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martes, 10 de agosto de 2010

Las Extremas Condiciones Que Conducen a la Sonoluminiscencia
9 de Agosto de 2010. Foto: Hangxun Xu y Ken SuslickLas ondas de ultrasonido de alta intensidad que viajan a través de un líquido dejan burbujas en su estela. Bajo las condiciones correctas, estas burbujas implosionan de modo espectacular, emitiendo luz y alcanzando muy altas temperaturas, en un fenómeno que se conoce como sonoluminiscencia. Los científicos han observado implosionar a burbujas sometidas a temperaturas tan altas que el gas dentro de ellas se ioniza formando plasma, pero cuantificar con la debida precisión la temperatura y la presión ha sido poco viable hasta ahora.
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En un nuevo estudio, Kenneth S. Suslick, profesor de química en la Universidad de Illinois, y David Flannigan, actualmente en el Instituto Tecnológico de California, han determinado, mediante experimentos, la temperatura y otros parámetros.

Suslick y Flannigan observaron por primera vez la sonoluminiscencia superbrillante en el 2005, al enviar ondas de ultrasonido a través de soluciones de ácido sulfúrico para crear las burbujas
En los nuevos experimentos, se ha hecho básicamente lo mismo, sólo que ahora se ha realizado un análisis detallado de la forma del espectro observado, lo que proporciona información precisa sobre las condiciones existentes en la región alrededor de los átomos dentro de la burbuja cuando ésta se derrumba sobre sí misma.

La temperatura puede ser varias veces mayor que la reinante en la superficie del Sol, y la presión puede superar a la existente en el fondo de la fosa abisal más profunda del océano.

Lo que es más, los investigadores consiguieron determinar cómo estas propiedades son afectadas por la violencia con que se derrumba la burbuja, y encontraron que las condiciones del plasma generado pueden ser muy extremas.

El dúo observó temperaturas por encima de los 16.000 grados Celsius, cerca de tres veces la temperatura en la superficie del Sol. También midieron durante la implosión de la burbuja densidades de electrones similares a las generadas en experimentos de fusión por láser. Sin embargo, Suslick aclara que su grupo no ha observado evidencia alguna de que durante la sonoluminiscencia tenga lugar la fusión que algunos científicos han teorizado como posible en tales circunstancias.

Los investigadores comprobaron además que las propiedades del plasma muestran una fuerte dependencia hacia la violencia de la implosión de la burbuja, y que el grado de ionización, o sea cuánto gas se convierte en plasma, aumenta cuando se incrementa la presión acústica.

Información adicional en:

sábado, 29 de mayo de 2010

¿Cómo saber cuantas horas de luz quedan?

Cuantas horas de luz quedan

Os dejo uno de esos interesantes “tips” (consejo práctico) que utilizan los Boy Scouts cuando salen de acampada, y que seguramente aparecería recogido en el clásico manual de los jóvenes castores. Existe una norma de seguridad que dice que hay que comenzar a plantar la tienda dos horas antes de que se haga de noche. Pero ¿cómo saber cuantas horas de luz quedan en un momento dado? Sencillo, estira el brazo y cuenta los dedos que hay entre el sol y el horizonte; cada dedo equivale a quince minutos por lo que cada mano equivale a una hora. En el ejemplo de la imagen, al campista le quedan dos horas (caben dos manos) para que se haga de noche, así que es justo el momento de empezar a preparar el refugio. Muy sencillo y útil ¿verdad?

miércoles, 5 de mayo de 2010

Desarrollan un láser capaz de generar nubes de lluvia

Durante tiempos inmemoriales, el ser humano ha intentado manipular la meteorología. Al principio mediante técnicas poco eficaces, como las oraciones, los bailes rituales o el poner un cesto de huevos en la puerta de una parroquia.

Después llegaron técnicas un poco más eficaces, como la siembra de nubes mediante yoduro de plata. A finales de los años 1940, tres científicos de General Electric que trabajaban en Schenectady (Nueva York) esparcieron con éxito el yoduro de plata, que es un compuesto químico usado en fotografía y como antiséptico en medicina y que permite inducir la nucleación de cristales de hielo en el sembrado de nubes para provocar lluvia artificial.

Por cierto, dos de esos científicos eran Bernard Vonnegut y su hermano menor, Kurt. Sí, el novelista de fama mundial, en cuyos escritos incluyó mucho de la imaginativa ciencia que había visto en Schenectady.

Pero esta técnica no funciona siempre. Así que ha llegado la nueva y última manera de pedirle a los dioses que hagan llover: físicos europeos han demostrado por primera vez que los láseres pueden utilizarse para formar nubes y provocar la caída de gotas de lluvia, acabando así con las zonas de sequía.

sábado, 1 de mayo de 2010

Avance Importante en la Iluminación Blanca Mediante OLEDs

30 de Abril de 2010. Foto: Roy Kaltschmidt, Berkeley Lab Public AffairsLos diodos emisores de luz, que emplean semiconductores para producirla, podrían reducir el consumo de electricidad y el impacto de las emisiones de gases con efecto invernadero. Sin embargo, llevar esta tecnología más allá de los punteros láser y las luces piloto de aparatos eléctricos, para abarcar también la iluminación en viviendas y oficinas, donde se usa una gran parte de la electricidad, requiere que emitan una luz blanca que sea brillante y que se genere de manera barata y eficiente. La luz blanca es la mezcla de todos los colores o longitudes de onda del espectro visible.
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Los diodos emisores de luz orgánicos (OLEDs) son candidatos prometedores para el alumbrado en general, ya que pueden cubrir grandes áreas de pantallas o paneles, usándose técnicas baratas de procesamiento. De hecho, las pantallas OLED de un solo color ya están disponibles comercialmente. Una mezcla de materiales que emitan luz roja, verde y azul, puede usarse para generar la luz blanca, pero estas bandas de color a menudo interactúan entre sí, degradando el funcionamiento del dispositivo y reduciendo la calidad del color de su luz.
Usando nanopartículas de polímero para albergar "tintas" emisoras de luz, un equipo de especialistas del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, incluyendo a Biwu Ma, y expertos de la Universidad de California en Berkeley, ha hecho un OLED de película delgada capaz de emitir varios colores de luz visible, produciendo de ese modo la luminiscencia blanca sin los problemas de interferencias que sufren otros sistemas.

La luz blanca de los OLEDs puede ajustarse para producir blancos más fríos o más cálidos, haciendo que estos materiales resulten confortables de usar en casa o en el trabajo.

En países como Estados Unidos, los edificios son responsables de más del 40 por ciento de las emisiones de carbono, de modo que si se reemplazara con OLEDs una pequeña fracción de las lámparas convencionales, eso ya podría acarrear una reducción significativa en el consumo de electricidad.

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lunes, 22 de febrero de 2010

Anudar Luz


22 de Febrero de 2010. Foto: Bristol U.La hazaña de "atar" luz en "nudos" ha sido lograda por un equipo de físicos de las universidades de Bristol, Glasgow y Southampton.


Averiguar cómo controlar la luz de esta manera va a tener importantes repercusiones en la tecnología láser que se utiliza en numerosos sectores industriales.

En un rayo de luz, el flujo de luz a través del espacio es similar al agua que fluye por un río. Aunque suele fluir en línea recta, la luz también puede fluir en remolinos, formando líneas en el espacio llamadas "vórtices ópticos”.

A lo largo de esas líneas en el espacio, o vórtices ópticos, la intensidad de la luz es cero (negro). La luz a nuestro alrededor está llena de estas líneas oscuras, aún cuando no podemos verlas.
Los vórtices ópticos pueden ser creados con hologramas que dirijan apropiadamente el flujo de luz. En este trabajo, el equipo diseñó hologramas valiéndose de la teoría de nudos, una rama de las matemáticas abstractas inspirada en los nudos de la vida cotidiana, como los que hacemos con cuerdas o con los cordones de los zapatos. Usando estos hologramas especialmente diseñados, los investigadores han conseguido crear nudos en los vórtices ópticos.

Esta nueva investigación demuestra una aplicación física para una rama de las matemáticas que antes se consideraba completamente abstracta.

La línea de estudio de los vórtices anudados fue abierta por Lord Kelvin en 1867. El nuevo trabajo de investigación, en el que han intervenido Mark Dennis, de la Universidad de Bristol, y Miles Padgett, de la Universidad de Glasgow, abre otro capítulo en la historia de este asombroso campo de la física.

Información adicional en:



miércoles, 27 de enero de 2010

Fotones observados a velocidades aparentemente mayores que la de la luz

Escrito por Kanijo en Fí­sica
Fotones más rápidos que la luz
Un fotón viaja a través de capas alternas de un material de índice refractivo bajo (azul) y alto (verde) más rápido o más lento dependiendo del orden de las capas. Una capa adicional estratégicamente añadida puede reducir drásticamente el tiempo de transición.

Investigadores del Instituto Cuántico Conjunto (JQI), una colaboración del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología y la Universidad de Maryland en College Park, pueden acelerar fotones (partículas de luz) a velocidades aparentemente mayores que la de la luz a través de una pila de materiales añadiendo una única capa estratégica. Esta demostración experimental confirma las intrigantes predicciones de la física cuántica de que el tránsito de la luz a través de materiales complejos multicapa no necesariamente depende del grosor, como sucede para materiales simples como el vidrio, sino del orden en que se apilen las capas. Éste es el primer estudio publicado sobre esta dependencia en fotones aislados.

Estrictamente hablando, la luz siempre logra su máximo de velocidad en un vacío, y frena apreciablemente cuando viaja a través de una sustancia material, como el vidrio o el agua. Lo mismo es cierto para la luz que viaja a través de una pila de materiales dieléctricos, los cuales son eléctricamente aislantes y pueden usarse para crear estructuras altamente reflectantes que a menudo se usan como coberturas ópticas en espejos y fibra óptica.

En unas medidas experimentales anteriores de seguimiento (ver “A Sub-femtosecond Stop Watch for ‘Photon Finish’ Races”, NIST Tech Beat, 14 de marzo de 2008.), los investigadores del JQI crearon pilas de aproximadamente 30 capas de dieléctricos, cada una de unos 80 nanómetros de grosor, equivalente a aproximadamente un cuarto de la longitud de onda de la luz que viaja por ellos. Las capas alternaban material de índice refractivo alto (H) y bajo (L), lo que provocaba que la luz se curvase o reflejase en cantidades variables. Después de que un fotón asilado impactase en el límite entre las capas H y L, tenía la posibilidad de ser reflejado o pasar a través de ella.

Cuando se encontraban con una pila de 30 capas alternas entre L y H, los pocos fotones que podían penetrar completamente en la pila, la atravesaban en unos 12,84 femtosegundos (femtosegundo, una mil billonésima de segundo). Añadiendo una única capa de bajo índice al final de esta pila se incrementaba desproporcionadamente el tiempo de tránsito del fotón en 3,52 fs a unos 16,36 fs. (El tiempo de tránsito a través de esta capa añadida debería ser de sólo 0,58 fs, si depende del grosor de la capa y el índice refractivo). Por el contrario, añadir una capa H extra a la pila de 30 capas alternas de H y L reduciría el tiempo de tránsito en unos 5,34 fs, por lo que los fotones individuales parecer emerger a través de la pila de 2,6 micras de grosor a velocidades superlumínicas (más rápidas que la luz).

Lo que los investigadores de JQI están viendo puede explicarse mediante las propiedades ondulatorias de la luz. En este experimento, la luz empieza y termina su existencia actuando como una partícula – un fotón. Pero cuando uno de estos fotones impacta en un límite entre las capas de material, crea ondas en cada superficie, y las ondas de luz que viajan interfieren entre sí como las olas opuestas del océano que crean las aguas revueltas de la playa. Con las capas H y L ordenadas de forma adecuada, las ondas de luz interferente se combinan para empujar a los fotones transmitidos que salen antes. No se produce una transferencia de información más rápida que la luz debido a que, en realidad, es similar a una ilusión: sólo una pequeña parte de los fotones atraviesan la pila, si todos los fotones iniciales fueran detectados, los detectores registrarían fotones en una distribución de tiempo normal.


Artículo de Referencia: N. Borjemscaia, S.V. Polyakov, P.D. Lett and A. Migdall, Single-photon propagation through dielectric bandgaps, Optics Express, published online Jan. 21, 2010, doi:10.1364/OE.18.002279.

sábado, 2 de enero de 2010

Una luna azul para acabar el año

Luna azul por Vic Winter (ICSTARS)
Esta Noche: Una Luna Azul por Vic Winter (ICSTARS) / APOD

Dado que los meses del calendario gregoriano, que es el que usamos en la mayoría de los países occidentales, tienen una duración media de 30,5 días, y que el tiempo medio entre dos lunas llenas es de 29,5 días, cada año solar tiene aproximadamente once días más que el año lunar.

Esta diferencia de días se va acumulando de tal forma que cada dos o tres años (para ser más exactos cada 2,7154 años de media) hay un mes -y en algunos años dos- en el que hay dos lunas llenas, fenómeno que en inglés se denomina blue moon, luna azul, aunque la Luna en realidad no cambia de color.

Y este año resulta que tenemos una luna azul justo en la noche de fin de año, concretamente a las 20:13 (hora de España, UTC +1), lo cual no deja de ser una curiosa coincidencia, aunque para los países que nos llevan unas horas de ventaja en realidad esta luna azul no será de fin de año sino de año nuevo; la otra luna llena del mes fue el pasado día 2 a las 8:32.

El que una luna azul coincida en fin de año, por cierto, pasa más raramente. La anterior fue en 1990, y la próxima no será hasta 2028.

Pero en cualquier caso, que despidáis bien el año.

(Homer Tribune vía Gizmodo y algunos datos más en Ciencia@NASA)

jueves, 8 de octubre de 2009

Nobel de Física 2009 para “los maestros de la luz”

El científico chino-británico Charles K. Kao, pionero en el uso de la fibra óptica en telecomunicaciones, y los investigadores estadounidenses William S. Boyle y Georges E. Smith, los inventores del CCD de las cámaras, han recibido conjuntamente el Premio Nobel de Física 2009, según ha anunciado hoy la Real Academia Sueca de las Ciencias.

“El Premio Nobel de Física de este año reconoce dos logros científicos que han ayudado a establecer los fundamentos de la sociedad en red actual, así como a crear muchas innovaciones prácticas para la vida diaria y nuevas herramientas para la exploración científica”. Así lo señala hoy la Real Academia Sueca de las Ciencias en el comunicado donde anuncia los tres galardonados con el Premio Nobel de Física 2009, a los que califica como “los maestros de la luz”.

Al ingeniero chino-británico Charles K. Kao (Shangai-China, 1933) se le concede el Nobel “por sus logros novedosos relativos a la transmisión de la luz en fibras para la comunicación óptica”. Kao se doctoró en 1965 en Ingeniería Eléctrica en el Imperial College de Londres (Reino Unido). Al año siguiente comenzó sus trabajos pioneros para aplicar la fibra óptica de vidrio en las telecomunicaciones, lo que permitió que la señal se transmitiera más rápido y a mayores distancias, algo esencial en las grandes redes de comunicación actual, como Internet.

Kao está afiliado a los Laboratorios de Telecomunicaciones Standard (Reino Unido) y a la Universidad China de Hong Kong, aunque en 1996 se retiró, como los otros dos galardonados con el Nobel de Física de este año. Se trata de los veteranos físicos estadounidenses William S. Boyle (Amherst-Canada, 1924; también nacionalizado canadiense) y Georges E. Smith (White Plains-EE UU, 1930), que se jubilaron respectivamente en 1979 y 1986.

Boyle y Smith desarrollaron en los Laboratorios Bell de Estados Unidos el circuito semiconductor CCD (Charged Coupled Device), el sensor que incorporan muchas de las cámaras fotográficas y de vídeo digitales. Los CCD se basan en el efecto fotoeléctrico, mediante el que la luz se transforma en señales eléctricas, y según teorizó Albert Einstein (que también fue galardonado en 1921 con el Premio Nobel por ello). Algunos de los instrumentos científicos más avanzados, como el telescopio espacial Hubble, llevan este tipo de dispositivos.

El premio de Física está dotado con 10 millones de coronas suecas (unos 980.000 euros), de las que Kao recibirá la mitad, y Boyle y Smith el resto a partes iguales. La entrega del galardón se realizará, como cada año, el 10 de diciembre en Estocolmo (Suecia), coincidiendo con el aniversario de la muerte de Alfred Nobel.

Este año, según la consultora Thomson Reuters la candidatura conjunta del científico español Ignacio Cirac, director de la División Teórica del Instituto Max Planck para la Óptica Cuántica en Garching (Alemania), y del físico austriaco Peter Zoller era una de las favoritas para obtener el Nobel de Física, pero los investigadores tendrán que esperar a otra ocasión.


Fecha Original: 6 de octubre de 2009
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