Dibujo20140422 generators - matrix algebras - paper - sciencedirect

El manuscrito de este artículo de cinco páginas fue enviado el 14 de junio de 1995 para publicación, fue aceptado el 8 de mayo de 2006, apareció online el 8 de octubre de 2008 y finalmente publicado en papel el 1 de enero de 2009. ¿Por qué? Según el primer autor (en Facebook), el editor y los revisores hicieron un buen trabajo de peer review. La comunicación fue difícil con el editor que no recibía los correos electrónicos del autor; quizás por el filtro de spam de su correo electrónico. Al final, gracias a un tercero, amigo personal del editor, el autor contactó con él directamente y el problema se solucionó de inmediato.

PS (23 Abr 2014): Hay otro artículo aún más sorprendente, enviado en 1996 y publicado en 2012. Ver más abajo para los detalles. Me he enterado gracias a Jtx Arrieta (@Jtxarrieta), de la Universidad Complutense de Madrid.

¿Por qué no contactó directamente el autor con el editor por teléfono? El autor dice que fue problema suyo, que no insistió demasiado en este artículo, que es un trabajo de álgebra lineal dirigido a estudiantes. En su carrera es una contribución menor. Aunque ahora con el revuelo mediático sea su artículo más descargado y, pronto, se convertirá en su artículo más citado.

El autor disculpa al editor y a los revisores. Gran parte del retraso fue por su propia culpa. Me he enterado de esta curiosidad gracias a Alberto Márquez en Google+. El artículo técnico es Helmer Aslaksen, Arne B. Sletsjøe, “Generators of matrix algebras in dimension 2 and 3,” Linear Algebra and its Applications 430: 1-6, 1 Jan 2009 [PDF gratis]; el artículo ha recibido 1 cita según ISI WoS y 3 citas [únicas] según Google Scholar.

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Dibujo20140421 cajal y las neuronas - univ malagaHoy martes, 22 de abril a las 19:30 horas, en el Salón de Actos del Rectorado de la Universidad de Málaga, puedes asistir a la conferencia sobre neuroplasticidad “El cerebro no es inmutable: Cómo lo vemos con neuroimagen,” por el doctor Marcelo Luis Berthier Torres, profesor de la Universidad de Málaga y director de la Unidad de Neurología Cognitiva y Afasia del Centro Investigaciones Médico-Sanitarias.Esta es la segunda conferencia del ciclo organizado con motivo de la exposición “Cajal y las Neuronas.”

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Dibujo20140421 spectrum effective two-band hamiltonian - arxiv

La teoría BCS nos dice que el origen de la superconductividad es la formación de pares de Cooper, pero no describe la microfísica de este emparejamiento entre electrones (porque es una teoría fenomenológica). Se cree que puede haber múltiples mecanismos capaces de emparejar los electrones y que diferentes mecanismos podrían actuar en diferentes superconductores de alta temperatura (cupratos y pnicturos).

Un mecanismo de formación de pares de Cooper en superconductores planos en interfaces de óxidos podría ser el intercambio de excitones (pares electrón-hueco). Un nuevo artículo propone este mecanismo para explicar la superconductividad topológica (que está relacionada con la existencia de cuasipartículas de Majorana) en la interfaz de los óxidos SrTiO3/LaAlO3. En este sistema bidimensional, la invarianza topológica protege a los pares de Cooper de los electrones no emparejados, lo que les dota de gran robustez y permite estudiar los detalles microscópicos de su formación (es decir, de la interacción mediada por fonones entre la pareja de electrones del par).

El artículo técnico es Mathias S. Scheurer, Jörg Schmalian, “Topological superconductivity and unconventional pairing in oxide interfaces,” arXiv:1404.4039 [cond-mat.supr-con], 15 Apr 2014. Recomiendo los artículos de revisión de Xiao-Liang Qi, Shou-Cheng Zhang, “Topological insulators and superconductors,” Rev. Mod. Phys. 83: 1057-1110, 2011; arXiv:1008.2026 [cond-mat.mes-hall], y Martin Leijnse, Karsten Flensberg, “Introduction to topological superconductivity and Majorana fermions,” Semicond. Sci. Technol. 27: 124003, 2012; arXiv:1206.1736 [cond-mat.mes-hall].

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Dibujo20140420 calculated crossover between the topological and trivial insulating behaviour for bulk Bi2Se3 - nature physics

Los materiales topológicos tienen estados electrónicos descritos por funciones de onda cuánticas en un espacio de Hilbert con topología no trivial. Hay superconductores, semimetales y aislantes topológicos. Los estados electrónicos superficiales en los aislantes topológicos se pueden comportar como cuasipartículas [fermiones] de Dirac o de Majorana, con y sin masa [efectiva]. Una película ultradelgada (50 nm) de seleniuro de bismuto (III), Bi2Se3(0001), se comporta como un aislante topológico con estados superficiales tipo Dirac. Incluso sin masa, como en el grafeno, como descubrieron Xia et al. (2009).

En portada de Nature Physics aparece un artículo que estudia cómo afectan las deformaciones mecánicas a los estados superficiales de tipo Dirac en Bi2Se3(0001). Se pueden crear, destruir y controlar el valor de su masa [efectiva]. Este control de los estados superficiales promete múltiples aplicaciones prácticas en espintrónica y en computación cuántica. Debo destacar que uno de los autores del artículo es español, Pedro L. Galindo Riaño (Universidad de Cádiz, España), quien además es catedrático de universidad en mi área de conocimiento, Ciencia de la Computación e Inteligencia Artificial.

El artículo técnico es Y. Liu et al., “Tuning Dirac states by strain in the topological insulator Bi2Se3,” Nature Physics 10: 294-299, 16 Mar 2014. Recomiendo leer también a Jinfeng Jia, “Topological insulators: Strain away,” Nature Physics 10: 247–248, 16 Mar 2014; “Research brings new control over topological insulator,” News, University of York, 21 Mar 2014.Y por supuesto, el artículo de revisión [de acceso gratuito] sobre aislantes topológios de Yoichi Ando, “Topological Insulator Materials,” Journal of the Physical Society of Japan 82: 102001, Sep 2013.

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Dibujo20140416 book cover - de tales a newton - juan melendez sanchez

“La “Teoría del Todo” de Aristóteles ha tenido mala fama entre los divulgadores de la ciencia. Un [aparente] galimatías que dominó el pensamiento de Occidente durante siglos. Sin embargo, su cosmología era un prodigio de sencillez, simetría y sentido común; su dinámica daba una explicación sencilla y convincente de la mayoría de las experiencias de la vida cotidiana, y las dos estaban integradas en un conjunto que reunía todo el conocimiento de la época con una coherencia y una lógica admirables. En este cosmos todo tenía una función y un sentido. Era un universo hermoso.”

¿Te consideras escéptico? Si de verdad lo eres tienes que leer el libro de Juan Meléndez Sánchez “De Tales a Newton: Ciencia para personas inteligentes,” Ellago Ediciones, 2013. Que no te engañe el título, quizás hubiera sido más apropiado “De Tales a Newton: Ciencia para escépticos.” Este libro describe lo que es el escepticismo científico utilizando como excusa la historia de la astronomía desde la Grecia clásica hasta Newton. Por cierto, el libro tiene un blog “De Tales a Newton” que recomiendo seguir encarecidamente.

La astronomía se desliga de la cosmología durante dos milenios y retorna a ella gracias a Newton, cuya obra “convence a todos los científicos de la realidad del heliocentrismo, aunque sin disponerse de ninguna prueba observacional del movimiento de la Tierra: la primera fue la observación por Bradley, en 1729, de la aberración de la luz estelar, y sólo más tarde vendrían la medición de la paralaje estelar por Bessel en 1838 y el péndulo de Foucault en 1851.”

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Dibujo20140418 gauge-gravity duality - quantum black hole - science

Leer un artículo sobre gravedad cuántica y teoría de cuerdas en Science es una agradable sorpresa. Jun Nishimura (KEK, Tsukuba, Japón) y tres colegas calculan mediante métodos numéricos de Montecarlo la radiación de Hawking emitida por un agujero negro cuántico descrito de forma holográfica gracias a la conjetura de Maldacena, la dualidad gauge/gravedad (o dualidad CFT/AdS).

Estudian su evaporación y el resultado concuerda con la predicción teórica de Hawking. Un punto a favor para la resolución holográfica de la paradoja de la pérdida de información en los agujeros negros. Muchos afirman que el nuevo trabajo, cuyo primer autor es Masanori Hanada (Instituto Yukawa de Física Teórica de la Universidad de Kyoto, Japón), da un espaldarazo a la teoría de supercuerdas. Por supuesto, este resultado, esperado por la mayoría de los expertos, abre nuevas perspectivas para el estudio numérico de la gravedad cuántica.

El artículo técnico es Masanori Hanada, Yoshifumi Hyakutake, Goro Ishiki, Jun Nishimura, “Holographic Description of a Quantum Black Hole on a Computer,” Science, AOP 17 Apr 2014 [DOI]; arXiv:1311.5607 [hep-th]. Recomiendo leer a Ron Cowen, “Simulations back up theory that Universe is a hologram. A ten-dimensional theory of gravity makes the same predictions as standard quantum physics in fewer dimensions,” News, Nature, 10 Dec 2013.

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Dibujo20140417 SnSe crystal structure Pnma - nature

Para generar electricidad a partir de calor se utiliza un fluido de trabajo que mueve una turbina acoplada a una dinamo. La termoelectricidad permite evitar la turbina, usando electrones como fluido de trabajo. Sin embargo, su eficiencia es muy baja (la mayor parte del calor se pierde en la generación de fonones).

Se publica en Nature que el patito feo de la termoelectricidad, los cristales de monoseleniuro de estaño (SnSe) o seleniuro estañoso, alcanzan un rendimiento récord que duplica al de sus competidores (aleaciones de teluro de plomo o PbTe) . Una gran sorpresa para muchos que habían despreciado este material en favor otros más chic diseñados usando nanotecnología.

Nos lo cuenta Joseph P. Heremans, “Thermoelectricity: The ugly duckling,” Nature 508: 327-328, 17 Apr 2014, siendo el artículo técnico Li-Dong Zhao et al., “Ultralow thermal conductivity and high thermoelectric figure of merit in SnSe crystals,” Nature 508: 373-377, 17 Apr 2014.

Que me perdonen los más puristas entre los lectores de este blog, pero no he podido resistir la tentación con el titular. Uno más justo sería “Nuevo récord en el rendimiento de un material termoeléctrico” o quizás “El seleniuro estañoso es el material termoeléctrico de mayor rendimiento.”

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Dibujo20140417in Josephson junction quasiparticles receiving a quanta of excitation from the qubit or environment can tunnel across the junction - nature

En un superconductor conviven electrones libres, pares de Cooper y cuasipartículas de Bogoliubov. Estas últimas se forman cuando los dos electrones de un par de Cooper se separan y decaen en un excitón (combinación de un electrón y un hueco). Cuando una unión Josephson se usa para implementar un cubit superconductor (aprovechando los estados de superposición entre las corrientes en ambos sentidos en un anillo), la conversión de pares de Cooper en cuasipartículas es una fuente de decoherencia (disipación) del estado cuántico.

Hace más de 50 años se predijo que esta fuente de disipación se suprime si la fase del electrón y del hueco en la cuasipartícula se diferencian en un ángulo de pi. Se publica en Nature la demostración experimental de este efecto, que permite incrementar el tiempo de vida del cubit superconductor en dos órdenes de magnitud. Esta técnica permite reducir al mínimo el efecto de la decoherencia cuántica en sistemas que usan cubits superconductores (tanto en información cuántica como en computación cuántica). El artículo técnico es Ioan M. Pop et al., “Coherent suppression of electromagnetic dissipation due to superconducting quasiparticles,” Nature 508: 369–372, 17 Apr 2014.

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Dibujo20140417 obesity - nature outlook

La obesidad es una condición muy común, peligrosa y costosa para los sistemas de salud pública. Combatir la epidemia de la obesidad requiere un enfoque multidisciplinar, desde la neurociencia a la genética, pasando por la psicología y la sociología. ¿Por qué parece que algunas personas tienen predisposición a aumentar de peso? ¿Cómo funciona el apetito? ¿Cuál es la estrategia óptima para combatir la obesidad? Si te interesan estos temas, te recomiendo el suplemento especial de Nature sobre el tema (sus artículos son de acceso gratuito) “Obesity. A growing problem,” Nature Outlook, 17 Apr 2014. Un resumen breve en Tony Scully, “Obesity,” Nature 508: S49, 17 Apr 2014.

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Dibujo20140415 Schematic picture of our setup - time crystal experiment proposal

La polémica sobre los cristales de tiempo propuestos por Frank Wilczek en 2012 se resolvió con la demostración de que eran imposibles de observar en laboratorio (no corresponden al estado fundamental del sistema). Ryosuke Yoshii (Univ. Kyoto, Japón) y varios colegas proponen un nuevo diseño que evita este problema y logra que los cristales de tiempo vuelvan a la palestra. Por ahora se trata de un diseño teórico de un experimento, pero nada impide que sea llevado a cabo en los próximos años.

La idea es aplicar dos campos magnéticos a un anillo superconductor cuasi unidimensional, uno que aprovecha el efecto de Aharonov-Bohm y otro el efecto Zeeman en los pares de Cooper. La combinación de ambos campos magnéticos produce un nuevo estado fundamental estable (según las simulaciones numéricas). La existencia de este nuevo estado, llamado Fulde-Ferrel-Larkin-Ovchinnikov (FFLO), resultado de una rotura espontánea de la simetría temporal, sería la prueba definitiva de la existencia de los cristales de tiempo.

El artículo técnico es Ryosuke Yoshii et al., “Time crystal phase in a superconducting ring,” arXiv:1404.3519 [cond-mat.supr-con], 14 Apr 2014. Más información sobre cristales de tiempo en “Frank Wilczek propone la existencia de cristales de tiempo,” LCMF 16 Oct 2012, “La polémica de los “cristales de tiempo”,” LCMF 10 Ene 2013, y Lisa Zyga, “Physicist proves impossibility of quantum time crystals,” Phys.Org, 22 Aug 2013.

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