Científicos de Harvard y del MIT construyen una 'espada láser' real (y te decimos cómo hacer tu propia espada láser)

Un equipo de físicos de Harvard y del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), han construido una espada láser real, similar a las de 'Star Wars'.

Los científicos lograron juntar fotones para formar moléculas, logrando un estado de la materia que hasta ahora era solo teórico

Han creado un tipo especial de medio en el cual los fotones interactúan entre sí tan fuertemente que comienzan a actuar como si tuvieran masa.

Un equipo de físicos de la Universidad de Harvard y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), han construido una 'espada láser' real, con efectos similares a las utilizadas en la saga de Star Wars. Los científicos lograron juntar fotones para formar moléculas, logrando un estado de la materia que hasta ahora era solo teórico.

La física de lo que sucede en estas moléculas es similar a lo que se ve en las películas...

Este logro, que ha sido publicado por Nature, desafía décadas de conocimiento sobre la naturaleza de la luz. Hasta ahora, los fotones han sido descritos tradicionalmente como partículas sin masa, que no interactúan entre sí, es decir, que si enfrentas un láser a otro, simplemente se atraviesan.

Sin embargo, las moléculas fotónicas no se comportan como los láser tradicionales. "No es una mala analogía comparar esto a los sables de luz. Cuando estos fotones interactúan entre sí, se empujan desviándose unos a otros. La física de lo que sucede en estas moléculas es similar a lo que se ve en las películas", ha señalado uno de los autores principales del trabajo, Mikhail Lukin.

Según ha explicado, se ha creado un tipo especial de medio en el cual los fotones interactúan entre sí tan fuertemente que comienzan a actuar como si tuvieran masa, y se juntan para formar moléculas. Los expertos han explicado que este tipo de estado unido de fotones se ha discutido en numerosas ocasiones en teoría, pero no había sido observado, comentó.

Todo, gracias a los átomos de rubidio

Para hacer que los fotones, normalmente sin masa se junten, los investigadores usaron átomos de rubidio y una cámara al vacío. Luego usaron láser para enfriar la nube de átomos hasta un nivel apenas superior al cero absoluto.

Usando varios láser muy débiles, dispararon fotones individuales a la nube de átomos. Al ingresar a esta nube fría, la energía del fotón excita a los átomos en su camino, provocando una desaceleración del fotón. Al ir avanzando, esa energía pasa de átomo en átomo y luego abandona la nube junto al fotón. 

"Cuando el fotón abandona el medio, su identidad se preserva. Es el mismo efecto que se ve en la refracción de la luz en un vaso de agua. La luz entra en el agua, entrega parte de su energía al medio, y dentro existe como luz y materia combinadas, pero cuando sale, sigue siendo luz", ha indicado el físico.

El artículo completo en:

20 Minutos

Bonus 1: El Dr. Michio Kaku te explica cómo se elabora un sable de luz "real"...

Bonus 2: Pero aquí nosotros te enseñamos a hcer tu propia espada laser con un encendedor y una cañita (sorbete o popote), bueno no es un láser pero en la oscuridad se ve muy bien!!!! El video AQUÍ.

Que la Fuerza los acompañe 

El gato que está "vivo y muerto" y otros 9 avances de la física cuántica en 2016

Este 2016 parece haber sido un triunfo para la física cuántica.

El descubrimiento de ondas gravitacionales, anunciado en febrero, fue declarado el avance del año.
             
Aunque la lista hecha por la revista Physics World también cuenta con un nuevo giro a la muy querida idea del gato de Schrödinger y la detección de un planeta que orbita alrededor de la estrella más cercana al Sistema Solar.

Para detectar las ondas gravitacionales se requirió del trabajo en equipo de 80 instituciones en todo el mundo bajo la coordinación de los laboratorios Ligo.

• ¿Qué son las ondas gravitacionales que Einstein predijo?

Ligo tiene varios centros en todo el mundo que dispara láser a través de largos túneles a fin de detectar la deformación en la estructura del espacio-tiempo.

La primera señal se generó con la colisión de dos agujeros negros a más de 1.000 millones de años luz de la Tierra.

"Lo que se ha logrado con Ligo, particularmente en un espacio de tiempo relativamente corto, es verdaderamente increíble", señaló Hamish Johnston, editor de la revista Physics World. 

"La observación se pudo hacer con la primera evidencia directa de la existencia de agujeros negros, así que Ligo ya ha cambiado nuestra visión del Universo".

• Por qué es tan importante que se haya comprobado la predicción de Albert Einstein sobre las ondas gravitacionales

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En cuanto a los otros 9, aquí los exponemos sin un orden en particular:

El gato de Schrödinger que está en dos lugares al mismo tiempo

La conocida paradoja presenta la idea de un gato en una caja que puede estar simultáneamente vivo y muerto.

El escenario fue diseñado para ilustrar algunos de los principios del extraño mundo de la física cuántica.

Es un ejemplo de la superposición cuánticas donde las partículas pueden estar en dos estados distintos al mismo tiempo.

Ahora, un equipo de científicos estadounidenses y franceses demostraron que el gato puede estar en dos lugares separados al mismo tiempo.

Al construir su gato a partir de fotones microondas coherentes, el estado del "gato electromagnético" pudo haber sido compartido por dos cajas separadas.

"Más allá de lo absurdo del sentido común en el mundo clásico, la capacidad de compartir estados cuánticos en diferentes lugares podría ser un poderoso recurso para el procesamiento de información cuántica", explicaron los expertos en la revista .

Enredos y súper veloces computadoras cuánticas

Un equipo internacional creó y midió un fenómeno llamado enredo cuántico entre dos tipos distintos de iones, un átomo cargado o molécula.

El descubrimiento podría ayudar a mostrar el camino hacia las computadoras cuánticas superrápidas.

• Las supercomputadoras que pueden cambiar para siempre el mundo de las finanzas

Las computadoras cuánticas, basadas más en la mecánica cuántica que en la electrónica, tienen el potencial de ser más poderosas que las tradicionales.

A diferencia de las computadoras tradicionales -que se basan en el sistema binario (bits)- las cuánticas tienen qubits, que pueden ser tanto 0 como 1 al mismo tiempo, un estado conocido como superposición.

Y en un mundo en el que la rapidez con la que pueden analizarse datos para luego tomar decisiones hace la diferencia entre ganancias y pérdidas, la velocidad de las computadoras es clave.

El artículo completo en la web de la BBC

 

Una nueva teoría sobre la gravedad podría explicar la materia oscura

La teoría fue bautizada como "de gravedad emergente" y puede aclarar esa materia oscura que tantos dolores de cabeza está dando a los científicos. Erik Verlinde lleva seis años observando el cielo para explicarse el movimiento y la velocidad exacta de las estrellas y ahora concluye que no necesita invocar ninguna misteriosa partícula de materia oscura para entender qué pasa en las galaxias. Las cosas no funcionan exactamente como predijo Einstein, aunque el padre de la gravedad sí estableció las bases.

Las estrellas se comportan como si estuviesen presionadas o aguantadas por algo más fuerte que ellas. La gran fuerza gravitacional requerida desconcierta a los telescopios que intentan detectarla. Hasta ahora, los físicos han optado por la existencia de una "materia oscura" para explicar ese "algo" que desconocen y que sería necesaria para explicar el comportamiento gravitacional que los astrónomos observan en el Universo. Esa energía oscura -dicen- existe en gran cantidad (supone el 25% del Cosmos), pero hasta ahora nadie ha sido capaz de observarla, a pesar de los muchos esfuerzos por detectar su existencia y explicar qué pasa en las galaxias.

Verlinde dice que el problema está en que se ha estado mirando donde no es. No hay tal materia oscura, las estrellas giran y se mueven dentro de las galaxias porque la gravedad emerge. "A grandes escalas, la gravedad no se comporta como predice la teoría de Einstein", ha sentenciado.

Uno de los puntos importantes de la teoría de las cuerdas es una adaptación del principio holográfico del profesor Gerard't Hoof (Utrecht), premio Nobel en 1999. Según este punto, la información contenida en una región del espacio se determinada por el superficie que la contiene, esto hace que toda la información presenten en todo el universo pueda describirse en una esfera imaginaria gigante alrededor del mismo. Para Verlinde, "parte de la información de nuestro universo está contenida en el espacio mismo".

El artículo completo en:

El Mundo

Científicos descubren un nuevo estado del agua

Una investigación científica ha revelado que el agua, además del estado sólido, liquido o gaseoso, podría encontrarse en otro estado, desconocido hasta el momento.

El agua es uno de los componentes fundamentales de la Tierra y constituye aproximadamente el 60 % del cuerpo humano. Estamos tan acostumbrados a ella, que es difícil de imaginar cuestiones más complejas que sus tres estados básicos: sólido, líquido o gaseoso. (En ocasiones muy raras, se la puede encontrar en un estado parecido al plasma), indica 'Science'.

Sin embargo, ahora investigadores liderados por Laura Maestro, de la Universidad de Oxford, han encontrado que cuando se calienta a entre 40 °C y 60 °C, el agua presenta algo conocido como temperatura de reticulación, y entonces se produce una conmutación entre dos estados diferentes del líquido.

"En realidad, nadie comprende completamente al agua. Es un poco incómodo admitirlo, pero esta sustancia que cubre dos partes del planeta es en muchos sentidos un misterio. Y lo que es peor, cuanto más la estudiamos, más problemas se acumulan", señaló al respecto el físico británico Philip Ball a 'Nature'.

En muchos sentidos, el agua es diferente a cualquier otra sustancia en el planeta. Con la excepción del mercurio, tiene la tensión superficial más alta de todos los líquidos. Es también una de las sustancias conocidas cuyo estado sólido puede flotar en su estado líquido, y a diferencia de casi todas las demás sustancias conocidas, se expande cuando se congela.

También tiene un punto de ebullición extraño. Mientras que los puntos de ebullición de otros hidruros, tales como el telururo de hidrógeno y el sulfuro de hidrógeno, disminuyen a medida de que se reduce el tamaño de sus moléculas, el H2O posee un punto de ebullición sorprendentemente alto para un peso molecular tan pequeño.

Tomado de:

Actualidad RT

2016: Nobel de Física para los descubridores de los secretos de la materia exótica

Las ondas gravitacionales se quedan para otro año. El comité de los Nobel ha querido reconocer a tres científicos británicos por revelar los secretos de la materia exótica.

Premio Nobel de Física ha recaído este año en David Thouless, Duncan Haldane y Michael Kosterlitz por el "estudio de transiciones de fase topológicas", según ha anunciado esta mañana la academia de ciencias sueca.

Los premiados de este año "abrieron la puerta a un mundo desconocido hasta entonces en el que la materia puede asumir estados extraños", explica el fallo del jurado, utilizando métodos de matemáticas avanzadas para analizar fases, o estados, inusuales de la materia, como los superconductores, los superfluidos o los films magnéticos.

Gracias a su trabajo pionero, físicos de todo el mundo trabajan ahora buscando nuevas y exóticas fases de la materia. Hay grandes esperanzas en sus usos futuros dentro de las ciencias de los materiales y la electrónica.

El uso de conceptos topológicos dentro de la física fue decisivo para sus descubrimientos. La topología es la rama de las matemáticas que describe las propiedades de la materia que solo cambia siguiendo un paso tras otro.

Esta rama de la matemática se interesa por las propiedades que cambian paso a paso, al igual que el número de agujeros en los objetos anteriores. La topología fue la clave de los descubrimientos de los Premios Nobel.

Utilizando la topología como herramienta, consiguieron superar a los expertos de la época. En la década de los 70, Michael Kosterlitz y David Thouless utilizaron esos conceptos matemáticos para estudiar los fenómenos que surgen en un mundo plano, en superficies tan finas que se pueden considerar bidimensionales. Con sus trabajos dieron la vuelta a las teorías del momento de que la superconductividad o la superfluidez no podían ocurrir en capas finas de materia, demostrando que la superconductividad puede ocurrir a bajas temperaturas y también explicando el mecanismo, llamado fase de transición, que hace que la superconductividad desaparezca a altas temperaturas.

Años después, en los 80, Thouless fue capaz de explicar un experimento previo, con capas conductoras de electricidad muy finas en las que la conductividad se podía medir de forma precisa en pasos completos. Demostró que esos pasos eran topológicos en su naturaleza. En torno al mismo tiempo, Duncan Haldane descubrió cómo se pueden utilizar conceptos topológicos para entender las propiedades de la cadenas de pequeños imanes encontrados en algunos materiales, tan finas que se podrían considerar unidimensionales.

Las fases más comunes son el gas, líquido y materia sólida. Sin embargo, en muy alta o baja
temperaturas cuestión asume otros estados, más exóticos. El artículo completo en:



El Confidencial 

El neutrino que podría explicar por qué existimos... no existe

El cuarto tipo de neutrinos, el único que no se ha podido identificar, permite entender sobre el papel por qué hay más materia que antimateria.

El área roja indica el lugar donde debería registrarse la señal de los neutrinos estériles sobre el IceCube Neutrino Observatory, en el Polo Sur.

Son unas de las partículas más abundantes del universo pero también de las más difíciles de detectar. Su masa es una millonésima parte de la de un electrón y apenas interaccionan con la materia, de ahí que consigan atravesar prácticamente cualquier cosa que se les ponga por delante, aunque sea la misma Tierra. Son los neutrinos, también conocidos como las partículas fantasma por exhibir un comportamiento tan particular. Hasta el momento se han descrito tres tipos diferentes, pero la comunidad científica trataba de encontrar un cuarto que, sobre el papel, explicaría por qué hay más materia que antimateria. En definitiva, la partícula que resolvería, entre otros misterios, por qué existimos.

Pero esa partícula no existe. O, al menos, no ha podido ser detectada. Ésa es la conclusión a la que ha llegado un grupo de investigadores del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague (Dinamarca), después de desplazarse al Polo Sur para trabajar en el IceCube Neutrino Observatory, donde han analizado los miles de neutrinos que atraviesan nuestro planeta de un polo a otro. Pero no han hallado ni rastro de ese nuevo componente del grupo. Sus resultados los publica ahora la revista Physical Review Letters.

El artículo completo en:

El Mundo Ciencia

Experimentos: Cómo congelar agua ¡en menos de un minuto!

Un experimento sencillo y fascinante, solo se necesita agua embotellada, les sugieron que primero practiquen empleando marcas de diferentes de agua embotellada (agua sin gas).


Les dejo el video, es súper fácil de realizar, pero si eres menor de edad primero pide permiso a tu mamá o papá para que puedas usar el refrigerador.

Una variante del experimento, en el que emplea sal para acelerar el proceso de congelación, se puede econtrar en la web de la BBC. 

Estas son las propiedades físicas de la materia

Propiedades físicas de la materia

La manera en que se comporta cualquier clase de materia, depende de la forma que se unen entre sí los átomos de esa materia. Cada propiedad de la materia está relacionada con los átomos. Algunos ejemplos:

Presión – Cuando hinchamos un globo, bombardeamos montones de moléculas de aire en su interior. Esas moléculas van de un lado para otro dentro del globo y, cuando golpean su pared, rebotan. Cada rebote ejerce una diminuta fuerza en el globo, y la presión que podemos leer en un indicador de presión es sólo la suma total de todas esas fuerzas.

Presión del aire y el agua – Tanto el aire como el agua están hechos de moléculas, y ambos son en consecuencia capaces de ejercer una presión. Las moléculas en un cubo de agua en medio del océano, por ejemplo, ejercerán una presión contra todos los lados del cubo: arriba, abajo y hacia los lados.

Si imaginamos una columna de agua que se extiende hacia abajo en el océano, la fuerza de la gravedad hacia abajo sobre esa columna tiene que ser equilibrada por la fuerza hacia arriba ejercida por el agua debajo de ella. Así, cuanto más bajemos en el océano (o en la atmósfera), mayor será la presión. Al nivel del mar, por ejemplo, el aire ejerce una presión de 1 kilo por cm².

Flotabilidad – Si metemos algo en el agua, se ejercerá una presión sobre ello. El resultado de esta presión es una fuerza hacia arriba a la que llamamos flotabilidad. Esta fuerza es igual al peso del agua desplazada por el objeto, de modo que si el objeto es menos denso que el agua, flotará. De otro modo, se hundirá.

Podemos pensar por ejemplo, que cómo un transatlántico puede flotar si el hierro es más pesado que el agua. Pues debemos pensar que la cantidad de agua desplazada por el barco, es igual al volumen de hierro más el aire dentro del casco. Si el barco estuviera lleno de agua (o de hierro), se hundiría.

Adhesión y cohesión – Cuando las moléculas de algún material son atraídas a otras moléculas del mismo material, denominamos a esa fuerza cohesión. Es la fuerza que conserva las cosas de una pieza. Si las moléculas de diversas materias son atraídas unas a otras, la fuerza entonces se denomina cohesión. Dicha fuerza, permite que una cosa se pegue a otra. En los dos casos, sin embargo, la base para la fuerza es la atracción entre átomos.

Adhesión y cohesión

Tensión superficial – Las fuerzas cohesivas dentro de un líquido tienden a hacer que el líquido adopte forma esférica. Cuando una gota de agua “forma una cuenta” sobre un impermeable, es la fuerza de cohesión la que la mantiene así. Los físicos piensan en los efectos de la cohesión como en una fuerza que mantiene la superficie unida, y llaman a esa fuerza tensión superficial.

Elasticidad – Es la propiedad de los sólidos que les hace volver a su forma original cuando han sido deformados. Cuando doblamos una pieza de metal, sus átomos ejercen una fuerza que se opone al doblado. Tan pronto como la soltamos, las fuerzas interiores actúan y el metal vuelve a su posición original.

Compresibilidad – Puesto que las fuerzas entre los átomos pueden volverse repulsivas si los átomos son apretados demasiado juntos, los materiales se resisten a las fuerzas exteriores que intentan comprimirlos. Algunos materiales, como el acero y el agua, se resisten muy fuertemente. Otros, como el aire, no.

Fuerza tensora – Del mismo modo que los materiales se resisten a que sus átomos sean comprimidos juntos, se resisten también a que sean separados. La fuerza tensora mide la fuerza requerida para superar las fuerzas de atracción entre átomos y separarlos. El acero tiene también una alta fuerza tensora: resulta difícil separar sus átomos, aunque sea fácil romperlo.

Ósmosis – Si dos soluciones son separadas por una membrana, el agua (pero no las moléculas en solución) puede moverse a través de la membrana, cambiando la concentración de la solución de ambos lados. Esto recibe el nombre de ósmosis. Cuando la piel presenta un aspecto arrugado después de estar en la bañera demasiado tiempo, es porque el agua ha fluido dentro de nuestras células por ósmosis.

Difusión – Cuando las moléculas de dos fluidos distintos se unen al movimiento molecular normal, da como resultado que dos conjuntos de moléculas se entremezclen. Este proceso recibe el nombre de difusión. Si dejamos caer una gota de tinta en un vaso de agua, podemos seguir el rastro de la difusión a medida que la tinta se expande.

Puesto que la difusión depende sólo del movimiento de las moléculas, puede aparecer en lugares inesperados. Es bien sabido de los ingenieros, por ejemplo, que los gases pueden difundirse en (e incluso a través de) contenedores metálicos. Los científicos espaciales tienen que preocuparse por los gases que se difunden a través de las pareces de la nave espacial en las misiones largas.

Capilaridad – Si metemos un tubo delgado hueco en un líquido, el líquido ascenderá dentro del tubo con respecto al nivel exterior. Este efecto recibe el nombre de capilaridad. Funciona de esta forma: el empuje hacia abajo de la gravedad sobre el líquido en el tubo es superado por la fuerza de adhesión entre el líquido y las pareces del tubo.

Es la capilaridad la que alza el agua en las plantas (otro mecanismo que hace que entre el agua por las raíces es la ósmosis, pero lo que verdaderamente hace que suba el agua hacia las copas de los arboles (hasta 20-30 metros de altura), es la pérdida constante de agua que estos sufren por las hojas debido a la transpiración, creándose una presión negativa que se compensa con la entrada de agua nueva por las raíces).

Para un tubo de un tamaño determinado, hay un límite a lo alto que puede ascender un líquido. El peso de la columna líquida no puede exceder a la fuerza de ascensión ejercida por la cohesión.

Fuente:

Blogodisea