Este blog pretende recopilar las noticias más representativas de los avances de la física de estos últimos años, antes de que desaparezcan de la web.

jueves, 28 de febrero de 2013

El Nacimiento de un Planeta Gigante

Los planetas gigantes gaseosos, según las teorías actualmente vigentes, se forman tras capturar polvo y gas que permanecen tras la creación de una estrella.
Su superficie es indefinida, compuesta principalmente por hidrógeno y metano. Un equipo internacional de investigadores del Observatorio Europeo Austral ha observado el disco de polvo y gas de la estrella joven HD 100546, a unos 335 años luz de distancia de la Tierra, y ha descubierto en su órbita lo que se cree que es un planeta gigante en proceso de formación, un descubrimiento que ofrece una excelente oportunidad de comprender cómo se forman los planetas.


 "Si nuestro descubrimiento es ciertamente un planeta en formación, por primera vez los científicos podrán estudiar de forma empírica el proceso de formación planetaria y la interacción de un planeta en formación con su entorno natal en un estadio muy temprano", afirma Sascha Quanz, jefa del proyecto en Zürich, Suiza.
Los científicos que estudiaron durante años la estrella joven HD 100546 descubrieron una débil mancha en su disco circumestelar, su anillo.
En un principio pensaron que se podía tratar de un planeta gigante a una distancia seis veces mayor que la que separa a la Tierra del Sol.
Gracias al telescopio VLT (Very Large Telescope) del Observatorio Europeo Austral el equipo de investigadores actual ha descubierto que este planeta en formación realiza una órbita mucho mayor, unas 70 veces la distancia que separa la Tierra del Sol, esto es, alrededor de 149.600.000 kilómetros de media.
Se halla en las regiones exteriores del sistema, aunque no está claro si ha estado en su posición actual durante todo el tiempo de su formación o si ha podido migrar desde regiones interiores.
 La estrella se descubrió gracias a la combinación del instrumento de óptica adaptativa NACO, que elimina la luz procedente de la estrella en la que orbita el protoplaneta, con técnicas pioneras de análisis de datos, lo que demuestra que "el intercambio de ideas entre diferentes campos puede dar como resultado un extraordinario avance", afirma Adam Amara, miembro del equipo de investigación.
Aunque la teoría de que el objeto detectado se trata de un protoplaneta es la que más se amolda a los resultados de las observaciones, existe la remota posibilidad de que se trate de un planeta totalmente formado eyectado de su órbita original hacia una posición más cercana a la estrella.
Si, por el contrario, se confirma que se trata de un protoplaneta, los investigadores tendrán un perfecto laboratorio en el que estudiar de cerca el proceso de formación de un nuevo sistema planetario.

"La investigación exoplanetaria es una de las más nuevas y emocionantes fronteras de la astronomía, y la imagen directa de planetas es todavía un campo emergente que se va a beneficiar mucho de los recientes avances en instrumentación y en métodos de análisis de datos", concluye entusiasmado Amara.

miércoles, 27 de febrero de 2013

Los agujeros negros giran y lo devoran todo a gran velocidad

Una esfera con una masa de dos millones de soles y un diámetro de más de tres millones de kilómetros (ocho veces la distancia de la Tierra a la Luna), cuya superficie gira casi a la velocidad de la luz, es lo que más se aproxima al agujero negro que han observado astrofísicos estadounidenses y europeos con dos telescopios espaciales.
Lo que han conseguido confirmar por primera vez es que los agujeros negros situados en el centro de las galaxias giran a gran velocidad, lo que da pistas sobre cómo y cuándo se formaron y crecieron.
“Es la primera vez que se ha podido medir con precision la velocidad de rotación de un agujero negro supermasivo”, explicó ayer Guido Risaliti, de la Universidad de Harvard (EE UU) y del observatorio de Arcetri (Italia).



 Pero esa velocidad es prácticamente imposible darla en kilómetros por hora, reconocía Fiona Harrison, de Caltech (EE UU), porque “los agujeros negros son muy extraños”.
Harrison está contenta porque han resuelto un problema de hace dos decenios, un plazo muy corto pero que indica la velocidad a la que avanza el conocimiento de estos enigmáticos fenómenos cósmicos.
La masa de los agujeros negros galácticos puede ser hasta miles de millones de veces superior a la del Sol.
En la Vía Láctea existe uno de estos monstruos, pero los astrofísicos se han fijado esta vez en el que ocupa el centro de una galaxia espiral cercana, la NGC 1365, situada a 56 millones de años luz de la Tierra. Con el nuevo telescopio espacial Nustar de la NASA y el XMM-Newton de la ESA, han podido probar que el agujero negro rota rápidamente, aunque sin sobrepasar los límites que impone la teoría, basada en las ecuaciones de Einstein.
Los resultados se publican en la revista Nature. 
El hallazgo da pistas sobre su origen en la evolución del Universo
A pesar de su nombre, los agujeros negros son uno de los espectáculos más luminosos del Universo, recuerda el experto estadounidense Christopher Reynolds en la misma revista.
Al engullir el gas y posiblemente también las estrellas cercanas al centro galáctico, liberan cantidades enormes de energía, incluidos rayos X, que permiten detectarlos.
El Nustar en un telescopio lanzado en junio pasado que está diseñado especialmente para detectar los fotones de mayor energía dentro del rango de los rayos X, que a su vez son la banda más energética del espectro electromagnético, tras los rayos gamma.
Lo que más interesa a los astrofísicos es que la velocidad de giro de un agujero negro e (que se revela en la deformación del espacio-tiempo en la zona cercana al horizonte de sucesos, más allá del cual ni la materia ni la luz escapa) puede considerarse el remanente fósil de su proceso de formación.
 La conclusión en este caso es que se formó muy rápidamente, tragándose enormes cantidades de gas y materia en poco tiempo, a partir de su origen muy poco después de la Gran Explosión (unos centenares de millones años de los más de 13.000 millones de antigüedad del Universo).
Todavía no se sabe cómo pudo suceder esto, así que habrá que esperar a nuevos instrumentos para conocer los detalles de uno de los mayores misterios cósmicos.

martes, 26 de febrero de 2013

El grafeno multiplica la cantidad de electricidad que se obtiene de la luz

La gran cantidad de investigaciones que se están llevando a cabo en todo el mundo para descubrir las propiedades del grafeno están convirtiendo a este material en el 'ladrillo' más prometedor para desarrollar nuevas tecnologías en sectores muy diversos. Su utilización para convertir la luz en electricidad y sacar el máximo provecho de la energía solar es la línea de investigación de un equipo internacional de científicos que acaban de publicar un nuevo estudio en la revista 'Nature Physics'.

Según aseguran, el grafeno es capaz de convertir cada fotón que absorbe en múltiples electrones (electrones excitados) que pueden conducir corriente eléctrica. Lo habitual en la mayor parte de materiales, señalan los autores de este estudio, es que un fotón absorbido genere un solo electrón. En el caso del grafeno, al producir muchos electrones, la señal eléctrica sería mayor.
Su hallazgo, sostienen, podría representar una alternativa a las actuales tecnologías que se usan en energía solar y que se basan en semiconductores como el silicio.



El estudio ha sido realizado conjuntamente por investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Castelldefels (Barcelona), del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), en EEUU y del Instituto de Investigación de Polímeros del Max Planc de Alemania. También han participado tres investigadores de la empresa Graphenea de San Sebastián, Amaia Zurutuza Elorza, A. Centeno y A. Pesquera.
Energía solar 
Según señala Frank Koppens, líder de este grupo investigador del Instituto de Ciencias Fotónicas, en el que también participa Klass-Jan Tielrooij,esta tecnología basada en el grafeno permite absorber la energía del sol con pérdidas mucho menores que en la actualidad: "Además de placas solares, que es un mercado muy importante y que está creciendo muy rápidamente, se puede utilizar esta capacidad de conversión eficiente en cualquier producto que utilice luz para producir electricidad, por ejemplo detectores de luz", afirma el investigador holandés.
 El científico señala que "hay muchos grupos en todo el mundo que investigan las propiedades del grafeno en general, especialmente para utilizarlo en tecnologías de energía solar y para optoelectrónica (todas las tecnologías que dependen en la conversión de luz en electricidad).
En el pasado, otros grupos ya descubrieron que el grafeno tiene unas propiedades que hacen que este material sería interesante para tecnologías de energía solar, por ejemplo, su capacidad de absorber la luz de varios colores", afirma Koppens, que trabaja con grafeno desde hace cuatro años.
 En concreto, el experimento que describen en 'Nature Physics' consistió en mandar un número conocido de fotones a distintas energías a una fina capa de grafeno: "La investigacion que acabamos de publicar indica que la conversion de fotones absorbidos en electrones excitados (electrones con más energía, que pueden generar la corriente electrica) es muy eficiente. Más de de lo que se esperaba.
 La eficiencia viene de la capacidad de grafeno de convertir un fotón absorbido en múltiples electrones que pueden conducir corriente eléctrica. Esta capacidad no existe en muchos otros materiales que se usan ahora para placas solares, como el silicio", afirma.
Productos en el mercado
No obstante, señala que es muy difícil determinar cuánto tiempo falta para ver estos productos en el mercado: "Hemos descubierto una capacidad favorable para la conversión de fotones absorbidos en electrones excitados, pero no hemos construido una placa solar", admite.
Antes de que se puedan comercializar productos, afirma, habrá que investigar más sobre cómo se puede extraer eficientemente la corriente electrica del grafeno. Pese a ello, se muestra optimista ya que "hay muchos investigadores, tanto en el mundo de la ciencia como en la industria", dedicados a intentar resolver estos inconvenientes. Asimismo, destaca la apuesta de la UE por el grafeno: "Ha decidido invertir 1.000 millones de euros en las investigaciones y tecnologías de grafeno", señala. Una inversión que podría "acelerar el lanzamiento de productos al mercado", afirma.
Un material 'excepcional' 
 El investigador se muestra convencido de que estamos ante un material de extraordinario: "Tiene muchas capacidades excepcionales, como la de convertir luz en electricidad, y se van a descubrir muchas más", asegura. El grafeno es una lámina extremadamente delgada compuesta de carbono, de sólo un átomo de grosor. Es .
Se obtiene del grafito, un material muy abundante en la naturaleza, o del grafito sintético. ¿Hay alguna desventaja a la hora de trabajar con grafeno?: "Sí, cada material tiene sus desventajas. Por ejemplo, el grafeno no absorbe mucho la luz aunque todo lo que absorbe se convierte en electrones excitados con alta eficiencia.
Pero esta desventaja también puede ser una ventaja para algunas aplicaciones. Además, existe la posibilidad de aumentar la absorción del grafeno con varias tecnologias", añade.
En un momento en el que muchos investigadores españoles optan por irse de España debido a los recortes presupuestarios, el holandés Frank Koppens, que ha publicado una decena de artículos en revistas como 'Science' y del grupo 'Nature' decidió venirse a nuestro país.
Desde hace dos años y media lidera su grupo de investigación en el ICFO, un centro en el que asegura gozar de una gran libertad científica: "No fue difícil tomar la decisión de venir a España porque el nivel de investigación del ICFO está entre los mejores del mundo y sus instalaciones tienen unos estándares muy altos, algo esencial para que la investigación sea competitiva. Además, desde este centro se fomenta mucho que las innovaciones se conviertan en patentes y en productos concretos.
Esta contribución a la sociedad, a través del [desarrollo] de mejores productos y la posibilidad de generar neuvos empleos en el futuro (por ejemplo, a través de spinoffs) es muy gratificadora", afirma Koppens

El grafeno multiplica la cantidad de electricidad que se obtiene de la luz

La gran cantidad de investigaciones que se están llevando a cabo en todo el mundo para descubrir las propiedades del grafeno están convirtiendo a este material en el 'ladrillo' más prometedor para desarrollar nuevas tecnologías en sectores muy diversos. 
Su utilización para convertir la luz en electricidad y sacar el máximo provecho de la energía solar es la línea de investigación de un equipo internacional de científicos que acaban de publicar un nuevo estudio en la revista 'Nature Physics'.

Según aseguran, el grafeno es capaz de convertir cada fotón que absorbe en múltiples electrones (electrones excitados) que pueden conducir corriente eléctrica.
Lo habitual en la mayor parte de materiales, señalan los autores de este estudio, es que un fotón absorbido genere un solo electrón. En el caso del grafeno, al producir muchos electrones, la señal eléctrica sería mayor.
Su hallazgo, sostienen, podría representar una alternativa a las actuales tecnologías que se usan en energía solar y que se basan en semiconductores como el silicio.



El estudio ha sido realizado conjuntamente por investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Castelldefels (Barcelona), del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), en EEUU y del Instituto de Investigación de Polímeros del Max Planc de Alemania. También han participado tres investigadores de la empresa Graphenea de San Sebastián, Amaia Zurutuza Elorza, A. Centeno y A. Pesquera.
Energía solar 
Según señala Frank Koppens, líder de este grupo investigador del Instituto de Ciencias Fotónicas, en el que también participa Klass-Jan Tielrooij,esta tecnología basada en el grafeno permite absorber la energía del sol con pérdidas mucho menores que en la actualidad: "Además de placas solares, que es un mercado muy importante y que está creciendo muy rápidamente, se puede utilizar esta capacidad de conversión eficiente en cualquier producto que utilice luz para producir electricidad, por ejemplo detectores de luz", afirma el investigador holandés.
 El científico señala que "hay muchos grupos en todo el mundo que investigan las propiedades del grafeno en general, especialmente para utilizarlo en tecnologías de energía solar y para optoelectrónica (todas las tecnologías que dependen en la conversión de luz en electricidad).
En el pasado, otros grupos ya descubrieron que el grafeno tiene unas propiedades que hacen que este material sería interesante para tecnologías de energía solar, por ejemplo, su capacidad de absorber la luz de varios colores", afirma Koppens, que trabaja con grafeno desde hace cuatro años.
 En concreto, el experimento que describen en 'Nature Physics' consistió en mandar un número conocido de fotones a distintas energías a una fina capa de grafeno: "La investigacion que acabamos de publicar indica que la conversion de fotones absorbidos en electrones excitados (electrones con más energía, que pueden generar la corriente electrica) es muy eficiente. Más de de lo que se esperaba.
 La eficiencia viene de la capacidad de grafeno de convertir un fotón absorbido en múltiples electrones que pueden conducir corriente eléctrica. Esta capacidad no existe en muchos otros materiales que se usan ahora para placas solares, como el silicio", afirma.
Productos en el mercado
No obstante, señala que es muy difícil determinar cuánto tiempo falta para ver estos productos en el mercado: "Hemos descubierto una capacidad favorable para la conversión de fotones absorbidos en electrones excitados, pero no hemos construido una placa solar", admite.
Antes de que se puedan comercializar productos, afirma, habrá que investigar más sobre cómo se puede extraer eficientemente la corriente electrica del grafeno.
Pese a ello, se muestra optimista ya que "hay muchos investigadores, tanto en el mundo de la ciencia como en la industria", dedicados a intentar resolver estos inconvenientes. Asimismo, destaca la apuesta de la UE por el grafeno: "Ha decidido invertir 1.000 millones de euros en las investigaciones y tecnologías de grafeno", señala.
Una inversión que podría "acelerar el lanzamiento de productos al mercado", afirma.
Un material 'excepcional' 
 El investigador se muestra convencido de que estamos ante un material de extraordinario: "Tiene muchas capacidades excepcionales, como la de convertir luz en electricidad, y se van a descubrir muchas más", asegura.
El grafeno es una lámina extremadamente delgada compuesta de carbono, de sólo un átomo de grosor. Es .
Se obtiene del grafito, un material muy abundante en la naturaleza, o del grafito sintético. ¿Hay alguna desventaja a la hora de trabajar con grafeno?: "Sí, cada material tiene sus desventajas. Por ejemplo, el grafeno no absorbe mucho la luz aunque todo lo que absorbe se convierte en electrones excitados con alta eficiencia.
Pero esta desventaja también puede ser una ventaja para algunas aplicaciones. Además, existe la posibilidad de aumentar la absorción del grafeno con varias tecnologias", añade.
En un momento en el que muchos investigadores españoles optan por irse de España debido a los recortes presupuestarios, el holandés Frank Koppens, que ha publicado una decena de artículos en revistas como 'Science' y del grupo 'Nature' decidió venirse a nuestro país.
Desde hace dos años y media lidera su grupo de investigación en el ICFO, un centro en el que asegura gozar de una gran libertad científica: "No fue difícil tomar la decisión de venir a España porque el nivel de investigación del ICFO está entre los mejores del mundo y sus instalaciones tienen unos estándares muy altos, algo esencial para que la investigación sea competitiva. Además, desde este centro se fomenta mucho que las innovaciones se conviertan en patentes y en productos concretos.
Esta contribución a la sociedad, a través del [desarrollo] de mejores productos y la posibilidad de generar neuvos empleos en el futuro (por ejemplo, a través de spinoffs) es muy gratificadora", afirma Koppens

jueves, 7 de febrero de 2013

El antepasado más antiguo de los mamíferos

Era el primer ancestro de mamífero placentario
Poco después de la extinción de los dinosaurios no voladores, tras el periodo Cretácico superior hace 66 millones de años, un pequeño mamífero con aspecto de roedor, cola peluda y devorador de insectos, comenzó a desarrollarse.
Era el primer ancestro de mamífero placentario, el descendiente más lejano de los roedores, los monos, las ballenas e incluso de los seres humanos.


 
Un equipo internacional de científicos publica en la revista 'Science' este descubrimiento que refuta, o al menos cuestiona la teoría de que los mamíferos se diversificaron justo después de la extinción de los dinosaurios creando los órdenes de mamíferos que existen actualmente.
 Esta pequeña criatura prueba que los placentarios no se desarrollaron durante el Mesozoico, la era de los dinosaurios, sino poco después de su extinción.
Y que esta criatura es un ancestro común que comenzó con esa diversificación. "Especies como los roedores y los primates no convivieron con dinosaurios no voladores", afirma Maureen O'Leary, del Departamento de Ciencias Anatómicas de la Universidad Stony Brook, "pero sí descendieron de un ancestro común después de la desaparición de éstos".

Esto es, entre 300.000 y 400.000 años después.
Características comunes
El equipo de investigación ha reconstruido la anatomía de este ancestro gracias a fósiles de diversos placentarios, que compararon con la información genética de mamíferos que aún viven. Este método ha permitido a los investigadores determinar qué cualidades y rasgos aparecieron primero y cuáles se mantuvieron intactos y compartieron ancestros más lejanos.
 
Descubrieron que este mamífero tenía características tales como un útero con dos trompas, un complejo córtex cerebral y una placenta similar a la humana, en la que la sangre materna se comunicaba con las membranas que rodean al feto.
Estiman, además, que su peso estaba entre los 6 y los 245 gramos.
Una vez recopilados los datos, los investigadores crearon un árbol familiar, filogenético, en el que muestran las relaciones evolutivas de los mamíferos desde el Triásico -hace unos 250 millones de años- hasta la actualidad.
El buen estado de los fósiles influyó notablemente en la exactitud del estudio. "El registro que tenemos de mamíferos está repleto de fósiles muy bien conservados, y no queríamos construir un árbol sin utilizar esa evidencia directa que aportan".
Entre esos restos se encuentra el fósil de una pequeña criatura del final del periodo Cretácico, descubierto en 1994 en un extraordinario buen estado.
En su pelvis se observaron huesos epipúbicos, característicos de los marsupiales. Estos terios, una subclase de mamíferos, son placentarios (retienen a sus crías en el útero y las alimentan a través de la placenta), lo que demuestra la presencia de estos animales durante la etapa final de la era de los dinosaurios.
Asombrosa diversidad
La evolución de estas especies siempre ha estado registrada en el Cretácico Superior. Se cree que sobrevivieron esta etapa y la extinción de los dinosaurios no voladores en el paso del Cretácico al Terciario (hoy llamado Paleógeno), o límite K/T.
Sin embargo, otras teorías, entre las que se encuentra ésta nueva investigación, afirman que, o bien se desarrollaron cerca de la extinción de los dinosaurios, o bien poco después de ella.
Existen alrededor de 5.100 mamíferos placentarios, y presentan una asombrosa diversidad. Varían sustancialmente tanto en tamaño y habilidades locomotoras como en comportamiento o anatomía. "Teniendo en cuenta toda esta diversidad, es verdaderamente interesante saber cuándo y cómo éste clado (cada una de las ramas del árbol de la evolución de una especie) comenzó por primera vez y se diversificó", afirma Nancy Simmons, autora del estudio y conservadora del Departamento de Mamíferos del Museo Americano de Historia Natural