Crean una lámina fotovoltaica de perovskita transparente y barata

Un equipo de científicos dirigido por el investigador Hendrik Bolink del Institut de Ciència Molecular (ICMol) del Parc Científic de la Universitat de València (España) ha creado un dispositivo fotovoltaico delgado, similar a una lámina, de muy bajo coste y una alta eficiencia.

Los resultados de este trabajo, realizado en colaboración con investigadores del École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en Suiza, se publicaron en la revista Nature Photonics.

La célula solar desarrollada por los investigadores del ICMol está formada por una capa de perovskita, un material híbrido orgánico-inorgánico de fácil síntesis y bajo coste, colocada entre dos capas ultra finas de semiconductores orgánicos, con un grosor total de menos de media micra (millonésima parte de un metro).

Hendrik Bolink explica que para su preparación “se han utilizado procesos de baja temperatura similar a los usados en la imprenta, lo que permite fabricar estos dispositivos sobre láminas de cristal o folios de plástico para que sean flexibles”.

Además, “existe la posibilidad de hacer los dispositivos de apariencia semitransparente, una característica muy útil para el aprovechamiento solar desde los edificios, ya que, también por su poco espesor y bajo peso, se podrían colocar en las ventanas y, al mismo tiempo que frenaran la entrada de rayos solares, generarían electricidad”, agrega el investigador, quien apunta que empresas de la construcción ya han mostrado su interés.
Las células fotovoltaicas que convierten la luz solar directamente en electricidad usan en la mayor parte de los casos –alrededor del 85%– silicio cristalino como material activo, un producto muy caro, mientras que el resto está basado en capas delgadas de teluro de cadmio y sulfuro de cadmio, más económicas de producir, pero basadas en materias primas muy escasas y contaminantes por incluir cadmio.

Por este motivo, “la demostración de altas eficiencias en células solares de capa delgada usando materiales muy abundantes y baratos, como los que constituyen las perovskitas, abre la puerta para aumentar el porcentaje de energía solar en la mezcla de fuentes renovables”, según Bolink.

Hendrik Bolink realizó su tesis doctoral en la Universidad de Groningen en Holanda en el año 1997 y, posteriormente, se incorporó a la empresa multinacional de química DSM como investigador y líder de proyectos I+D. Tras tres años, Bolink ocupó el puesto de Director de Desarrollo de Materiales en la unidad PolyLED de la empresa multinacional Philips.

En el año 2003 se incorporó al ICMol con el fin de desarrollar una línea de investigación novedosa sobre dispositivos optoelectrónicos moleculares. Hasta el momento, Bolink ha publicado 125 artículos científicos en revistas internacionales, mientras que ha sido investigador principal en once proyectos financiados por el Programa Marco de la Unión Europea, tres de los cuales se encuentran en activo actualmente. (Fuente: UV)

Marte pudo ser un mundo viable para microorganismos

El robot Curiosity está en Marte en el sitio adecuado y con los instrumentos adecuados para encontrar lo que los científicos están buscando: indicios de que el planeta vecino pudo ser idóneo para la vida alguna vez en su historia. En el cráter Gale en el que el vehículo de la NASA descendió en agosto del año pasado hay una zona que, por sus características físicas y químicas, habría sido un lago de baja salinidad, pH relativamente neutro, con presencia de carbono, hidrógeno, oxígeno, azufre, nitrógeno y fósforo. Son ingredientes que hacen del lugar, bautizado Yellowknife Bay, un entorno teóricamente capaz de albergar microorganismos como los que se encuentran en cuevas y en fumarolas en la Tierra. Fue hace unos 4.000 millones de años y las condiciones adecuadas para una forma de biosfera en el lago, que debió ser un entorno fluvial lacustre, pudieron durar cientos o incluso decenas de miles de años, afirman John Grotzinger (líder científico de la misión del Curiosity) y sus colegas.
“Es importante resaltar que no hemos encontrado signos de vida remota en Marte, lo que hemos descubierto es que el cráter Gale pudo tener un lago en su superficie, al menos una vez en el pasado, que pudo haber sido favorable para la vida microbiana, hace miles de millones de años. Es un enorme paso adelante en la exploración de Marte”, explica Sanjeev Gupta, investigador del Imperial College de Londres y científico del Curiosity.
Los primeros resultados sobre la remota habitabilidad de Marte obtenidos por esta misión de la NASA fueron adelantados el pasado mes de marzo. Ahora, con más muestras y tras los análisis detallados de todos los datos, se publican las conclusiones en la revista Science, en seis artículos que cubren diferentes aspectos de la investigación. Además, los miembros del equipo presentaron ayer estos trabajos en una conferencia de la Unión Americana de Geofísica que se celebra en San Francisco.

Otro logro del Curiosity presentado ahora es la primera datación directa de rocas por métodos radiométricos, frente a las estimaciones indirectas que venían realizando los científicos por la densidad de cráteres en las zonas estudiadas. La edad medida ahora para la muestra de roca bautizada Cumberland es de entre 3.860 millones de años y 4.560 millones de años, lo que está en el rango que se había calculado para rocas del cráter Gale.
“Hay que resaltar que no hemos hallado signos de vida remota”
El lago de Yellowknife, de aguas someras y unos 50 kilómetros de largo por cinco de ancho, pudo tener agua dulce con elementos que son clave para la actividad biológica, lo que ofrecería condiciones perfectas para formas de vida simples como los microorganismos quimiolitoautótrofos, que obtienen energía por oxidación de compuestos inorgánicos, informa el Imperial College. Y no fue producto de una inundación ocasional, sino que esas aguas, en un entorno frío, debieron constituir un entorno habitable sostenido durante mucho tiempo (aunque pudieran ser subterráneas en algunos periodos), con condiciones adecuadas para una amplia gama de organismos procariotas, señala el equipo de Grotzinger.
El Curiosity, una misión del Jet Propulsion Laboratory (en Pasadena, California), no está en un lugar tan adecuado para encontrar lo que busca por casualidad. Los científicos eligieron como destino de su laboratorio rodante el cráter Gale, cerca del ecuador marciano, a partir de los datos obtenidos desde las naves de exploración en órbita del planeta vecino. Se habían identificado en esa zona rasgos geológicos que apuntan hacia entornos modelados por el agua en el pasado. El objetivo principal del robot es el monte Sharp del centro del cráter (de unos 154 kilómetros de diámetro), en concreto las estribaciones de esa elevación de rocas estratificadas.
Por primera vez se han datado rocas por métodos directos
Pero los rasgos geológicos descubiertos cerca del punto de aterrizaje (bautizado Bradbury) del Curiosity hizo que los científicos retrasaran la excursión al monte Sharp para tomarse su tiempo en varios puntos de Yellowknife Bay. El robot recorrió 445 metros (y descendió 18 metros) entre Bradbury y Yellowknife. Al Curiosity se le enviaron órdenes para que aplicase en ese terreno toda la batería de instrumentos de sondeo y análisis que lleva. Así, ha hecho pruebas químicas y mineralógicas, ha tomado microfotografías de las rocas e incluso ha perforado el suelo extrayendo muestras de sedimentos grisáceos de grano fino que se forman, con el paso del tiempo, a partir de arcilla o lodo. Imagen de una roca de Marte con el círculo en que el Curiosity la ha cepillado para desvelar sus rasgos característicos.
Uno de los seis artículos presentados ahora en Science recoge las medidas de radiación tomadas por el Curiosity durante su viaje desde la Tierra hasta Marte y allí, en el suelo, durante 300 días. “La exposición a la radiación en la superficie de Marte es mucho más alta que en la superficie terrestre por dos razones: Marte carece de un campo magnético global que deflecte las partículas cargadas [como la Tierra] y la atmósfera de Marte es mucho más tenue (menos del 1% de la terrestre), por lo que proporciona poca protección contra las partículas de alta energía”, explican Donald M. Hassler y sus colegas.
En una misión crece en un 5% el riesgo de desarrollar cáncer
Este tipo de medidas de radiación son importantes tanto para poder estimar las posibilidades de salir adelante que tendría cualquier forma de vida allí, como para conocer el riesgo que correrían los astronautas que viajaran al planeta vecino. La radiación medida por el Curiosity en el suelo marciano, entre agosto de 2012 y junio de 2013, ha sido de 0,67 milisievert de media (excluyendo tormentas solares importantes), mientras que la exposición en una radiografía torácica normal es de 0,02 milisievert. La dosis total que recibirían los astronautas en una misión en Marte (viaje de ida, estancia y regreso) sería de unos 1.000 milisievert, nivel que incrementa en un 5% el riesgo de desarrollar un cáncer fatal a lo largo de la vida de una persona.
“Si existe la vida marciana, o si existió en el pasado, es razonable asumir que este o estuvo basada en moléculas orgánicas y que tendría, por tanto, la misma vulnerabilidad a la radiación de partículas energéticas”, recuerdan los investigadores.

Descubren que el bosón de Higgs se descompone también en Fermiones

Científicos del CERN
Ginebra. (Efe).- Científicos del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) han descubierto que el bosón de Higgs -la partícula fundamental cuya existencia fue descubierta en 2012- se desintegra en dos partículas denominadas tau, pertenecientes a la familia de los fermiones. Estas últimas son las partículas que componen la parte visible de la materia.
El hallazgo fue realizado en el experimento ATLAS, uno de los cuatro principales incorporados al Gran Acelerador de Hadrones (LHC) -un anillo de unos 27 kilómetros de circunferencia construido a unos 80 metros bajo tierra en la frontera entre Suiza y Francia-, y acaba de ser presentado a la comunidad de físicos.
La gran novedad, anunciada en un seminario realizado en el CERN, es que hasta ahora sólo se había detectado la partícula de Higgs mediante su desintegración en partículas denominadas bosones, portadoras de las fuerzas que actúan en la naturaleza. Ahora se ha demostrado de forma concluyente que también puede desintegrarse en fermiones, que son como los "ladrillos" que componen la materia visible. Los quarks y electrones que componen los protones de un átomo son fermiones.
El experimento ATLAS, en el que participan varios científicos españoles, ha mostrado por primera vez con un nivel de certeza de 4 sigma -5 sigma indica una certeza absoluta en términos científicos- al bosón de Higgs decayendo en dos leptones tau.

El bosón de Higgs fue descubierto el año pasado por los experimentos ATLAS y CMS, ambos parte del gran acelerador. Hasta ese entonces su existencia era sólo teórica, aunque fundamental pues sobre ella reposaba el modelo estándar de la física de partículas, que describe las partículas elementales y sus interacciones.
Peter Higgs, quien en 1964 planteó la existencia de este bosón que pasó a ser conocido con su nombre, recibió este año el Premio Nobel de Física por su teoría, junto con el físico François Englert, que también contribuyó a ella.
El gran aporte del bosón de Higgs es que hace posible que exista el campo de fuerza responsable del origen de la masa de otras partículas elementales, que, sin él, no podrían mantenerse unidas. Los científicos explican, en términos profanos, que, sin este mecanismo para generar masa, la materia que compone todo lo que vemos en el universo -incluidos los seres humanos- no se hubiese podido formar tal y como la conocemos.
El descubrimiento del CERN en 2012 dejó claro que los bosones adquirían su masa a través del mecanismo propuesto por Higgs, pero sólo ahora se ha demostrado que también los fermiones -el otro tipo básico de partículas- adquieren su masa por el mismo mecanismo.
Actualmente, los físicos de ATLAS y CMS trabajan en el análisis de las enormes cantidades de datos que recopilaron durante 2012, de donde se cree que surgirán todavía más hallazgos de importancia para la física.
El Gran Acelerador de Hadrones fue apagado a inicios de este año para trabajos de mantenimiento, que se prolongarán hasta finales de 2014, y será encendido nuevamente al año siguiente con el fin de que alcance, por primera vez, su máxima potencia.

Un resplandor “monstruoso y cercano” en el universo

Los astrónomos detectan el destello de rayos gamma más brillante hasta ahora. Seguramente se generó en una estrella que explotó y se convirtió en agujero negro
Una estrella mucho más masiva que el Sol y mucho más compacta, colapsó hace unos miles de millones de años; seguramente se convirtió en un agujero negro.
Pero la luz de aquel estallido ha llegado ahora a los telescopios terrestres especializados en detectar y observar estos fenómenos en el cielo. Es el más brillante destello de rayos gamma (GRB, en sus siglas en inglés) detectado hasta ahora, afirman los expertos.
Y está relativamente próximo a la Tierra, en tiempos cosmológicos, ya que su luz ha recorrido una distancia de 3.700 millones de años hasta nosotros, lo que supone menos de la mitad de la distancia típica de los GRB. Uno de los equipos científicos que han estudiado este excepcional fenómeno lo califican de “monstruo cercano” en el título de su artículo científico que se publica en Science esta semana, junto con otros dos trabajos sobre el mismo estallido de rayos gamma, que fue detectó el pasado 27 de abril mediante observatorios en el espacio.

“Normalmente detectamos los GRB a mayor distancia, lo que significa que se ven muy tenues, pero en este caso el destello se produjo a solo una cuarta parte del tamaño del universo observable, así que fue muy brillante”, señala Paul O´Brien, astrónomo de la Universidad de Leicester (Reino Unido). “En esta ocasión se generó también una supernova, algo que no habíamos registrado antes junto con un potente GRB, y estamos intentando descifrar el fenómeno”, dice en un comunicado de su universidad. “El hecho de poder ver un brillante destello a un cuarto del universo es realmente como traernos a casa el asombroso poder de estas explosiones”, añade Nial Tanvir, otro investigador que ha estudiado este fenómeno concreto.
Los destellos de rayos gamma son frecuentes en el cielo: aproximadamente un centenar al año registra el satélite Swift, de la NASA, puesto en órbita en 2004 precisamente para detectar estos fenómenos fugaces y que vio el “monstruo” del pasado abril. Para esta vigilancia científica es imprescindible colocar telescopios en el espacio porque, afortunadamente para la vida en la Tierra, la radiación de rayos gamma tan perjudicial para los organismos vivos, es absorbida por la atmósfera. En este caso, el primero en detectar el estallido fue el Fermi Gamma Ray Space Telescope (Universidad de Stanford y SLAC).
El potente estallido de abril, denominado GRB 130427A, fue tan brillante que descoloca a los científicos. La teoría más aceptada para describir un GRB como este, señalan los investigadores de Stanford que vieron casi desde el principio, observaron y analizaron el fenómeno, establece que estos fenómenos se producen en explosiones más energéticas que se dan en el cosmos, cuando una estrella muy masiva colapsa sobre sí misma y explota.
Estas explosiones lanzan chorros de partículas que viajan casi a la velocidad de la luz y, como la presión, temperatura y densidad del chorro no son uniformes, provocan ondas de choque. A medida que el chorro sale, choca con el medio interestelar provocando más ondas de choque.
El problema es que un fenómeno tan extremo como el GRB 130427A no encaja bien con los niveles de energía y procesos físicos predichos por la teoría.
Por eso los científicos están muy interesados es desvelar cómo se producen los destellos de rayos gamma, precisamente para afinar sus conocimientos teóricos, y no tienen más remedio que estar pendientes de los que se producen en el cielo ya que no pueden reproducirlos en laboratorio.
El estallido de abril potente y cercano, fue una oportunidad espléndida.
En cuanto un telescopio en órbita detecta en el cielo un destello de rayos gamma, se dispara la alerta para que los telescopios en todo el mundo, en tierra y en el espacio, puedan seguir la evolución del fenómeno.
El estallido puede durar menos de un minuto pero el resplandor subsiguiente dura más tiempo, entre unos pocos días y varias semanas. “En el caso de GRB 130427A, el destello fue tan potente que pudimos observar el resplandor remanente durante varios meses”, señala Daniele Malesani, del Instituto Niels Bohr (Universidad de Copenhague). “Analizando la luz del resplandor podemos estudiar su composición, lo que nos habla de las propiedades de la estrella original, lo que hemos descubierto es que era una estrella gigante con una masa que estaría entre 20 y 30 veces la del Sol, en rápida rotación y con un tamaño de sólo 3 ó 4 veces las solar, así que era extremadamente compacta. Estas estrellas de denominan Wolf-Rayet”, continúa este experto.
Además, estos astrónomos han sido capaces de localizar en el cielo, en observaciones previas, la estrella que explotó.

La Vía Láctea sufrió un cataclismo hace dos millones de años.

El agujero negro supermasivo situado en el centro de la Vía Láctea sufrió su última explosión hace dos millones de años, según ha determinado un estudio, publicado en 'The Astrophysical Journal' y elaborado por científicos de la Universidad Sydney y del Observatorio Felow (Australia).
Durante años los astrónomos han sospechado que el centro de la galaxia había sufrido una explosión 'reciente' pero, hasta ahora, no se le había puesto fecha. La evidencia de que había tenido lugar una erupción proviene de un filamento de gas, principalmente hidrógeno, conocido como Corriente de Magallanes.
 "Durante veinte años se ha visto el resplandor extraño de la Corriente de Magallanes y no entendíamos la causa. Entonces, nos dimos cuenta de que puede ser la marca, el registro fósil, de una gran explosión de energía en el centro de la Vía Láctea", ha explicado uno de los autores principales, Joss Bland-Hawthorn. A su juicio, estas marcas son la señal de un verdadero cataclismo en el pasado. Gracias a infrarrojos y a satélites de rayos X, los expertos han podido ver que se ha producido un fuerte "viento" (salida) de material de la región central.
Además, la antimateria 'hirviendo' ha dejado su firma: las conocidas como 'burbujas de Fermi', dos enormes burbujas de gas caliente que se inflan hacia el exterior del centro de la galaxia, y que han podido ser observada a través de rayos gamma y ondas de radio.
Los científicos que estudian el centro galáctico se han reunido esta semana en un taller en la Universidad de Stanford (California), donde el profesor Bland-Hawthorn ha explicado la existencia de las corrientes de gas que podría ser la celebración de la memoria del pasado del centro galáctico.
Así, en cuanto a la Corriente de Magallanes, el científico ha indicado que emiten luz al igual que la Tierra cuando las partículas del Sol golpean su atmósfera (provocando las auroras en los polos).

El CERN obtiene pistas de por qué la materia domina a la antimateria

Lo han averiguado mediante el estudio de las diferencias sutiles en el comportamiento de las partículas y antipartículas

El experimento LHCb del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) ha detectado la primera observación de la asimetría materia-antimateria en las desintegraciones de una partícula conocida como B0s.

Concretamente, ha observado que esta partícula al desintegrarse ofrece pistas de por qué la materia domina sobre la antimateria.

Se trata de la cuarta partícula subatómica que muestra este comportamiento, según destaca el trabajo, que ha sido publicado en la revista 'Physical Review Letters'.

 

Se cree que la materia y la antimateria han existido en cantidades iguales en el comienzo del Universo, pero hoy en día el cosmos parece estar compuesto esencialmente de la materia.

Mediante el estudio de las diferencias sutiles en el comportamiento de las partículas y antipartículas, los experimentos del LHC están tratando de arrojar luz sobre este dominio de la materia sobre la antimateria.

El CERN ha explicado que este último descubrimiento está relacionado con una preferencia de la materia sobre la antimateria conocida como violación de la simetría CP, que podría explicar por qué existe más materia que antimateria en el Universo, aunque en sus comienzos fuera la misma.

La simetría CP es la suma de la simetría C, que indica que las leyes de la física permanecerían invariables aunque se intercambiasen las partículas de carga positiva con las negativas, y la simetría P, que plantea que tampoco habría cambios si el Universo fuera su imagen especular.

Los resultados obtenidos en el experimento se basan en el análisis de los datos recogidos por el experimento en 2011.

"El descubrimiento del comportamiento asimétrico en la partícula B0S llega con una confirmación de más de 5 sigmas, un resultado que sólo fue posible gracias a la gran cantidad de datos proporcionados por el LHC y para capacidades de identificación de partículas del detector LHCb" ha explicado el portavoz del experimento, Pierluigi Campana.

En este sentido, Campana ha apuntado que "los experimentos en otros lugares no han estado en una posición para acumular un número suficientemente grande de partículas B0s".

La violación de la simetría CP fue observada por primera vez en el Laboratorio de Brookhaven (Estados Unidos) en la década de 1960 en partículas neutras llamadas kaones y, unos 40 años más tarde, experimentos en Japón y Estados Unidos encontraron un comportamiento similar en otra partícula, el B0.

Más recientemente, experimentos en el CERN han descubierto que la partícula B+ también demuestra violación CP. Todos estos fenómenos de violación de CP pueden explicarse en el modelo estándar, a pesar de que algunas discrepancias interesantes exigen estudios más detallados, ha indicado el científico.

El hubble capta el mayor "semillero de estrellas"

El telescopio espacial celebra sus 22 años de vida con la imagen de esta violenta y caótica región de formación de estrellas a 170.000 años luz de la Tierra
El próximo 24 de abril se cumplen 22 años desde que el Hubble fuera lanzado al espacio. Para celebrarlo, las agencias espaciales norteamericana y europea, NASA y ESA, han hecho pública esta espectacular imagen tomada por el telescopio espacial. Se trata de 30 Doradus, una violenta y caótica región de formación de estrellas a 170.000 años luz de la Tierra. La imagen puede encontrarse aquí en alta resolución.
30 Doradus, también conocida como la "nebulosa de la Tarántula" o, más pragmáticamente, como NGC 2070, es un enorme "semillero de estrellas" (de hecho, el mayor que se conoce en nuestra galaxia y sus alrededores) que está situado en la Gran Nube de Magallanes, una pequeña galaxia satélite que gira alrededor de nuestra Vía Láctea.

Su brillo es tan intenso que incluso a 170.000 años luz de distancia (alrededor de 1.632.000 billones de km.) puede verse con unos simples prismáticos (desde el hemisferio Sur).
Estrellas de principio a fin.
La razón de tanta luminosidad es que allí, en 30 Doradus, se están "amasando" en este mismo instante muchos miles de nuevas estrellas, algunas de las cuales, además, son gigantes azules, mucho más masivas y calientes que el Sol. Si nos fijamos bien, en la imagen aparecen ejemplos de todos los pasos que llevan al nacimiento de una nueva estrella, desde un embrión estelar de apenas unos miles de años de edad y aún envuelto en un "capullo" de gas oscuro, a estrellas recién formadas (de unos pocos millones de años), o gigantes que han crecido tanto y tan rápidamente que han muerto muy jóvenes, estallando en forma de supernovas.