Dibujo20150623 naukas bilbao 11-12 sep 2015

Entrada libre. Entrada gratuita. ¡Sí, gratis! La verdad, sólo tienes dos opciones. O vivirlo plenamente. O lamentarte. Podrás disfrutar de la compañía de grandes divulgadores. Compartirás experiencias con muchos aficionados a la divulgación como tú. Grandes momentos. Algunos inolvidables. Otros para olvidar. Pero Naukas Bilbao es un no parar. Un trajín continuo gracias a sus charlas de 10 minutos. Un formato que ya es toda una seña de identidad.

El programa DEFINITIVO ya se ha publicado. Espectacular. Como siempre. Naukas Bilbao es toda una garantía.

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Dibujo20150823 book cover - kepler - hubble - battaner

El físico burgalés Eduardo Battaner López, Catedrático de Astronomía y Astrofísica en la Universidad de Granada, pedagogo nato, tiene una amplia y reconocida trayectoria divulgadora. Uno de los padres del Instituto de Astrofísica de Andalucía, perteneciente al CSIC, coordina el grupo de “Astrofísica Galáctica” de la UGR, GRUPUS (Granatensis Universitas pro Universum Scientia). Hoy reseñaré sus libros “Kepler. El movimiento planetario. Bailando con las estrellas,” RBA (2012) [159 pp.] y “Hubble. La expansión del universo. El cosmos se hace mayor,” RBA (2013) [167 pp.].

Me gusta más “Hubble” que “Kepler”, pues demuestra mejor lo que uno espera de una biografía escrita por un científico que no es historiador. Eduardo contextualiza el trabajo de Hubble en su propia época, pero además incluye muchos detalles sobre su impacto en la actualidad. Ello no quita que ambos libros están muy bien escritos y se lean fácil. Como biografías que son, ambos incluyen bastante prensa rosa (“Hubble” más que “Kepler”), pero siempre tratando de justificar la personalidad de cada científico en su relación con sus pares.

Por todo ello te recomiendo ambos libros, que pertenecen a la colección Grandes Ideas de la Ciencia de RBA. Recientemente, Eduardo ha publicado un nuevo libro en dicha serie, “Chandrasekhar,” RBA (2015), pero no dispongo aún de copia, por lo que no he podido reseñarlo. Por cierto, Eduardo presume “de haber contado con la amistad del fallecido S. Chandrasekhar;” te recomiendo leer su artículo “Subramanyan Chandrasekhar,” Revista Española de Física, 59-65, Ene-Mar 2015 [PDF gratis].

Y ya que estamos también te recomiendo su libro de texto (para principiantes) “Introducción a la Astrofísica,” Alianza Editorial (1999), que incluye un último capítulo sobre Cosmología. Y su libro de divulgación “Un Físico en la calle: fluidos, entropía y antropía,” Universidad de Granada (2005). Por cierto, también ha escrito una novela “El astrónomo y el templario,” Nabla Ediciones (2010), que transcurre en los primeros años del reinado de Alfonso X de Castilla, ‘El Sabio’ (pero no la he leído aún).

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Dibujo20150828 Bell test setup - Aerial photograph Delft University

El físico francés Alain Aspect es firme candidato al Nobel de Física por su experimento tipo Bell de 1982. No lo ha recibido aún porque su experimento no está libre de loopholes. Ronald Hanson (Univ. Delft, Holanda) podría acompañarle, pues su grupo afirma haber logrado el primer experimento tipo Bell libre de todos los loopholes posibles. Si se confirma habrá colocado a Aspect en la antesala del Nobel y él mismo podría acompañar al maestro.

La desigualdad CHSH–Bell para una teoría local y realista implica que S ≤ 2. La mecánica cuántica predice S = 2 √2 = 2,83 > 2. El nuevo experimento ha demostrado S = 2,42 ± 0,20, lo que implica verificar la violación de la desigualdad con un valor p de 0,039, es decir, unas 2,1 sigmas de confianza estadística. Habrá que repetir el experimento muchas más veces para incrementar esta confianza, pero como no se trata de física de partículas no se requieren las famosas 5 sigmas para proclamar que el resultado es espectacular.

Nos lo cuenta de forma estupenda Zeeya Merali, “Quantum ‘spookiness’ passes toughest test yet,” Nature News, 27 Aug 2015, que se hace eco del artículo B. Hensen et al., “Experimental loophole-free violation of a Bell inequality using entangled electron spins separated by 1.3 km,” arXiv:1508.05949 [quant-ph].

Recomiendo leer sobre loopholes a Chad Orzel, “New Experiment Closes Quantum Loopholes, Confirms Spookiness,” Forbes, 27 Aug 2015.

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Dibujo20150826 hawking - kth royal institute of technology - sweden - youtube

Ya está disponible el vídeo youtube con la charla de Stephen Hawking ayer en el KTH Royal Institute of Technology, Estocolmo, Suecia. Ya ha sido visto más de 80000 veces, luego supongo que ya lo habrás visto. Pero en esta entrada trataré de aclarar un poco qué es lo que dice (aunque hasta que se publique el artículo técnico no tenemos muchos detalles).

Hawking propone que la información cuántica se pierde de igual forma a como ocurre cuando se quema un objeto (a partir del humo y la ceniza es imposible reconstruir el objeto). Su idea es combinar los trabajos recientes de Joseph Polchinski sobre el comportamiento caótico de la matriz S asociada a un agujero negro, pero evitando la idea de que hay un “muro de fuego” (firewall) que “quema” la información, como sugiere Polchinski. Para ello se basa en trabajos recientes de Andrew Strominger sobre las supertraslaciones en el marco de las simetrías BMS.

Su propuesta es que la información cuántica que cae en el agujero negro (r < M) se almacena en su horizonte cercano (M < r < 2 M) en forma de supertraslaciones (estas simetrías del grupo BMS tienen asociadas campos tensoriales antisimétricos con cargas que pueden almacenar la información). La matriz S del agujero negro describe estas supertraslaciones y se comporta de forma caótica. Por tanto, la información cuántica es radiada de forma caótica, se pierde y no se puede recuperar a partir de la radiación de Hawking. Preskill le ganó la apuesta a Hawking en 2004, pero ahora Hawking se la gana en 2015.

Más información en Joseph Polchinski, “Chaos in the black hole S-matrix,” arXiv:1505.08108 [hep-th], y Daniel Kapec, Vyacheslav Lysov, Sabrina Pasterski, Andrew Strominger, “Higher-Dimensional Supertranslations and Weinberg’s Soft Graviton Theorem,” arXiv:1502.07644 [gr-qc].

PS: Te recomiendo leer a Lubos Motl, “Stephen Hawking “solves” the information loss paradox again,” The Reference Frame, 26 Aug 2015. Nos ofrece una versión diferente, destacando lo aparecido en el blog de Sabine Hossenfelder (Bee), “Hawking proposes new idea for how information might escape from black holes,” Backreaction, 25 Aug 2015.

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Dibujo20150828 Hawking outside the KTH Royal Institute of Technology in Stockholm - yesterday - action press - rex

Hoy por la mañana, en una conferencia científica sobre la radiación de Hawking en agujeros negros celebrada en Estocolmo, el famoso físico teórico Stephen Hawking anunció una solución para el problema de la información cuántica en agujeros negros. Su trabajo conjunto con Andrew Strominger, experto en teoría de cuerdas, y Malcom Perry, experto en supergravedad, propone una nueva solución holográfica que en lugar de usar la correspondencia AdS/CFT de Maldacena (1997) usa la correspondencia BMS/CFT de Barnich y Troessaert (2010). La información cuántica estaría almacenada en el horizonte de sucesos del agujero negro en forma de supertraslaciones (concepto de 1962 que no tiene nada que ver con la supersimetría y las supertraslaciones que se usan en supergravedad).

Según Sabine Hossenfelder, aka Bee (@skdh), que asistió en directo a la conferencia, Hawking asistió en abril a una conferencia de Strominger sobre sus recientes trabajos en supertraslaciones BMS y se le ocurrió la idea de la nueva solución. No se ha publicado ningún artículo técnico, luego carecemos de detalles. Esta tarde ha impartido una conferencia Perry que ha ofrecido más detalles. Te recomiendo leer el post de Bee, “Hawking proposes new idea for how information might escape from black holes,” Backreaction, 25 Aug 2015.

Nos cuenta Sabine que la charla de Malcom Perry ha ofrecido más detalles. Se trata de una solución clásica basada en las cargas asociadas al grupo de simetría BSM. Por supuesto, una solución clásica implica un número infinito de cargas. Para obtener un número finito de cargas (que describa la entropía de Bekenstein–Hawking de los agujeros negros) hay que recurrir a una cuantización. Según Sabine, Perry no ha ofrecido ninguna idea sobre cómo cuantizar su solución. Tampoco ha ofrecido una solución a cómo la información almacenada en el horizonte se almacena o es irradiada. Según Sabine, aún no hay una solución al problema de la pérdida de información cuántica en los agujeros negros. ¿Una nueva boutade de Hawking?

Más información divulgativa en Jacob Aron, “Stephen Hawking says he has a way to escape from a black hole,” New Scientist, 25 Aug 2015. Que nos cuenta que Hawking propone que las supertranslaciones en el horizonte constituyen una descripción holográfica de las partículas emitidas por la radiación de Hawking. Contienen la información que de otra forma se perdería. La radiación de Hawking emite partículas con un espectro térmico (sin rastro de dicha información), luego la nueva solución implica que la información se pierde (aunque no se destruye al entrar en el agujero negro). Eso según nos cuenta Aron.

Habrá que esperar a la publicación del artículo técnico para conocer los detalles, pero no quería perder la oportunidad de hablar de esta cuestión, que nos pone en el tintero muchos conceptos interesantes de física relativista.

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Dibujo20150824 des results - dwarfs galaxies - arxiv

Los modelos de formación galáctica basados en materia oscura predicen muy bien la estructura del universo a gran escala (web cósmica, supercúmulos y cúmulos galácticos), pero predicen más galaxias enanas (o satélites) en el halo de nuestra galaxia de las que se habían observado. ¿Dónde están las galaxias enanas de la Vía Láctea? ¿Fallan los modelos?

Antes de 2015 se conocían 27 galaxias enanas (la mayoría descubiertas entre 2005 y 2006 gracias al SDSS, Sloan Digital Sky Survey). Este año se han descubierto 22 nuevas galaxias enanas gracias a DES (Dark Energy Survey), el sucesor de SDSS. Muchas de estas galaxias enanas tienen menos de cien estrellas y son muy débiles para ser detectadas por otros medios. DES estudia una pequeña región del cielo. Pronto DES estudiará otra región del hemisferio sur y se espera encontrar otras 30 nuevas galaxias enanas.

Problema resuelto. Otro éxito de los modelos de materia oscura para el halo galáctico. Las últimas ocho [triángulos rojos en la figura] se publicaron en The DES Collaboration, “Eight Ultra-faint Galaxy Candidates Discovered in Year Two of the Dark Energy Survey,” arXiv:1508.03622 [astro-ph.GA]; las nueve anteriores [círculos blancos con borde rojo en la figura] se publicaron en Sergey E. Koposov et al., “Beasts of the Southern Wild: Discovery of nine Ultra Faint satellites in the vicinity of the Magellanic Clouds,” ApJ 805: 130 (2015), doi: 10.1088/0004-637X/805/2/130, arXiv:1503.02079 [astro-ph.GA], y en The DES Collaboration, “Eight New Milky Way Companions Discovered in First-Year Dark Energy Survey Data,” arXiv:1503.02584 [astro-ph.GA]; y las otras cinco [triángulos verdes en la figura] en arXiv:1507.07564 [astro-ph.GA], arXiv:1503.06216 [astro-ph.GA] y arXiv:1505.04948 [astro-ph.GA].

Más información divulgativa en “Scientists find rare dwarf satellite galaxy candidates in Dark Energy Survey data,” Fermilab News, 10 Mar 2015; y “Dark Energy Survey finds more celestial neighbors,” Interactions.org, 17 Aug 2015.

PS: He cambiado el título de “Resuelto el problema…” a “Hacia la solución del problema…” por la aclaración de Hector Vives-Arias, aka @DarkSapiens, en Twitter. “Estos hallazgos dan esperanzas, pero el problema no está resuelto aún. Las predicciones son de cientos de satélites. El equipo de DES predice que cubriendo todo el cielo detecten unas 100 similares, ¡pero hasta entonces cuidado con el titular!” Hace 15 años, el problema era muy grave. Hace 10 años, el problema era grave. Ahora, el problema está en vías de solución. A mí el problema ya no me preocupa. Pero tiene razón Hector que, en ciencia, debemos ser fieles a los datos y no dejarnos llevar por las estimaciones que sugieren. Sólo hemos encontrado unas 50 satélites y esperamos observar cientos. Eso sí, queda mucho cielo por buscar.

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Dibujo20150824 d-wave 2x machine - d-wave systems

La compañía canadiense D-Wave Systems ha anunciado una nueva máquina cuántica, D-Wave 2X™, con un chip de 2048 cubits (16 × 16 × 8), aunque sólo 1152 cubits son útiles a efectos de cálculo. La máquina usa más de 128000 uniones superconductoras de tipo Josephson y opera a 15 milikelvin sobre el cero absoluto de temperaturas. El objetivo para el próximo año es lograr incrementar el número de cubits útiles y acercarlo a 2000.

Recuerda que estas máquinas de cómputo analógicas no son ordenadores cuánticos. Usar cubits no es suficiente para ejecutar un algoritmo cuántico. En estas máquinas se cablea un grafo que conecta los cubits y se ejecuta un algoritmo de recocido clásico (aunque usa cubits cuánticos no está demostrado que sea recocido cuántico) que resuelve un problema de optimización combinatoria en dicho grafo. Ello no quita que la D-Wave 2X sea todo un alarde técnico y que le deseemos todos los éxitos posibles a la compañía D-Wave Systems.

El anuncio es “Announcing the D-Wave 2X Quantum Computer,” D-Wave News, 20 Aug 2015; el anuncio viene acompañado de un artículo que aparecerá mañana en ArXiv, James King et al. (D-Wave Systems), “Benchmarking a quantum annealing processor with the time-to-target metric,” arXiv:submit/1326272 [quant-ph], 20 Aug 2015 [PDF].

PS [27 Aug 2015]: “Nada ha cambiado” resume la opinión del experto en computacíon cuántica (y famoso crítico de D-Wave Systems) Scott Aaronson, “D-Wave Open,” Shtetl-Optimized, 26 Aug 2015. “El (sobre)coste de codificar un problema de optimización de interés práctico en un grafo de tipo quimera no se tiene en cuenta en las métricas de medida del tiempo usadas por D-Wave Systems.” Por tanto, “añadir más cubits no hace más útiles sus resultados.”

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Dibujo20150823 mike lamont - lhc run 2 - lepton photon 2015

El objetivo del LHC Run 2 entre 2015 y 2018 es acumular unos 100 /fb de colisiones protón contra protón a 13 TeV c.m. en ATLAS y en CMS. Para ello se planificaron 10 /fb en 2015 y 30 /fb anuales entre 2016 y 2018. Sin embargo, los múltiples problemas este año (nubes de electrones, UFOs, etc.) reducen la expectativa a ~3 /fb en ATLAS y CMS (una reducción de un tercio). Ahora mismo ATLAS alcanza 0,224 /fb y CMS 0,192 /fb.

Para compensar los problemas de 2015, se ha planificado acumular 36 /fb en 2017 y 2018. Un plan optimista, pero asequible; el LHC Run 1 sorprendió a muchos y (crucemos los dedos) el LHC Run 2 también les sorprenderá. Nos lo contó Mike Lamont (LHC team), “LHC Performance in Run 2 and Beyond,” Lepton Photon 2015 (XXVII International Symposium on Lepton Photon Interactions at High Energies), Ljubljana, 17-22 Ago 2015 [contribution]. También se hace eco de esta noticia “High-energy LHC plans held up by UFOs and electron clouds,” New Scientist, 19 Aug 2015.

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Dibujo20150820 arquimedes - ampere - rba - eugenio manuel

La colección Grandes Ideas de la Ciencia de RBA son cuarenta biografías de científicos famosos. Quería reseñar algunos de ellos, aprovechando que en verano las lecturas ligeras sobre historia de la ciencia son siempre bienvenidas. Hoy le toca el turno a Eugenio Manuel Fernández Aguilar, aka @EugenioManuel, “Arquímedes. El principio de Arquímedes. ¡Eureka! El placer de la invención,” RBA (2012) [157 pp.], y “Ampère. La electrodinámica clásica. Objetos eléctricos aún no identificados,” RBA (2013) [159 pp.]. Físico de formación, profesor de enseñanzas medias, Eugenio es autor de “La conspiración lunar ¡vaya timo!,” Laetoli (2009) [176 pp.], y de libros de texto de Física y Química para educación secundaria.

Por supuesto, “Arquímedes” y “Ampère” carecen de la chispa de “La conspiración lunar” y de ese toque de humor tan gaditano de Eugenio. Sin embargo, me han gustado, se leen fácil y permiten redescubrir a dos grandes genios (por cierto, “Ampère” está mejor escrito que “Arquímedes” e incluye gran número de detalles de prensa rosa que gustarán a muchos lectores). Los poco versados en la historia de la ciencia encontrarán varias sorpresas que seguro que les harán disfrutar. Por cierto, aprovecho para recomendarte su blog personal Ciencia en el siglo XXI, así como sus colaboraciones para Naukas.

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Dibujo20150821 Atom-interferometry chameleon field dark energy - science mag

El 68,3% de la energía total del universo es energía oscura. Podría ser la constante cosmológica de Einstein, que produce una presión negativa, o podría ser resultado de un campo escalar (el cosmón) que cambia con el tiempo, según los modelos de quintaesencia. Si el cosmón se acopla a la materia, debería haber sido observado en las medidas de precisión del principio de equivalencia. La solución son los modelos de tipo camaleón, en los que el cosmón adquiere una masa que depende de la densidad local de materia.

Los modelos tipo camaleón (cosmón) son tan difíciles de falsar como los modelos de la inflación (inflatón), ya que su espacio de parámetros es muy amplio. Aún así, se pueden realizar observaciones y experimentos que acoten dicho espacio. Se publica en Science un experimento de interferometría atómica que ofrece la cota más estricta a los modelos de tipo camaleón. No los descarta, pero reduce bastante su espacio de parámetros, lo que se puede interpretar como apoyo a la idea de la constante cosmológica como explicación de la energía oscura.

El artículo es P. Hamilton et al., “Atom-interferometry constraints on dark energy,” Science 349: 849-851, 21 Aug 2015, doi: 10.1126/science.aaa8883, arXiv:1502.03888 [physics.atom-ph]; más información divulgativa en Jörg Schmiedmayer, Hartmut Abele, “Probing the dark side,” Science 349: 786-787, 21 Aug 2015, doi:10.1126/science.aac9828.

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