sábado, 25 de abril de 2015

Hubble, el telescopio espacial celebra 25 año de funcionamiento

Aunque miope en su inicio, Hubble ha cumplido 25 años y ha sido para bien, gracias al telescopio espacial nuestra visión del Universo ha cambiado.

Imágenes en conmemoración de los 25 años de Hubble. Créditos: NASA/ Hubble 25 Anniversary.

Hace más dos décadas tener imágenes del Universo era por demás costoso y difícil; Hubble cambió todo ello, a la par el conocimiento que tenemos ahora del Universo cambió y creció tanto que resulta increible pensar que ha sido en tan corto tiempo.

Información de las estrellas más viejas, evidencia de la energía oscura o imágenes el planetas extrasolares son sólo una pequeña muestra de la labor que ha logrado en estos años. Más de un millón de observaciones realizadas han permitido realizar cerca de 12 000 documentos científicos han permitido que aprendamos a amar el Universo.

Todo ello no hubiera sido posible si el telescopio no hubiera sido diseñado para ser reparado en órbita, puesto que en su inicio debido a un defecto en el pulido del espejo las observaciones estaban por demás borrosas, pero que con la instalación del ello Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement quedo detrás.

Trás la última misión de mantenimiento y mejora en 2009 Hubble seguirá en perfecto funcionamiento, esperando que siga en funcionamiento de forma paralela al telescopio espacial James Webb cuya fecha de lanzamiento prevista es en 2018.

lunes, 6 de abril de 2015

Antes de que entre en pleno funcionamiento se revisaran los sistemas para poder aumentar la energía de los haces de partículas.
Lluvia de partículas obtenida durante una colisión. Créditos: CERN.
Después de haber estado en actualización por dos años, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) esta de nuevo en línea, anunció el CERN el domingo.

A las 10:41 am (hora local) un haz de protones inició su recorrido, segundos después un haz de partículas en dirección contraria iniciaron su recorrido informó la Organización Europea para la Investigación Nuclear.


Los haces han iniciado su circulación con una energía de inyección de 450 GeV. En los próximos días operadores revisarán todos los sistemas antes de aumentar la energía de los haces, se espera que en los próximos meses alcance 6,5 Tera electrón-voltios (TeV) por haz.


Los dos detectores de propósito general son en estructura similar a una cebolla, divididos en diferentes capas. Los detectores ubicados en sus capas más intimas a base de silicio, tienen una alta alta resolución de detección. Están además los calorímetros, que miden la energía de electrones y fotones. Más allá de eso, los imanes hacen que las partículas cargadas tomen una trayectoria curva a través del hardware, además de ayudar en la identificación. Grandes áreas del detector son placas de hierro que ayudan a dar forma a los campos magnéticos resultantes.

Las renovaciones permitirán que el LHC alcance los límites de energía para los que fue diseñado.
Aunado están los calorímetros de hadrones que medirán la energía de partículas compuestas como quarks-protones, neutrones. Así como los detectores de muones que constituyen el exterior de la extructura, puesto que los muones son partículas relativamente estables (su vida media es de 2.2 microsegundos).

Mediante el seguimiento de partículas a través de los diversos detectores, es posible reproducir las pistas de todo lo que se produce durante una colisión. Esto se realiza en los propios detectores, que determinan si los datos de colisiones es almacenado o no, en función de si representa un comportamiento ya descrito o es algo potencialmente interesante. Fuera de unos 40 millones de colisiones por segundo,  aproximadamente 100 se mantienen, lo que impide un flujo de datos que saturaría todo el sistema. Incluso con este filtrado pesado, el LHC obtiene 15,000 TB de datos cada año.

Referencia:

sábado, 28 de marzo de 2015

Detrás de la pausa del LHC, CERN batalla con un cortocircuito

El equipo intenta eliminar los restos de un metal pequeño sobrante del trabajo de actualización, sin tener que abrir el imán.

Módulo de imán en el túnel del LHC: su caja de diodo, sobresale en la parte inferior izquierda, en una caja similar ha ocurrido el más reciente fallo. Créditos: ATLAS/LHC.
Días antes de que iniciará nuevamente la circulación de protones después de una pausa de dos años, el mayor acelerador de partículas del mundo ha desarrollado un cortocircuito. El equipo detrás del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) evalúa sus opciones para determinar si el problema va a provocar un retraso de días o meses.

El corto circuito fue identificado el 21 de marzo en uno de los circuitos magnéticos del acelerador. Se sospecha que el cortocircuito, que es intermitente, es causado por un escombro. Un objeto metálico debe estar en lo que se conoce como cuadro de diodo.

El LHC se compone de dos tubos de haz, por los cuales circulan protones. La caja de diodo es parte del complejo sistema de la electrónica que rodea estos tubos.

Escombros inevitables


El acelerador, reconocido por su histórico descubrimiento del bosón de Higgs en 2012, se detuvó en 2013 para ser actualizado. Ahora se han diseñado mejoras para alcanzar mayores niveles energía, y que hacen sea inevitable que pequeños escombros queden.

Sin embargo un problema similar ya ocurrió antes, en el inicio de la primera fase del LHC, y se pudo solucionar sin causar retrasos importantes.

Si no se pudiera remover con facilidad, el equipo del acelerador será capaz de eliminar los restos de metal lavando la estructura con gas helio a alta presión. Esto requerirá calentar el helio líquido que fluye en el interior del módulo del imán superconductor de 15 metros, donde se encuentra el cuadro de diodo, pero sólo por unos pocos grados por encima de su temperatura de funcionamiento que es 1.9 grados kelvin.

Si esto 'purga' no funciona, sera necesario abrir el módulo. Esto requeriría calentar temporalmente todo un sector del anillo de 27 kilómetros hasta la temperatura ambiente - y que podría causar un retraso de mucho más tiempo. Personal del CERN también elabora una radiografía del imán para diagnosticar el problema con precisión.

El cortocircuito no es comparable a la falla que causó la explosión del imán en 2008. En ese caso, el imán ya estaba encendido, pero en este caso el diagnóstico evitó que el imán fuera encendido.

Referencia:

sábado, 21 de marzo de 2015

HAWC: un observatorio de rayos gamma en suelo mexicano

El pasado 20 de marzo ha quedado instalado el Observatorio de Rayos Gamma HAWC (High Altitude Water Cherenkov), dando inicio al funcionamiento pleno de sus 300 tanques.

El Observatorio HAWC esta ubicado en el volcán Sierra Negra o Tliltépetl, en Puebla, dentro del Parque Nacional Pico de Orizaba, a 4 mil 100 metros sobre el nivel del mar. Es el único observatorio en su tipo dedicado al estudio astrofísico de altas energía, será usado para la detección de rayos gamma y rayos cósmicos.

Estructura


El Observatorio se encuentra dentro de un área de 22 mil metros cuadrados, está integrado por 300 detectores Cherenkov en agua. Cada detector esta constituido por un contenedor de 5 metros de altura por 7.3 metros de diámetro lo que le permite contener 180 mil litros de agua que esta a un máximo nivel de pureza, elemento imprescindible en el trazado de partículas. Complementa al detector cuatro tubos fotomultiplicadores (PMT).

El experimento se ha diseñado para monitorear el cielo en todo momento, su antecesor más directo el Observatorio Milagro, que opero en Nuevo México, EUA de 1999 a 2008, el cual para poder hacer un análisis de la nebulosa Cangrejo le tomaba varios meses, en cambio HAWC es capaz de lograrlo en un sólo día.
Observatorio High Altitude Water Cherenkov. Créditos: HAWC.

A comparación de su predecesor su capacidad de detección es al menos 15 veces mayor, en apenas año y medio durante la calibración del detector ha logrado recopilar datos comparables a los que obtuvo Milgaro durante toda su vida.

Rayos gamma y rayos cósmicos

HAWC se ha diseñado para analizar rayos gamma y rayos cósmicos, partículas involucradas en fenómenos como explosiones de supernovas, núcleos activos de galaxias o colapso de objetos. Su detección permitirá comprender mejor los eventos astrofísicos que los producen.

Su funcionamiento se basa en la medición de cascadas atmosféricas. Cuando un rayo gamma o cósmico colisiona en la parte superior de la atmósfera se desencadena una reacción conocida como cascada atmosférica, un evento comparable con un boom sónico. HAWC mide con precisión cuando una de estas partículas atraviesa el agua, produciendo luz de Cherekov que es detectada por tubos fotomultiplicadores. El equipo electrónico del Observatorio mide los tiempos de la luz y la cantidad en que se produce, con estas mediciones se pude determinar si fue producido por un rayo gamma o cósmico.

sábado, 14 de marzo de 2015

Sobre los orígenes de la conciencia

Tenemos consciencia de dónde estamos o qué es lo que estamos realizando. Pero ¿de dónde viene la capacidad de percibirse uno mismo y el mundo que nos rodea? Es un dilema ante el cual se han enfrentado científicos, filósofos y psicólogos por igual, lo que ha llevado al desarrollo de un notable número de hipótesis que tratan de explicar el origen de la conciencia. De esta forma el resultado varía abarcando desde cambios específicos en la conectividad cerebral, o como un producto de una amplia red de la actividad en el cerebro.
Créditos: Flickr/ Bro. Jeffrey Pioquinto, SJ.

Aunque es muy difícil responder a estas preguntas, científicos creen que podrían estar un paso más cerca de comprender cómo nuestro cerebro nos hace conscientes con el descubrimiento de los cambios globales en la conectividad de diferentes áreas durante procesos de sensibilización. De acuerdo a investigadores, esto desafía la idea de que la conciencia es el resultado de cambios regionales en la actividad neuronal. El estudio ha sido publicado en Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias.

En términos generales, teorías biológicas de la conciencia se colocan en dos grandes grupos: los que postulan la percepción consciente apoyados por cambios específicos de actividad en regiones cerebrales específicas, y los que sugieren como resultados de concientización mediante cambios en la señalización neuronal a través del cerebro. Éstos se refieren a teorías como focal y global, respectivamente.

Para el estudio actual, científicos de la Universidad de Vanderbilt se dispusieron a recoger datos que se espera pueda prestar apoyo a una u otra teoría. Para ello, los investigadores diseñaron experimentos que les permitan caracterizar cómo la conectividad entre las diferentes regiones del cerebro se relaciona con la conciencia. Esto requiere el uso de una rama de las matemáticas conocida como teoría de grafos, que analiza cómo las diferentes cosas dentro de una red están conectados entre sí.

Para su estudio, los investigadores examinaron cerebros de 24 voluntarios usando imágenes de resonancia magnética (fMRI), una técnica que se utiliza para medir la actividad cerebral al detectar cambios en la oxigenación de la sangre. Durante la exploración, se les pidió a los participantes a mirar hacia fuera de un disco que aparecía brevemente en una pantalla. Se pidió a los participantes si veían la imagen o no, y el grado de confianza que tenían. Por lo tanto, aquellos que con seguridad vieron el disco se catalogaron como "conscientes", mientras que los demás fueron colocados en otra categoría. Entonces, los científicos compararon los resultados de cada grupo para buscar diferencias en la actividad cerebral. Específicamente, estaban viendo cómo las diferentes áreas se comunican durante la conciencia.

Por el momento parece tener más evidencia la teoría global de la conciencia, puesto que los investigadores no encontraron que una área o red en particular participaba en la conciencia. En su lugar, vieron a un amplio aumento de la conectividad funcional entre las redes neuronales. Esto sugiere que la conciencia no es atribuible a una actividad específica dentro de las regiones del cerebro, sino más bien a la propagación de la actividad neural en una amplia extensión del cerebro.

Referencia:

sábado, 7 de marzo de 2015

Fósil más antiguo de Homo procede de hace 2.8 millones de años

Los científicos que trabajan en Etiopía han descubierto una mandíbula completa con cinco dientes que pertenecieron a los primeros miembros de nuestro género Homo. Con una edad de 2.8 millones, este fósil no es sólo el fósil Homo más antiguo hasta ahora encontrado, también sugiere que nuestro género surgió medio millón de años antes de lo que se había sugerido. Estos hallazgos fueron publicados en tres nuevos estudios publicados a lo largo de esta semana.
Acercamiento de la mandíbula de LD 350-1. Créditos: Universidad de Arizona/Kaye Reed.

Conocida como LD 350-1, esta mandíbula inferior fue desenterrada en la línea de investigación Ledi-Geraru del Estado Regional de Afar en 2013, y presenta una combinación de rasgos primitivos desde el Australopithecus y características modernas observados en Homo. Se sabe muy poco acerca de nuestro género durante el intervalo que abarca entre los 3 y 2.5 millones de años, los fósiles más antiguos del linaje Homo se remontan a hace unos 2.3 o 2.4 millones de años, hasta ahora.

El nuevo fósil se asemeja más a una especie Homo temprana, como Homo habilis, a pesar de que el lugar, edad y ubicación, lo sitúan cerca del Australopithecus afarensis, la especie de Lucy. Homo habilis se puede distinguir del Australopithecus por sus molares, premolares delgados simétricos y una mandíbula uniformemente proporcionada. Pero la barbilla inclinada de la mandíbula parcial Ledi-Geraru lo une de nuevo a un antepasado como Lucy. Eso significa que las desviaciones en la dentadura y la mandíbula se produjeron a principios de nuestro linaje.

La mandíbula Ledi proporciona información en torno a la evolución temprana de nuestro linaje, ayudando a reducir la brecha evolutiva entre el Australopithecus y primeros Homo .

En la zona de Etiopía donde fue descubierto forma parte del Sistema del Rift de África Oriental, y debido a sus tectónica, rocas sedimentarias fueron depositadas hace millones de años y ahora comienzan a estar expuestas debido a la erosión.

Al realizar un contexto geológico y ambiental de LD 350-1 usando ensambles de micromamíferos fósiles, muestra como el sitio era una mezcla de pastizales y arbustos bajos, con árboles que recubrían humedales. Otros fósiles encontrados en esta zona son antílopes y elefantes prehistóricos, así como hipopótamos, cocodrilos y peces en lagos y ríos. El paisaje era probablemente similar a las llanuras del Serengeti o el Kalahari, y poseía un hábitat más abierto en comparación con sitios como Hadar donde habitó el Australopithecus.

África se volvió más árido después de 2.8 millones de años, y este cambio en el clima esta implicado en la extinción de algunas especies de mamíferos y la aparición de otros, como Homo. Aunque aún es temprano para señalar que el cambio climático es responsable del origen del ser humano.

Finalmente usando tomografía computarizada y tecnología de imagen 3D, el Instituto Max Planck para la Antropología evolutiva se creo una reconstrucción virtual de Homo habilis sobre la base de un fósil de 1,8 millones de años de edad, encontrado en Olduvai Gorge, Tanzania, llamado OH 7.

Este espécimen, descubierto hace 50 años, incluye partes de una caja craneal, huesos de la mano, y una mandíbula que se ha distorsionado. Después de limar las torceduras digitalmente, el equipo encontró que este individuo era sorprendentemente primitivo: El largo y estrecho arco dental es más similar a Australopithecus afarensis que el Homo erectus. Su caja craneal reconstruida, por otra parte, indica un cerebro que es mucho más grande que lo estimado previamente. Estos hallazgos fueron publicados en la revista Nature.

domingo, 22 de febrero de 2015

Recuerde 1979 como el año en que programadores en NORAD casi comenzaron la Tercera Guerra Mundial cuando de forma accidental iniciaron una simulación por computadora de un ataque soviético.

En las primeras horas de la mañana del 9 de noviembre de 1979, Zbigniew Brzezinski, asesor de seguridad nacional del Presidente Carter, fue despertado con una llamada telefónica. De acuerdo con NORAD, la Unión Soviética había lanzado 250 misiles dirigidos directamente a suelo americano. Brzenzinski recibió otra llamada poco después de la primera, donde NORAD informaba que no eran 250 misiles sino en realidad 2,200 misiles. El mayor temor de la Guerra Fría estaba ocurriendo.

Brzenzinski ni siquiera se molestó en despertar a su esposa. Asumió que él y todos los que conocía pronto estarían muertos, no tenía sentido preocuparse. Imaginó un triste mundo post-apocalíptico que iniciaría en un parpadear de ojos.

"Sabía que si fuera cierto, entonces dentro de una media hora mis seres queridos, Washington, y la mayoría de América dejaría de existir. Quería estar seguro de que estaba ocurriendo", explicó Brzenzinski un biógrafo en 2011.

Brzenzinski quería tener completa certeza del ataque, antes de que la Unión fuera poco más que un gigantesco agujero en el suelo. Si uno desaparecía, el otro lo acompañaba.

Para ello Zbigniew necesitaba una confirmación antes de llamar al presidente y emitir la orden para lanzar misiles contra los soviéticos. Había habido otras falsas alarmas en el pasado, pero éste parecía de fiar. Afortunadamente, antes de que pudiera notificar al Presidente Carter recibió una tercera llamada advirtiendo que los otros sistemas de alerta no habían recogido señales de un ataque. NORAD seguiría manteniendo una estrecha vigilancia sobre los cielos, pero esto parecía ser otra falsa alarma.

Entonces, ¿qué había ocurrido? Un programa informático que simulaba un ataque nuclear por parte de la Unión Soviética se había estado ejecutando a través de la red de NORAD. Por desgracia en NORAD y todos los demás en la red confundieron su propio programa de simulación con un ataque real.

A pesar de que Carter no fue notificado en tiempo real y sólo se dio cuenta del incidente posteriormente, distintos eventos se pusieron en marcha para proporcionar mayor seguridad. Diez aviones estadounidenses y canadienses fueron codificados en preparación para una guerra que tenía el potencial de cambiar drásticamente la vida en nuestro planeta de haber ocurrido.

Pero el presidente no se mantuvo en el bucle. Estados Unidos tiene un sistema en el lugar que se remonta a la década de 1960 para este tipo de escenarios. El presidente se supone que debe abordar un avión donde pueda ser capaz de tomar decisiones desde el aire durante un conflicto nuclear. .

Cuando se informó por primera vez a la prensa del incidente de 1979 en NORAD, se le restó importancia como un evento que no representaba ninguna amenaza real para la seguridad de Estados Unidos. Los informes de noticias de la época dejaron muy claro que el presidente no fue notificado (algo que se suponía iba a calmar al público), pero les faltó mencionar que el asesor de seguridad nacional de Carter había sido informado y estaba sentado en casa contemplando un ataque de represalia, sin considerar siquiera la muerte de todas las personas que amaba.

Desde entonces ¿Cómo se ha tratado de remediar estos problemas particulares en el año 1979? Por un lado, NORAD construyó una instalación de pruebas fuera de las instalaciones con un presupuesto de $ 16 millones que no requería ejecutarse en la red de detección. Un informe de 1981 proveniente de la Oficina de Contabilidad General citó esto como absolutamente necesario para asegurarse de que un programa de ordenador no pudiera desencadenar una falsa alarma de nuevo.

Por desgracia tanto en los EE.UU. y la Unión Soviética ocurrieron muchos más falsas alarmas en los siguientes años. Sabemos de al menos tres ejemplos, tan solo en 1980. Otra falsa alarma se produciría en 1983, cuando un teniente soviético en Moscú con el nombre de Stanislav Petrov recibió una advertencia de que los misiles balísticos intercontinentales estadounidenses se dirigían hacia Rusia. Su decisión de no lanzar un contraataque basado en una "sensación rara en [su] cuerpo" salvó a la humanidad de la destrucción nuclear absoluta.

El 2014, se hizo una película sobre Petrov llama "El hombre que salvó al mundo". Lamentablemente, no fue ni la primera ni la última persona durante la Guerra Fría en merecer ese título.

Referencia:
  • Matt Novak, "The Computer Simulation That Almost Started World War III", Gizmodo.

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...