Dibujo20170803 Measuring the rotation of the quark-gluon plasma nature 548034a-f1

El plasma quark-gluón se produce en las colisiones de iones pesados Au+Au en el RHIC (BNL, New York) y Pb+Pb en el LHC (CERN, Ginebra). Rara vez las colisiones son frontales, por lo que el plasma rota. La Colaboración STAR del RHIC ha medido por primera vez la velocidad de rotación del plasma quark-gluón. Rota a unas 1022 revoluciones por segundo (en concreto, su vorticidad es ω ≈ (9±1) × 1021 s−1). Se ha medido gracias al estudio de la polarización de los hiperones Λ (bariones con un quark extraño) producidos en la colisión.

Los legos pueden imaginar al plasma dando muchísimas vueltas, pero deben tener cuidado con este resultado. El plasma quark-gluón tiene una vida media de unos 10 fm/c = 5 × 10−25 s, luego no tiene tiempo de rotar mucho; solo puede rotar 1/200 de una vuelta, o unos 2 grados. Por ello ha sido muy difícil verificar la predicción teórica de que debía rotar a gran frecuencia. Lo importante es que el nuevo resultado confirma que el plasma quark-gluón es un líquido (casi) ideal con viscosidad (casi) mínima. Un resultado publicado en 2005 por los cuatro detectores del Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) en el Brookhaven National Laboratory (Upton, New York), confirmado en por el detector Compact Muon Solenoid (CMS) en el LHC, pero que no está libre de polémica en la actualidad.

El nuevo artículo es Colaboración STAR, “Global Λ hyperon polarization in nuclear collisions,” Nature 548: 62–65 (03 Aug 2017), doi: 10.1038/nature23004; más información divulgativa en Hannah Petersen, “Nuclear physics: The fastest-rotating fluid,” Nature 548: 34–35 (03 Aug 2017), doi: 10.1038/548034a.

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Dibujo20170208 Nanoparticle combinations with CL allow improved in vivo imaging nnano 2016 301-f3

La combinación de la nanotecnología con la radiación de Cherenkov promete revolucionar la imagen óptica en biomedicina. La imagen óptica basada en luz Cherenkov ofrece múltiples ventajas respecto a la imagen por radiación nuclear. Más barata, más rápida, más cómoda para el sujeto, permite fotografiar a varios sujetos en paralelo, etc. Pero también tiene sus problemas, como que la detección de la radiación Cherenkov solo alcanza una profundidad de algunos centímetros, y que el flujo de fotones es muy bajo comparado con la luz del ambiente.

Para incrementar la intensidad de la luz y mejorar la calidad de las imágenes se usan nanopartículas que contienen sustancias fluorescentes, como puntos cuánticos. Estos emiten luz con una longitud de onda más larga (por ejemplo, en rojo) como respuesta a la luz Cherenkov (azul) emitida por otras nanopartículas. Estos puntos cuánticos pueden recubrir la nanopartícula por su parte exterior (centro, abajo, en la figura) o estar localizados en su núcleo (derecha, abajo, en la figura). Incluso se puede lograr una emisión observable mediante un equipo PET, con lo que se obtiene una imagen multimodo.

Limitada en la actualidad a estudios preclínicos, nos resume el estado actual de esta técnica de imagen el artículo de Travis M. Shaffer, Edwin C. Pratt, Jan Grimm, “Utilizing the power of Cerenkov light with nanotechnology,” Nature Nanotechnology 12: 106–117 (07 Feb 2017), doi: 10.1038/nnano.2016.301.

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Dibujo20170729 high mass higgs searches atlas 13 tev

En el LHC se siguen buscando partículas escalares (tipo Higgs) de mayor masa. Usando colisiones del LHC a 13 TeV c.m. recabadas en 2016 el detector ATLAS ha observado un exceso a 3,6 sigmas locales a 240 GeV en el canal H→ZZ→ℓℓℓℓ. La búsqueda se ha realizado entre 200 GeV y 1,2 TeV, luego el exceso solo tiene 2,2 sigmas globales. Por supuesto, la interpretación oficial de esta señal es que se trata de una simple fluctuación estadística. CMS aún no ha publicado el análisis correspondiente, pero casi con seguridad no observará dicha señal.

El Higgs tiene una masa de 125 GeV y ha sido observado por dos detectores (ATLAS y CMS) y en varios canales. El nuevo exceso se observa solo en ATLAS y en un canal concreto (además del exceso a 240 GeV hay otro casi igual de significativo a 700 GeV). Recuerda que al tirar 6 veces una moneda obtener 6 caras seguidas es muy improbable, pero en 100 tiradas es muy probable (compruébalo tú mismo). En física de partículas la significación estadística de todo exceso local se debe calcular teniendo en cuenta el intervalo de búsqueda (el llamado Look-Elsewhere Effect o LEE). Un exceso con alta significación local (digamos entre 200 y 300 GeV) se reduce mucho al considerar la significación global (en este caso entre 200 y 1200 GeV).

El nuevo resultado se ha publicado en ATLAS Collaboration, “Search for heavy ZZ resonances in the ℓℓℓℓ and ℓℓνν final states using proton-proton collisions at √s=13 TeV with the ATLAS detector,” ATLAS-CONF-2017-058 [CDS record]. Nos lo ha contado Tommaso Dorigo, “An ATLAS 240 GeV Higgs-Like Fluctuation Meets Predictions From Independent Researcher,” AQDS, 27 Jul 2017. Más información técnica en Pawel Klimek (on behalf of the ATLAS Collab.), “ATLAS Beyond Standard Model Higgs Results,” Higgs Hunting 2017 [contribution].

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Dibujo20170729 Semi-classical picture and initial conditions provided by the Wigner formalism arxiv 1611 03701

¿Cuánto dura el paso de una partícula por efecto túnel a través de una barrera de potencial? El efecto Hartman afirma que el tiempo de retraso es constante y no depende de la anchura de la barrera. Se publica en Physical Review Letters la medida experimental de dicha duración para electrones en un proceso de ionización por efecto túnel. Para la ionización de átomos de argón (Ar) y de kriptón (Kr) con pulsos láser de 60 fs en el infrarrojo cercano (1300 nm) de diferente intensidad (hasta 1014 W/cm²) la duración es constante (unos 10 as) como predice la teoría.

El gran problema de las medidas de los retrasos en el efecto túnel es decidir cuándo el electrón ha superado la barrera, adquiriendo una posición y un momento lineal bien definidos (dentro de los límites del principio de indeterminación). En la nueva medida se usa un modelo teórico del proceso de ionización tanto con retraso por efecto túnel como sin él. Al ajustar los resultados experimentales a dicho modelo se observa buen acuerdo solo cuando se incluye el retraso. Más aún, el ajuste permite estimar el valor numérico del retraso (duración del efecto túnel).

El artículo es Nicolas Camus, Enderalp Yakaboylu, …, Robert Moshammer, “Experimental Evidence for Quantum Tunneling Time,” Phys. Rev. Lett. 119: 023201 (14 Jul 2017), doi: 10.1103/PhysRevLett.119.023201, arXiv:1611.03701 [physics.atom-ph]; por cierto, por el formato del manuscrito en arXiv del 11 Nov 2016 parece que fue enviado a Nature Physics, donde fue rechazado, para más tarde acabar aceptado en Physical Review Letters.

En mi blog te recomiendo leer “Efecto Hartman o la duración universal del efecto túnel cuántico”, LCMF, 04 Feb 2009, y “Estiman el tiempo que necesita un electrón para ionizar un átomo por efecto túnel”, LCMF, 17 May 2012.

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Dibujo20170417 largest proof 200 terabyte length nature com news Marijn Heule

Los ordenadores hacen posibles demostraciones matemáticas más largas de lo que un humano puede escribir en muchas vidas. La más larga ocupa 200 terabytes (Tb), unos 200 millones de millones de caracteres; el récord anterior era una prueba de 13 Tb obtenida en 2014. Se ha demostrado que el problema del coloreado de ternas pitagóricas no tiene solución para n=7825; además, se han encontrado todas las soluciones del problema para n=7824. Este problema se ha resuelto usando el supercomputador Stampede de la Universidad de Texas.

El problema resuelto consiste en saber si es posible colorear los números de 1 hasta n en dos colores (rojo y azul) de tal forma que no haya ninguna terna pitagórica con los tres números del mismo color; una terna pitagórica (a,b,c) cumple que a²+b²=c². No hay una solución única, por lo que se usa el color blanco para colorear los números que pueden ser coloreados en rojo o en azul sin afectar al resultado. Por ejemplo, para la famosa terna (3,4,5), si se colorean en azul 3 y 4, entonces 5 debe ser rojo. En la figura 3 es azul, 5 es rojo y 4 puede ser azul o rojo.

El artículo es Marijn J. H. Heule, Oliver Kullmann, Victor W. Marek, “Solving and Verifying the boolean Pythagorean Triples problem via Cube-and-Conquer,” SAT 2016, Lecture Notes in Computer Science 9710: 228-245 (2016), doi: 10.1007/978-3-319-40970-2_15, arXiv:1605.00723 [cs.DM]. Más información en Evelyn Lamb, “Two-hundred-terabyte maths proof is largest ever,” Nature 534: 17-18 (02 Jun 2016), doi: 10.1038/nature.2016.19990.

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Dibujo20170726 physical review b impact factor thomson reuters

En el JCR 2016 la revista Physical Review B (PRB) ha logrado su mayor índice de impacto en los últimos 20 años (3,836). Sin embargo, ha bajado de Q1 a Q2 (del primer cuartil al segundo cuartil) al pasar de ser la revista 16 de 67 a la 18 de 67. Un cambio pequeño, pero que a ojos de las agencias de evaluación (como la ANECA y el CNEAI en España) implica una pérdida de glamour. Como el índice de impacto de una revista depende mucho de su área, se usa el cuartil como indicador de su posición relativa respecto a todas las demás de su área. Tanto el Journal Citation Reports (JCR) de Thomson-Reuters, como el SCImago Journal Rank de Scopus (Elsevier) muestran el cuartil de las revistas que indexan.

El prestigio de PRB está fuera de toda duda y sigue siendo la revista de referencia en Física de la Materia Condensada. Sin embargo, muchos temen que el paso de Q1 a Q2 sea visto por algunos evaluadores como el paso de revista “de calidad” a revista “del montón”. Parece un sinsentido, y lo es. Así es “la perversión de las métricas en la evaluación de la investigación”, GEFES, 21 Jul 2017.

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Dibujo20170719 gravisolitones ondas no lineales fisica bienal rsef

Érase una vez, en un lugar muy lejano, un gravisolitón solitario que se encontró con otro gravisolitón solitario. La pareja de gravisolitones, cual enamorados, se pusieron a bailar; primero, de lejos, luego, cada vez más cerca, hasta que acabar bailando pegados, abrazadísimos los dos. Su pasión culminó en un beso, que los fundió a los dos, produciendo una singularidad anular desnuda, impúdica, que el censor cósmico vistió con un horizonte de sucesos. De esta unión cósmica nació un nuevo gravisolitón.

Unos mil trescientos millones de años más tarde, el 14 de septiembre de 2015, los últimos suspiros de amor de estos gravisolitones resonaron en los oídos de los dos detectores de ondas gravitacionales por interferometría láser (LIGO) que hay en EE.UU. Solo oyeron las dos últimas décimas de segundo del fogoso y pasional encuentro entre ambos gravisolitones. El suceso más energético jamás observado por la humanidad, que radió más energía que todas las estrellas del universo durante ese tiempo.

Inicié con este cuento, espero que una curiosa historia de amor, mi charla “Gravisolitones y ondas no lineales” en el Simposio “Enseñanza, Divulgación e Historia de la Física”, conjunto en la XXXVI Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física y en el 27º Encuentro Ibérico de Enseñanza de la Física. A pesar de su título se trataba de una charla dirigida a un público de profesores de física y química en educación secundaria. Mi objetivo fue motivarles a profundizar en este campo tan interesante. Presentación en PDF en la web Indico.

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DIbujo20170720 podcast coffee break ep120 modelo estandar ivoox

He participado en el episodio 120 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVoox, iTunes], titulado “Especial Física de Partículas y el Modelo Estándar”, 20 Jul 2017. “La tertulia semanal ha repasado las últimas noticias de la actualidad científica.”

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Dibujo20170720 sin divulgacion no hay futuroHe participado en la mesa redonda plenaria “Física para todos: Divulgación de la Física” organizada por Miguel Ángel Sanchís (Universidad de Valencia) y Jorge Mira (Universidad de Santiago de Compostela) en la XXXVI Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física, Santiago de Compostela, 17-21 julio 2017 (web Indico). Me pidieron que diera una charla breve sobre “¿por qué divulgo y cómo llegué a la divulgación?”. Permíteme un resumen de dicha charla (charla en Indico).

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Dibujo20170719 fisica para todos divulgacion fisica bienal rsef

Me encuentro en Santiago de Compostela en la XXXVI Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física. Hoy participo en una mesa redonda sobre divulgación de la Física (11:40–13:40) “Física para todos. Divulgación de la Física”, organizada por Miguel A. Sanchís y Jorge Mira, en la que estamos invitados Carmen Carreras, Natalia Ruiz, Ana Correa, Alberto Aparisi, Marcos Maldonado y un servidor. Presentaremos nuestra labor divulgativa (una charla de unos 10 minutos) y en la segunda hora se abrirá un turno de discusión en el que podrá intervenir el público.

Por la tarde presento una ponencia en el 27º Encuentro Ibérico de Enseñanza de la Física, en el Simposio conjunto con la Bienal de “Enseñanza, Divulgación e Historia de la Física”. Mi charla “Gravisolitones y ondas no lineales” (16:00–16:30) será sobre la historia de los solitones y de los solitones gravitacionales (o gravisolitones). A pesar del título es una charla dirigida a un público general de físicos y químicos (muchos de los asistentes serán profesores de física y química en educación secundaria). Mi objetivo es motivar a profundizar en este campo.

Puedes descargar/curiosear en mis presentaciones en la web Indico de la bienal. Mi charla sobre mi labor divulgativa está aquí y mi charla sobre gravisolitones aquí.

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