar se unen y forman un núcleo más pesado, como lo define Wikipedia. Al mismo tiempo se libera o absorbe una cantidad enorme de energía que permite que la materia entre en un estado plasmático.

De este proceso no resulta casi desechos radiactivos.

Foto del Sol, un gran generador de energía por fusión.

La repetida escena de la serie Viaje a las Estrellas (Star Trek), uno de los personajes que se sitúa en el centro de una cámara y comienza a desaparecer para aparecer en otro lugar, es realidad ahora… a escala de fotones.

Y aunque no se crea, se han roto varios récords. Por ejemplo, hace solo dos semanas se anunció un experimento chino en el cual físicos teleportaron (teletransportaron) fotones a una distancia de casi 100 kilómetros, muchísimo más que lo que se había logrado hasta entonces.

Pero a fines de esta semana, un grupo europeo quebró la marca china, teletransportando fotones entre las islas Canarias de Tenerife y La Palma a una distancia de 150 kilómetros.

La próxima meta, según los grupos, será enviar el fotón a un satélite. La tecnología para lograrlo está madura.

El experimento en Canarias no fue sencillo. En circunstancias ordinarias, la información cuántica que los fotones portan no puede sobrevivir su paso por la atmósfera. Simplemente se pierden.

De hecho, el grupo europeo dijo que el tiempo inusualmente malo incluyendo viento, cambios rápidos de temperatura e incluso tormentas de arena afectaron el experimento. “Estas condiciones severas retrasaron nuestro experimento casi un año”, según Anton Zeilinger, del Institute for Quantum Optics and Quantum Information en Viena.

Si se envía un fotó a un satélite el tiempo no incidiría tanto pues habría menos para atravesar si se disparan los fotones hacia arriba.

Para lograr la nueva marca, Zeilinger y colegas perfeccionaron varias técnicas para reducir el ruido, que de otra manera hubiera cubierto la señal cuántica.

Por ejemplo, lograr la sincronziación de relojes en ambas islas para saber el momento exacto en que llega el fotón disparado. Se logró una sincronización con solo 3 nanosegundos de desviación.

El resultado establece una interesante competencia entre el este y el oeste. Los experimentos prueban que sí se puede intentar la teleportación a un satélite en órbita. Como la teletransportación es la base de una comunicación casi perfectamente segura, el premio es una red de comunicaciones global que no puede ser hackeada en principio.

¿Quién ganará?

Es un sueño viejo que no tardará mucho en lograrse. Imagínese cargando su celular mientras camina gracias a un generador tan grueso como una hoja de papel, colocado en la suela de su zapato.

Este escenario está un poco más cerca gracias a científicos del Lawrence Berkeley Nacional Laboratory del Departamento de Energía de Estados Unidos: desarrollaron una manera de generar electricidad utilizando virus inocuos que transforman la energía mecánica en electricidad.

Con esto produjeron un generador que produce la corriente suficiente para accionar una pequeña pantalla de cristal líquido. Funciona presionando un dedo en un electrodo del tamaño de una estampilla cubierto con virus modificados. Los virus convierten la fuerza de la presión en una carga eléctrica.

Es el primer generador que produce electricidad canalizando las propiedades piezoeléctricas de un material biológico. La piezoelectricidad es la acumulación de una carga en un sólido en respuesta al estrés mecánico. Este avance podría conducir a pequeños dispositivos para canalizar la energía eléctrica de las vibraciones producidas continuamente al cerrar una puerta o subir por las escaleras.

También hace más fácil la fabricación de dispositivos microelectrónicos. Esto se logra porque los virus se acomodan a sí mismos en una película que permite que el generador funcione. El autoensamblaje ha sido largamente buscado por el mundo de la nanotecnología.

El desarrollo fue presentado en la edición del domingo 13 en el journal Nature Nanotechnology.

“Se requeire más investigación, pero nuestro trabajo es un primer y primer paso promisorio hacia el desarrollo de generadores personales y otros dispositivos basados en electrónica viral”, dijo Seung-Wuk Lee, miembro del Berkeley Lab’s Physical Biosciences Division y profesor de bioingeniería.

El efecto piezoeléctrico fue descubierto en 1880 y desde entonces se ha hallado en cristales, cerámicas, huesos, proteínas y ADN. Los encendedores eléctricos y los microscopios de escaneo no podrían funcionar sin él, para citar dos ejemplos.

Los materiales para fabricar dispositivos piezoeléctricos son tóxicos y no es fácil trabajar con ellos, lo que limita la diseminación de la tecnología.

Lee y colegas si los virus eran un mejor camino. Para ello emplearon M13, un bacteriófago que solo ataca bacterias y es benigno para las personas. Al ser un virus, se replica a sí mismo por millones en unas horas, por lo que siempre hay un suministro constante. Además, es fácil de manipular genéticamente.

En grandes cantidades, se orientan por sí mismos de manera ordenada en películas.

Un buen paso.