Dibujo20141220 rydberg exciton - cu20 copper oxide - nature

En física del estado sólido, un excitón es una cuasipartícula formada por un electrón y un hueco (la ausencia de un electrón). Yakov Frenkel predijo en 1931 que los excitones en cristales eran átomos de hidrógeno artificiales, llamados átomos de Rydberg. El espectro de los estados energéticos discretos del excitón de Rydberg es análogo al del átomo de hidrógeno, con el hueco actuando como núcleo (protón). El concepto de excitón fue extendido a semiconductores en 1937 por Gregory Wannier y en 1938 por Nevill Mott. La primera observación experimental se realizó en 1952 en óxido de cobre semiconductor (por tanto era un excitón de Wannier–Mott).

Una gran noticia de 2014 ha sido la observación, por primera vez, de excitones de Rydberg gigantes en óxido de cobre cristalino (confirmando la predicción de Frenkel). Su espectro coincide con el del átomo de hidrógeno hasta el número cuántico de n=25. Estas cuasipartículas tienen un tamaño enorme, su diámetro es de 2 μm. El objetivo en 2015 será alcanzar un número cuántico de n=50, que dará lugar a excitones de Rydberg con un diámetro de 1 mm, es decir, que amplificando su emisión luminosa les haría visibles a simple vista. En 1952 nació la excitónica, el área de la física de estado sólido que desarrolla dispositivos electrónicos y optoelectrónicos basados en excitones. Los nuevos avances en excitones de Rydberg prometen revolucionar este área.

Nos lo contó Sven Höfling, Alexey Kavokin, “Solid-state physics: A historic experiment redesigned,” Nature 514: 313-314, 16 Oct 2014. El artículo técnico es T. Kazimierczuk, D. Fröhlich, S. Scheel, H. Stolz, M. Bayer, “Giant Rydberg excitons in the copper oxide Cu2O,” Nature 514: 343-347, 16 Oct 2014.

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Dibujo20141219 buhardilla 2p0 podcast ciencia - logotype

Te recomiendo escuchar el programa 120 de La Buhardilla 2.0, ciencia con rigor y con humor. Además de hablar de la intolerancia a la lactosa, gracias a Deborah García Bello, aka @deborahciencia, flamante ganadora de un merecido Bitácoras al mejor blog de ciencia Dimetilsulfuro, (CH3)2S.

El programa 120 acaba con dos preguntas que me mencionan. Por un lado, ¿qué es el efecto Meissner y cómo lo explica la teoría BCS? Esta pregunta surgió en un programa anterior en el que participó Laura Morrón, aka @lauramorron, y Kike Silva, aka @KikeSilva, trata de contestarla. Por otro lado, un oyente llamado Lolo Sánchez pregunta ¿cuánto dura la luz? ¿Si enciendo una linterna en mundo oscuro a qué distancia se podría llegar a ver? ¿Sería infinita? En el programa 120 la contesta Javier Gómez, aka @javibuhardilla. Trataré de aclarar ambas cuestiones, sin enrollarme demasiado.

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Dibujo20141219 pac-man tree - navidad

OTRO E-CRISMAS

Arre borriquito, arre burro, arre, / anda más deprisa que llegamos tarde. / Arre borriquito, vamos a Belén, / que mañana es fiesta / y al otro también.

En la puerta del despacho / tengo puesta una alcancía / para que eche su limosna / el que venga a tutorías.

Y es que llevo congelado / hará cuatro o cinco años / y lo que empezó Rodríguez / Rajoy ha continuado.

Venga, profesores, arre, vamos, arre, / dad bien vuestras clases y no lleguéis tarde. / Arre, pedeíes, id a investigar / que hay que hacer sexenios / hasta en Navidad.

En la puerta de mi aula / ha aparecido un klinero / que a los alumnos y alumnas / les ofrece sus pañuelos.

Y más vale que los compren / para secarse los ojos / que tal como están las cosas / van a acabar en Lesotho.

Vamos, estudiantes, arre, venga, arre, / sacad vuestro grado y salid cuanto antes. / Vamos, estudiantes, id a trabajar / si es que encontráis curro / en algún lugar.

En el portal de Adelaida / se han colado unos chiquillos / que la han hecho aún más famosa / sin quererlo, ¡pobrecillos!

Y ha tenido que explicarse / en la tele y en la radio / y a poco que se descuide / sale en “Sálvame diario”.

Vamos, inspectores, arre, venga, arre, / que el hecho prescribe si instruís muy tarde. / Vamos, instructores, id por Errejón, / que no viene y cobra el muy… guapetón.

A la entrada del nuevo año / Ackermann de cuatro, dos / besos reparto entre todos, / y os deseo lo mejor.

Y que el 2015 traiga / amor y mucha alegría / ¡y que el día 22 / nos toque la lotería!

Autor: José Luis Pérez de la Cruz (Universidad de Málaga) autor del blog Contra esto y aquello. Le pido perdón a José Luis pero no soy capaz de lograr que aparezca el poema en el formato habitual de un poema (WordPress borra los comandos html que inserto y rompe el formato).

Aclaración para los lectores que no sean españoles. Rodríguez es el presidente “Zapatero” (José Luis Rodríguez Zapatero, presidente del Gobierno de España entre 2004 y 2011). Rajoy es el actual presidente del Gobierno de España (Mariano Rajoy Brey).

El término “pedeíes” hace referencia al término PDI (Personal Docente e Investigador) que hace referencia a los profesores en las universidades españolas. El término “klinero” hace referencia a los indigentes que venden pañuelos de papel (Kleenex) a los conductores de automóviles en muchos semáforos.

Adelaida es la actual rectora de la Universidad de Málaga desde 2004 (Adelaida de la Calle Martín). El programa de televisión “Sálvame diario” de la cadena Telecinco es un programa de prensa del corazón. Errejón es un joven político (Íñigo Errejón Galván) del joven partido Podemos, que fue investigador en la Universidad de Málaga.

Y finalmente, “Ackermann de cuatro, dos” hace referencia al valor A(4,2) de la función de Ackermann, un número de 19728 cifras decimales. La función de Ackermann es una función matemática μ-recursiva que no es recursiva primitiva (el primer ejemplo de este tipo, encontrado en 1926 por Wilhelm Ackermann). Tiene un crecimiento extremadamente rápido y todos los informáticos la estudiamos en los cursos de teoría de la computabilidad (o calculabilidad).

Dibujo2014121 Polarization-dependent optical absorption of MoS2 for refractive index sensing - Scientific Reports

El grafeno ha puesto de moda los (nano)materiales bidimensionales. Parecía imposible superar al grafeno, pero en ciertas aplicaciones lo logran las membranas de un átomo de grosor de dicalcogenuros de metales de transición, que se fabrican por exfoliación. Se publica en Scientific Reports que capas monoatómicas de disulfuro de molibdeno (MoS2) presentan una absorción óptica dependiente de la polarización. Gracias a ello se pueden fabricar nuevos sensores ópticos, polarizadores ópticos y circuitos fotónicos.

El gran problema del grafeno monocapa, desde el punto de vista optoelectrónico, es que no tiene bandgap al ser un semimetal (el grafeno bicapa y tricapa resuelve este problema). Los dicalcogenuros de metales de transición bidimensionales tienen un bandgap finito. Por ello estos materiales superan al grafeno en el desarrollo de dispositivos optoelectrónicos, como transistores completamente ópticos. El artículo técnico es Yang Tan, Ruiyun He, Chen Cheng, Dong Wang, Yanxue Chen, Feng Chen, “Polarization-dependent optical absorption of MoS2 for refractive index sensing,” Scientific Reports 4: 7523, 17 Dec 2014.

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Dibujo20141106 Galaxies grew from small irregular objects to much more massive systems through interactions - science mag

La teoría de la formación de las galaxias predice la existencia de interacciones y fusiones entre galaxias (como la futura colisión entre Andrómeda y la Vía Láctea). En estos procesos casi la mitad de las estrellas de una galaxia se dispersan en su halo. Se publica en Science lo que podría ser la primera observación indirecta de estas estrellas. No podemos verlas de forma individual, porque son muy débiles, pero se pueden detectar en conjunto gracias a cómo varía el brillo de fondo del cielo (la luz zodiacal) en el infrarrojo cercano.

La señal observada a 1,6 μm es sólo un punto en el espectro. Se necesitan nuevas señales. Lo importante es que ya sabemos dónde buscarlas. Nos lo cuenta S. H. Moseley, “The other half of the universe?,” Science 346: 696-697, 7 Nov 2014, que se hace eco del artículo técnico de Michael Zemcov et al., “On the origin of near-infrared extragalactic background light anisotropy,” Science 346: 732-735, 7 Nov 2014.

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Dibujo20141216 planck 2014 - ferrara - Background image

Dos conferencias científicas este mes de diciembre de 2014 tienen como objetivo discutir los nuevos resultados del telescopio espacial Planck de la Agencia Espacial Europea. La conferencia Planck 2014 se ha celebrado entre el 1 y el 5 de diciembre en Ferrara, Italia, y la conferencia The Primordial Universe After Planck, se está celebrando del 15 al 19 de diciembre de 2014, en París, Francia. La fecha oficial de publicación de los Planck Results 2014 se ha retrasado hasta el 22 de diciembre de 2014. Según la web de la misión Planck parte de los resultados serán retrasados hasta principios de 2015.

Ya están disponibles muchas de las transparencias de la conferencia Planck 2014 en Ferrara. Se han discutido resultados preliminares. Se anunció que podríamos disfrutar de las charlas vía streaming, pero al final fue anulado sin previo aviso. Sin wifi en la sala de conferencias los resultados comunicados vía Twitter fueron parcos. Ahora que dispongo de algunas de las transparencias, permíteme un repaso de dichos resultados.

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Dibujo20141103 XII Encuentros con la Ciencia - cartel

Hoy lunes 15 de diciembre te recomiendo la Conferencia “Magia matemática y matemáticas mágicas” por Venancio (Nancho) Álvarez González (UMA). Ámbito Cultural de El Corte Inglés C/ Hilera, Málaga. Esta conferencia forma parte de los XII Encuentros con la Ciencia.

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Dibujo20141214 68p comet - rosetta image - esa

Ya está disponible el audio del podcast de Eureka, mi sección en La Rosa de los Vientosde Onda Cero. Como siempre, una transcripción, unos enlaces y algunas imágenes.

No sabemos cuál es el origen del agua de los océanos y cómo llegó a la Tierra primigenia. Hay dos grandes hipótesis: los cometas o los asteroides, ambos gracias a sus impactos contra la Tierra. Un estudio publicado en Science presenta las medidas de la composición isotópica (deuterio/hidrógeno) del agua en el cometa 67P/Churyamov-Gerasimenko. Resulta que es muy diferente a la terrestre y a la de otros cometas de periodo corto. Este resultado podría inclinar la balanza hacia la hipótesis de que los asteroides fueron el origen del agua terrestre. Los asteroides hoy en día tienen muy poca agua, pero no fue siempre así. El nuevo estudio afirma que los asteroides perdieron el agua que ahora podemos encontrar en los océanos. Sin embargo, esta solución al enigma todavía no es definitiva (pues se basa en nuevos datos de solo un cometa).

Más información divulgativa en Daniel Marín, “No, el agua de los océanos de la Tierra no viene de los cometas (o eso dice Rosetta) (Bitácora de Rosetta 12),” Eureka, 10 Dic 2014. El artículo técnico es K. Altwegg et al., “67P/Churyumov-Gerasimenko, a Jupiter family comet with a high D/H ratio,” Science, AOP 10 Dec 2014;

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Dibujo20141211 qcd alphas - cms - lhc -cern - via dorigo

Las constantes de acoplamiento de las interacciones fundamentales no son constantes, varían con la energía. El nombre “constante” tiene un origen histórico. La primera constante de acoplamiento, la del electromagnetismo, varía muy poco con la energía, α(0) ≈ 1/137, y α(90 GeV) ≈ 1/127; por ello se pensó que era constante. Ahora bien, como muestra esta figura, la constante de acoplamiento fuerte αs cambia mucho con la energía, αs(1 GeV) ≈ 0,5, y αs(90 GeV) ≈ 0,12. Un nuevo artículo de CMS (LHC, CERN) ha obtenido αs(MZ) = 0,1171 ± 0,0013 (exp) ± 0,0073 (theo). El error teórico es mucho mayor que el experimental debido a las grandes dificultades que hay que superar para realizar cálculos mediante ordenador en cromodinámica cuántica (QCD).

Nos lo recuerda Tommaso Dorigo, “Run, Alpha Strong, Run,” AQDS, 06 Dec 2014, que se hace del artículo de CMS Collaboration, “Measurement of the inclusive 3-jet production differential cross section in proton-proton collisions at 7 TeV and determination of the strong coupling constant in the TeV range,” CMS-SMP-12-027, CERN-PH-EP-2014-287, arXiv:1412.1633 [hep-ex]. Más información sobre QCD en Néstor Armesto, Carlos Pajares, “Cromodinámica Cuántica,” TAE 2002, PDF.

Dibujo20141211 small - poster desgranando ciencia - hablando de ciencia - fundacion desqbre

Desgranando Ciencia es un evento de divulgación científica que incluye charlas breves, talleres, espectáculos, documentales y visitas a laboratorios. La primera edición se celebró en diciembre de 2013 y la segunda ya se ha iniciado y tiene su punto álgido entre la tarde del viernes 12 y la mañana del domingo 14 en el Parque de las Ciencias de Granada. ¿Cuánto te costará la entrada? Nada, la entrada es totalmente gratuita. Programa completo del evento.

Organizado por los amigos de Hablando de Ciencia, con la colaboración de la Fundación Descubre y muchos otros patrocinadores, Desgranando Ciencia pone la ciencia al alcance de todos. Yo no me lo pierdo. ¿Te lo vas a perder? Te arrepentirás…

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