La física moderna acaba de anunciar el nacimiento de su último retoño. Investigadores de la Universidad de Bonn han conseguido fabricar un superfotón o, dicho de un modo más científico, un condensado de Bose-Einstein con fotones. Un condensado se forma cuando se enfrían y condensan lo bastante partículas idénticas. Entonces se comportan como una única partícula cuántica.
En teoría es factible obtener un condensado partiendo de cualquier partícula, masiva o no, que pertenezca a la familia de los bosones (la misma que la de los fotones). El primer condensado gaseoso se consiguió en 1995 con miles de átomos de rubidio enfriados a 10nK. Fue obra de Eric Cornell y Carl Wieman, lo que les valió el Premio Nobel de Física en 2001. Sin embargo, obtener un condensado de fotones presenta una dificultad extra: los fotones tienen tendencia a desaparecer a baja temperatura.
El equipo de Weitz ha conseguido superar este problema gracias a un proceso de dos etapas. En un conjunto de espejos muy reflectantes se sitúan moléculas de colorante en suspensión, y éstas colisionan puntualmente con los fotones que se desplazan entre los espejos. Cuando esto ocurre, los fotones liberan una pequeña cantidad de energía enfriándose. Seguidamente, la solución es estimulada con un láser para aumentar la concentración de fotones sin cambiar la temperatura: así nace un superfotón.

Créditos imagen: Jan Klärs, Julian Schmitt, Frank Vewinger y el Prof. Martin Weitz alrededor de su superfotón.- Volker Lannert

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Des physiciens de Bonn créent un "super-photon“

La teoría de la pulsación estelar proporciona un método para determinar las masas de cierto tipo de estrellas supergigantes pulsantes, las Cefeidas, pues es la pulsación la que hace variar la luminosidad de éstas. Sin embargo, las masas de las Cefeidas en la teoría de la pulsación son más pequeñas que las derivadas de la teoría de evolución estelar, una diferencia que desde hace más de treinta años se conoce como el problema de la discrepancia de masa. Para poderlo solventar, hace falta observar una Cefeida que forme parte de un sistema binario con otra estrella y que se eclipsen mutuamente, de manera que sea posible determinar con exactitud la masa de la Cefeida a partir de estos eclipses.
Ahora, un equipo de astrónomos polaco-chilenos ha conseguido descubrir precisamente un sistema de estas características en la galaxia vecina de la Gran Nube de Magallanes, y ha sido capaz de establecer con un 1 % de precisión la masa de la Cefeida de esa pareja de estrellas. El resultado: la masa coincide fielmente con la que predice la teoría de la pulsación, lo que la avala respecto de la teoría de la evolución estelar.
Esta nueva y precisa determinación de masa de una Cefeida es muy importante pues podrá ayudar a mejorar las estimaciones de las distancias en el Universo basadas en este tipo de estrellas. Las Cefeidas se utilizan como patrones para poder calcular las distancias a otros astros gracias a una característica propia conocida como la relación periodo-luminosidad, una potente herramienta indicadora de la lejanía de estas estrellas.

Créditos imagen: Impresión artística de la estrella binaria OGLE-LMC-CEP0227 i, uno de cuyos miembros es una Cefeida pulsante. (ESO/L. Calçada)

Más información: Resuelven el misterio de la estrella pulsante

GERDA (nombre femenino de origen germánico) son las siglas en inglés de GERmanium Detector Array, un experimento que ha empezado este mes en el laboratorio de partículas Istituto Nazionale di Fisica Nuclear (Italia). Este proyecto europeo reúne a institutos de investigación alemanes, italianos, suizos, belgas, poloneses y rusos.
Los científicos esperan que GERDA responderá a una cuestión clave en la física moderna: ¿es el neutrino su propia antipartícula? Una partícula y una antipartícula (por ejemplo, un protón y un antiprotón) presentan la capacidad de aniquilarse al contacto. Si los neutrinos fueran su propia antipartícula, se podrían aniquilar mutuamente.
El principio experimental de GERDA se basa en la desintegración radioactiva del germanio y en un proceso extremadamente extraño que se llama doble desintegración beta sin neutrino. La doble desintegración beta “clásica” transforma simultáneamente dos neutrones en dos protones, y provoca la emisión de dos electrones y dos neutrinos. Si esta desintegración llegara a no emitir neutrinos, esto significaría que son anulados y que son entonces su propia antipartícula.   
La principal dificultad del experimento radica en la rareza del fenómeno. Su observación exige tiempo y una gran precisión. Por ello GERDA se ha construido de modo a proteger las medidas frente a las partículas externas (procedentes del Universo, de la roca e incluso de los mismos instrumentos). Los cristales de germanio se sumergen en un criostato de 4 metros de ancho por 6 metros de alto lleno de argón líquido a -186°C, que está situado en el centro de un tanque de agua de 10 metros de diámetro y 9 metros de alto. ¡El conjunto está debajo de 1.400 metros de rocas!

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GERDA

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GERDA

Las teorías de evolución estelar nos dicen que las estrellas con una masa superior a ocho o más veces la de nuestro Sol explotan como supernovas al final de sus vidas, y que lo que queda de dicha explosión, en función de la masa remanente, puede ser una estrella de neutrones (si pesa como dos o tres soles) o un agujero negro (si supera ese límite).

Un estudio reciente liderado por la Universidad de Arizona ha observado en nuestra galaxia dieciséis sistemas estelares compuestos por un agujero negro y una estrella compañera, y ha encontrado que ninguno de los agujeros negros tiene una masa de entre dos y cinco veces la solar. Esta sorprendente observación parece dar a entender que este tipo de agujeros negros “ligeros” no existen, lo que haría replantearse las ideas actuales de formación de estos cadáveres estelares. Por lo pronto, los datos de este trabajo pueden darnos nuevas pistas acerca del colapso y explosión de las estrellas en las últimas etapas de su existencia.

Créditos imagen: Impresión artística de un agujero negro absorbiendo materia de una estrella cercana - ESA/NASA

Más información: Missing: Milky Way's smallest black holes

¡El mundo va demasiado deprisa! ¡El mundo se ha vuelto loco! ¿Quién no ha oído o pronunciado alguna vez una de estas afirmaciones refiridas al progreso tecnológico, el aumento demográfico y los mercados económicos o de la información?
Ahora es posible estimar en tiempo real la evolución de algunas cifras claves de nuestra sociedad y nuestro planeta en grandes temas como la población mundial, los estados, las políticas económicas, la sociedad, el medio ambiente, la alimentación, el agua, la energía o la salud. Se trata de estimaciones, claro, pero están basadas en estadísticas realizadas a partir de fuentes fiables de la BBC.

Tienen un cita con las medidas del mundo (ver Más información). Aprenderán que la población mundial crece de un individuo por segundo; que hoy a las 11h 20 TU. han nacido 196.080 niños; que este año se han producido más de 96 millones de bicicletas y publicado más de 462 millones de periódicos (con un ritmo de 10 a 20 por segundo); que las toneladas de CO2 liberadas han superado los 19.000 millones (se emiten 1.000 toneladas por segundo); que la humanidad ha producido unos 4.600 millones de toneladas de alimentos o que el planeta Tierra ha recibido 2.421.000 millones de toneladas cúbicas de energía solar! Hay de qué sentir vértigo…

No dejen de mirar la información en otros idiomas, a veces hay datos complementarios. Por ejemplo, en francés ¡uno descubre que más de dos millones de mensajes se envían por segundo y que la Tierra ha recorrido 829 millones de kilómetros en el Sistema Solar desde principios de año!

Créditos imagen: Anthony Baillard

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