Dibujo20140731 x z trajectory sphere bloch - post-selected state at several times microseconds - nature com

Un cubit es un sistema cuántico cuyo estado se describe como un punto en una esfera de radio unidad (llamada esfera de Bloch). Toda operación unitaria sobre el cubit equivale a mover el estado en cierta trayectoria sin salir de la superficie de la esfera de Bloch. Se publica en Nature la primera vez que se logra visualizar estas trayectorias para un cubit superconductor de tipo transmón. Se han usado medidas cuánticas débiles, lo que a mí me genera ciertas dudas sobre su interpretación.

Aún así, la observación de las trayectorias en el espacio de estados del cubit promete múltiples aplicaciones en computación cuántica y en metrología cuántica. El artículo técnico es S. J. Weber et al., “Mapping the optimal route between two quantum states,” Nature 511: 570-573, 31 Jul 2014 (arXiv:1403.4992 [quant-ph]); recomiendo leer a Adrian Lupascu, “Quantum physics: The path most travelled,” Nature 511: 538–539, 31 Jul 2014.

Leer más

Dibujo20140730 nature - science - impact factor - jcr - thomson reuters

Muchos científicos abusamos del índice de impacto publicado en el Journal of Citation Reports de Thomson Reuters. Estamos pendientes de sus actualizaciones anuales y actualizamos nuestros currículums en consecuencia. Como no puede faltar en este blog, lo hago todos los años, destacaré algunas curiosidades (que quizás sólo me interesan a mí mismo).

Este año Nature alcanza un factor de impacto espectacular de 42,351, mientras que Science se queda rezagada en 31,477. Nature Communications, con 10,742, superando a PNAS, con 9,809. PLoS ONE (la revista más grande del mundo por número de artículos) sigue decayendo hasta 3,534 (cuando su máximo fue en 2010 con un 4,411).

Leer más

Dibujo20140729 NBO analysis of the DFT plus DMFT Green function for MbO2 - pnas org

Las proteínas son macromoléculas en las que los efectos cuánticos, como el entrelazamiento, suelen ser poco relevantes. El grupo hemo en la mioglobina es una excepción, como muestra un estudio computacional basado en la teoría del funcional densidad publicado en PNAS.

La mioglobina es una proteína que contiene un grupo hemo (como la hemoglobina) para almacenar oxígeno gracias a un átomo de hierro. Este oxígeno se libera en los músculos para satisfacer su demanda energética. La estructura terciaria de la mioglobina se conoce desde 1958 (Premio Nobel de Química 1962 para John Kendrew, compartido con Max Perutz).

David O’Regan (Trinity College de Dublín) y sus colegas han usado la teoría del funcional densidad (Premio Nobel de Química en 1998) para demostrar que el entrelazamiento cuántico entre los electrones del átomo de hierro central en el grupo hemo es clave para su unión preferente con una molécula de oxígeno, en lugar de con una molécula de monóxido de carbono.

Quizás la excepción confirma la regla, pues según O’Regan su trabajo desvela que el entrelazamiento cuántico tiene un papel más importante de lo esperado en muchos sistemas bioquímicos y biológicos. El artículo técnico es Cédric Weber et al., “Renormalization of myoglobin–ligand binding energetics by quantum many-body effects,” PNAS 111: 5790-5795, 2014 (arXiv:1404.5547 [physics.chem-ph]).

Leer más

Dibujo20140729 wise-2mass and planck smica maps direction cold spot - arxiv

Se ha propuesto que un supervacío cósmico puede explicar la mancha fría en el fondo cósmico de microondas (CMB). Un vacío con 1.800 millones de años luz de diámetro situado a una distancia de 2.800 millones de años de luz de distancia en dirección a la mancha fría (el llamado “eje del diablo”).

Según Seshadri Nadathur, bloguero y experto en vacíos cósmicos, esta propuesta no se sostiene porque hay otros vacíos de tamaño similar e incluso de menor densidad en los datos del SDSS que no tienen asociada ninguna mancha oscura en el CMB.

Nos lo cuenta en su blog, “Short news items,” Blank On The Map, 14 Jul 2014. Cita sus artículos Seshadri Nadathur, Shaun Hotchkiss, “A robust public catalogue of voids and superclusters in the SDSS Data Release 7 galaxy surveys,” Mon. Not. Roy. Astr. Soc. 440: 1248, 2014; arXiv:1310.2791 [astro-ph.CO]); y S. Nadathur et al., “Self-similarity and universality of void density profiles in simulation and SDSS data,” arXiv:1407.1295 [astro-ph.CO].

La hipótesis del supervacío nos la contó, p.ej., Maggie McKee, “Biggest void in universe may explain cosmic cold spot,” New Scientist, 03 Jul 2014. Que se hizo eco de los artículos técnicos de Fabio Finelli, Juan Garcia-Bellido et al., “A Supervoid Imprinting the Cold Spot in the Cosmic Microwave Background,” arXiv:1405.1555 [astro-ph.CO], 07 May 2014; y István Szapudi et al., “The Cold Spot in the Cosmic Microwave Background: the Shadow of a Supervoid,” arXiv:1406.3622 [astro-ph.CO], 15 Jun 2014.

Leer más

Dibujo20140728 local bubble - sun - local interstellar cloud - src nasa

El Sol se encuentra en la Nube Interestelar Local y se mueve en dirección hacia la frontera de la Burbuja Local, una región de gas interestelar poco denso (unos 0,05 átomos de H por cm³), pero muy caliente (unos millones de grados). ¿Podría ser la Burbuja Local un artefacto del viento solar? Un nuevo artículo en Nature refuta esta posibilidad y afirma que como mucho el viento solar puede contribuir en un 40% a la señal de rayos X a 0,25 keV observada.

El artículo técnico es M. Galeazzi et al., “The origin of the local 1/4-keV X-ray flux in both charge exchange and a hot bubble,” Nature, AOP 27 Jul 2014.

Leer más

Dibujo20f140727 nanoscale gel - gluing biological tissues - nature - video capture ecran

La sutura mediante puntos quirúrgicos consiste en coser con hilo ambos lados de una herida para cerrarla. Investigadores franceses han descubierto un “pegamento” que permite cerrar las heridas sin usar hilo y que actúa en pocos segundos. El gel contiene nanopartículas de sílice u óxido de hierro en solución.

El artículo técnico es Séverine Rose et al., “Nanoparticle solutions as adhesives for gels and biological tissues,” Nature 505: 382-385, 16 Jan 2014. Más reciente es Anne Meddahi-Pellé  et al., “Organ Repair, Hemostasis, and In Vivo Bonding of Medical Devices by Aqueous Solutions of Nanoparticles,” Angewandte Chemie International Edition 53: 6369–6373, 16 Jun 2014. El autor principal, Ludwik Leibler, es firme candidato al Premio Nobel de Medicina por su logro, como nos recordó Luis F. Rull (‏@LuisFRull) en Twitter.

Leer más

Dibujo20140726 riemann zeta function - countour plot - prateekvjoshi wordpress com

Las matemáticas se descubren. La labor del matemático es parecida a la del explorador de una nueva tierra. Su misión es descubrir nuevos entes para su estudio detallado mediante nuevas herramientas. Así contesté a la #Pregunta102 de los amigos del podcast la @buhardilla. Hay quien piensa que los entes matemáticos se descubren y que las herramientas matemáticas se inventan. En mi opinión no hay distinción profunda entre entes y herramientas.

El famoso matemático Michael Atiyah, contestó la #Pregunta102 en 2006 en la Universidad de Santiago de Compostela. El vídeo de su charla ”Mathematics: Discovery or invention?” merece la pena. ¿Se inventaron o se descubrieron los números naturales? ¿Y los reales? ¿Y el número pi? La posibilidad de patentar (herramientas) matemáticas es la gran diferencia entre que sean inventadas o descubiertas.

Mi postura al respecto es propia de un practicante de las matemáticas aplicadas que no considera patentables sus propios descubrimientos. Pero supongo que muchos lectores opinarán que los suyos sí lo son. Para ilustrar mi postura usaré la función zeta de Riemann. Me he basado en Guilherme França, André LeClair, “A theory for the zeros of Riemann ζ and other L-functions,” arXiv:1407.4358 [math.NT], 16 Jul 2014.

Leer más

Dibujo20140724 planck multipole moment spectrum - esa

A finales de octubre, o ya en noviembre, se publicarán los nuevos datos del telescopio espacial Planck de la ESA sobre el fondo cósmico de microondas (CMB), incluyendo su polarización. Se esperan unos 35 artículos científicos, que incluirán uno en colaboración con BICEP2, sobre la contribución del polvo galáctico en los modos B observados en la polarización del CMB.

Mi charla en Naukas Bilbao 2014 será sobre este tema. Recuerda que el 26 y 27 de septiembre tienes que visitar la “capital del mundo” (Bilbao). Prepara tu viaje con tiempo… Permíteme unos comentarios sobre la situación de este tema a día de hoy (el 26 por la tarde hablaré de la situación a fecha 25 de septiembre).

Nos lo cuentan en su reciente charla François R. Bouchet, “Planck Overview: 2013 Results. Since and Next,” Frontiers of Fundamental Physics 2014, 16 Jul 2014 [PDF slides, Video talk], y Paul Shellard, “Planck Results for the CMB,” SUSY 2014, 22 Jul 2014 [PDF slides].

Leer más

Dibujo20140712 upside-down bird on cable - national geographic - hideta nagai

La corriente sobre un hombre que toca un cable de muy alta tensión (≃ 500 kV y 50 Hz) con ambas manos se puede estimar en ≃ 7 mA. La sensación no sería agradable, pero podrías aguantarla. Un pájaro típico no notaría nada (≃ 0,7 mA). En un cable de alta tensión (≃ 10 kV y 50 Hz) para un humano la corriente sería de ≃ 0,15 mA (para un pájaro sería ≃ 0,02 mA). En cables de alta tensión dentro de las ciudades ni siquiera tendrías una sensación de cosquilleo.

Los estudios sobre la fisiología de la percepción de corrientes eléctricas en humanos indican que una corriente alterna de 60 Hz obliga a soltar un cable sujetado con ambas manos a partir de 16 mA para los hombres y 10,5 mA para las mujeres. La sensación de hormigueo en humanos se percibe a partir de 1,1 mA en hombres y de 0,7 mA en mujeres. La corriente mínima que causa la fibrilación ventricular (en el corazón) es de unos 30 mA (para los humanos más sensilbles, pues muchos aguantan hasta 50 mA).

Esta estimación se calcula en detalle usando la teoría de líneas de transmisión en José Arnaldo Redinz, “Birds on power lines,” American Journal of Physics 82: 691-694, 2014. Por cierto, los cálculos detallados son muy sencillos, para quien haya cursado teoría de circuitos de corriente alterna. Hay muchas fuentes sobre la fisiología de la electrocución, un resumen breve en Luis Pérez Gabarda, “Corriente eléctrica: efectos al atravesar el organismo humano,” Centro Nacional de Nuevas Tecnologías, 1999 [PDF].

Leer más

Dibujo20140724 Recovered position and momentum CCD images for two objects - PRL

El principio de indeterminación de Heisenberg afirma que es imposible conocer con precisión arbitraria los valores de dos observables complementarios en un mismo sistema físico. No podemos medir de forma simultánea la posición y el momento de un fotón, pero podemos medir una combinación lineal de ambos con precisión arbitraria. Gracias a ello podemos reconstruir la distribución de posiciones y de momentos de un conjunto de fotones con alta fidelidad.

El artículo técnico es Gregory A. Howland et al., “Simultaneous Measurement of Complementary Observables with Compressive Sensing,” Phys. Rev. Lett. 112: 253602, 26 Jun 2014. Si eres físico y sabes algo de óptica cuántica te recomiendo su lectura [PDF gratis].

Leer más