El canibalismo galáctico, la interacción entre galaxias enanas y galaxias, expulsa muchas estrellas hacia el medio intergaláctico. La formación jerárquica de los cúmulos galácticos por interacción entre galaxias de diferentes escalas da lugar a gran número de estrellas en el medio intracumular, se estima que entre el 5% y el 20% del total. Estas estrellas que no están ligadas a galaxias emiten la luz intracumular (ICL). Mireia Montes y Nacho Trujillo proponen usarla para explorar la distribución de materia oscura intracumular. Para validar el método han comparado sus resultados con los obtenidos con el método de lentes gravitacionales débiles. El resultado es espectacular y podría ofrecer un método luminoso para explorar de forma indirecta la materia oscura (que en rigor es materia transparente a la luz).

La clave del método de validación es la comparación entre los mapas obtenidos con la nueva técnica y los ya conocidos. Mireia y Nacho han usado un método que se usa en el reconocimiento de imágenes: la distancia de Hausdorff modificada para comparar curvas cerradas. La distancia de Hausdorff es el máximo de todas las distancias mínimas entre cada punto de una curva con respecto a todos los puntos de la otra curva; en símbolos matemáticos, HD(X,Y) = max(d(X,Y), d(Y, X)), donde d(X,Y) = maxX minY ||x − y||. Un valor pequeño de esta distancia entre dos curvas indica que son muy parecidas entre sí. Para los seis cúmulos usados por Mireia y Nacho sus resultados son muy prometedores. Por supuesto, futuros estudios de validación con una población más grande son necesarios para que la nueva técnica acabe formando parte de las herramientas que usan todos los astrofísicos y cosmólogos.

El artículo es Mireia Montes, Ignacio Trujillo, “Intracluster light: a luminous tracer for dark matter in clusters of galaxies,” Submitted to MNRAS, arXiv:1807.11488 [astro-ph.GA]. Recomiendo escuchar al propio Nacho discutiendo este trabajo en el episodio 175 del Podcast Coffee Break: Señal y Ruido, “Ep175”, CB: S&R, 10 Ago 2018. Más información divulgativa en Emily Conover, “A faint glow found between galaxies could be a beacon for dark matter. Intracluster light may help reveal how the mysterious particles behave,” Science News, 10 Aug 2018.

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La vida media del barión omega encantado (cuyos quarks de valencia son ssc) es de 69 ± 12 fs (femtosegundos) según el Particle Data Group 2018. El detector LHCb del LHC en el CERN ha medido un valor de 268 ± 26 fs, unas cuatro veces más grande. Lo más curioso es que ambas medidas son compatibles con la predicción actual del modelo estándar. La razón es que no sabemos calcular dicha predicción con precisión suficiente, ofreciendo las estimaciones teóricas actuales un valor entre 60 y 520 fs. Un buen ejemplo que nos recuerda lo difícil que es estimar las propiedades de los bariones formados por quarks de baja masa, incluso usando QCD en el retículo.

La estimación de LHCb se basa en 3 /fb (inversos de femtobarn) de colisiones del LHC Run 1 con energías de 7 y 8 TeV; en concreto, se han analizado unas mil desintegraciones Ωb → Ω0c μνμ X, en las que Ω0c → p KKπ+, y X representa partículas no detectadas. El artículo es LHCb collaboration, “Measurement of the Ω0c baryon lifetime,” arXiv:1807.02024 [hep-ex]; recomiendo la presentación de Laurent Dufour, “CP violation and semileptonic decays in beauty and charm,” LHCP 2018, 08 Jun 2018 [indico]. Más información divulgativa en Ana Lopes, “New measurement of particle’s lifetime intrigues physicists,” CERN News, 08 Aug 2018, y “Charmed baryons strike back,” CERN Courier, 09 Jul 2018.

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He participado en el episodio 174 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVoox, iTunes], titulado “Sagitarius A*; Medallas Fields; Escutoides; Exovida y Rayos UVA; Marte”, 02 Ago 2018. “La tertulia semanal ha repasado las últimas noticias de la actualidad científica”.

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El canto de las cigarras es un sonido que nos acompaña (chicharras) muchas noches en verano. ¿Cómo se produce? ¿Por qué? Enrique Viguera (profesor titular de genética de la Universidad de Málaga y coordinador de Encuentros con la Ciencia) y un servidor hemos dedicado la quinta pieza de Ciencia de Verano en Hoy por Hoy de Cadena SER Málaga (102.4 FM). El podcast de la pieza lo tienes en “Desmontando mitos sobre las cigarras veraniegas”, SER Málaga, 02 Ago 2018.

Más información en Francisco Villena, “Cicada orni, el top nº1 del verano una vez más…”, Encuentros con la Ciencia, 05 Ago 2017. Resumiendo mucho, las cigarras no cantan, sino que estridulan. El sonido lo producen los machos con un órgano llamado tímbalo, donde se encuentran los timbales y unas cavidades que actúan como caja de resonancia. Las hembras no estridulan pero tienen unos “tímpanos” muy sensibles al sonido producido por los machos.

En el podcast Enrique nos cuenta el curioso ciclo de vida de las cigarras: las hembras ponen sus huevos y mueren poco después. Los insectos jóvenes (o ninfas) caen al suelo y se entierran varios años, de dos a diecisiete años (dependiendo de la especie) y se alimentan de la savia de las raíces (son fitoparásitas). Después de ese período, suben a los árboles y sufren una muda, transformándose en adultos con alas y ya desarrollados para el apareamiento. Sin lugar a dudas ahora oiremos a las cigarras con otros oídos.

Uno de los experimentos clásicos en física aplicada es enfriar una bebida usando hielo y sal. El proceso es mucho más rápido que usar el frigorífico o el congelador. El tercer programa de Ciencia de Verano en Hoy por Hoy de la Cadena Ser Málaga (102.4 FM) lo hemos dedicado a esta refrescante curiosidad. Enrique Viguera (profesor titular de genética de la Universidad de Málaga y coordinador de Encuentros con la Ciencia) y un servidor te recomendamos la tercera pieza es “¿Sabes cómo enfriar una cerveza en tres minutos?” SER Málaga, 19 Jul 2018. Por desgracia, el podcast de la cuarta pieza, emitida el 26 de julio, no fue colgado en la web de la Cadena Ser Málaga.

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En 2005 Yves Couder descubrió que el movimiento de pequeñas gotas milimétricas oscilando sobre la superficie vibrante de un líquido se describe mediante la teoría de la onda piloto de De Broglie–Bohm. Un conjunto de muchas gotas se comporta como una red de espines en interacción, es decir, un modelo físico análogo a materiales ferromagnéticos y antiferromagnéticos. Un espectacular vídeo ilustrando su comportamiento ha ganado el concurso de vídeos sobre física de fluidos (Gallery of Fluid Motion 2017). Una de las aplicaciones de los ordenadores cuánticos es la simulación de las correlaciones entre espines; ahora también se puede usar un análogo clásico para estudiarlos (en ciertos límites). Sin lugar a dudas un trabajo muy prometedor.

Me gustaría destacar que el primer autor es un joven español, Pedro J. Sáenz, ingeniero industrial formado en la Universidad de La Rioja, España. Desde 2015 está afincado en el MIT (EE.UU.), donde trabaja en el grupo de John Bush. Todavía no ha aparecido el artículo científico sobre el vídeo, P. J. Sáenz, G. Pucci, …, J. W. M. Bush, “Spin lattices of walking droplets,” Physical Review Fluids (2018), aunque ya está anunciado el 2017 APS/DFD Gallery of Fluid Motion Award Winner. Artículos previos son Pedro J. Sáenz, Tudor Cristea-Platon, John W. M. Bush, “Statistical projection effects in a hydrodynamic pilot-wave system,” Nature Physics 14: 315-319 (2018), doi: 10.1038/s41567-017-0003-x, y N. Sungar, L. D. Tambasco, …, J. W. M. Bush, “Hydrodynamic analog of particle trapping with the Talbot effect,” Phys. Rev. Fluids 2: 103602 (2017), doi: 10.1103/PhysRevFluids.2.103602. Más información divulgativa en Phoebe Sharp, “Liquid Droplets May Help Unravel the Secrets of Quantum Mechanics,” Physics Buzz, 27 Jul 2018.

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Como todo el mundo esperaba, el matemático alemán Peter Scholze (30 años) ha recibido la Medalla Fields 2018 en el ICM de Río de Janeiro por su trabajo revolucionario en geometría aritmética. También estaba en muchas quinielas el italiano Alessio Figalli (34 años), por su trabajo en ecuaciones en derivadas parciales. Sin embargo, ha sido toda una sorpresa que la reciban el kurdo iraní, Caucher Birkar (40 años, cumplidos en julio), por su trabajo en geometría algebraica, y el australiano (nacido en India), Akshay Venkatesh (36 años), por sus múltiples contribuciones a varias áreas de la matemática, desde la teoría de números a la teoría ergódica.

El premio Nevanlinna a las contribuciones a las matemáticas computacionales lo ha recibido el informático teórico Constantinos Daskalakis (37 años) por sus contribuciones a la teoría de la complejidad computacional. También se han concedido premios a toda una vida dedicada a las matemáticas. La medalla Chern es para el japonés Masaki Kashiwara (71 años), por sus contribuciones al análisis algebraica y la teoría de representaciones. El premio Gauss ha sido para el matemático aplicado estadounidense David L. Donoho (61 años), por sus contribuciones al análisis geométrico multiescala y sus aportes a la teoría de ondículas (wavelets). Finalmente, el premio Leelavati a la divulgación y docencia de las matemáticas ha sido para el turco Ali Nesin, por su ciudad de las matemáticas (Nesin Mathematics Village).

Lo siento pero no tengo tiempo para realizar una presentación detallada de las contribuciones de todos los premiados. Te recomiendo leer en español “Medalla Fields 2018 para Scholze, Figalli, Venkatesh y Birkar”, Agencia SINC, 01 Ago 2018. Y en inglés los estupendos artículos de Erica Klarreich, “A Master of Numbers and Shapes Who Is Rewriting Arithmetic. The 30-year-old math sensation Peter Scholze is now one of the youngest Fields medalists,” Quanta Magazine, 01 Aug 2018 (reimpresión de una pieza de 28 Jun 2016); Kevin Hartnett, “A Traveler Who Finds Stability in the Natural World. The mathematician Alessio Figalli has established the stability of everything from crystals to weather fronts,” Quanta Magazine, 01 Aug 2018; Kevin Hartnett, “An Innovator Who Brings Order to an Infinitude of Equations. The mathematician Caucher Birkar, has gone on to impose order on a wild landscape of mathematical equations,” Quanta Magazine, 01 Aug 2018; Erica Klarreich, “A Number Theorist Who Bridges Math and Time. Akshay Venkatesh, a former prodigy, has won a Fields Medal,” Quanta Magazine, 01 Aug 2018; y Erica Klarreich, “A Poet of Computation Who Uncovers Distant Truths. The theoretical computer scientist Constantinos Daskalakis has won the Rolf Nevanlinna Prize,” Quanta Magazine, 01 Aug 2018.

Para quienes prefieran algo un poquito más técnico, recomiendo los resúmenes de Allyn Jackson y Julie Rehmeyer para la IMU (Unión Matemática Internacional): “Birkar citation,” PDF, Allyn Jackson, “The Work of Caucher Birkar,” PDF; “Figalli citation,” PDF, Allyn Jackson, “The Work of Alessio Figalli,” PDF; “Scholze citation,” PDF, Allyn Jackson, “The Work of Peter Scholze,” PDF; “Venkatesh citation,” PDF, Allyn Jackson, “The Work of Akshay Venkatesh,” PDF; “Daskalakis citation,” PDF, Allyn Jackson, “The Work of Constantinos Daskalakis,” PDF; “Donoho citation,” PDF, “David L. Donoho,” PDF; “Kashiwara citation,” PDF, Julie Rehmeyer, “Masaki Kashiwara,” PDF; “Nesin citation,” PDF, Julie Rehmeyer, “Ali Nesin,” PDF.

La foto que abre esta entrada la he extraído de Nicola Davis, Naaman Zhou, “Former refugee among winners of Fields medal – the ‘Nobel prize for maths’,” The Guardian, 01 Aug 2018, siendo su autor Fabio Motta (Cortesía del ICM 2018).

Photo by Fabio Teixeira / STR / AFP / Getty Images.

[PS] ¡Le han robado la Medalla Fields a Caucher Birkar! No había pasado ni hora de esta foto (en la que recibe la medalla) cuando su maletín con su teléfono móvil y su medalla desaparecieran. Por lo que parece una cámara de vídeo grabó al ladrón (por pura casualidad) y la policía está buscándole con ahínco. La organización del ICM 2018 lamenta el robo [nota oficial]. Todos deseamos que Birkar pueda recuperar pronto su medalla.

Por cierto, el comité que ha concedido las medallas Fields está formado por los matemáticos: Shigefumi Mori (Fields 1990, presidente), Hélène Esnault, Eduard Feireisl, Alice Guionnet, Nigel Hitchin, John W. Morgan, Hee Oh, Andrei Y. Okounkov (Fields 2006), Madabusi S. Raghunathan, Ken Ribet y Terence Tao (Fields 2006) [fuente]. Como puedes comprobar hay tres mujeres en el comité.

Recomiendo Adam Bannister, Olaf Teschke, “Can Statistics Predict the Fields Medal Winners?” EMS Newsletter, Jun 2018, pp. 40-43 [PDF]. [/PS]

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La teoría de la relatividad de Einstein predice el desplazamiento al rojo gravitacional de la luz emitida cerca de un campo gravitacional. El 19 de mayo de 2018 la estrella S2 alcanzó el periastro de su órbita alrededor del agujero negro supermasivo Sagitario A* en el centro de la Vía Láctea. Una oportunidad única que la Colaboración GRAVITY aprovechó para medir su desplazamiento al rojo gravitacional z hasta alcanzar más de 5 sigmas. En concreto, se obtiene f = 0.90 ± 0.09|stat ± 0.15|sys, donde z = zK + f (zE − zK), donde zK es la predicción según la teoría de Kepler–Newton (f=0) y zE es la de Einstein (f=1); siendo z = Δλ / λ ≈ 200 km/s/c.

Hace ya 26 años que se empezó a estudiar la órbita de la estrella S2 alrededor del agujero negro supermasivo de cuatro millones de masas solares en el centro de nuestra galaxia. Su periodo orbital es de 16.0518 años y la excentricidad de su órbita es 0.88466 ± 0.00018. En su periastro se encuentra a solo 120 UA ≈ 1400 radios de Schwarzschild de Sgr A*, alcanzando una velocidad de ≈ 7650 km/s, o sea β = v/c = 0.0255 (casi un 3% de la velocidad de la luz en el vacío). El instrumento GRAVITY está instalado en los cuatro telescopios de 8 metros del VLTI (Very Large Telescope Interferometer) en el Observatorio de Cerro Paranal, Chile, de ESO (European Southern Observatory). Realiza astrometría infrarroja de alta precisión en la banda K (2.2 μm).

El artículo es GRAVITY Collaboration, “Detection of the gravitational redshift in the orbit of the star S2 near the Galactic centre massive black hole,” Astronomy & Astrophysics 615: L15 (Jul 2018), doi: 10.1051/0004-6361/201833718; por cierto, la figura que abre esta entrada es una recreación artística aparecida en Alexandra Witze, “Milky Way’s black hole provides long-sought test of Einstein’s general relativity,” Nature 560: 17 (26 Jul 2018), doi: 10.1038/d41586-018-05825-3. En español recomiendo “Probada la relatividad general de Einstein cerca de un agujero negro supermasivo,” Agencia SINC, 26 Jul 2018.

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El matemático Peter Scholze (Alemania, 30 años) recibirá el próximo 1 de agosto la medalla Fields en el ICM 2018 de Río de Janeiro, Brasil [LCMF, 09 Nov 2017]. El gran genio, junto a su colega Jakob Stix (Alemania, 44 años), ha estudiado en detalle la demostración de Shinichi Mochizuki de la conjetura abc. Por lo que parece se ha encontrado un grave error. Al hilo del refrán «si la montaña no va a Mahoma, Mahoma irá a la montaña», ambos han visitado en marzo a Mochizuki (Universidad de Kioto, Japón) para discutir con él los detalles. Todo apunta a que el error es firme; se rumorea que la primera respuesta del japonés fue negar la mayor, pero que ahora está trabajando en la resolución del problema. Todos deseamos que en el ICM 2018 se aclaren estos rumores.

Ivan Fesenko, gran admirador y defensor de Mochizuki, menciona en la nota al pie número 18 de la página 6 de su artículo “Remarks on Aspects of Modern Pioneering Mathematical Research” [PDF], la próxima aparición este verano de dos artículos de Mochizuki sobre este asunto: Shinichi Mochizuki, “Report on discussions, held during the period March 15–20, 2018, concerning Interuniversal Teichmüller theory (IUTch)”, y “Comments on the manuscript by Scholze–Stix concerning inter-universal Teichmüller theory (IUTch)”. El título del segundo artículo sugiere que también está próxima la aparición del artículo de Scholze y Stix con los detalles del error. Habrá que estar al tanto de las noticias sobre estos tres manuscritos.

Ya me hice eco de este “rumor sobre posible error en la demostración de Mochizuki de la conjetura abc”, LCMF, 26 May 2018. Entonces no se sabía quiénes habían encontrado el error, ni que el japonés había preparado una respuesta. Más información sobre el rumor en Peter Woit, “abc News,” NEW, 17 Jul 2018. Tanto si al final se confirma el error, como si se acaba encontrando una solución, lo que parece claro es que las ideas de Mochizuki están empezando a ser entendidas por los expertos. Una gran noticia, sin lugar a dudas, para todos los interesados en lo que podría ser uno de los grandes avances en teoría de números de la primera mitad del siglo XXI.

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Has oído tantas veces que hay agua en Marte que quizás ya no te sorprendan los primeros indicios de agua líquida. La misión Mars Express de la ESA (Agencia Europea del Espacio) ha observado señales similares a las del lago Vostok en la Antártida, que apuntan a un lago subglacial bajo el hielo del polo sur marciano. Se ha usado el instrumento MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding) que envía ondas de radio a la superficie y usa su eco para construir un radargrama (como una radiografía) del casquete polar de ~1.5 km de hielo; la estimación de la permitividad dieléctrica relativa de la superficie que genera el pico de intensidad en el eco apunta a agua líquida; por supuesto, quizás no sea un lago subglacial sino un material poroso saturado con agua (algún tipo de barro).

Bajo la capa de hielo puede haber agua líquida si su salinidad es muy alta; el suelo marciano es rico percloratos de magnesio, sodio y calcio. A alta concentración pueden bajar el punto de fusión del hielo hasta menos de 70 ºC bajo cero. ¿Podría haber microorganismos en estas capas con alto contenido en agua líquida? Nadie lo sabe, pero muchos astrobiólogos sueñan con ello. El artículo es R. Orosei, S. E. Lauro, …, R. Seu, “Radar evidence of subglacial liquid water on Mars,” Science, eaar7268 (25 Jul 2018), doi: 10.1126/science.aar7268; más información en Anja Diez, “Liquid water on Mars,” Science, eaau1829 (25 Jul 2018), doi: 10.1126/science.aau1829.

Recomiendo la lectura de Daniel Marín, “El gran lago subterráneo de Marte”, Eureka, 26 Jul 2018; Alberto González Fairén, “¿Dónde podemos buscar más agua en Marte?”, Materia, El País, 28 Jul 2018; Nuño Domínguez, “Hallado un lago de agua bajo el hielo de Marte”, Materia, El País, 26 Jul 2018, y “Los lagos de Marte son un refugio para la vida”, Materia, El País, 29 Jul 2018; “Un lago de agua líquida se esconde bajo la superficie de Marte”, Agencia SINC, 15 Jul 2018; entre otras.

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