lunes, 31 de enero de 2011

El entrelazamiento cuántico podría extenderse a través del tiempo

Créditos: Darren Tunnicliff

En el extraño mundo de la física cuántica, dos partículas vinculadas pueden compartir un mismo destino, incluso cuando están a millas de distancia.

Ahora, dos físicos matemáticamente han descrito cómo este peculiar efecto, llamado entrelazamiento, también podría obligar a las partículas a desplazarse a través del tiempo.

Si su propuesta puede ser probada, podría ayudar a procesar información en los ordenadores cuánticos y la comprensión de los físicos de la prueba 'básica" del universo.

"Usted puede enviar su estado cuántico hacia el futuro sin tener que atravesar el tiempo medio", expresá el físico cuántico S. Jay Olson de la Universidad de Queensland, Australia, autor principal del nuevo estudio.

Es un enredo ordinario, dos partículas (generalmente electrones o fotones) están tan íntimamente ligados que comparten un estado cuántico -spin, el momento y una gran cantidad de otras variables- entre ellas. Una partícula siempre "sabe" lo que la otra está haciendo. Realizar una medición de un miembro de un par entrelazado y los otros cambios es inmediato.

Los físicos han descubierto cómo utilizar tal enredo para cifrar mensajes en códigos indescifrables y construir ordenadores ultrarrápidos. El entrelazamiento también puede ayudar a transmitir información "un valor proveniente de un lugar a otro usando sólo unos pocos átomos", un protocolo llamado teletransporte cuántico.

En un nuevo artículo publicado en el sitio web de pre-impresión arXiv.org, Olson y su colega Timothy Ralph realizaron cálculos matemáticos para demostrar cómo estos mismos trucos pueden enviar mensajes cuánticos no sólo de un lugar a otro, sino desde el pasado hacia el futuro.

Las ecuaciones involucradas desafían toda explicación matemática simple, pero son intuitivas: es imposible de describir una partícula sin incluir las demás, esta lógica se extiende a tiempo y el espacio.

"Si usted utiliza nuestro enredo de tipo temporal, se encuentra que [un mensaje cuántico] se mueve en el tiempo, pasando por alto los puntos intermedios", añade Olson. "Realmente no hay diferencia matemática. Lo que usted puede hacer con un enredo ordinario, debe ser capaz de hacerse con un entrelazamiento de tipo temporal".

Olson lo explica con una analogía de Star Trek. En un episodio, "Beam me up" Scotty está varado en un planeta distante con un suministro de aire limitado. Para sobrevivir, Scotty se congela en el transportador, a la espera de rescate. Cuando la empresa llega décadas después, Scotty sale de la máquina sin haber envejecido un día.

"No es el viaje de tiempo típico, como el puf ¡Estás en el futuro!", concreta Olson. "Pero se llega a saltar el tiempo transcurrido."

Según el físico cuántico Ivette Fuentes de la Universidad de Nottingham, que vio a Olson y Ralph presenta el trabajo en una conferencia, considera que es"uno de los resultados más interesantes", publicado en el último año.

"Estimula nuestra imaginación", coincide Fuentes. "Sabemos que es un enredo de recursos y podemos hacer cosas muy interesantes con él, como la teletransportación cuántica y criptografía cuántica. Podríamos ser capaces de explotar este enredo nuevo para hacer cosas interesantes".

Una de las cosas interesantes, podría consistir en almacenar la información en los agujeros negro, dijo el físico Jorma Louko, también de la Universidad de Nottingham.

"Muestran que se puede utilizar el vacío, en ese estado no hay partículas, para almacenar una gran cantidad de información en apenas un par de átomos, y recuperar esa información de otros átomos más adelante", considera Louko. "Hay detalles que no se han resuelto, pero se puede prever que las ideas que utilizan estos autores podrían ser adaptadas al contexto de agujero negro".

Entrelazamiento en el tiempo, podría ser utilizado para investigar los fundamentos, aún no probados de la física de partículas. En la década de 1970, el físico Bill Unruh predijo que, si una nave espacial se acelera a través del espacio vacío en un vacío, las partículas deben aparecer de la nada. Las partículas transportan energía, por lo que sería, en efecto, un baño caliente. Un termómetro fuera de onda, y se registraría una temperatura positiva.

Llamado el efecto Unruh, esta es una predicción sólida de la teoría cuántica de campo. Nunca se ha observado, sin embargo, como una nave espacial tendría que acelerar a velocidades que aún no tiene para generar un efecto lo suficientemente grande para ser comprobable. Pero debido a enredos de tipo temporal implica también las partículas que salen de aspiradoras, que podría ser utilizado para llevar a cabo búsquedas más convenientes, basándose en el tiempo en lugar de espacio.

Encontrar el efecto Unruh, proporcionará apoyo para la teoría cuántica de campo. Pero podría ser aún más emocionante, no ver el efecto, considera Olson.

"Sería más de un resultado sorprendente", indica Olson. "Si no lo veo, sería algo muy malo en nuestro entendimiento."

Referencia:
Lisa Grossman, "Quantum Entanglement Could Stretch Across Time", Wired.

viernes, 28 de enero de 2011

La caza de la materia oscura comienza en el Gran Colisionador de Hadrones

Uno de los primeros eventos detectados en el CMS mostró evidencia de dos chorros de energía. Las columnas azul y rojo representan energía depositada en el detector, mientras que la curva amarilla son trazas de partículas. Créditos: CERN.
Los físicos están más cerca que nunca de encontrar la fuente de la misteriosa materia oscura del Universo, después de un año mejor de lo esperado en el Solenoide compacto de muones (CMS), un detector de partículas, que forma parte del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN en Ginebra.

Los científicos han llevado a cabo la primera ejecución completa de experimentos con colisiones de protones  casi la velocidad de la luz. Cuando estas partículas sub-atómicas chocan en el núcleo del detector CMS, la energía resultante y las densidades son similares a los que estaban presentes en los primeros instantes del Universo, inmediatamente después del Big Bang hace unos 13,7 millones de años. Las condiciones únicas creadas por estas colisiones puede conducir a la producción de nuevas partículas que han existido en esos instantes tempranos y que han desaparecido desde entonces.

Los investigadores consideran que tales condiciones serán capaz de confirmar o descartar una de las teorías principales que podría resolver muchas de las cuestiones pendientes de la física de partículas, conocida como supersimetría (SUSY). Algunos esperan que tal teoría podría ser una extensión válida para el modelo estándar de física de partículas, que describe las interacciones de las partículas subatómicas conocidas con precisión asombrosa, pero no tiene en cuenta la relatividad general, la materia oscura y energía oscura.

La materia oscura es una sustancia que no podemos detectar directamente, pero cuya presencia se infiere en la rotación de las galaxias. Los físicos creen que constituye una cuarta parte de la masa del Universo, mientras que la materia ordinaria y visible sólo representa aproximadamente el 5% de la masa del Universo. Su composición es un misterio, dando lugar a posibilidades interesantes de la física hasta ahora no descubiertas.

El profesor Geoff Hall del Departamento de Física del Imperial College de Londres, que trabaja en el experimento CMS, empresa: "Hemos hecho un importante avance en la búsqueda de materia oscura, aunque ningún descubrimiento ha sido hecho. Estos resultados llegaron más rápido de lo que esperábamos debido a que el LHC y CMS tuvo un mejor desempeño hace dos años, durante 2010 no teníamos esperanzas y ahora estamos muy optimistas sobre las perspectivas de supersimetría en los próximos años".

La energía liberada en las colisiones protón-protón en el CMS se manifiesta en forma de partículas que vuelan en todas direcciones. La mayoría de las colisiones producen partículas conocidas, pero, en raras ocasiones, nuevas se pueden producir, como las previstas por SUSY - conocidas como partículas supersimétricas, o partículas-s. La más ligera partícula es un candidato natural de la materia oscura, ya que es estable y el CMS sólo "ve" estos objetos a través de la ausencia de señal en el detector, lo que lleva a un desequilibrio de la energía y el impulso.

Con el fin de buscar partículas-s, el CMS busca colisiones que producen dos o más 'jets o chorros de energía' de alta energía (racimos de partículas que viajan aproximadamente en la misma dirección) y la energía faltante importante.

El Dr. Oliver Buchmueller, también del Departamento de Física del Imperial College de Londres, pero con sede en el CERN, explica: "Necesitamos una buena comprensión de las colisiones ordinarias para que podamos reconocer los inusuales cuando se produzcan. Tales colisiones son raras, pero pueden reproducirse por la física conocida. Examinamos unos 3 billones de colisiones protón-protón y encontramos 13 similares a SUSY, alrededor del número que se esperaba. Aunque no hay evidencia de partículas-s se encontró, esta medida limita el ámbito de la búsqueda de materia oscura de manera significativa".

Los físicos están buscando ahora con interés los resultados de 2011 del LHC y CMS, que se espera aporte los datos que podrían confirmar supersimetría como una explicación de la materia oscura.

El experimento CMS es uno de los dos experimentos de propósito general diseñado para recoger datos del LHC, junto con ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS). El Grupo de Física de Alta Energía de Imperial College ha jugado un papel importante en el diseño y la construcción de la CMS, y ahora muchos de los miembros están trabajando en la misión de encontrar nuevas partículas, incluyendo la partícula bosón de Higgs (si existe), y resolver algunos de los misterios de la naturaleza, por ejemplo, de dónde procede la masa, por qué no hay antimateria en nuestro universo y si hay más de tres dimensiones espaciales.

Referencia:

lunes, 24 de enero de 2011

Accidentes científicos que causaron descubrimientos

Radiografía tomada por Wilhelm Röntgen en 1896. Créditos: Wikimedia

Hace días, un científico con un poco de alcohol en la sangre descubrió cómo hacer que los superconductores fueran más eficientes cuando accidentalmente derramó vino en un experimento. A menudo, la ciencia y la serendipia van de la mano. A continuación descubrimientos accidentales que cambiaron el mundo.

Viagra

La medicina es la ciencia aplicada al cuerpo humano - los experimentos médicos son tan complejos y variados que las cosas con frecuencia no salen como se esperaba. Y, sólo para añadir un toque de comedia, los accidentes en este ámbito se han orientado a la entrepierna. La invención más famosa en tiempos modernos fue el Viagra. La droga estaba destinado a ayudar a los pacientes con angina de pecho, una condición dolorosa en la que el corazón del sistema circulatorio se contrae y no recibe suficiente sangre oxigenada al corazón. Aunque el medicamento no repercutió en la enfermedad, tuvo un efecto secundario al aumentar el flujo sanguíneo en otra parte. Con lo que un nuevo uso de la píldora se hizo famoso.

Bromuro de potasio

En épocas anteriores, los científicos estaban tratando de detener la sangre que fluye por debajo de la cintura. La masturbación se consideraba la causa de todos los males sociales, la violencia psicótica de hombros redondeados. Algunos trataron de curar el terrible flagelo mediante la oración, otros a través de la dieta, pero otros sabían que las soluciones médicas eran la única manera. Se dieron cuenta de que la gente se masturbaba menos bajo la influencia del bromuro de potasio. La sustancia fue aclamado como un tratamiento específico hasta que el entusiasmo se desvaneció cuando los médicos notaron que la gente hacía menos de todo bajo la influencia del bromuro de potasio. El compuesto fue pronto rebautizado como sedante.

La penicilina

Este antibiótico es a menudo considerado uno de los grandes descubrimientos accidentales. Alexander Fleming recibió el Premio Nobel cuando notó que un moho había contaminado sus cultivos contra la gripe, pero el área alrededor del moho estaba libre de infección. Otros, sin embargo, lo habían descubierto antes que él, incluidos jóvenes mozos de cuadra que utiliza pan mohoso para tratar infecciones de la piel en los caballos y que frotaban el molde que se acumulaba en sillas de montar en su propia piel para evitar las molestias del sillín.

Big Bang

Los descubrimientos accidentales a veces no son tan difíciles de ver como un plato, o tan esotéricos como mozos de cuadra frotando cosas en otras cosas. A veces son tan fuertes como un molesto zumbido persistente que no puede salir de tu cabeza. Arno Penzias y Robert Wilson estaban usando una antena para recibir señales de la Vía Láctea. Salvo que en lugar de percibir señales pequeñas, discretas, oyeron un constante y molesto zumbido que persistía a pesar de colocar la antena en distintas posiciones. Después de comprobar el equipo, descartar comunicaciones militares y el sacrificio de palomas anidadas dentro de la antena, por considerar que tal vez estaban tarareando las palomas, los dos investigadores constataron que aún se escuchaba el ruido. Resultó que estaban escuchando a la radiación residual del Big Bang. Pidiendo disculpas a los cadáveres de palomas, escribieron sus conclusiones y obtuvieron un Premio Nobel.

Rayos X

El físico William Röentgen estaba filmando una corriente eléctrica empleando un gas especial en un tubo de vidrio. El gas brillaban por lo que Roentgen cubrió el tubo con papel grueso para que pudiera continuar con su experimento. El brillo se mantuvo, sólo que esta vez venía de una pantalla con elementos pesados a pocos metros. Con un poco de experimentación Roentgen descubrió que había obtenido un rayo que pasaba a través de elementos ligeros, pero interactuaba con los pesados, los rayos X.

Vidrio de seguridad

Y ahora de nuevo a un área que ha sido la causa de los grandes descubrimientos y la gran preocupación: la falta de higiene. El vidrio de seguridad se inventó cuando un investigador de materiales torpe le dio un puñetazo a un vaso de precipitados de un estante alto, dándose cuenta que lo había roto en pedazos, pero no en fragmentos afilados y peligrosos. Tras la inspección, resultó que el vaso no había sido lavado adecuadamente y el plástico había recubierto el interior manteniendo los pedazos juntos.

Sacarina

Por supuesto que a muchos no les gusta lavar los platos. Sin embargo, deberían por lo menos, lavarse las manos. Pero ese no fue el caso de Constantine Fahlberg. Después de un duro día de trabajo con alquitrán de hulla, ir al baño en las estaciones de autobús público y las caricias cada perro callejero que pudo encontrar, llegó a casa y sin lavarse las manos, tomo uno de los panecillos elaborados por su esposa. Sabían dulce. Le preguntó a su esposa si había cambiado la receta. No era así. Siguió la receta de siempre. Fahlberg había descubierto la sacarina, haciendo que a los que les gusta el azúcar sin azúcar vivieran felices para siempre.

Referencia:

viernes, 21 de enero de 2011

Créditos: TropicaLiving/Flickr
La Física depende de distintos parámetros, desde la carga o masa del electrón hasta la permeabilidad del vacío pasando por la constante de gravitación universal. Si construir un universo fuera como cocinar usaríamos una receta de cocina. Los ingredientes que se usarían seguirían ciertos parámetros, como la composición de fuerzas y partículas, mientras que la preparación serían la cantidad de masa o la intensidad de la constante cosmológica.

Sin embargo la receta del Universo no admite errores en los ingredientes. Pareciera que el Universo esta predispuesto para producir y albergar vida, pero al mínimo cambio las condiciones ya no son favorables. Así, una pequeña alteración en los valores de las constantes fundamentales haría que no se produzcan en las estrellas los elementos necesarios para la vida; más masa en el Universo y éste implosionará al poco de darse el Big Bang y no habrá dado tiempo para que se forme la vida; una constante cosmológica más intensa y el Universo se diluirá en la nada sin que se formen galaxias, estrellas y planetas.

En realidad, no sabemos porqué el Universo es como es. Es más, posiblemente no tendremos un conocimiento absoluto, al menos usando el método científico. Los físicos simplemente se dedican a describir el Universo y a explicar cómo funciona, pero no por qué. Para ello usan el método científico, que consiste básicamente en hacer una pregunta a la Naturaleza en forma de experimento, sea éste realizado por ellos o por la misma Naturaleza.

Quizás haya una Física aún por conocer que nos restringa los valores de los parámetros universales o que de algún modo unos estén relacionados con otros de tal modo que fijado uno tenemos casi todos los demás. Aún no lo sabemos.

¿Qué soluciones podemos encontrar a este aparente ajuste para que haya vida y humanos que observen el Universo y se planteen por qué éste es así? Una posible solución es asumir que el Universo es fruto de una absoluta improbabilidad. De todas las combinaciones posibles de parámetros se dio una que permitió la vida. Si hubiera sido de otro modo no hubiera habido humanos que se plantearan estas cosas. El Universo es así porque estamos aquí, ¿de qué otra manera podría ser si estamos aquí para comprobarlo?

Otra solución es ampliar el concepto de vida. Que un platillo nos parezca desagradable no significa que lo sea para otros. Hemos evolucionado dentro de este Universo y por tanto debe ser acogedor para formas de vida como la nuestra. Se ha especulado, por ejemplo, en una vida basada en reacciones nucleares y no químicas constituida por seres que vivirían en las estrellas de neutrones. Un universo que diera lugar a más estrellas de neutrones sería quizás menos propicio para nosotros, pero sería más hospitalario para esas formas de vida exóticas.

Otra solución es asumir que hay una infinidad de universos, casi todos ellos sin vida, y que nos ha tocado uno de los pocos cuya receta posibilita la vida.

Lee Smolin diseñó hace tiempo un sistema para crear universos propicios para la vida de manera “natural”. Para ello utilizó argumentos prestados de la teoría darwiniana. Según él, de entre todos los universos posibles los habría que permitirían la formación estelar y otros no. Aquellos que dieran lugar estrellas y, por tanto, a agujeros negros, podrían crear universos bebé a partir de la singularidad de su interior. Estos universos bebés sufrirían a su vez inflación y así sucesivamente en un proceso multigeneracional de producción de nuevos universos. Cada universo tendría su propio conjunto de leyes físicas (mutaciones), pero habría una selección de universos entre aquellos con facilidad para reproducirse. Los universos incapaces de generar evolución estelar morirían sin descendencia.

Los universos que mejor se reproducieran serían entonces, por definición, aquellos que tienen las leyes físicas más adecuadas para la formación de estrellas, y por tanto de seres vivos. Nuestro universo es como es, según esta idea, porque es el resultado de un proceso de selección natural que fomenta la aparición de vida.
Lo malo del recurso al Multiverso, Megaverso u Omniverso es que, por definición, no podemos hacer experimentos u observaciones sobre esos otros universos “paralelos”. Es decir, no podemos hacer ciencia.
La solución de la gente religiosa es asumir que el Universo es así porque Dios lo creo así para nosotros. Él ajustó todos los parámetros a la perfección de forma milagrosa (para eso es Dios) y que así al final apareciera la vida y humanos. Pero para los científicos esta solución no es valida, porque no soluciona nada, ni responde nada. Esa misma respuesta tampoco solucionó nada en el pasado y, como a algunos no les bastó, sí se encontraron más tarde una respuesta científica a las preguntas que en un principio no parecían tenerla. Es de esperar que también ocurra en este caso.

Últimamente se está contestando parcialmente a este tipo de preguntas. Si hay cierto margen de error entonces la hipótesis de Dios es falsable, pues no se dan unos valores concretos, fijos y únicos posibles a los parámetros del Universo.

Hace tiempo investigadores encontraron que un cambio de uno de los parámetros podía ser compensado con un cambio en otros de tal modo que la vida todavía era posible. Incluso especulaban con un Universo sin fuerza débil. Encontraron mucha variedad de universos con distintas combinaciones de parámetros. Si volvemos al ejemplo del platillo sería posible cocinarlo durante un poco mas de tiempo si nos hemos pasado en uno de los ingredientes y así compensar los errores en la receta.

Sin embargo, hubo un parámetro que no conseguían arreglar con este tipo de truco y fue el de la constante cosmológica, esa densidad de energía del vacío (o densidad de energía oscura) que hace que el Universo se expanda cada vez más rápido. Esta constante es como una presión que tiene a expandir el Universo. Es la “levadura”, si colocamos poca no se esponjará y si se pasa se hinchara en demasía. Si el universo se expande muy rápido (un valor elevado de esta constante) simplemente no se forman galaxias ni estrellas y por tanto no habría nucleosíntesis, elementos como el carbono y, en consecuencia, no hay vida.

Hasta hace poco se creía que el valor de esta energía del vacío era cero y el problema quedaba solventado. Pero el descubrimiento de la expansión acelerada ha hecho replantearse este punto, sugiriéndose que el valor de esta constante es positivo, pero muy pequeño, casi nulo sin serlo. Es como 122 órdenes de magnitud más pequeña que el valor de la constante de Planck. En concreto Λ0=3,5 × 10-122 unidades de Planck.
Ahora Don Page, de la Universidad de Alberta en Canadá, dice que ya tenemos la respuesta para ese caso.

Según él, en realidad, hay bastante margen para el valor de la constante cosmológica. Este físico ha investigado los efectos de cambiar el valor de esta constante. Si fuera mucho más grande no tendríamos vida posible en el Universo. Pero lo interesante no sólo es que podría ser aún más pequeña, sino negativa.
Si es muy negativa el Universo recolapsa y tampoco hay vida. Pero si tiene un valor negativo pero no muy grande, no solamente se podría formar un universo con galaxias y estrellas, sino que se podría formar uno con más galaxias, estrellas y, en definitiva, más posibilidades para la vida que en el nuestro para una misma cantidad de materia. Si el valor de esta constante fuera negativo entonces actuaría como una presión a favor de la gravedad que tendería a frenar la expansión, dando más tiempo a la formación estelar, a la nucleosíntesis y a las posibilidades de que aparezca la vida. En otras palabras, se incrementaría la fracción de bariones que formarían seres vivos.

Según este autor la vida se maximizaría cuando Λ0 está entre 0 y -3,5 × 10-122 unidades de Planck. Un valor positivo de esta constante, como en nuestro caso, tiende a disminuir las posibilidades de aparición de la vida. Así que, al menos según este investigador, Copérnico gana de nuevo y ni siquiera nuestro universo ocupa una posición privilegiada en el Ominiverso.

Podemos no colocar levadura a nuestra masa y obtener aún así un platillo delicioso, mucho mejor que la receta original.

Si hay otros universos, entonces los hay aún más afortunados que el nuestro, bullentes de vida y de seres que se planteen este tipo de cosas. Éstos tendrán más tiempo pensar y lo seguirán haciendo incluso cuando nosotros, y cualquier otro ser inteligente de este vasto universo, se haya disuelto en el vacío junto con todas las estrellas y galaxias. Los seres de universos más favorables para la vida tendrán toda una eternidad para pensar sobre estas cosas, ver más allá de su Hubble, o atisbar otros universos. Serán los más afortunados.

Referencia:

lunes, 17 de enero de 2011

Horóscopos, psicología y el efecto Forer

La astrología es la pseudociencia que quizá goza de mayor popularidad en la actualidad, es aceptada como una creencia válida y es común su divulgación en los medios. La astología intenta predecir el destino de las personas empleando para ello el movimiento de los astros. Por supuesto carece de fundamentos científicos que reconozcan la validez de sus afirmaciones.

Es frecuente encontrar personas que aseguran exactas y efectivas sus predicciones al grado de considerarla una guía en sus vidas. Aunque pareciera difícil de comprender a que se debe, en 1948 el psicólogo Bertram R. Forer realizaría un experimento que cambiaría la comprensión de la mente y permitiría entender como funcionan los diversos tipos de adivinación que no sólo se restringe a hóroscopos sino abarca también el tarot, los test de personalidad y los oráculos.

Bertram Forer se había doctorado en Psicología Clínica en la Universidad de California 1936, en los años siguientes desempeñaría  funciones de psicólogo y administrador en un hospital militar francés durante la Segunda Guerra Mundial. Pese a las funciones que desarrolló no perdió el interés en la investigación.

En 1948 realizó el experimento que lleva su nombre y que al año siguiente publicaría con el título “The fallacy of personal validation: A classroom demonstration of gullibility” en el Journal of Abnormal and Social Psychology. Para lograrlo solicitó a sus alumnos realizarán un test de personalidad, usando las respuestas de cada uno Forer les realizaría un perfil psicologico. Una vez que los alumnos le entregaron los resultados de los test, los analizó y elaboro un perfil para cada uno, describiendo sus características psicólogicas. También les pidió calificaran los resultados de sus perfiles en una escala del 1 a 5, donde uno indicaba que había fallado y cinco que había acertado con la descripción.

Los resultados de la evaluación indicaban un exitoso 4.26, pruebas más recientes mantienen en promedio un 4.2. Forer había logrado convencer a sus alumnos de que podía comprender el caracter de las personas. Lo más sorprendente es que no había estudiado los test de personalidad y le había entregado a cada uno el mismo resultado, el cual había elaborado uniendo distintos hóroscopos. La descripción era la siguiente:

Tienes la necesidad de que otras personas te quieran y admiren, y sin embargo eres crítico contigo mismo. Aunque tienes algunas debilidades en tu personalidad, generalmente eres capaz de compensarlas. Tienes una considerable capacidad sin usar que no has aprovechado. Disciplinado y controlado hacia afuera, tiendes a ser preocupado e inseguro por dentro. A veces tienes serias dudas sobre si has obrado bien o tomado las decisiones correctas. Prefieres una cierta cantidad de cambios y variedad y te sientes defraudado cuando te ves rodeado de restricciones y limitaciones. También estás orgulloso de ser un pensador independiente; y de no aceptar las afirmaciones de los otros sin pruebas suficientes. Pero encuentras poco sabio el ser muy franco en revelarte a los otros. A veces eres extrovertido, afable, y sociable, mientras que otras veces eres introvertido, precavido y reservado. Algunas de tus aspiraciones tienden a ser bastante irrealistas.
¿Entonces a que se debe su éxito? Forer descubrió que las personas aceptan descripciones vagas y personales, como si fueran suyas sin considerar que la misma descripción se puede aplicar a cualquier persona. El efecto Forer es también conocido como el efecto de validación subjetiva o el efecto de validación personal, debido a que las personas tratan de aceptar las afirmaciones en proporción al deseo de que sean verdad.

Para ello las descripciones cumplen con ciertos elementos: son vagas (agresivo. Ama las relaciones largas), cumplen con una de dos opciones (hay dos tipos de Acuarios: uno es tímido, sensible, y paciente. El otro tipo de Acuario es exuberante, vivo y puede), emplean secretos de las personas (extremadamente raro pero en el buen sentido) y usan verdades universales (no son egoístas en sus relaciones personales y suelen dar más de lo que reciben en sus relaciones personales). De tal manera que cualquier persona puede considerar que es exacto su horóscopo a pesar de lo ambiguo que sean.

viernes, 14 de enero de 2011

La mayor y más profunda fotografía del cielo nocturno

Posee una resolución que supera los tres billones de pixeles, cubre un tercio del cielo nocturno y ha permitido el hallazgo de casi 500 millones de objetos astrónomicos.

La fotografía es fruto de la colaboración internacional del proyecto Sloan Digital Survey III (SDSS-III), con la participación del Instituto de Astrofísica de Canarias, a completa disposición del público de manera gratuita.

La imagen para verla en su tamaño original, requiere 500,000 televisores de calidad HD. Posee más de tres billones de píxeles, conformada por más de un millón de imágenes individuales de cuatro megapíxeles y ha requerido diez años de trabajo.

Además de la imagen y de los casi dos millones de espectros realizados hasta la fecha, los responsables del SDSS-III han repasado algunos de los objetivos de cartografiado que tienen planteados hasta la conclusión de la colaboración, prevista para 2014. Los datos se han mostrado en una rueda de prensa celebrada durante la 217ª Conferencia de la Sociedad Astronómica de América, que tiene lugar en Seattle (Estados Unidos).

Como explica el investigador del IAC Carlos Allende, "el SDSS se ha considerado, en los últimos años, como uno de los proyectos internacionales de mayor impacto en Astrofísica. Su impacto en los años sucesivos se prevé aún mayor, por encima de muchos otros proyectos con presupuestos más abultados".

La imagen del cielo nocturno presentada en Seattle es un buen exponente de su trabajo. Se empezó a crear en el año 2000 en el observatorio Apache Point (Nuevo México, EEUU). Durante estos diez años, un detector de 216 megapíxeleles -la mayor cámara digital del mundo- captó imágenes del cielo a través del telescopio del observatorio, de 2,5 metros de diámetro y con un campo de visión de siete grados cuadrados, un tamaño inusual en este tipo de dispositivos que favorece la eficiencia de observación.

Tras una década de trabajo, la cámara dejará de prestar servicio en los próximos días. Ha logrado retratar un tercio del cielo y ha permitido el descubrimiento de infinidad de cuerpos estelares: asteroides, estrellas, galaxias, cuásares distantes, entre otros. Las posiciones, colores y formas de todos ellos se incluyen en la imagen presentada en Seattle. Con ello, sus responsables buscan dar mayor difusión al trabajo del SDSS, no sólo en el ámbito científico sino también en el ciudadano. Por ejemplo, la información recabada por el proyecto es empleada por Google Sky para que cualquier usuario del buscador pueda surcar el Universo desde su ordenador.

Objetivos para 2014

Antes de la finalización del SDSS-III en 2014, los científicos tienen pendiente cuatro proyectos de cartografiado espectroscópico. El primero de ellos es BOSS, que estudia la estructura a gran escala del Universo y planea determinar la distancia a la que se encuentran más de un millón de galaxias masivas detectadas en la imagen sepresento. David Schlegel, investigador del Lawrence Berkeley National Laboratory (San Francisco, EEUU) y principal responsable de BOSS, explica que el proyecto proveerá de mapa tridimensional de la distribución de estas galaxias en el espacio. Será el mayor de su clase.

El objetivo final de BOSS es dotar de datos precisos sobre la densidad de la energía oscura, una forma hipotética de materia que estaría presente en todo el espacio y que, con su presión, tendería a incrementar la aceleración de la expansión del Universo. Schlegel, explica que "la materia oscura es el mayor enigma al que se enfrenta la ciencia en la actualidad".

También se tiene previsto SEGUE, que estudiará la composición química y los movimientos de cientos de miles de estrellas de las partes exteriores de la Vía Láctea, con el objetivo de ampliar nuestro conocimiento de la vecindad del Sol en la galaxia. Los datos de SEGUE, ya han podido confirmar la teoría de que las nuevas galaxias surgen por la fusión de otras dos.

SDSS-III también incluye el proyecto MARVELS, un estudio estadístico en unas 8.500 estrellas próximas al Sol en busca de planetas masivos (de gran tamaño). Los astrónomos esperan descubrir cientos de estos planetas y un número similar de enanas marrones, un cuerpo celeste a mitad de camino entre un planeta masivo y una estrella fría.

Por último APOGEE, que usa uno de los espectrógrafos de infrarrojo más grandes del mundo para capturar, en todas las direcciones de nuestra galaxia, 100.000 espectros de gigantes rojas, estrellas evolucionadas difíciles de analizar debido a que su luz visible es oscurecida por el polvo concentrado en el plano central de la Vía Láctea. Se estima que el Sol se convertirá en una de ellas dentro de unos 5.000 millones de años, absorbiendo Mercurio y quizás La Tierra. APOGEE, cuyo software también se desarrolla en el IAC, busca estudiar la composición y cinemática de este tipo de cuerpos.

Referencia:

lunes, 10 de enero de 2011

IceCube Neutrino Observatory: Un detector de neutrinos

IceCube en la Estación Amundsen-Scott, en el Polo Sur. Créditos: NSF/C. Carpente
El IceCube Neutrino Observatory es una estructura de más de un kilómetro cúbico ubicada a 1,400 metros debajo de la Antartida, que requirió diez años para poder ser construida y la colaboración de Estados Unidos, Belgica, Alemania y Suecia.

Tiene como propósito detectar la "radiación de Cherenkov", un tipo de radiación que es producida por el paso de partículas a través de un medio a una velocidad superior de la luz en tal medio. Estudiará los neutrinos, una de las partículas elementales que viajan casi a la velocidad de la luz, con carga neutra y que facilmente pueden atravesar objetos, haciendo difícil su observación.

Los neutrinos a pesar de que pueden atravesar materia con facilidad, rara vez interactúan con átomos. Se considera que trillones de estas partículas atraviesan cada segundo el planeta, pero por su diminuta masa en raros casos colisionan con un átomo. Su importancia radica en que permiten identificar la materia oscura en el Universo para así continuar los estudios de tan enigmática materia.

Para poder detectar las colisiones, el detector debe de tener grandes dimensiones y estar bajo tierra para poder aislar otras radiaciones.

El IceCube Neutrino Observatory operado por la Universidad de Wisconsin-Madison y el National Science Foundation, reconocerá una luz azul, la llamada radiación de Cherenkov producida por los neutrinos cuando choquen contra el hielo, para ello se aprovechara de los hielos del Polo Sur, uno de los hielos más puros.

Estructura
Estructura de IceCube Neutrino Observatory. Créditos: IceCube Science Team - Francis Halzen, Department of Physics, University of Wisconsin

Esta ubicada cerca de una de las bases de EE.UU. en la Antartida. Para conseguir la profundidad deseada se uso una excavadora que usó agua caliente para poder penetrar 2 kilómetros de profundidad.

Se requirieron diez años para poder concluirlo, siendo en diciembre pasado cuando se colocaron los últimos fotodetectores a una profundidad de 2.5 kilómetros. Cada uno de los sensores, del tamaño de un balón, se ha colocado en un bloque de hielo.

Las señales que se han capturadas por los tubos fotomultiplicadores (PMT) se digitalizaran y enviaran a la superficie, para su posterior estudio.

Áreas de estudio

Además de estudiar la radiación de Cherenkov y los neutrinos, el IceCube Neutrinos Observatory tiene como propósitos:

Las fuentes puntuales de neutrinos de alta energía. Una fuente puntual de los neutrinos podrían ayudar a explicar el misterio del origen de los rayos cósmicos de mayor energía. Estos rayos cósmicos tienen energías suficientemente altas que no pueden controlarse por los campos magnéticos galácticos, por lo que se cree proceden de fuentes extra-galácticas. IceCube puede observar estos neutrinos: su área de distribución de energía observable es de unos 100 GeV (0,1 TeV) a varios PEV. Cuanto más energía produzca un evento, más posibilidad de que IceCube las detecte, en este sentido, IceCube es más similar a los telescopios Cherenkov como el Observatorio Pierre Auger de lo que es a la experimentación con los neutrinos, tales como Super-K.

A pesar de que se espera que IceCube detecte muy pocos neutrinos (en relación con el número de fotones detectados por los telescopios más tradicional), debe tener una resolución muy alta con los que se encuentran. Durante varios años de funcionamiento, se podría producir un mapa de flujo del hemisferio norte, similar a los mapas ya existentes, como la del fondo cósmico de microondas o rayos gamma de telescopios , que utilizan la terminología de las partículas más como IceCube. Del mismo modo, KM3NeT pudo completar el mapa para el hemisferio sur.

Estallidos de rayos gamma que coincida con los neutrinos.Cuando los protones colisionan entre sí o con fotones , el resultado suele ser piones . Piones cargados decaen en muones y muones neutrinos, mientras que piones neutros decaen en rayos gamma . Potencialmente, el flujo de neutrinos y el flujo de rayos gamma pueden coincidir en ciertas fuentes, tales como las explosiones de rayos gamma y los remanentes de supernova , indicando la naturaleza evasiva de su origen. Los datos de IceCube se utilizarán en combinación con detectores de rayos cósmicos como HESS y MAGIC para este objetivo.

Búsqueda indirecta de materia oscura. La partícula fundamental (WIMP) de materia oscura puede ser atraída por el Sol. Cuando se alcanza una masa crítica, se poempiezan a aniquilar ellas mismas. Los productos de desintegración de esta aniquilación son neutrinos, que pueden ser observados por IceCube como un exceso de neutrinos de la dirección del sol. Esta técnica de buscar los productos de desintegración de la aniquilación WIMP se llama indirecta, a diferencia de las búsquedas directas que buscan la interacción de materia oscura dentro de una figura. Búsquedas WIMP son más sensibles a modelos dependientes de muchas búsquedas directas, porque el Sol está hecho de elementos más ligeros que los detectores de búsqueda directa (por ejemplo de xenón o germanio).

Oscilaciones de neutrinos.IceCube puede observar oscilaciones de neutrinos atmosféricos de lluvias de rayos cósmicos. Es más sensible que el rango ~ 25 GeV de Deep Core, siendo capaz OceCube de observar a θ23. A medida que más datos se recojan IceCube puede refinar esta medida, siendo posible observar un cambio en el pico de la oscilación de neutrinos que determina la jerarquía de masas . Este mecanismo para la determinación de la jerarquía de masas sólo funcionaría si θ13 es lo suficientemente grande (cerca de los límites actuales).

Supernovas galácticas. A pesar de que los neutrinos individuales de las supernovas tienen energías muy por debajo del punto de corte de energía IceCube, IceCube puede detectar una supernova local. La supernova tendría que estar relativamente cerca (dentro de nuestra galaxia) para obtener los neutrinos suficiente antes de 1/r2 distancia de dependencia.

La teoría de cuerdas.La estrategia de detección descritos, junto con su posición en el polo Sur, podría permitir que el detector proporcione la primera evidencia experimental sólida de dimensiones adicionales previstas en la teoría de cuerdas . Muchas extensiones del Modelo Estándar de física de partículas, incluyendo la teoría de cuerdas, proponer un neutrino estéril , en la teoría de cuerdas se trata de hecho de una cuerda cerrada . Estos podrían filtrarse en las dimensiones extra antes de regresar, por lo que parecen viajan más rápido que la velocidad de la luz. Un experimento para probar esto puede ser posible en un futuro próximo. Por otra parte, si los neutrinos de alta energía microscópica crean agujeros negro (según lo predicho por algunos aspectos de la teoría de cuerdas) daría lugar a una lluvia de partículas, resultando en un aumento de neutrinos "down" a la par de una reducción de neutrinos "up".

viernes, 7 de enero de 2011

La física puede demostrar que los ovnis no existen

Crédito: Warner Bros.
En esta semana en el Periódico El Universal apareció una nota titulada "Mexicanos consideran “peligrosos" a científicos", que si bien posee un título sensacionalista, da motivo para la reflexión. Para mayor referencia es posible tener acceso al documento "Percepción Pública de la Ciencia y la Tecnología en México 2009" (XLS), que fue la encuesta de la cual surgió el artículo.

La encuesta permite constatar que desgraciadamente vivimos en un mundo de contrastes, como los definía hace años Carl Sagan en su libro "El mundo y sus demonios", donde la Ciencia convive con el oscurantismo en un desolador panorama que parece no tener fin.

En este sentido, donde la homeopatía, astrología, parapsicología y otros pseudociencias tienen cada vez más cabida y respaldo, no resultaría extraño que también se aceptara la existencia de OVNIS y en consecuencia reconocer la Ufología como un compendio de verdades.

Por fortuna la Física puede ayudarnos para descartar la existencia de los OVNIS y por ende la Ufología. El concepto de OVNI (Objeto Volador No Identificado) surgió en 1947 en Washington, en ese año el piloto Kenneth Arnold afirmó que nueve objetos si identificar habían surgido de manera espontánea frente a su nave. Presa del pánico y una vez en tierra, relato a un grupo de personas entre los cuales se encontraba un reportero como había visto objetos que "volaban erráticamente, como un plato lanzado al agua".

La prensa hizó el resto y las declaraciones de Kenneth se malinterpretaron, tergiversaron y se terminó diciendo que Arnold había visto naves con forma de platillos voladores. Desde entonces reportes de objetos voladores se han reportado alrededor del mundo.

Naves con formas más o menos aplanadas (discos, semisferas, cilindros) redondeadas, sin aristas que despiden luces intensas y que realizan movimientos a grandes velocidades son historias contadas una y otra vez a través de distintas facetas.

Una de los argumentos constantes en cada uno de los relatos que aseguran haber visto un OVNI describen como no emitían ningún sonido, lo cual resulta poco creíble cuando se considera que tales objetos vuelan a más de 2,000 kilómetros por hora. A tal velocidad se supera la barrera del sonido (1,224 kilómetros por hora) produciendo una sonora e impactante explosión sónica.

Por más avanzada que sea su tecnología, de existir, que resulta algo improbable, el vuelo de estas naves debe ser tan ruidoso como cualquier objeto que logre tal velocidad.

También los testigos de tal peculiaridad, cuentan como las naves giran sobre su propio eje. De producirse esto se lograría una fuerza centrífuga en la nave, haciendo que sus pasajeros fueran lanzados a los extremos de la nave y ahí permanecieran sin poder evitarlo, debido a la fuerza que se genera sobre ellos.

Por más que en las películas de ciencia ficción las naves giren y a los extraterrestres parezca no pasarle nada, la realidad es contraria y no son más que un error en las películas.

Otro fenómeno conocido son los giros que realizan a una gran velocidad, lo cual de ser cierto llevaría a la muerte de sus tripulantes. La Tierra ejerce una fuerza de gravedad cuya aceleración es de 10 metros por segundo (conocida tal fuerza como g). Al aumentar la velocidad de aceleración, aumenta la fuerza g, por ejemplo a 30 metros por segundo de aceleración se obtendrían 3 g y haría que el peso de los cuerpos aumentarán en la misma proporción.

"Un platillo volante desplazándose a 1080 km/h y que girase repentinamente hacia un lado en ángulo recto a la misma velocidad en una décima de segundo sufriría una aceleración de 300 g’s."
Sergio L. Palacios "La guerra de dos mundos"

El ser humano tolera soporta 10 g, resulta difícil imaginar a extraterrestres que soportan tal fuerza sin sufrir ningún daño en sus órganos.

No podemos olvidar por último que muchos de estos avistamientos, son producto de fenómenos tales como la luminosidad de Venus, gases de los pantanos, anomalías de la atmósfera, basura espacial, satélites, aviones y ecos de radar.

Llegado a este punto aunque no sea posible negar de manera absoluta la existencia de vida extraterrestre si es posible mediante los conocimientos que poseemos reconocer que los OVNIS es posible que no existan, puesto que no existen pruebas consistentes y concluyente que lo demuestren.

Referencias:

Cendrero, "¿Es posible desmontar la ufología utilizando sólo la física?", El busto de Palas.

lunes, 3 de enero de 2011

Cómo la Wii y Kinect propician emociones

Crédito: Nintendo.
Juegos de la consola Wii de Nintendo deben parte de su extraordinario éxito a las emociones que desencadenan movimientos específicos: En esencia, la consola podría estar utilizando su cuerpo para introducirse en el cerebro.

Una mejor comprensión de como los movimientos provocan emociones no sólo podría conducir a un mejor juego, algún día podría ayudar a mejorar electrónicos o interfaces basadas en gestos multitouch.

"No hay razón por la que hacer frente a una hoja de cálculo o la clasificación de correos electrónicos no puede ser tan maravilloso como el tai chi", comenta Katherine Isbister del Instituto Politécnico de Nueva York en Brooklyn. "Los juegos son los ecosistemas perfecto para la evolución de la diversión y espero que podamos ser capaces llevar de extrapolar lo aprendido a otros ambientes".

La Wii de Nintendo emplea un dispositivo (Wiimote) que detecta el movimientos físico en los juegos. En tan sólo cuatro años se convirtió en la consola más vendida de todos los tiempos. Ahora Isbister y sus colegas están investigando cómo los juegos de Wii nos puede hacer sentir mediante la asignación de las respuestas de ciertos movimientos y gestos que evocan.

Por ejemplo, en "Star Wars: The Force Unleashed", un jugador puede arrojar un objeto o a una persona al suelo, empleando para ello el nunchuk de la Wii, creando un sentimiento de agresión.

"Usted puede hacer que la gente perciba toda gama de sentimientos empleando los movimientos, lo que es una rama de investigación donde la Wii pueda participar", agrega Isbister. "Muchos de estos juegos se han topado con hacer esto ya sin darse cuenta de las ciencias sociales subyacentes".

Numerosos estudios han demostrado que los movimientos o posturas generan señales que el cerebro puede utilizar para averiguar cómo se siente, un fenómeno llamado el efecto físico de la retroalimentación. Juegos de Wii también pueden crear emociones entre las personas a través del "contagio emocional", donde el cerebro nos puede hacer sentir lo que vemos, escuchamos, leemos o que la experiencia de otros.

Los científicos están clasificando los movimientos vistos en los juegos de Wii mediante un sistema desarrollado por el famoso investigador Rudolf Labán que a principios del siglo XX estudio la danza, codificando los movimientos basados en factores tales como si eran rápidos o lentos, ligeros o pesados.

Además de experimentar con los juegos que son los más vendidos, los mejor valorados así como los recomendados por los desarrolladores, también están usando mini-juegos que se diseñan para probar movimientos específicos en los jugadores. Uno de estos juegos, que ellos llaman Wriggle, examina como la cabeza se bambolea y la inclinación del cuerpo. Los investigadores toman vídeo de las personas mientras juega, se capturan sus movimientos para después hacer una entrevista antes y después de jugar para estudiar como cambian sus estados de ánimo.

Los resultados preliminares revelan que no sólo es importante el tipo de movimiento, sino también la calidad del mismo. Por ejemplo, mientras Boogie Superstar y Wii Cheer involucran el baile, los participantes en las pruebas disfrutar este último mucho más que el primero, diciendo que se sentían limitados por la mecánica de Boogie Superstar a diferencia de Wii Cheer.

Hay muchas direcciones para las investigadores sobre la Wii, señala Isbister. Por ejemplo, se están desarrollando mini-juegos para analizar los efectos de los movimientos sociales, como Torch, donde los socios colaboran para pasar una llama de un pilar a otro. "Físicamente estar en sincronía puede conducir a sentimientos de agrado o confianza. Puede hacer que la gente se siente más conectada". Isbister agrega "en general, la mecánica de juego cooperativo parece poco desarrollados hasta ahora en la Wii, por lo que podría ser un área abierta de oportunidades".

El trabajo futuro también podría integrar movimientos más desarrollados en la historia de un juego, sugiere Isbister. "Una de las cosas realmente maravillosas que puede hacerse con los juegos es la identificación con los protagonistas, realizar el viaje del héroe podría hacer sentir que los jugadores aprendieran a ponerse de pie y moverse de la misma manera - para ir, por ejemplo, de una postura vacilante a una de confianza", explica.

Además ese trabajo puede influir en las interacciones multitouch actuales y las interfaces basadas en gestos, los investigadores también están mirando con interés el estudio de nuevos sistemas como Kinect de Microsoft, que sigue los movimientos del jugador con una cámara en lugar de un mando a distancia. Dicho sistema podrá incorporar más fácilmente movimientos de todo el cuerpo en los juegos, lo que podría ser más atractivo que sólo las partes móviles del cuerpo. Además, el Kinect podría reconocer estados de ánimo como la frustración, al observar la postura del cuerpo y ajustar los juegos para que fueran más fáciles, sugiere el investigador Ulf Schwekendie.

La investigación desarrollada por Isbister en forma natural ayudaría en el diseño de juegos basados en movimiento, un área que ha sido y seguirá creciendo en los próximos años, considera la investigadora en interacción persona-ordenador Kristina Höök en la Universidad de Estocolmo en Suecia. "Pero dada la evolución de la tecnología móvil y ubicua, veremos más y más la interacción del cuerpo entero y los gestos utilizados también en otros tipos de aplicaciones - la comunicación social y emocional entre los usuarios, la interacción con servicios basados en nuestro medio ambiente, usos lúdicos fuera de la juegos, arte interactivo y herramientas creativas para la TV".

"Ya deslizar nuestra tarjeta de prepago del metro sobre el lector RFID -podría ser un movimiento agradable y no sólo funcional", añade Höök

"El diseño de interacción, como si no tuviéramos ningún organismo o emoción va en detrimento de lo que significa ser humano", considera Höök. "El trabajo de Isbister está en la razón de lo que significa ser humano".

Isbister y sus colegas detallan sus hallazgos en un capítulo del libro "Whole Body Interaction" (La interacción del cuerpo) próximo a publicarse y también presentarán su trabajo en la conferencia CHI en mayo de 2011 y en la conferencia "Fundamentos de los Juegos digitales" en junio y julio de 2011.

Referencia:
Charles Q. Choi, "How Wii and Kinect Hack Into Your Emotions", Wired.

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