Dibujo20171204 Microscope Mission

El satélite MICROSCOPE, lanzado por la agencia francesa del espacio el 25 de abril de 2016, ha logrado el test más preciso del principio de equivalencia débil: dos masas diferentes en caída libre caen con la misma aceleración de la gravedad. Tras 120 órbitas alrededor de la Tierra a 710 km de altitud, se confirma la teoría de la relatividad de Einstein con una precisión de 10−14, un resultado diez veces más preciso que el mejor resultado obtenido en un laboratorio en tierra firme. El objetivo final de la misión será alcanzar una precisión de 10−15 en 2018.

Se ha medido el parámetro adimensional de Eötvös, dado por δ(A,B) = 2(aA − aB)/(aA + aB), donde aA y aB son las aceleraciones en caída libre de dos cuerpos A y B. Las medidas en tierra firme más precisas son δ(Be; Ti) = (0,3 ± 1,8) × 10−13 y δ(Be; Al) = (−0,7 ± 1,3) × 10−13. El satélite MICROSCOPE tiene dos instrumentos gemelos, T-SAGE (Twin Space Accelerometers for Gravitation Experiment), llamados SUEP y SUREF. El valor obtenido por SUEP es δ(Ti; Pt) = (−1 ± 9 (estad) ± 9 (sist)) × 10−15 al 68% CL y el valor de SUREF es δ(Pt; Pt) = (4 ± 4) × 10−15 al 68% CL. Ambos resultados son compatibles con δ = 0 con una precisión de 10−14.

El artículo es Pierre Touboul et al., “MICROSCOPE Mission: First Results of a Space Test of the Equivalence Principle,” Phys. Rev. Lett. 119: 231101 (04 Dec 2017), doi: 10.1103/PhysRevLett.119.231101; más información divulgativa en Matteo Rini, “Space Tests of the Equivalence Principle,” Physics (04 Dec 2017). Por cierto, se acaba de publicar un artículo de revisión sobre la medida de la constante de gravitación universal que quizás te interese: C. Rothleitner, S. Schlamminger, “Measurements of the Newtonian constant of gravitation, G featured,” Review of Scientific Instruments 88: 111101 (2017), doi: 10.1063/1.4994619.

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“Por saber Ciencia, yo tengo una ventaja directa, en lo más cotidiano de mi vida, que otros no tienen. ¿Querrías tú andar como Einstein por su casa? [Este] libro va dirigido a todos los lectores, cualquiera puede aplicar sencillos principios científicos y sacar partido. [Pero] no nos equivoquemos: la ciencia no es un conjunto de trucos, de conocimientos, de datos, es mucho más que eso, es una manera de mirar el mundo. Probamos, experimentamos, buscamos qué funciona y qué no, pensamos de manera crítica sobre lo que vemos, lo que «parece», incluso lo que dice nuestra propia mente. Eso es ser científico, o tener una visión científica del mundo”.

Excelente, entretenido, útil y mucho más, el nuevo libro de Javier Fernández Panadero, @javierfpanadero, “Como Einstein por su casa. La (brico)ciencia para todos”, Páginas de Espuma (2017) [296 pp.]. Un libro imprescindible, que ya está siendo un éxito la primera semana de ver la luz (en pocos días ya tiene segunda edición). “Life hacks como excusa para popularizar ciencia a los más abandonados de la sociedad. [El] conocimiento científico puede provocar un cambio en la vida cotidiana de la gente. [No] es un libro orientado a niños, pero también vale para ellos”. Sin lugar a dudas un regalo imprescindible estas fechas navideñas para fomentar la lectura entre tus allegados.

Mi amigo Javier es todo un referente en la divulgación científica en España. Colabora en radio, televisión, prensa, imparte charlas de divulgación y realiza espectáculos de ciencia para público general. Te recomiendo su blog La ciencia para todos y su serie de libros La ciencia para todos en la Editorial Páginas de Espuma: “¿Por qué el cielo es azul?” (2008), “¿Por qué la nieve es blanca?” (2009), “¿Cómo le explico esto a un extraterrestre?: Incoherencias de la vida cotidiana” (2010), “Experimentos para Entender el Mundo” (2015) y “El Mundo de Max” (2015), entre otros. En este blog también puedes leer “Reseña:“Aproxímate” de Javier Fernández Panadero”, LCMF, 26 Mar 2016. Si ya conoces la labor de Javier, seguro que disfrutarás con su nuevo libro. Si no la conoces, creo que es una puerta de entrada ideal a su ciencia para todos.

[PS 07 Dic 2017] Recomiendo la lectura de la estupenda y emotiva reseña de Sergio L. Palacios, @Pr3cog, “Como Einstein por su casa (reseña)”, El Tercer Precog, 05 Dic 2017. “Los libros de Javier Fernández Panadero son diferentes de otros libros de divulgación científica. Él lo hace de una forma tan sencilla, tan clara, que no puedes dejar de preguntarte cómo es posible que los demás no lo logren/logremos”. [/PS].

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Dibujo20171201 ivoox podcast coffee break ep 139

He participado en el episodio 139 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVoox, iTunes], titulado “Especial Física de Partículas II. Simetrías en Física y Leyes de Conservación; Campos Cuánticos; El EspínLa”, 30 Nov 2017. “La tertulia semanal ha repasado las últimas noticias de la actualidad científica.”

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Dibujo20171201 teaser encuentros ciencia xv malaga corte ingles

¿Hoy 01 de diciembre estás en Málaga? A las 19:30 puedes disfrutar de la charla “Neuromitos. No te creas ni media palabra”, impartida por de José Ramón Alonso Peña (Universidad de Salamanca), @jralonso3. “¿Solo usamos el 10% de nuestro cerebro? ¿Hay que beber dos litros de agua al día? Si ponemos música de Mozart a los bebés ¿se vuelven más inteligentes? ¿Mueren antes los zurdos? ¿Mata neuronas el alcohol? [En] esta charla vamos a ver qué hay de cierto y de falso en ellas, vamos a demostrar que nuestro mundo vive tristemente inmerso en una nueva edad de la magia, con curanderos, charlatanes y falsos profetas. Y al mismo tiempo hemos desarrollado una herramienta maravillosa para saber si algo es cierto o no: la ciencia”.

Los Encuentros con la Ciencia nacieron en 2004 y este año celebran la XV edición. Las charlas son en el Ámbito Cultural de El Corte Inglés de Málaga. Organizan Enrique Viguera, Ana Grande y José Lozano, los tres de la Universidad de Málaga, Julia Toval, de la Sociedad Malagueña de Astronomía, Mariola Argibay, del IES Cánovas del Castillo, Juan Carlos Aznar, del IES Vega de Mijas, y José J. Reina, Colegio El Pinar. Recuerda que el Ámbito Cultural de El Corte Inglés está en C/ Hilera.

Anuncio oficial del ciclo de conferencias en su web “XV ediciones de Encuentros con la Ciencia”, Encuentros con la Ciencia, 15 Nov 2017.

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El periodista Andrés Lomeña Cantos (Málaga, 1982) me entrevistó para su libro “El periodista de partículas. Once entrevistas sobre la imaginación física,” Andrés Lomeña (2017) [73 pp.]. “Un libro de entrevistas dirigido a los flipados de la física y de la ciencia-ficción que carecen de conocimientos científicos sólidos. El periodista de partículas es una caótica introducción a la física especulativa contemporánea a través de once conversaciones”.

¿Cómo hace un pato subatómico? Quark, quark. Si no pillas este chiste malo, necesitas añadir algo de vocabulario a tu imaginación física en expansión. El periodista de partículas cubre una amplia variedad de temas científicos, desde la física cuántica a los agujeros negros, sin olvidarnos de lo que pudo ocurrir antes del Big Bang”.

Te recomiendo leer este libro que está bajo licencia libre CC BY-SA 4.0. El libro es gratis y lo puedes descargar en Andresito, “El periodista de partículas”, Heterocósmicas, 30 Nov 2017 [GoogleDrive]. Para incentivar su lectura, te copio mi entrevista [pp. 61-70]. También son entrevistados: Don Lincoln, Jeff Forshaw, Thad Roberts, Jim Al-Khalili, Joe McMadden, Thomas Levenson, John Gribbin, Jenann Ismael, Martin Bojowald, Gavin Hesketh y Richard Muller. ¡Qué lo disfrutes!

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Dibujo20171201 vaccum stability top-higgs plane arXiv 1707 09301 PRL 211801

El vacío del modelo estándar es metaestable. En un futuro muy, muy lejano el Universo volverá a su estado de falso vacío primordial. Todo será destruido. Todo. ¿Cuándo ocurrirá este desastre cósmico en el Universo visible? Dentro de, como muy pronto, 10280 años, según la estimación más reciente que se publica en Physical Review Letters. Otra estimación reciente (menos robusta) apuntaba a, como muy pronto, 1058 años. Sí, has leído bien, el universo es tan estable que es casi imposible imaginar cuándo dejará de serlo. Así que tranquilo, en la práctica es como si fuera eterno.

Recuerda que el Universo visible tiene unos 1,38 × 1010 años (13,8 Gyr) y un volumen de unos 1,22 × 104 Gpc3. Como muestra la figura, con las estimaciones actuales para la masa del quark top y del bosón de Higgs la probabilidad de transición del vacío a falso vacío según el nuevo artículo tiene un valor medio de 10−554 Gyr−1Gpc−3, siendo el intervalo de incertidumbre (debido sobre todo a la masa del quark top) de entre 10−284 y 10−1371 Gyr−1Gpc−3. Una probabilidad tan extremadamente baja que cuesta mucho imaginarla.

Por tanto, si estas entre los lectores de este blog que tenía miedo de que esta inestabilidad estuviera ocurriendo ahora mismo en algún lugar del universo observable, puedes estar tranquilo. Según la nueva estimación es imposible, casi incocebible. El artículo es So Chigusa, Takeo Moroi, Yutaro Shoji, “State-of-the-Art Calculation of the Decay Rate of Electroweak Vacuum in Standard Model,” Phys. Rev. Lett. 119: 211801 (2017), doi: 10.1103/PhysRevLett.119.211801, arXiv:1707.09301 [hep-ph]. La otra estimación reciente es Anders Andreassen, William Frost, Matthew D. Schwartz, “Scale Invariant Instantons and the Complete Lifetime of the Standard Model,” arXiv:1707.08124 [hep-ph].

[PS 06 Dic 2017] Recomiendo el podcast (05:41) de Alberto Aparici, “La Brújula de la Ciencia s07e16: El vacío, un estado físico que puede desintegrarse,” iVoox, 01 Dic 2017. [/PS]

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Ya puedes escuchar el podcast iVoox del Programa 316 de La Fábrica de la Ciencia, “Bosones, matemáticas, el asteroide interestelar Oumuamua, noticias de la Mula con Francis Villatoro”, en el que Jorge Onsulve Orellana, @jonsulve, me ha entrevistado. ¡Qué disfrutes del podcast!

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Ya está disponible el tercer podcast de La Traca (de la Ciencia), mi sección en el programa de radio Luciérnagas de Dante Cáceres. Divulgación científica en la Radiotelevisión Diocesana, en el canal de Radio Santa María de Toledo. Se emite todos los martes a las 22:40 horas (hora de Madrid), los miércoles a las 03:00 horas y los domingos a las 24:00 horas.

El tren de alta velocidad y el CERN. En el CERN (siglas de Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire), cerca de Ginebra, entre los años 1989 y 2000, operó el Gran Colisionador de Electrones contra Positrones, llamado LEP (siglas de Large Electron-Positron Collider). Allí ocupó el túnel de 27 km de circunferencia del CERN que ahora ocupa el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, siglas de Large Hadron Collider). En el año 1992 se descubrió que la energía del haz tenía dos picos de intensidad, en lugar de uno solo. Los científicos no comprendían qué lo ocasionaba, ya que no respondía a sus cálculos teóricos.

Más información en J. Wenninger, “Energy Calibration at LEP. Spins, Tides and Vagabond Currents,” LEP Fest 10 Oct 2000 [slides PDF]; Ralph Aβmann, Mike Lamont, Steve Myers (for the LEP team), “A brief history of the LEP collider,” Nuclear Physics B – Proceedings Supplements 109: 17-31 (2002), doi: 10.1016/S0920-5632(02)90005-8. Más información divulgativa en Julián Estévez, “Cuando el CERN intentaba afinar sus instrumentos”, Naukas, 27 Ago 2012; y en este blog “La historia del gran colisionador de electrones y positrones (LEP) del CERN”, LCMF, 27 Feb 2010.

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Dibujo20171129 Experimental platform 51-atom quantum simulator nature24622-f1

Richard Feynman propuso en 1982 el ordenador cuántico para simular sistemas cuánticos. Para esta aplicación lo ideal es un ordenador cuántico analógico. Se publican en Nature dos ordenadores cuánticos analógicos programables que simulan sendos sistemas cuánticos de espines tipo Ising. Uno tiene 51 cúbits implementados con átomos de rubidio-87 en estados de Rydberg y el otro tiene 53 cúbits implementados con iones de iterbio-171. Ambos ordenadores cuánticos programables simulan problemas cuánticos que se consideran intratables usando ordenadores clásicos. Todavía es pronto para hablar de supremacía cuántica. Habrá que esperar a que se resuelva algún problema de optimización usando estos ordenadores cuánticos analógicos.

Simular un sistema cuántico usando otro sistema cuántico quizás está muy alejado de lo que imaginas cuando piensas en un ordenador cuántico. Sin embargo, no es tarea fácil, por ello estos dos nuevos trabajos son muy relevantes. Aún así todavía estamos lejos del sueño de ordenadores cuánticos (aunque sean analógicos) de interés tecnológico. Los artículos son Hannes Bernien, Sylvain Schwartz, …, Mikhail D. Lukin, “Probing many-body dynamics on a 51-atom quantum simulator,” Nature 551: 579–584 (30 Nov 2017), doi: 10.1038/nature24622, arXiv:1707.04344 [quant-ph], y J. Zhang, G. Pagano, …, C. Monroe, “Observation of a many-body dynamical phase transition with a 53-qubit quantum simulator,” Nature 551: 601–604 (30 Nov 2017), doi: 10.1038/nature24654, arXiv:1708.01044 [quant-ph]. Más información divulgativa en Christine Muschik, “PredictingLarge quantum systems tamed,” News & Views, Nature (29 Nov 2017), doi: 10.1038/d41586-017-07438-8.

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Dibujo20171129 break TeV cosmic-ray spectrum electrons positrons nature24475-f2

El detector chino DAMPE (Dark Matter Particle Explorer) observa electrones y positrones de los rayos cósmicos con energías entre 25 GeV y 4,6 TeV. DAMPE, H.E.S.S., AMS-02 y Fermi-LAT observan que entre 55 GeV y 0,9 TeV siguen una ley de potencia con exponente γ1 = 3,09 ± 0,01; sin embargo, para energías entre 0,9 y 2,63 TeV el exponente cambia a γ2= 3,92 ± 0,20 (con un nivel de confianza estadística de 6,6 sigmas). La confirmación de la “rodilla” a 1 TeV despeja las dudas que había sobre las observaciones indirectas de H.E.S.S. Todavía no se conoce el origen astrofísico de esta “rodilla” (knee) en el espectro de rayos cósmicos.

¿Juega la materia oscura algún rol en la explicación de esta “rodilla” en los rayos cósmicos? A pesar de que DAMPE la tenga en su nombre, aún es pronto para saberlo. El artículo es DAMPE Collaboration, “Direct detection of a break in the teraelectronvolt cosmic-ray spectrum of electrons and positrons,” Nature (29 Nov 2017), doi: 10.1038/nature24475, arXiv:1711.10981 [astro-ph.HE].

[PS 30 Nov 2017] Más información divulgativa en Dennis Normile, “China’s dark matter space probe detects tantalizing signal,” Science News, 29 Nov 2017, doi: 10.1126/science.aar6217. Se espera que DAMPE tome datos durante al menos cinco años. [/PS]

[PS 04 Dic 2017] Recomiendo a los interesados en posibles fuentes la lectura de Qiang Yuan, Lei Feng, …, Yun-Long Zhang, “Interpretations of the DAMPE electron data,” arXiv:1711.10989 [astro-ph.HE]. [/PS]

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