Dibujo20171117 0n2b majorana neutrino 0n4b dirac neutrino theorems arxiv 1711 06181

El teorema de la “caja negra” de Schechter–Valle afirma que observar la desintegración beta doble sin neutrinos (0ν2β) prueba que al menos uno de los neutrinos es un fermión de Majorana (por la navaja de Ockham los demás también). Pero no observarla no implica que sean femiones de Dirac (podrían ser de Majorana si la 0ν2β está muy suprimida por alguna razón). Un nuevo teorema de “caja negra” afirma que no observar 0ν2β, si se observa la desintegración beta cuádruple sin neutrinos (0ν4β), prueba que al menos uno de los neutrinos es un fermión de Dirac (y por ende los demás gracias a Ockham). Un gran resultado de José W. F. Valle (IFIC, CSIC/UV, España) y dos colegas. Por supuesto, hay otro camino para decidir que los neutrinos son de Majorana o de Dirac, la determinación directa de su masa (con detectores como KATRIN).

El artículo es Martin Hirsch, Rahul Srivastava, José W. F. Valle, “Can one ever prove that neutrinos are Dirac particles?” arXiv:1711.06181 [hep-ph]. Me he enterado gracias a un tuit de J. W. F. Valle @jwvalle, a quien animo a seguir (si te interesan los neutrinos). La búsqueda de la desintegración 0ν4β ya ha sido iniciada por la Colaboración NEMO-3, “Search for neutrinoless quadruple-β decay of 150Nd with the NEMO-3 detector,” Phys. Rev. Lett. 119: 041801 (2017), doi: 10.1103/PhysRevLett.119.041801, arXiv:1705.08847 [hep-ex].

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Dibujo2017117 Constraining a Thin Dark Matter Disk with Gaia arxiv 1711 03103

El libro de la física teórica y divulgadora Lisa Randall (Univ. Harvard), “La materia oscura y los dinosaurios”, propone que un disco delgado de materia oscura en el plano de nuestra galaxia es la causa de la extinción de los dinosaurios. ¿Existe este disco oscuro? La cosmóloga Katelin Schutz (Univ. California en Berkeley) y varios coautores descarta la hipótesis de Randall–Reece. Si existe el disco oscuro tiene una densidad máxima inferior a la mitad de la necesaria para afectar a la (hipotética) nube de Oort. Se ha analizado el mapa más preciso de las estrellas de nuestra galaxia obtenido por el satélite Gaia de la ESA (que estima la velocidad y posición de unos mil millones de estrellas).

No quiero entrar en más detalles. El artículo es Katelin Schutz, Tongyan Lin, …, Chih-Liang Wu, “Constraining a Thin Dark Matter Disk with Gaia,” arXiv:1711.03103 [astro-ph.GA]. Me he enterado gracias a Natalie Wolchover, “Deathblow Dealt to Dark Matter Disks,” Quanta Magazine, 17 Nov 2017. La hipótesis descartada aparece en Lisa Randall, Matthew Reece, “Dark Matter as a Trigger for Periodic Comet Impacts,” Phys. Rev. Lett. 112: 161301 (21 Apr 2014), doi: 10.1103/PhysRevLett.112.161301, arXiv:1403.0576 [astro-ph.GA]; Daisuke Nagai, “Dark Matter May Play Role in Extinctions,” Physics 7:41 (21 Apr 2014) [enlace].

Por cierto, el nuevo trabajo no descarta la existencia de un disco oscuro muy delgado, como el propuesto por T. Bruch, J. Read, …, G. Lake, “Detecting the Milky Way’s Dark Disk,” Astrophys. J. 696: 920-923 (2009), doi: 10.1088/0004-637X/696/1/920, arXiv:0804.2896 [astro-ph], y Tobias Bruch, Annika H. G. Peter, …, George Lake, “Dark Matter Disc Enhanced Neutrino Fluxes from the Sun and Earth,” Phys. Lett. B 674: 250-256 (2009), doi: 10.1016/j.physletb.2009.03.042, arXiv:0902.4001 [astro-ph.HE]. El modelo de Randall–Reece descartado se suele llamar modelo de disco doble, por JiJi Fan, …, Lisa Randall, Matthew Reece, “Double-Disk Dark Matter,” Physics of the Dark Universe 2: 139-156 (2013), doi: 10.1016/j.dark.2013.07.001, arXiv:1303.1521 [astro-ph.CO]

Dibujo2017117 coffee break podcast ep 137 nueva exotierra cosmologia etc

He participado en el episodio 137 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVoox, iTunes], titulado “La Nueva Exotierra Ross 128b; Cosmología Exótica; Grupos Matemáticos; La Supernova que No Cesa”, 16 Nov 2017. “La tertulia semanal ha repasado las últimas noticias de la actualidad científica.”

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Dibujo20171116 Time-frequency power maps of LIGO GW170608 arxiv1711 05578

Una noticia repetida deja de ser noticia. La detección directa de las ondas gravitacionales producidas por la fusión de agujeros negros ya no es noticia (al menos no merece una rueda de prensa). Hoy se ha publicado en arXiv la observación el 08 de junio de 2017 de la fusión de dos agujeros negros de unas 12 y 7 masas solares para dar lugar a un agujero negro de unas 18 masas solares con la emisión de 0,85 masas solares en energía gravitacional. La fuente está situada a unos 340 megapársecs (z ~0,07).

El artículo es The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration, “GW170608: Observation of a 19-solar-mass Binary Black Hole Coalescence,” arXiv:1711.05578 [astro-ph.HE]. Más información divulgativa en Christopher Berry, “GW170608—The underdog,” Blog, 16 Nov 2017; “LIGO and Virgo announce the detection of a black hole binary merger from June 8, 2017,” News Release, LIGO-Virgo, 15 Nov 2017; Nicolas Arnaud, “GW170608: LIGO and Virgo announce the detection of a black hole binary merger from June 8, 2017,” Virgo, 15 Nov 2017.

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Dibujo20171114-schoelkopf-law-2015-science

Todo el mundo conoce la ley de Moore (1965): más o menos cada dos años se duplica el número de transistores en un microprocesador. El equivalente en ordenadores cuánticos es la ley de Schoelkopf (2013): el tiempo de decoherencia de un cúbit se multiplica por diez cada tres años, más o menos. Por supuesto, estas leyes empíricas no son exactas y su razón de ser son los avances tecnológicos que tratan de que dicha ley se cumpla (al menos así ha sido en el contexto de la industria microtecnológica hasta ahora).

El neoyorquino Robert J. Schoelkopf (Universidad de Yale, EE.UU.) es uno de los padres de la tecnología de cúbits superconductores; siendo esta tecnología es la apuesta más firme en ordenadores cuánticos de empresas como IBM, Google, Microsoft, D-Wave Systems, etc., su ley empírica (publicada en la revista Science) se ha vuelto muy popular. Si su ley se sigue cumpliendo, habrá cúbits superconductores con un tiempo de decoherencia de un día (86400 segundos), el objetivo para un cúbit ideal, en el año 2040; por supuesto, mucha gente está trabajando para acelerar el progreso de esta tecnología. Si se lograr multiplicar por diez dicho el tiempo de decoherencia cada dos años, el objetivo se lograría en el año 2030.

¿Por qué es importante el tiempo de decoherencia? Porque el número de operaciones sin error depende de dicha duración. Las técnicas de corrección de errores permiten lidiar con ellos, pero a costa de incrementar el número de cúbits necesarios, reduciendo los útiles para el algoritmo cuántico propiamente dicho. Hay que recordar que los ordenadores cuánticos son intrínsecamente lentos y solo gracias a cúbits con coherencia de larga duración se podrán realizar cálculos de interés práctico (más allá de su interés puramente académico).

La ley fue propuesta en M. H. Devoret, R. J. Schoelkopf, “Superconducting Circuits for Quantum Information: An Outlook,” Science 339: 1169-1174 (08 Mar 2013), doi: 10.1126/science.1231930. La figura que abre esta entrada (versión actualizada de la figura de 2013) aparece en Matthew James Reagor, “Superconducting Cavities for Circuit Quantum Electrodynamics,” Ph. D. Thesis, Yale University (Dec 2015), supervised by Robert J. Schoelkopf [PDF].

Dibujo20171115 author order contribution science advances e1700404 F1

Hay áreas científicas y grupos de investigación donde los autores firman por orden alfabético. Sin embargo, según se publica en Science Advances, en la mayoría de las ocasiones (93%), el orden de los autores determina el peso de su trabajo en un artículo (al menos en ciencias biológicas y de la salud). El análisis de 6000 artículos donde sus autores declaran sus contribuciones de forma explícita indica que el que más contribuye es el primer autor, seguido del último autor, el segundo, el penúltimo y luego los demás. Se han analizado 3800 artículos publicados en PLOS ONE y 2002 en PNAS, complementados con encuestas a algunos de sus coautores.

Lo sé, conoces muchas excepciones. Una de las más famosas nos la ha contado Lluis Montoliu (Naukas, 07 Nov 2017). Angelika Schnieke debería haber sido la primera autora del artículo portada de Nature sobre la clonación de la oveja Dolly; fue la “madre” del artículo, ya que era su tesis doctoral. La lista de coautores debería haber concluido con Ian Wilmut, Jim McWhir y Keith Campbell. Pero Wilmut tomó las riendas, escribió el primer borrador y se colocó él mismo como el primero en la lista de autores. Schnieke y otros coautores aceptaron la posición que les asignaron; una pena para ella, que perdió su oportunidad de recibir el Nobel de Medicina de 2012.

El nuevo artículo bibliométrico es Henry Sauermann, Carolin Haeussler, “Authorship and contribution disclosures,” Science Advances 3: e1700404 (10 Nov 2017), doi: 10.1126/sciadv.1700404. Más información divulgativa en “Contribution statements and author order on research studies still leave readers guessing,” Phys.Org, 15 Nov 2017.

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Dibujo20171115 daniel marin eurekablog tuit

“A veces me pregunto si vale la pena leer más de cinco papers para escribir un artículo cuando otros se limitan a traducir una nota de prensa de 500 palabras y ya está”. Así reflexiona en voz alta el gran divulgador Daniel Marín @EurekaBlog, astrofísico autor del imprescindible blog Eureka. “¿Llega el mensaje o se pierde en el ruido?” Con más de 5160 artículos desde el 9 de septiembre de 2004, Daniel es uno de los blogueros más activos y reputados en español. “No sé si estamos predicando en el desierto”. Por cierto, si no sigues a Daniel tanto en su blog como en redes sociales, ¿a qué esperas?

Ángel Gómez Roldán‏ @agomezroldan, director y editor de la revista Astronomía, dice que “predicamos para convencidos. Hay un techo de cristal que no hay manera de superar”. Daniel replica que “¿vale la pena el esfuerzo para llegar a ese techo? No estoy seguro…” No pienses que Daniel está desanimado, ni mucho menos. Seguirá siendo tan productivo como siempre, igual que seguirá siendo sinestésico de calendario. Disfruta leyendo artículos científicos y su blog es su mejor excusa para hacerlo.

Por cierto, ¿por qué divulgo? Para aprender. ¿Por qué leo muchos artículos científicos para divulgar sobre algunos de ellos? Para aprender. ¿Me importa si me leen muchos o me leen pocos? Todos tenemos nuestro ego, pero la verdad es que no es algo relevante para mí. No gano dinero con el blog, ni lo pretendo. ¿Por qué divulgo sobre las cosas que ignoro? Porque enseñar es la mejor manera de aprender. ¿Por qué no divulgo solo sobre los temas que domino? Porque haciéndolo aprendo muy poco. ¿Qué pasa si meto la pata al divulgar sobre un tema que no domino? No pasa nada, así aprendo más. ¿Pero hay lectores que creen que eres experto en todo lo que divulgas? Lo siento, pero espero que sean pocos. No quiero engañar a nadie. No divulgo para enseñar. Divulgo para aprender.

Dibujo20171114 HS-AFM observations of the release of the cleavage products nature s41467-017-01466-8

Usando un microscopio de fuerza atómica de alta velocidad (HS-AFM) se puede visualizar en tiempo real a las tijeras CRISPR-Cas9 en acción. La endonucleasa Cas9 se liga a una secuencia de ARN guía, asociada a una secuencia CRISPR, y corta la doble cadena de ADN en la secuencia complementaria a dicho ARN guía. Observar en tiempo real su acción es realmente alucinante. Todo un lujo para los expertos y todo un placer para los aficionados.

La microscopia HS-AFM (High-Speed Atomic-Force Microscopy) permite visualizar en tiempo real la acción de muchas macromoléculas. Lo más interesante son los cambios conformacionales de la molécula de gran importancia en la flexibilidad y fiabilidad de las proteínas Cas9. Los resultados son coherentes con los estudios biofísicos previos, basados en simulaciones por ordenador. Los vídeos muestran cómo cambia la conformación de la proteína cuando se liga al ARN guía (gRNA), cómo busca la secuencia complementaria y cómo se activa la nucleasa que realiza el corte.

El artículo es Mikihiro Shibata, Hiroshi Nishimasu, …, Osamu Nureki, “Real-space and real-time dynamics of CRISPR-Cas9 visualized by high-speed atomic force microscopy,” Nature Communications 8: 1430 (2017), doi:10.1038/s41467-017-01466-8. Para una descripción detallada de los vídeos recomiendo la información suplementaria específica [PDF].

[PS 17 Nov 2017] Más información divulgativa en Sarah Zhang, “An Astonishing Video Shows CRISPR Editing DNA in Real Time,” The Atlantic, 13 Nov 2017. [/PS]

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Dibujo20171113 Light curves of iPTF14hls nature24030-f1

La famosa supernova 1987A es de tipo II-P, donde la P significa plateau; su curva de luz, tras el pico inicial, mantuvo un valor casi constante durante unos 100 días. Se ha observado una extraña supernova de tipo II-P llamada iPTF14hls, que muestra al menos cinco picos de luz durante su extenso plateau de unos 600 días. ¿Se trata de un nuevo tipo de supernova de tipo II? ¿O quizás se trata de una impostora de supernova? El misterio se aclarará gracias a las futuras observaciones del Telescopio Espacial Hubble (HST) en diciembre de 2017. Mientras tanto todos los medios se han hecho eco del artículo publicado en Nature sobre esta supernova que parece resistirse a morir.

Las estrellas con entre 100 y 130 masas solares muestran una inestabilidad de pares pulsante (pulsational pair-instability). Cuando se consume todo el helio del núcleo de la estrella y antes de pasar a consumir oxígeno se produce una contracción de la estrella que da lugar a un incremento de su temperatura por encima de los tres mil millones de kelvin; en esta fase se producen un gran número pares electrón-positrón que dan lugar a una inestabilidad que provoca que las contracciones se repitan en varias ocasiones. Durante cada contracción se produce la erupción de masa estelar (incluso más de 10 masas solares) que vienen acompañadas con un pico en la curva de luz similar al de una supernova, de ahí que se hable de una estrella impostora de una supernova. La estrella pierde masa hasta que acaba por debajo de 95 masas solares, momento en el que se estabiliza.

La clave para decidir si se trata de una impostora de supernova o de un nuevo tipo de supernova II-P está en el remanente que observará en detalle HST. Habrá que esperar al año próximo cuando se publique el análisis de sus observaciones para que el misterio empiece a aclararse. El artículo es Iair Arcavi, D. Andrew Howell, …, Brian Bue, “Energetic eruptions leading to a peculiar hydrogen-rich explosion of a massive star,” Nature 551: 210–213 (09 Nov 2017), doi:10.1038/nature24030; Stan Woosley, “Astronomy: The star that would not die,” News & Views, Nature 551: 173–174 (09 Nov 2017), doi:10.1038/551173a.

Por cierto, tendría que haber titulado “la posible impostora de supernova…” pero no me he podido resistir a eliminar el “posible”. Lo siento por los más puristas.

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Dibujo20171113 lhc schedule 2017

El pasado viernes 10 de noviembre de 2017 finalizaron las colisiones protón contra protón en el LHC a 13 TeV c.m. El LHC ha suministrado 50 /fb (inversos de femtobarn) de colisiones; ATLAS ha grabado en disco 46,6 /fb y CMS solo 45,14 /fb; LHCb alcanzó 1,7 /fb y ALICE 1,5 /fb. Ahora mismo se están realizando colisiones protón contra protón a 5 TeV c.m. para usarlas como referencia para el análisis de las colisiones con iones pesados, tanto p-Pb y Pb-Pb; las medidas de precisión de estas colisiones en ALICE están limitadas por dicha referencia.

Más estadísticas del LHC en Accelerator Performance and Statistics [link].

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