EUROPA PRESS / VÍDEO:EUROPA PRESS 28.10.2014 - 15:13h Un científico ha calculado la edad del universo en 14.885 +/- 0,040 mil millones de años, más que la estimación por restos dejados por el 'Big Bang'. Una estrella llamada HD 140283 o 'estrella Matusalén', que se encuentra a 190 años luz de la Tierra en la constelación de Libra, ha sido clave para el hallazgo.
Una vieja estrella datada en 14.460 millones de años, ha llevado a determinar que el universo —con una edad estimada en 13.817 millones de años— podría ser más viejo de lo que se creía.
El astro, llamado HD 140283 o 'estrella Matusalén', se encuentra a 190 años luz de la Tierra en la constelación de Libra y ha dejado a los investigadores "perplejos".
Se trata de una rara estrella sub-gigante y pobre en metales, que fue descubierta desde hace un siglo como una estrella de alta velocidad, aunque su presencia en el vecindario del Sistema Solar y su composición ponían en duda esta teoría.
En el artículo, publicado en International Journal of Exergy, los científicos revelaron que, en última instancia, los márgenes de error en la estimación de la edad de la estrella eran mucho más anchos de lo que la investigación original —la de su descubrimiento— sugería.
Estos márgenes de error podrían rejuvenecerla, pero aún así seguiría siendo uno de los objetos estelares más antiguos conocidos en el Universo, aunque dentro de los límites del tiempo desde el 'Big Bang'.
Pero, esto plantea preguntas como si existe alguna posibilidad de que esta estrella fuera tan antigua como sugieren las mediciones originales.
Uno de los autores, Birol Kilkis, cree que sí. Este científico introdujo en 2004 el Modelo de Radiación del Universo (RUM), que sugiere que la exergía —una propiedad termodinámica que permite determinar el potencial de trabajo útil de una determinada cantidad de energía— fluye desde el 'Big Bang', hasta lo que él llama un 'disipador térmico' de tamaño infinito en el cero absoluto (0ºK) lejano, lejano en el futuro.
Usando el modelo RUM, Kilkis calcula la edad del universo en 14.885 +/- 0,040 mil millones de años, lo cual es ligeramente mayor que la estimación de fondo de microondas (los restos dejados por el 'Big Bang'), pero se adapta fácilmente a la edad original de HD 140283. La teoría RUM de Kilkis sugiere que la expansión del universo se ha acelerado 4.400 millones años después del Big Bang, que bien puede adaptarse a la idea de la energía oscura.
lunes, 28 de enero de 2019
La señal wifi, convertida en electricidad
Un grupo de investigadores crea una antena que capta la energía de las ondas y la convierte en corriente continua
Transmitir energía eléctrica a través del aire era una de las ideas que Nikola Tesla llegó a patentar hace más de un siglo. Ahora, investigadores de universidades de EE UU y España han logrado capturar la energía contenida en la señal emitida por dispositivos wifi y convertirla en electricidad. Usando un nanomaterial de solo tres átomos de espesor, han diseñado una antena que transforma las ondas electromagnéticas en corriente continua. Aunque la potencia lograda no supera el rango de los microvatios, la flexibilidad mecánica del material y la omnipresencia de las señales electromagnéticas necesarias para conectar millones de ordenadores y móviles a internet acercan el sueño de una electrónica que esté en todas partes.
"Toda radiación electromagnética contiene energía", explica el profesor de ingeniería eléctrica e informática del Instituto Tecnológico de Massachusetts (EE UU) Tomás Palacios. "No es muy diferente de la luz solar, solo cambia la frecuencia que, en el wifi, es mucho más baja", añade el responsable del Grupo de Materiales y Dispositivos Semiconductores Avanzados del MIT y coautor de esta investigación.
Los científicos han creado un dispositivo que logra capturar la energía usada por la señal wifi para transmitir datos o captarlos. Esta señal se propaga en todas direcciones, aunque el destino de la información sea un único punto. El resto se pierde. Para aprovecharla, los investigadores crearon una antena especial (rectena o antena rectificadora) que recibe la radiación emitida por dispositivos inalámbricos, como los routers o puntos de acceso inalámbrico, pero también cualquier aparato con wifi, como portátiles, televisores, móviles, tabletas... que usan las mismas frecuencias, es decir, las bandas de los 2.4 gigahercios (GHz) y los 5.6 GHz.
El problema es que esta energía del ambiente llega hasta la antena como corriente alterna y hay que rectificarla. "Es como una pila que cambiara de polaridad continuamente. Para alimentar los circuitos electrónicos necesitamos un voltaje constante", subraya Palacios. Para lograr esta conversión a corriente continua, y aquí está la gran aportación de esta investigación, publicada en la revista Nature, han diseñado un diodo con un material que tiene unas propiedades físicas, mecánicas y eléctricas que no posee ni el grafeno: el disulfuro de molibdeno (MoS2).
Como el grafeno, el MoS2 es un material bidimensional. Si el primero tiene un grosor de un átomo, el segundo lo tiene de tres. Eso les da una flexibilidad que jamás tendrán el silicio o el arseniuro de galio, sobre los que se sustentan la electrónica y tecnología actuales. Ambos son también fáciles y muy baratos de producir. Pero, a diferencia del MoS2, el grafeno no es un semiconductor, lo que limita sus posibilidades en el campo de la electrónica.
En la antena rectificadora fabricada por el equipo de Palacios, la energía captada llega como corriente alterna a uno de los electrodos (ánodo, hecho de paladio) y sale con polaridad constante por el otro electrodo (cátodo, de oro). Entremedias, el encargado de hacer la magia es el disulfuro de molibdeno (MoS2) y lo hace a una velocidad ideal para las altas frecuencias usadas en las señales wifi. "Nos permite crear un diodo lo suficientemente rápido como para rectificar hasta en la banda de los 10 GHz", comenta el profesor del grupo de microondas y radar de la Universidad Politécnica de Madrid y coautor de la investigación, Jesús Grajal de la Fuente.
El director del grupo de materiales y dispositivos semiconductores avanzados del MIT, el jiennense Tomás Palacios. ampliar foto
El director del grupo de materiales y dispositivos semiconductores avanzados del MIT, el jiennense Tomás Palacios. Lillie Paquette
Pero para este ingeniero, como para Palacios, la clave de su dispositivo es su enorme flexibilidad. "Frente al MoS2, el silicio es un ladrillo", dice. Además de caro y frágil, por mucho que avance la miniaturización, siempre será rígido. Aquella es una característica que logra su extremo solo en los materiales bidimensionales y que permitiría, por ejemplo, cubrir una pared o todo un edificio de sensores que se alimentarían de la energía del ambiente.
"¿Y si fuéramos capaces de desarrollar sistemas electrónicos que pudiéramos desplegar a lo largo de un puente o cubrir toda una autopista o las paredes de nuestras oficinas y llevar la inteligencia electrónica a todo lo que nos rodea? ¿De dónde sacarías la energía para tanta electrónica", pregunta Palacios. No habría baterías ni enchufes suficientes. Solo enchufándolos al aire, a la energía inalámbrica, se podría imaginar algo así.
Los creadores del sistema imaginan un futuro donde la electrónica es ubicua y se alimenta de la energía ambiental
En todo esto hay una limitación que resulta ser su gran virtud. La potencia de la señal wifi (y la de otras tecnologías inalámbricas, como las comunicaciones móviles de cuarta y quinta generación) es por necesidad muy baja. "El wifi necesita en torno a los 100 microvatios, 100.000 veces menos potencia de la requerida para encender una bombilla Led", recuerda Palacios. Así que no se podrá cargar el portátil con una de estas antenas especiales.
"Es poco, pero bastará para alimentar a sensores de todo tipo. Ahora, la electrónica está limitada a objetos macroscópicos, el móvil, ordenador, el coche. En el futuro será ubicua. Estará en la ropa que llevemos, dentro de nosotros, en los edificios... y aprovechará la energía del ambiente", sostiene el profesor español del MIT.
"Toda radiación electromagnética contiene energía", explica el profesor de ingeniería eléctrica e informática del Instituto Tecnológico de Massachusetts (EE UU) Tomás Palacios. "No es muy diferente de la luz solar, solo cambia la frecuencia que, en el wifi, es mucho más baja", añade el responsable del Grupo de Materiales y Dispositivos Semiconductores Avanzados del MIT y coautor de esta investigación.
Los científicos han creado un dispositivo que logra capturar la energía usada por la señal wifi para transmitir datos o captarlos. Esta señal se propaga en todas direcciones, aunque el destino de la información sea un único punto. El resto se pierde. Para aprovecharla, los investigadores crearon una antena especial (rectena o antena rectificadora) que recibe la radiación emitida por dispositivos inalámbricos, como los routers o puntos de acceso inalámbrico, pero también cualquier aparato con wifi, como portátiles, televisores, móviles, tabletas... que usan las mismas frecuencias, es decir, las bandas de los 2.4 gigahercios (GHz) y los 5.6 GHz.
El problema es que esta energía del ambiente llega hasta la antena como corriente alterna y hay que rectificarla. "Es como una pila que cambiara de polaridad continuamente. Para alimentar los circuitos electrónicos necesitamos un voltaje constante", subraya Palacios. Para lograr esta conversión a corriente continua, y aquí está la gran aportación de esta investigación, publicada en la revista Nature, han diseñado un diodo con un material que tiene unas propiedades físicas, mecánicas y eléctricas que no posee ni el grafeno: el disulfuro de molibdeno (MoS2).
Como el grafeno, el MoS2 es un material bidimensional. Si el primero tiene un grosor de un átomo, el segundo lo tiene de tres. Eso les da una flexibilidad que jamás tendrán el silicio o el arseniuro de galio, sobre los que se sustentan la electrónica y tecnología actuales. Ambos son también fáciles y muy baratos de producir. Pero, a diferencia del MoS2, el grafeno no es un semiconductor, lo que limita sus posibilidades en el campo de la electrónica.
En la antena rectificadora fabricada por el equipo de Palacios, la energía captada llega como corriente alterna a uno de los electrodos (ánodo, hecho de paladio) y sale con polaridad constante por el otro electrodo (cátodo, de oro). Entremedias, el encargado de hacer la magia es el disulfuro de molibdeno (MoS2) y lo hace a una velocidad ideal para las altas frecuencias usadas en las señales wifi. "Nos permite crear un diodo lo suficientemente rápido como para rectificar hasta en la banda de los 10 GHz", comenta el profesor del grupo de microondas y radar de la Universidad Politécnica de Madrid y coautor de la investigación, Jesús Grajal de la Fuente.
El director del grupo de materiales y dispositivos semiconductores avanzados del MIT, el jiennense Tomás Palacios. ampliar foto
El director del grupo de materiales y dispositivos semiconductores avanzados del MIT, el jiennense Tomás Palacios. Lillie Paquette
Pero para este ingeniero, como para Palacios, la clave de su dispositivo es su enorme flexibilidad. "Frente al MoS2, el silicio es un ladrillo", dice. Además de caro y frágil, por mucho que avance la miniaturización, siempre será rígido. Aquella es una característica que logra su extremo solo en los materiales bidimensionales y que permitiría, por ejemplo, cubrir una pared o todo un edificio de sensores que se alimentarían de la energía del ambiente.
"¿Y si fuéramos capaces de desarrollar sistemas electrónicos que pudiéramos desplegar a lo largo de un puente o cubrir toda una autopista o las paredes de nuestras oficinas y llevar la inteligencia electrónica a todo lo que nos rodea? ¿De dónde sacarías la energía para tanta electrónica", pregunta Palacios. No habría baterías ni enchufes suficientes. Solo enchufándolos al aire, a la energía inalámbrica, se podría imaginar algo así.
Los creadores del sistema imaginan un futuro donde la electrónica es ubicua y se alimenta de la energía ambiental
En todo esto hay una limitación que resulta ser su gran virtud. La potencia de la señal wifi (y la de otras tecnologías inalámbricas, como las comunicaciones móviles de cuarta y quinta generación) es por necesidad muy baja. "El wifi necesita en torno a los 100 microvatios, 100.000 veces menos potencia de la requerida para encender una bombilla Led", recuerda Palacios. Así que no se podrá cargar el portátil con una de estas antenas especiales.
"Es poco, pero bastará para alimentar a sensores de todo tipo. Ahora, la electrónica está limitada a objetos macroscópicos, el móvil, ordenador, el coche. En el futuro será ubicua. Estará en la ropa que llevemos, dentro de nosotros, en los edificios... y aprovechará la energía del ambiente", sostiene el profesor español del MIT.
jueves, 27 de septiembre de 2018
La odisea de Katrin, una ‘báscula’ gigante para la partícula más pequeña
El 25 de noviembre de 2006, un objeto gigantesco atravesó la pequeña localidad alemana de Eggenstein-Leopoldshafen ante la mirada de miles de curiosos. El objeto es una de las mayores cámaras de vacío del mundo: 200 toneladas de acero inoxidable con forma de zepelín, de 24 metros de largo y 10 de diámetro. Este aparato científico —que llegaba ese día a su destino en el campus del Instituto Tecnológico de Karlsruhe— se construyó en la ciudad de Deggendorf, a unos 350 kilómetros de allí, pero en realidad concluía un viaje homérico de dos meses y casi 9.000 kilómetros en barco por dos ríos y cuatro mares. Se trata de un espectrómetro, el instrumento estrella para el recién inaugurado experimento Katrin (Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment), un proyecto internacional que tiene por objetivo medir definitivamente la masa de las partículas más ligeras y escurridizas del universo: los neutrinos.
“En cada centímetro cúbico del universo hay 336 neutrinos”, dice Kathrin Valerius, coordinadora de análisis del experimento. “Superan a las demás partículas por un factor de mil millones; solo les ganan en abundancia los fotones, las partículas de luz”. Los neutrinos no tienen carga eléctrica e interactúan tan débilmente con la materia que, hasta hace veinte años, los científicos pensaban que tampoco tenían masa. Sin embargo, descubrieron que los neutrinos se transforman de uno de los tres tipos conocidos a otro mientras viajan, algo que nunca podría ocurrir con una partícula incorpórea.
“Katrin es un experimento para medir la masa absoluta de los neutrinos, un reto importante porque tienen un papel único en cosmología y física de partículas”, explica Guido Drexlin, director del proyecto. Para lograr este objetivo, Katrin analiza el espectro energético de electrones escupidos en la desintegración beta del tritio, un isótopo radiactivo de hidrógeno. En la desintegración beta, uno de los neutrones que forman el núcleo de tritio se convierte espontáneamente en un protón y libera energía en la forma de un electrón y un neutrino. El neutrino, rebelde, se pierde para siempre, pero el electrón, si sale con suficiente velocidad, atravesará la cámara de vacío magnetizada para llegar a un detector, lo cual permite medir su energía. A partir de este dato, se puede calcular cuánta energía se llevó el neutrino. La equivalencia famosa de E=mc2 da, finalmente, su masa.
El experimento arrancó en junio de este año, tras una “maratón” de diseño, construcción, transporte y acabados. “Yo estuve en la primera reunión de la colaboración, al comienzo del siglo”, recuerda Drexlin. “En estos 17 años hemos tenido que conseguir el dinero —más de 60 millones de euros— y, lo que más costó, conseguir que nos construyeran los componentes necesarios”, añade. Valerius trabajó en el diseño del enorme espectrómetro principal para su tesis de doctorado. La empresa que lo construiría, DWE Reactors, tiene fábrica en Deggendorf, cerca de Múnich y a unas cuatro horas en coche de Karlsruhe, donde debía instalarse obligatoriamente Katrin por proximidad al laboratorio de tritio que ya existía. Las descomunales dimensiones del instrumento impidieron su transporte por carretera, de modo que fue necesario circunvalar el continente europeo en barco.
Por ríos y mares
La odisea de Katrin, una ‘báscula’ gigante para la partícula más pequeña
El espectrómetro de Katrin zarpó de Deggendorf el 28 de septiembre de 2006. Recorrió el río Danubio hasta su desembocadura en el Mar Negro. Desde ahí atravesó el Mediterráneo y viajó rumbo norte hacia Países Bajos, donde remontó las corrientes del Rin hasta el puerto alemán de Leopoldshafen. El día número 63 completó los últimos siete kilómetros, entre cultivos y edificios rurales, por tierra. El viaje, de casi 9.000 kilómetros, tuvo sus percances. En la frontera de Alemania con Austria, el puente de una esclusa bloqueaba el paso al monstruo metálico. El equipo tuvo que comprar 1.200 toneladas de grava y 800 litros de agua para lastrar la embarcación y rebajar su altura. Más tarde, una tormenta arrancó la cubierta protectora del instrumento, exponiendo el acero al agua y el salitre, aunque Valerius confiesa que “desde entonces las fotos empezaron a salir más bonitas”.
“La llegada del espectrómetro es el recuerdo más vívido que tengo de toda mi carrera de investigación”, rememora Valerius. Ese día salieron a la calle 30.000 personas en un pueblo de 15.000 habitantes. Agotaron toda la comida y hubo que llamar a un camión de salchichas para alimentar a los espectadores. “La llegada del espectrómetro fue un hito enorme, pero no era el componente más difícil de construir”, señala Drexlin. Los científicos todavía tuvieron que esperar 10 años más para la llegada de unos criostatos especiales que se instalarían en la fuente de tritio.
El laboratorio de tritio almacena esta sustancia —que sale a 30.000 euros por gramo— para investigar la producción de energía por fusión nuclear. Ahora también se encarga de abastecer a la báscula de neutrinos. “Estamos en una pequeña campaña de calibración en la que utilizamos electrones de energía conocida”, explica Magnus Schlösser, un investigador de ese laboratorio. “En marzo empezaremos a utilizar el tritio en pequeñas cantidades y alcanzaremos el 100% en primavera de 2019”.
Por ahora, se sabe que la masa del neutrino está entre 10 milielectronvoltios y 2 electronvoltios (la masa de las partículas se mide en unidades de energía): es al menos dos millones de veces más ligero que el electrón. En cinco años, los científicos de Katrin podrán anunciar la ansiada cifra, si es mayor que 0.2 electronvoltios. Esperan entender cómo el neutrino obtiene su masa; no creen que sea por interacción con el bosón de Higgs, como toda la demás materia. Para Valerius, apasionada de la cosmología, la promesa de Katrin es épica: “Yo quiero saber cómo afectan los neutrinos a la evolución del universo, como la formación de las galaxias”, dice. “Realmente no tenemos ni idea de qué está hecho el universo”.
Desembarco del espectrómetro principal de Katrin en el puerto de Leopoldshafen, el último día de su viaje. ampliar foto
Desembarco del espectrómetro principal de Katrin en el puerto de Leopoldshafen, el último día de su viaje. KIT
jueves, 2 de agosto de 2018
Un caso de canibalismo galáctico en el vecindario de la Vía Láctea
Un grupo de astrónomos descubre lo que parecen los restos de una gran colisión entre una galaxia que ya no existe y Andrómeda
Dentro de 4.000 millones de años, Andrómeda colisionará contra la Vía Láctea. Imágenes de telescopios como el Hubble y modelos matemáticos prevén la fusión entre las dos mayores galaxias del Grupo Local, la gran familia galáctica que dominan con su descomunal capacidad de atracción gravitatoria. Pese a lo que nos puedan sugerir las imágenes de los telescopios, las galaxias no son densísimas bolas de luz. Los millones de estrellas que contienen están separados por distancias inimaginables y cuando se produzca el choque entre las galaxias no cabe esperar impactos entre sus mundos. Más bien, será una reorganización progresiva que acabará por formar una gigantesca galaxia elíptica y mandará al Sistema Solar a una región aún más periférica de la que ocupa en la Vía Láctea.
Para saber lo que sucederá, puede ser útil mirar al pasado. Esta semana, en la revista Nature Astronomy, un grupo de científicos ha publicado lo que puede considerarse un trabajo detectivesco del tiempo profundo. Observando a Andrómeda, han concluido que hace 2.000 millones de años cometió un acto de canibalismo galáctico. En aquel tiempo, junto a Andrómeda y la Vía Láctea, había una tercera gran galaxia en el Grupo Local.
M32p, una galaxia con un nombre mucho más anodino que sus compañeras vivas, fue despedazada por Andrómeda, pero dejó un rastro de pistas que ahora han reconstruido astrónomos de la Universidad de Michigan (EE UU). Según cuentan, en torno a la galaxia caníbal existe un gran halo de estrellas que ocupan un espacio mayor que la misma Andrómeda y junto a ella, una extraña galaxia extremadamente compacta, con una densidad de estrellas que no se encuentra en casi ningún otro lugar del universo. Tratar de explicar el origen de este objeto misterioso fue el inicio de la investigación. Los autores del trabajo que aparece en Nature Astronomy afirman que esa galaxia satélite, conocida como M32 y que podría confundirse con una pequeña galaxia elíptica, es en realidad el núcleo de la galaxia atrapada por Andrómeda.
Además del halo de estrellas con restos de la antigua galaxia y el engrosamiento del disco de Andrómeda, los autores señalan entre los indicios de la fusión un estallido de formación de nuevas estrellas que coincide con el periodo de hace 2.000 millones de años en el que se encontraron las dos galaxias.
Las fusiones entre galaxias no son algo extraño, pero el tamaño de esta sí que la hace excepcional. M32p era al menos 20 veces mayor que cualquier galaxia engullida por la Vía Láctea a lo largo de su historia. Según explicaba Eric Bell, investigador de la Universidad de Michigan y coautor del trabajo, les sorprendió saber que nuestra galaxia “tenía un pariente de gran tamaño del que nunca habíamos sabido nada”. Estudios como el suyo también pueden cambiar la idea sobre lo que sucede cuando dos galaxias se unen. Entre otras cosas, se ha observado que Andrómeda mantiene su forma espiral, con los brazos característicos que también tienen nuestra galaxia. En principio, se habría esperado que la colisión hubiese producido una galaxia elíptica, con una forma más parecida a una esfera, pero los brazos de Andrómeda resistieron.
Dentro de 4.000 millones de años, Andrómeda colisionará contra la Vía Láctea. Imágenes de telescopios como el Hubble y modelos matemáticos prevén la fusión entre las dos mayores galaxias del Grupo Local, la gran familia galáctica que dominan con su descomunal capacidad de atracción gravitatoria. Pese a lo que nos puedan sugerir las imágenes de los telescopios, las galaxias no son densísimas bolas de luz. Los millones de estrellas que contienen están separados por distancias inimaginables y cuando se produzca el choque entre las galaxias no cabe esperar impactos entre sus mundos. Más bien, será una reorganización progresiva que acabará por formar una gigantesca galaxia elíptica y mandará al Sistema Solar a una región aún más periférica de la que ocupa en la Vía Láctea.
M32p, una galaxia con un nombre mucho más anodino que sus compañeras vivas, fue despedazada por Andrómeda, pero dejó un rastro de pistas que ahora han reconstruido astrónomos de la Universidad de Michigan (EE UU). Según cuentan, en torno a la galaxia caníbal existe un gran halo de estrellas que ocupan un espacio mayor que la misma Andrómeda y junto a ella, una extraña galaxia extremadamente compacta, con una densidad de estrellas que no se encuentra en casi ningún otro lugar del universo. Tratar de explicar el origen de este objeto misterioso fue el inicio de la investigación. Los autores del trabajo que aparece en Nature Astronomy afirman que esa galaxia satélite, conocida como M32 y que podría confundirse con una pequeña galaxia elíptica, es en realidad el núcleo de la galaxia atrapada por Andrómeda.
Además del halo de estrellas con restos de la antigua galaxia y el engrosamiento del disco de Andrómeda, los autores señalan entre los indicios de la fusión un estallido de formación de nuevas estrellas que coincide con el periodo de hace 2.000 millones de años en el que se encontraron las dos galaxias.
Las fusiones entre galaxias no son algo extraño, pero el tamaño de esta sí que la hace excepcional. M32p era al menos 20 veces mayor que cualquier galaxia engullida por la Vía Láctea a lo largo de su historia. Según explicaba Eric Bell, investigador de la Universidad de Michigan y coautor del trabajo, les sorprendió saber que nuestra galaxia “tenía un pariente de gran tamaño del que nunca habíamos sabido nada”. Estudios como el suyo también pueden cambiar la idea sobre lo que sucede cuando dos galaxias se unen. Entre otras cosas, se ha observado que Andrómeda mantiene su forma espiral, con los brazos característicos que también tienen nuestra galaxia. En principio, se habría esperado que la colisión hubiese producido una galaxia elíptica, con una forma más parecida a una esfera, pero los brazos de Andrómeda resistieron.
La acumulación de datos sobre Andrómeda y sobre nuestra propia galaxia está cambiando la idea que se tiene sobre cómo será su futuro. Hasta este mismo año, se creía que era mucho mayor que la Vía Láctea y que acabaría absorbiéndola cuando llegase el encuentro. Sin embargo, un artículo publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en febrero calculaba que las dimensiones de las dos galaxias eran similares. Esta nueva información hará que debamos replantearnos lo que sucederá en el momento de ese choque que parece ineludible y llegará dentro de 4.000 millones de años, más o menos el mismo tiempo que lleva existiendo la Tierra.
La primera nave que tocará el Sol
Todo listo para el lanzamiento de la sonda 'Parker’, la primera que penetrará en la atmósfera de una estrella y vivirá para contarlo
Durante los eclipses totales de Sol se puede ver la atmósfera de la estrella, que encierra un enigma físico que nadie ha conseguido explicar. En 1869, durante una ocultación del astro por la Luna, se observó una línea espectral de color verde que no correspondía a ningún elemento químico conocido y que fue bautizado coronio, pues estaba en la corona, la atmósfera del Sol. Setenta años después se aclaró que ese elemento era en realidad hierro, pero para tener ese color debía estar unas 200 veces más caliente que la superficie de la estrella, algo aparentemente imposible.
“Una llama de fuego está más caliente cuanto más te acercas a ella, pero en el Sol pasa justo lo contrario, la corona está a un millón de grados mientras la superficie del Sol está a apenas 6.000, es algo contra natura y hasta que no vayamos allí no sabremos cómo es posible”, explica David Lario, un astrofísico de Badalona que forma parte del equipo científico de la Sonda Solar Parker de la NASA. Esta nave diseñada por el Laboratorio de Física aplicada de la Universidad Johns Hopkins (EE UU), en la que trabaja Lario, será la que más se acerque a una estrella. Llegará a unos 6 millones de kilómetros del Sol, cuando la Tierra está a 150 millones de kilómetros.
La nave de la NASA, con un coste de 1.200 millones de euros, va protegida por un escudo térmico de carbono de 12 centímetros de grosor que alcanzará temperaturas de 1.400 grados, cerca del punto de fusión del hierro. Al otro lado de la coraza, un sistema de refrigeración mantendrá el equipo electrónico a unos 30 grados. Los cuatro instrumentos científicos a bordo de la nave estudiarán los electrones, los núcleos atómicos cargados, los protones y los átomos de helio de la corona solar así como los campos magnéticos que genera el astro para aclarar el origen del viento solar y poder predecir tormentas solares peligrosas para la Tierra.
La nave también es la primera de la historia que lleva el nombre de una persona viva. En 1958 el físico estadounidense Eugene Parker predijo la existencia del viento solar, una corriente de núcleos atómicos, electrones y otras partículas que viajan por el Sistema Solar a unos tres millones de kilómetros por hora. La propuesta encontró mucho rechazo de otros expertos hasta que la confirmó en 1962 la primera sonda interplanetaria, la Mariner II que exploró Venus.
Desde entonces se han observado fulguraciones que provocan tormentas solares en la Tierra y pueden interrumpir la comunicación por satélite, radio e incluso tumbar el servicio eléctrico. Parker también teorizó que en la superficie de la estrella se producen nanofulguraciones, explosiones de menor magnitud imposibles de observar desde la Tierra que impulsan los núcleos atómicos y los electrones del plasma solar hasta las capas exteriores de su atmósfera y que explicarían las diferencias de temperatura entre la corona y la superficie del Sol.
Otra posibilidad es que las altas temperaturas se generen debido a las fluctuaciones de los campos magnéticos que conectan la superficie del astro con las capas altas de la corona por los que ascienden las partículas cada vez con mayor energía y temperatura. “La sonda solar va a una región espacial que nunca se ha explorado antes”, ha dicho Parker, que ahora tiene 91 años, en una nota difundida por la Universidad de Chicago, de la que es profesor emérito, y ha añadido: “Estoy seguro de que habrá sorpresas. Siempre las hay”.
La Parker tiene previsto despegar el 11 de agosto desde Cabo Cañaveral. Alcanzará su órbita en torno al Sol el 1 de noviembre. La fuerza de gravedad de la estrella, casi 30 veces mayor que la de la Tierra, acelerará la nave hasta los 200 kilómetros por segundo, la mayor velocidad jamás alcanzada por un artefacto espacial. En sus primeras siete órbitas la Parker usará el empuje de Venus para frenar e ir cerrando su órbita en torno al astro dentro de una misión en la que hará 24 revoluciones en torno al astro y que durará hasta 2025, aunque su funcionamiento podrá extenderse más allá mientras funcionen dos componentes claves: los paneles solares y los propulsores que se encargan de que el escudo térmico dé siempre la cara al Sol. Cuando se agote el combustible la sonda podría quedar desprotegida y derretirse sin producir llamas, pues no hay oxígeno en la atmósfera del Sol.
“Vivir al lado de una estrella tiene sus riesgos y es una obligación de la sociedad estudiarla y conocer sus secretos”, comenta Javier Rodríguez-Pacheco, investigador principal del detector de partículas energéticas, uno de los 10 instrumentos de la sonda Solar Orbiter (SolO) de la Agencia Espacial Europea cuyo lanzamiento está previsto para 2020. “Gracias a Solar Orbiter y Parker tendremos por primera vez una especie de película de lo que sucede en la totalidad de nuestra estrella y podremos hacer predicciones mucho más precisas sobre su comportamiento y de cómo afecta a toda la heliosfera [la región bajo la influencia del viento solar y el campo magnético del Sol]”.
La nave europea llegará a 42 millones de kilómetros el Sol y será la primera en estudiar sus regiones polares, invisibles desde la Tierra por el plano en el que se encuentra, y que son claves para entender los ciclos solares de actividad magnética que suelen medirse por el número de manchas que aparecen en la superficie de la estrella. Cada ciclo solar dura unos 11 años y los dos últimos han tenido una intensidad menor que los anteriores. “Con los modelos y observaciones de los que disponemos hoy en día, nos es imposible predecir si esta disminución continuará en los próximos ciclos, pudiendo aparecer una pequeña Edad de Hielo como la que hubo entre los años 1645-1715 y que en su momento más frío coincidió con una desaparición de las manchas solares, o si por el contrario la intensidad se repondrá y todo volverá a la normalidad”, resalta Rodríguez-Pacheco, catedrático de la Universidad de Alcalá de Henares.
viernes, 23 de marzo de 2018
Surface Book 2: la bestia de Microsoft para competir con el MacBook Pro
Este equipo convertible posee un diseño atractivo y está indicado para todo tipo de tareas, incluidos los juegos
Cuando Panos Panay, vicepresidente corporativo de Microsoft Devices, presentó el Surface Book 2 en el blog de Microsoft lo bautizó como ‘la bella y la bestia’; un apodo cuanto menos peculiar para describir un ordenador. Con ello, hacía referencia a que este equipo con Windows 10 tiene un exterior muy cuidado y una configuración que le permite realizar (casi) cualquier tarea. ¿El objetivo? Convertirse en una alternativa real a un dispositivo como el MacBook Pro de Apple.
Análisis y valoración
Fabricado con una aleación de magnesio, su estética es atractiva. Su acabado se corresponde con el de un producto de gama alta y su apariencia es robusta y resistente. Además, aunque a simple vista parece un portátil tradicional, el Surface Book 2 posee un diseño 2 en 1: la pantalla se separa del teclado para utilizarse de forma independiente como una tableta.
La unión de ambos componentes se realiza a través de una bisagra cuyo diseño está inspirado en una columna vertebral. Gracias a ella, la apertura de la pantalla es muy suave, la sujeción es fuerte y segura y su separación resulta muy sencilla, ya que basta con pulsar un botón para conseguirla. Además, su forma hace posible que se adapte sin problemas a la forma de la mano cuando se traslada el equipo de un lado a otro, pese a que no resulta una tarea especialmente cómoda. La culpa es de su peso, bastante superior a lo que esperábamos; un hecho que sin duda viene provocado por la presencia de una doble batería o una tarjeta gráfica, como veremos más adelante.
Buena parte de los componentes internos se encuentran en la tableta, algo indispensable para que pueda utilizarse de manera autónoma. En concreto, integra el procesador, la memoria RAM, el almacenamiento SSD, una batería… También el botón de encendido y la mayor parte de las conexiones, entre las que destacan dos puertos USB, un USB tipo C o el conector para auriculares. Echamos de menos algún interfaz para vídeo (miniHDMI, por citar una posibilidad) y, sobre todo, que el USB tipo C hubiese sido compatible con Thunderbolt 3, lo que permitiría una mayor velocidad de transferencia, entre otros beneficios.
Máxima claridad
Su pantalla posee un tamaño de 13,5 pulgadas, tecnología IPS y una resolución de 3.000x2.000 píxeles. Se ve de maravilla. De hecho, durante los días que han durado nuestras pruebas las imágenes siempre han destacado por sus colores vivos y una gran nitidez, aunque es cierto que su acabado brillante hace que en exteriores baje un poco la calidad. La respuesta táctil es rápida y tiene un formato 3:2 ideal para navegar por Internet, dibujar o consultar manuales. Para disfrutar de los contenidos multimedia añade además altavoces estéreo certificados por Dolby Atmos que ofrecen una calidad sonora muy positiva para tratarse de un equipo de estas dimensiones.
Sobre la pantalla se sitúa una cámara con una resolución muy ajustada y cuyo uso solo es recomendable para alguna videoconferencia ocasional y para desbloquear el dispositivo con el rostro gracias a Windows Hello. Se complementa con otra situada en la carcasa trasera con 8 megapíxeles de resolución y que, más que para hacer fotos o grabar vídeos en un contexto de ocio, está indicada para disfrutar de aplicaciones de realidad mixta. Es decir, las que combinan imágenes reales y digitales.
El teclado, por su parte, tiene un tacto gomoso muy agradable y resulta realmente cómodo de utilizar: su tamaño es óptimo y el recorrido de las teclas, adecuado. Además, dispone de un conjunto de teclas de acceso rápido para la configuración del brillo, la retroiluminación de la pantalla o la reproducción multimedia. Junto a él se sitúa un touchpad con un tamaño correcto, un tacto excelente y, como no podía ser de otra manera, soporte para los gestos multitáctiles de Windows 10.
La competencia
Apple Macbook Pro. Disponible con pantalla de 13 o 15 pulgadas, la versión más completa de este portátil cuenta con Touchbar, una barra de herramientas que cambia las opciones disponibles en función de la tarea que se esté realizando.
Dell XPS 13. Un portátil compacto y ligero que integra una pantalla de 13,3 pulgadas en el tamaño de un equipo de 11 pulgadas gracias a que reduce al máximo sus marcos.
HP Spectre X360 13. Su pantalla gira 360 grados para colocarse en distintas posiciones y utilizarlo como tableta o portátil. Se completa con cuatro altavoces configurados por Bang&Olufsen.
También es el lugar elegido para instalar la tarjeta gráfica y una segunda batería que, combinada con la que incluye la tableta, permite que la autonomía se alargue durante todo el día. En concreto, Microsoft estima su duración en 17 horas, pero depende del uso: navegando, viendo vídeos y escribiendo (mucho), hemos logrado que se extienda unas 12 horas.
Su lado más bestia
En la hoja de especificaciones del Surface Book 2 que hemos probado —hay una configuración inferior en 13,5 pulgadas y otra superior con pantalla de 15— destacan un procesador Intel Core i7 de octava generación, 16 GB de memoria RAM y una tarjeta gráfica NVIDIA GeForce 1050. Por lo tanto, no es de extrañar que el rendimiento del equipo sea excepcional en todos los supuestos. Incluso permite ejecutar programas profesionales como Autodesk o Dessault y jugar con soltura a todo tipo de títulos. El desempeño es muy positivo en este aspecto, aunque tenemos que puntualizar que no llega a la altura de un ordenador gaming.
En definitiva, el convertible de Microsoft es un ordenador con un diseño muy atractivo que brilla especialmente cuando lo utilizamos como portátil. Es solvente en todos los aspectos (reproducción multimedia, trabajo, juegos…) pero necesita mejoras en la conectividad, en la calidad de las cámaras (sobre todo la frontal de cara a las videoconferencias) o en el peso. Aun así, su mayor hándicap se encuentra en el precio, que alcanza los 3.449 euros. Si no importa reducir el almacenamiento, la memoria RAM o prescindir de la gráfica, está disponible a partir de 1.749 euros.
Ficha técnica
Pantalla: PixelSense de 13,5 pulgadas, 3.000x2.000 píxeles de resolución (267 ppp), relación de aspecto 3:2, contraste 1.600:1 y capacidad multitáctil con reconocimiento de 10 toques
Procesador: Intel Core i7-8650U (cuatro núcleos) de 8ª generación con hasta 4,20 GHz de turbo máximo
Gráficos: NVIDIA GeForce GTX 1050 con 2 GB de memoria gráfica GDDR5
Memoria RAM: 16 GB
Almacenamiento: 1 TB
Cámara: Frontal de autenticación facial con Windows Hello, 5 MP con vídeo HD de 1080p; posterior con enfoque automático de 8 MP con vídeo Full HD 1.080p
Batería: Hasta 17 horas de reproducción de vídeo
Sistema operativo: Windows 10 Pro Creators Update de 64 bits
Tamaño: 312x232x15–23 mm
Peso: 1,534 Kg
Conectividad: Wi-Fi 802.11ac , Bluetooth 4.1 LE
Sensores: Luz ambiental, proximidad, acelerómetro, giroscopio, magnetómetro
Puertos: 2 USB 3.0 de tipo A, USB de tipo C, lector de tarjetas SDXC UHS-II, auriculares de 3,5 mm, 2 Surface Connect
Otros: Prueba de Office 365 de 30 días, micrófonos duales, altavoces frontales estéreo con audio Dolby Audio Premium
Cuando Panos Panay, vicepresidente corporativo de Microsoft Devices, presentó el Surface Book 2 en el blog de Microsoft lo bautizó como ‘la bella y la bestia’; un apodo cuanto menos peculiar para describir un ordenador. Con ello, hacía referencia a que este equipo con Windows 10 tiene un exterior muy cuidado y una configuración que le permite realizar (casi) cualquier tarea. ¿El objetivo? Convertirse en una alternativa real a un dispositivo como el MacBook Pro de Apple.
Análisis y valoración
Fabricado con una aleación de magnesio, su estética es atractiva. Su acabado se corresponde con el de un producto de gama alta y su apariencia es robusta y resistente. Además, aunque a simple vista parece un portátil tradicional, el Surface Book 2 posee un diseño 2 en 1: la pantalla se separa del teclado para utilizarse de forma independiente como una tableta.
La unión de ambos componentes se realiza a través de una bisagra cuyo diseño está inspirado en una columna vertebral. Gracias a ella, la apertura de la pantalla es muy suave, la sujeción es fuerte y segura y su separación resulta muy sencilla, ya que basta con pulsar un botón para conseguirla. Además, su forma hace posible que se adapte sin problemas a la forma de la mano cuando se traslada el equipo de un lado a otro, pese a que no resulta una tarea especialmente cómoda. La culpa es de su peso, bastante superior a lo que esperábamos; un hecho que sin duda viene provocado por la presencia de una doble batería o una tarjeta gráfica, como veremos más adelante.
Buena parte de los componentes internos se encuentran en la tableta, algo indispensable para que pueda utilizarse de manera autónoma. En concreto, integra el procesador, la memoria RAM, el almacenamiento SSD, una batería… También el botón de encendido y la mayor parte de las conexiones, entre las que destacan dos puertos USB, un USB tipo C o el conector para auriculares. Echamos de menos algún interfaz para vídeo (miniHDMI, por citar una posibilidad) y, sobre todo, que el USB tipo C hubiese sido compatible con Thunderbolt 3, lo que permitiría una mayor velocidad de transferencia, entre otros beneficios.
Máxima claridad
Su pantalla posee un tamaño de 13,5 pulgadas, tecnología IPS y una resolución de 3.000x2.000 píxeles. Se ve de maravilla. De hecho, durante los días que han durado nuestras pruebas las imágenes siempre han destacado por sus colores vivos y una gran nitidez, aunque es cierto que su acabado brillante hace que en exteriores baje un poco la calidad. La respuesta táctil es rápida y tiene un formato 3:2 ideal para navegar por Internet, dibujar o consultar manuales. Para disfrutar de los contenidos multimedia añade además altavoces estéreo certificados por Dolby Atmos que ofrecen una calidad sonora muy positiva para tratarse de un equipo de estas dimensiones.
Sobre la pantalla se sitúa una cámara con una resolución muy ajustada y cuyo uso solo es recomendable para alguna videoconferencia ocasional y para desbloquear el dispositivo con el rostro gracias a Windows Hello. Se complementa con otra situada en la carcasa trasera con 8 megapíxeles de resolución y que, más que para hacer fotos o grabar vídeos en un contexto de ocio, está indicada para disfrutar de aplicaciones de realidad mixta. Es decir, las que combinan imágenes reales y digitales.
El teclado, por su parte, tiene un tacto gomoso muy agradable y resulta realmente cómodo de utilizar: su tamaño es óptimo y el recorrido de las teclas, adecuado. Además, dispone de un conjunto de teclas de acceso rápido para la configuración del brillo, la retroiluminación de la pantalla o la reproducción multimedia. Junto a él se sitúa un touchpad con un tamaño correcto, un tacto excelente y, como no podía ser de otra manera, soporte para los gestos multitáctiles de Windows 10.
La competencia
Apple Macbook Pro. Disponible con pantalla de 13 o 15 pulgadas, la versión más completa de este portátil cuenta con Touchbar, una barra de herramientas que cambia las opciones disponibles en función de la tarea que se esté realizando.
Dell XPS 13. Un portátil compacto y ligero que integra una pantalla de 13,3 pulgadas en el tamaño de un equipo de 11 pulgadas gracias a que reduce al máximo sus marcos.
HP Spectre X360 13. Su pantalla gira 360 grados para colocarse en distintas posiciones y utilizarlo como tableta o portátil. Se completa con cuatro altavoces configurados por Bang&Olufsen.
También es el lugar elegido para instalar la tarjeta gráfica y una segunda batería que, combinada con la que incluye la tableta, permite que la autonomía se alargue durante todo el día. En concreto, Microsoft estima su duración en 17 horas, pero depende del uso: navegando, viendo vídeos y escribiendo (mucho), hemos logrado que se extienda unas 12 horas.
Su lado más bestia
En la hoja de especificaciones del Surface Book 2 que hemos probado —hay una configuración inferior en 13,5 pulgadas y otra superior con pantalla de 15— destacan un procesador Intel Core i7 de octava generación, 16 GB de memoria RAM y una tarjeta gráfica NVIDIA GeForce 1050. Por lo tanto, no es de extrañar que el rendimiento del equipo sea excepcional en todos los supuestos. Incluso permite ejecutar programas profesionales como Autodesk o Dessault y jugar con soltura a todo tipo de títulos. El desempeño es muy positivo en este aspecto, aunque tenemos que puntualizar que no llega a la altura de un ordenador gaming.
En definitiva, el convertible de Microsoft es un ordenador con un diseño muy atractivo que brilla especialmente cuando lo utilizamos como portátil. Es solvente en todos los aspectos (reproducción multimedia, trabajo, juegos…) pero necesita mejoras en la conectividad, en la calidad de las cámaras (sobre todo la frontal de cara a las videoconferencias) o en el peso. Aun así, su mayor hándicap se encuentra en el precio, que alcanza los 3.449 euros. Si no importa reducir el almacenamiento, la memoria RAM o prescindir de la gráfica, está disponible a partir de 1.749 euros.
Ficha técnica
Pantalla: PixelSense de 13,5 pulgadas, 3.000x2.000 píxeles de resolución (267 ppp), relación de aspecto 3:2, contraste 1.600:1 y capacidad multitáctil con reconocimiento de 10 toques
Procesador: Intel Core i7-8650U (cuatro núcleos) de 8ª generación con hasta 4,20 GHz de turbo máximo
Gráficos: NVIDIA GeForce GTX 1050 con 2 GB de memoria gráfica GDDR5
Memoria RAM: 16 GB
Almacenamiento: 1 TB
Cámara: Frontal de autenticación facial con Windows Hello, 5 MP con vídeo HD de 1080p; posterior con enfoque automático de 8 MP con vídeo Full HD 1.080p
Batería: Hasta 17 horas de reproducción de vídeo
Sistema operativo: Windows 10 Pro Creators Update de 64 bits
Tamaño: 312x232x15–23 mm
Peso: 1,534 Kg
Conectividad: Wi-Fi 802.11ac , Bluetooth 4.1 LE
Sensores: Luz ambiental, proximidad, acelerómetro, giroscopio, magnetómetro
Puertos: 2 USB 3.0 de tipo A, USB de tipo C, lector de tarjetas SDXC UHS-II, auriculares de 3,5 mm, 2 Surface Connect
Otros: Prueba de Office 365 de 30 días, micrófonos duales, altavoces frontales estéreo con audio Dolby Audio Premium
miércoles, 7 de marzo de 2018
Descubierta una nueva propiedad del grafeno que revolucionará el mundo de la física
Un equipo del MIT logra por primera que se convierta en superconductor
Imagínese que pudiera cortar en láminas extremadamente finas, de tan solo un átomo de espesor, la viruta que se obtiene al sacarle punta a un lápiz. Si a continuación observara esas láminas al microscopio, vería una malla de átomos de carbono, dispuestos en hexágonos. Es el grafeno, un material bidimensional con unas propiedades asombrosas: además de ser el más fino que existe, muy ligero y flexible, a la vez que cientos de veces más duro que el acero y más conductivo que el cobre.
Ahora un equipo de científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), en Cambdrige (EE.UU.) liderado por el investigador valenciano Pablo Jarillo-Herrero, acaban de descubrir una nueva y fascinante propiedad de este supermaterial que podría revolucionar la física teórica.
Cuando colocan dos capas de grafeno, una sobre otra pero rotadas con el ángulo mágico (1,1 grados), el sistema que resulta actúa como los materiales superconductores no convencionales.
Cuando colocan dos capas de grafeno, una sobre otra pero rotadas con el ángulo mágico (1,1 grados), el sistema que resulta actúa como los materiales superconductores no convencionales. (Yuan Cao y Pablo Jarillo-Herrero)
Han dispuesto dos láminas de grafeno, una encima de otra, pero no perfectamente alineadas, sino una de ellas girada con un ‘ángulo mágico’. En esa disposición exclusivamente los investigadores han visto que ese ‘sándwich’ de grafeno es capaz de conducir electrones sin resistencia. Es decir, se convierte en un superconductor, un material capaz de transportar electricidad sin pérdidas.
“Es la primera vez que se consigue este tipo de superconductividad en una estructura de este tipo, donde tienes una capa encima de otra, ninguna de las cuales es superconductora, y que simplemente por jugar con el ángulo de rotación aparece esta propiedad de la superconductividad. Es bastante extraordinario y no se había logrado nunca”, explica Jarillo-Herrero a Big Bang en una entrevista.
Muestra de grafeno, en el Institut de ciències fotòniques
Muestra de grafeno, en el Institut de ciències fotòniques (.)
La superconductividad, una propiedad de algunos materiales que se descubrió hace alrededor de un siglo, podría revolucionar la trasmisión de energía, los sistemas de transporte e incluso los escáneres en medicina. De hecho, actualmente ya se emplean superconductores en los escáneres de resonancia magnética; o para crear campos magnéticos muy grandes, como en los aceleradores de partículas, apunta Àlvar Sànchez, físico del grupo de superconductividad de Universitat Autònoma de Barcelona (UAB).
La superconductividad, una propiedad de algunos materiales que se descubrió hace alrededor de un siglo, podría revolucionar la trasmisión de energía, los sistemas de transporte e incluso los escáneres en medicina
Hasta el momento se conocían dos tipos de superconductores, los convencionales, que son metales que han de enfriarse a temperaturas del cero absoluto. Y los no convencionales, que mayoritariamente no son buenos metales, y que pueden superconducir electricidad a una temperatura más elevada que los anteriores, aunque el mecanismo por el que funcionan es un enigma de la física.
El principal problema que presentan es que, para funcionar, necesitan hacerlo a muy bajas temperaturas, entre -273 y -140ºC, por lo que se debe dedicar mucha energía a refrigerarlos. De ahí que por el momento se utilicen de forma limitada.
No obstante, los resultados de Jarillo-Herrero y su grupo, que se recogen en dos artículos en Nature esta semana, podrían abrir la puerta a entender mejor cómo funcionan los superconductores no convencionales y dar un paso más hacia poder usarlos en el día a día a temperatura ambiente.
“El grafeno es un material muy particular en el que sus propiedades electrónicas cambian dependiendo del número de capas. Hasta hace poco siempre se usaban capas alineadas, hasta que unos investigadores se dieron cuenta de que no tenía por qué ser así y predijeron que si se rotaban las capas, eso daría lugar a un objeto inusual con unas propiedades muy especiales, puesto que los electrones se comportarían de forma distinta”, dice Jarillo-Herrero.
“El grafeno cambiará nuestras vidas”
Frank Koppens: “Podemos resolver el problema de la energía”
Este investigador y su grupo han descubierto que cuando se superponen las dos capas de grafeno con un ángulo de 1,1º, el ‘ángulo mágico’, como lo denominan en el trabajo, y las enfrían a 1,7 grados por encima del cero absoluto, tienen un comportamiento aislante: los electrones en esas capas interactúan de forma muy fuerte y no se mueven. Pero al inducir una pequeña densidad de carga eléctrica al estado aislante, el grafeno se vuelve superconductor de forma completamente controlada.
“Hemos comprobado que esta estructura de grafeno tiene propiedades extraordinarias, algunas estaban predichas y otras son inesperadas. La gran relevancia de estos artículos es que abre un nuevo campo de propiedades que antes no se conocían del grafeno”, considera Jarillo-Herrero.
El tren magnético Maglev de Shanghai, que levita, se basa en campos magnéticos generados con superconductores.
El tren magnético Maglev de Shanghai, que levita, se basa en campos magnéticos generados con superconductores. (fzant / Getty)
Aunque este descubrimiento está aún lejos de tener aplicaciones directas, para el investigador valenciano, “si llegamos a entender muy bien este fenómeno de la superconductividad no convencional, algún día podremos llegar a hacer superconductores a temperaturas más elevadas y, por tanto, que tengan aplicaciones más extendidas”.
El grafeno avanza hacia las aplicaciones
Esta investigación, financiado por la Fundación Nacional para la Ciencia de los EEUU y la Fundación Gordon y Betty Moore, el Moore de la ley de Moore y fundador de Intel, es para el investigador Icrea Frank Koppens, físico del ICFO- Institut de Ciències Fotòniques experto en grafeno, “uno de los trabajos científicos más importantes que he visto en mi carrera como investigador. Han descubierto un nuevo tipo de superconductividad en un sistema totalmente controlable y además pueden pasar de aislante a superconductor de forma controlada. Es un nuevo tipo de física”.
“Es uno de los trabajos científicos más importantes que he visto en mi carrera como investigador”
Frank Koppens
ICFO
Según este investigador, que no ha participado en ninguno de los dos estudios, “lo que limitaba a los superconductores hasta el momento era que no se entendía del todo cómo funcionaban y no se tenía el suficiente control. Esta es la primera vez que se crean casi desde cero, que los pueden controlar, encender y apagar. Tampoco nunca antes se había visto que se pudiera pasar de un aislante perfecto a un superconductor perfecto, algo que a priori parece contrario al sentido común”.
Para Sànchez, de la UAB, “estos resultados son muy interesantes porque han descubierto una nueva familia de superconductores en un sistema tan interesante como el grafeno. Y este nuevo sistema es un banco de pruebas para entender la física de los superconductores no convencionales, que se utilizan sin entender el mecanismo. Podría abrir la puerta a desarrollar desde sensores mucho más sensibles a ordenadores cuánticos”.
Imagínese que pudiera cortar en láminas extremadamente finas, de tan solo un átomo de espesor, la viruta que se obtiene al sacarle punta a un lápiz. Si a continuación observara esas láminas al microscopio, vería una malla de átomos de carbono, dispuestos en hexágonos. Es el grafeno, un material bidimensional con unas propiedades asombrosas: además de ser el más fino que existe, muy ligero y flexible, a la vez que cientos de veces más duro que el acero y más conductivo que el cobre.
Ahora un equipo de científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), en Cambdrige (EE.UU.) liderado por el investigador valenciano Pablo Jarillo-Herrero, acaban de descubrir una nueva y fascinante propiedad de este supermaterial que podría revolucionar la física teórica.
Cuando colocan dos capas de grafeno, una sobre otra pero rotadas con el ángulo mágico (1,1 grados), el sistema que resulta actúa como los materiales superconductores no convencionales.
Cuando colocan dos capas de grafeno, una sobre otra pero rotadas con el ángulo mágico (1,1 grados), el sistema que resulta actúa como los materiales superconductores no convencionales. (Yuan Cao y Pablo Jarillo-Herrero)
Han dispuesto dos láminas de grafeno, una encima de otra, pero no perfectamente alineadas, sino una de ellas girada con un ‘ángulo mágico’. En esa disposición exclusivamente los investigadores han visto que ese ‘sándwich’ de grafeno es capaz de conducir electrones sin resistencia. Es decir, se convierte en un superconductor, un material capaz de transportar electricidad sin pérdidas.
“Es la primera vez que se consigue este tipo de superconductividad en una estructura de este tipo, donde tienes una capa encima de otra, ninguna de las cuales es superconductora, y que simplemente por jugar con el ángulo de rotación aparece esta propiedad de la superconductividad. Es bastante extraordinario y no se había logrado nunca”, explica Jarillo-Herrero a Big Bang en una entrevista.
Muestra de grafeno, en el Institut de ciències fotòniques
Muestra de grafeno, en el Institut de ciències fotòniques (.)
La superconductividad, una propiedad de algunos materiales que se descubrió hace alrededor de un siglo, podría revolucionar la trasmisión de energía, los sistemas de transporte e incluso los escáneres en medicina. De hecho, actualmente ya se emplean superconductores en los escáneres de resonancia magnética; o para crear campos magnéticos muy grandes, como en los aceleradores de partículas, apunta Àlvar Sànchez, físico del grupo de superconductividad de Universitat Autònoma de Barcelona (UAB).
La superconductividad, una propiedad de algunos materiales que se descubrió hace alrededor de un siglo, podría revolucionar la trasmisión de energía, los sistemas de transporte e incluso los escáneres en medicina
Hasta el momento se conocían dos tipos de superconductores, los convencionales, que son metales que han de enfriarse a temperaturas del cero absoluto. Y los no convencionales, que mayoritariamente no son buenos metales, y que pueden superconducir electricidad a una temperatura más elevada que los anteriores, aunque el mecanismo por el que funcionan es un enigma de la física.
El principal problema que presentan es que, para funcionar, necesitan hacerlo a muy bajas temperaturas, entre -273 y -140ºC, por lo que se debe dedicar mucha energía a refrigerarlos. De ahí que por el momento se utilicen de forma limitada.
No obstante, los resultados de Jarillo-Herrero y su grupo, que se recogen en dos artículos en Nature esta semana, podrían abrir la puerta a entender mejor cómo funcionan los superconductores no convencionales y dar un paso más hacia poder usarlos en el día a día a temperatura ambiente.
“El grafeno es un material muy particular en el que sus propiedades electrónicas cambian dependiendo del número de capas. Hasta hace poco siempre se usaban capas alineadas, hasta que unos investigadores se dieron cuenta de que no tenía por qué ser así y predijeron que si se rotaban las capas, eso daría lugar a un objeto inusual con unas propiedades muy especiales, puesto que los electrones se comportarían de forma distinta”, dice Jarillo-Herrero.
“El grafeno cambiará nuestras vidas”
Frank Koppens: “Podemos resolver el problema de la energía”
Este investigador y su grupo han descubierto que cuando se superponen las dos capas de grafeno con un ángulo de 1,1º, el ‘ángulo mágico’, como lo denominan en el trabajo, y las enfrían a 1,7 grados por encima del cero absoluto, tienen un comportamiento aislante: los electrones en esas capas interactúan de forma muy fuerte y no se mueven. Pero al inducir una pequeña densidad de carga eléctrica al estado aislante, el grafeno se vuelve superconductor de forma completamente controlada.
“Hemos comprobado que esta estructura de grafeno tiene propiedades extraordinarias, algunas estaban predichas y otras son inesperadas. La gran relevancia de estos artículos es que abre un nuevo campo de propiedades que antes no se conocían del grafeno”, considera Jarillo-Herrero.
El tren magnético Maglev de Shanghai, que levita, se basa en campos magnéticos generados con superconductores.
El tren magnético Maglev de Shanghai, que levita, se basa en campos magnéticos generados con superconductores. (fzant / Getty)
Aunque este descubrimiento está aún lejos de tener aplicaciones directas, para el investigador valenciano, “si llegamos a entender muy bien este fenómeno de la superconductividad no convencional, algún día podremos llegar a hacer superconductores a temperaturas más elevadas y, por tanto, que tengan aplicaciones más extendidas”.
El grafeno avanza hacia las aplicaciones
Esta investigación, financiado por la Fundación Nacional para la Ciencia de los EEUU y la Fundación Gordon y Betty Moore, el Moore de la ley de Moore y fundador de Intel, es para el investigador Icrea Frank Koppens, físico del ICFO- Institut de Ciències Fotòniques experto en grafeno, “uno de los trabajos científicos más importantes que he visto en mi carrera como investigador. Han descubierto un nuevo tipo de superconductividad en un sistema totalmente controlable y además pueden pasar de aislante a superconductor de forma controlada. Es un nuevo tipo de física”.
“Es uno de los trabajos científicos más importantes que he visto en mi carrera como investigador”
Frank Koppens
ICFO
Según este investigador, que no ha participado en ninguno de los dos estudios, “lo que limitaba a los superconductores hasta el momento era que no se entendía del todo cómo funcionaban y no se tenía el suficiente control. Esta es la primera vez que se crean casi desde cero, que los pueden controlar, encender y apagar. Tampoco nunca antes se había visto que se pudiera pasar de un aislante perfecto a un superconductor perfecto, algo que a priori parece contrario al sentido común”.
Para Sànchez, de la UAB, “estos resultados son muy interesantes porque han descubierto una nueva familia de superconductores en un sistema tan interesante como el grafeno. Y este nuevo sistema es un banco de pruebas para entender la física de los superconductores no convencionales, que se utilizan sin entender el mecanismo. Podría abrir la puerta a desarrollar desde sensores mucho más sensibles a ordenadores cuánticos”.
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