Vinculación entre el espín de un electrón y su órbita

(NC&T) La investigación ha sido realizada por Paul McEuen y Daniel Ralph, profesores de física en la Universidad de Cornell, y los antiguos investigadores de esa universidad, Shahal Ilani, ahora en el Instituto Weizmann de Ciencia, en Israel, y Ferdinand Kuemmeth, ahora en la Universidad de Harvard.
Los nanotubos de carbono son diminutos cilindros cuyas paredes están formadas por átomos de carbono. En lugar de orbitar a átomos individuales, los electrones libres en un nanotubo orbitan alrededor de su circunferencia. Entretanto, el electrón que describe ese círculo puede tener su espín orientado en dos posibles direcciones.Para probar esto, los investigadores crearon un dispositivo diminuto en el que un nanotubo de carbono de aproximadamente 5 nanómetros de diámetro y 500 de largo estaba montado entre dos electrodos sobre una estructura de silicio, lo que permite la aplicación de cargas eléctricas variables al tubo. El diseño del dispositivo hizo posible crear puntos cuánticos que contienen un pequeño número de electrones, que puede ser de hasta de un solo electrón.Aplicando un campo magnético a lo largo del eje del tubo y midiendo el flujo de corriente a través del mismo, los investigadores pudieron determinar los niveles de energía de los electrones en las cuatro posibles combinaciones de espín y órbita (con el espín hacia "arriba" o hacia "abajo" y la órbita en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario) y encontraron que cambiando la dirección de la órbita cambiaba la energía. La órbita del electrón afecta su espín y viceversa.
En un nanotubo de carbono, los electrones pueden girar alrededor de él. (Foto: Cornell U.)
Esto no impide utilizar los nanotubos en la computación cuántica, pero define nuevas reglas de diseño. También es interesante desde el punto de vista de la física fundamental, porque es la topología cilíndrica única de los nanotubos lo que permite que los electrones tengan órbitas bien definidas y por consiguiente registren este acoplamiento.El mismo experimento se realizó con los "huecos", o sea lugares donde falta un electrón, creando el equivalente de una carga positiva que se mueve alrededor del tubo.

NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGÍA

Sobre los nuevos superconductores basados en hierro

La nueva familia de superconductores basada en hierro presenta nuevas posibilidades teóricas y quizás prácticas. Al parecer desafían los modelos teóricos existentes.
Investigadores chinos y de la Johns Hopkins University han revelado algunos de los misterios de los nuevos superconductores recientemente descubiertos. Esto podría dar lugar a un mejor diseño de los superconductores que ahora se usan en la industria o medicina.En el artículo publicado en Nature Chia-Ling Chien, Jacob L. Hain Professor y sus colaboradores ofrecen nuevas pistas para comprender las características de la superconducción de la nueva familia de superconductores basados en hierro. Al parecer los nuevos superconductores de alta temperatura crítica (pero, de momento, no tan alta como la de los cupratos) tienen nuevas características. Según ellos se necesitan de teorías nuevas que expliquen la superconducción en este tipo de materiales. En un alarde de optimismo, incluso especulan que se podría conseguir la superconducción a temperatura ambiente en el futuro. Los superconductores son materiales que conducen la corriente eléctrica sin pérdida cuando están por debajo de cierta temperatura. Así, un anillo superconductor puede mantener una corriente circulando por el indefinidamente sin pérdidas ni calentamiento. Los superconductores tradicionales realizan esto cuando su temperatura está muy cerca del cero absoluto (la superconductividad tradicional fue descubierta en 1911), pero en 1986 se descubrió una familia de superconductores basada en cupratos (óxidos de cobre), como el YBaCuO, que hacían esto mismo a una temperatura relativamente alta (incluso mayores a los 138 K), de tal modo que bastaba nitrógeno líquido (que hierve a 79 K) para que se tornaran superconductores. Recientemente, investigadores japoneses y chinos han descubierto una nueva familia de superconductores de alta temperatura de una composición distinta, resultado del que dábamos cuenta en NeoFronteras hace poco.Los superconductores se utilizan en medicina en las máquinas de resonancia magnética nuclear (con superconductores de baja temperatura) y en algunos dispositivos electrónicos (con superconductores de alta temperatura).Aunque se ha planteado la construcción de trenes de levitación magnética (maglevs) basados en la superconducción, solamente se disponen de prototipos, ya que el precio de construcción de estas líneas es de momento prohibitivo. Otras aplicaciones serían la construcción de generadores y motores eléctricos muy eficientes, así como líneas de transmisión de corriente sin pérdidas.Disponer de superconductores a temperatura ambiente sería tecnológicamente revolucionario, pero no se dispone de una teoría que explique bien la superconducción a alta temperatura que guíe en el diseño de esos hipotéticos superconductores a temperatura ambiente.Todos los metales contienen electrones de conducción que, al poder circular por el material, permiten la conducción eléctrica, aunque en condiciones normales sufren una resistencia a su avance por el mismo. La superconductividad puede explicarse mediante la existencia de pares de Cooper. Cuando las temperaturas son muy bajas aparecen los pares de Cooper. Éstos son asociaciones de dos electrones que se mantienen unidos de tal modo que la atracción entre estos electrones de spines opuestos es mayor que la repulsión entre sus cargas. La cantidad de energía necesaria para romper esta unión entre los electrones del par se denomina zanja de energía y determina la fortaleza del estado superconductor. Esta zanja es alta a bajas temperaturas, pero desaparece por encima de la temperatura crítica cuando el estado superconductor deja de existir.Según Chien la estructura y la dependencia de la zanja de energía revela el “alma” del superconductor. En este caso el equipo de investigadores midió la zanja de energía y su dependencia con la temperatura revelando que el mecanismo de formación de pares en los superconductores basados en hierro es diferente del de los cupratos de alta temperatura. Para sorpresa de los investigadores los resultados son incluso incompatibles con las nuevas teorías propuestas que pretenden explicar el fenómeno superconductivo.Según ellos está claro que hay que reexaminar los modelos teóricos antiguos y desarrollar nuevos modelos.

La NASA lanza el 'Glast' para estudiar explosiones violentas de rayos gamma

Un cohete 'Delta 2' surca el cielo para poner en órbita al 'Glast'. (Foto: EFE)
Actualizado miércoles 11/06/2008 21:01 (CET)
ÁNGEL DÍAZ
MADRID.- Un nuevo satélite de la NASA acaba de partir hacia la órbita terrestre con el fin de estudiar uno de los misterios mejor escondidos del universo: las explosiones de rayos gamma.
La misión GLAST (acrónimo en inglés de Telescopio Espacial de Gran Área de Rayos Gamma) ha despegado a las 18.05 (hora peninsular española) desde Cabo Cañaveral y a lomos de un cohete estadounidense Delta 2.
Pese al poderoso estruendo energético que provocan -son los estallidos de radiación más intensos del cosmos-, el origen y naturaleza de las explosiones gamma aún no han sido esclarecidos.
"Un solo GRB [acrónimo en inglés de Explosión de Rayos Gamma] puede lanzar en cuestión de segundos la misma cantidad de energía que nuestro Sol radiará durante sus 10.000 millones de años de vida", explica Neil Gehrels, investigador del Centro de Vuelo Espacial de la NASA.
Pero 'Glast' no estudiará en exclusiva estos eventos astronómicos, sino que también observará estrellas de neutrones, la radiación de fondo del universo, los rayos cósmicos y otros eventos u objetos astronómicos situados en el rango de lo que la NASA ha denominado "el universo extremo".
De acuerdo con el científico Steve Ritz, uno de los máximos responsables del proyecto, las galaxias, y más en concreto sus corazones, serán una de las prioridades de la misión, y además se espera obtener sorprendentes resultados en este área.
"Los núcleos de las galaxias activas serán el pan y la sal de GLAST. Ahí habrá resultados garantizados", señala este experto.
Las explosiones gamma duran entre unos pocos milisegundos y varios minutos; de hecho, son tan fugaces que se los astrónomos las catalogan como "largas" si se mantienen en el cielo durante más de dos segundos.
Los núcleos activos de galaxias (llamados a veces AGN, por sus siglas en inglés) son regiones muy convulsas, gobernadas por enormes agujeros negros que tienen miles de millones de veces la masa del Sol.
De hecho, nuestra propia Vía Láctea también tiene un agujero negro supermasivo en su centro, según ha podido confirmarse recientemente.
La acción gravitatoria de los agujeros negros provoca violentas erupciones de energía que aún no han sido estudiadas en profundidad en rayos gamma, que no es más que un tipo de luz, invisible y dañina para nosotros, que se sitúa más allá de los rayos X en el espectro electromagnético.

Critican ley contra gratuidad

La Comisión de Educación del Congreso comenzó la discusión del proyecto de ley de la parlamentaria fujimorista Martha Hildebrandt, que propicia que los alumnos de colegios particulares paguen por su educación universitaria en instituciones públicas, propuesta que fue tildada de “discriminatoria” por el presidente del grupo de trabajo, Pedro Santos.El nacionalista Santos señaló que la comisión pedirá a organizaciones e instituciones especializadas sus opiniones para perfeccionar el proyecto presentado, pero adelantó que no comparte la propuesta de eliminar la gratuidad de la enseñanza en los centros estatales, por discriminar a los alumnos que proceden de colegios privados.De la misma opinión fue su colega ex presidente de la Comisión de Educación, Rafael Vásquez, quien propuso, más bien, que el Estado se comprometa a llevar adelante una gran transformación de la educación “que contemple la educación como un derecho, y que siga siendo gratuita con inversión del Estado en función de los planes de desarrollo nacional”, como ocurre en otros países.Al final del debate, la congresista Hildebrandt saludó que se esté dejando de lado la actitud “vergonzante” y “secreta” en que incurren las universidades por el hecho de cobrar a sus alumnos, “como si fuera pecado y estuviera yendo contra la Constitución”, enfatizó.

La Universidad: encrucijada

César Lévano
El debate sobre la gratuidad de la enseñanza en la universidad pública exhibe en toda su desnudez la pobreza de las ideas en juego, y ­arroja luz sobre la institución universitaria.La discusión se inició debido a un proyecto de Martha Hildebrandt que propone que los estudiantes que provengan de colegios particulares paguen una pensión mensual equivalente a la mitad de lo que abonaban en su plantel de secundaria.La iniciativa no resuelve nada. En primer lugar, porque los verdaderamente ricos no en­vían a sus hijos a las universidades del Estado. Encuestas antiguas y recientes en San Marcos, por ejemplo, indican que la ­abrumadora mayoría de los ­alumnos son de hogares de capas medias, y de sectores aún más pobres.Si algún porcentaje de ese ­alumnado estudió previamente en colegios privados, éstos deben de haber sido de nivel modesto. Los fondos consiguientes serían, pues, exiguos. Los trámites investigatorios y administrativos para establecerlo resulta­rían costosos y burocratizantes. Recordemos, además, que muchos padres recurren a los colegios privados debido a la mala calidad de los públicos. Lo hacen a costa de grandes sacrificios.¿Atenta la propuesta Hildebrandt contra la Constitución? Sí. El artículo 17 expresa: “el Estado garantiza el derecho a educarse gratuitamente a los alumnos que mantengan un rendimiento satisfactorio y no cuenten con los recursos económicos necesarios para cubrir los costos de educación.”El dispositivo no condiciona el ingreso de los jóvenes a la universidad. Habla de quienes mantengan rendimiento satisfactorio; es decir, que estén ya estudiando y rindiendo pruebas.El debate arroja una lección: las universidades públicas padecen clamorosas insuficiencias. No tienen aulas suficientes ni ­adecuadas, carecen de bibliotecas y laboratorios puestos al día, no otorgan becas para estudios en el exterior (Chile envía este año 2,500 jóvenes a perfeccionarse en Europa y Estados Unidos). Los profesores universitarios del Perú están muy mal pagados.La gratuidad de la enseñanza en todos los niveles es una conquista que se debe respetar. Forma parte del movimiento mundial por el avance democrático, la igualdad y la justicia. Como se sabe, Europa, a diferencia de Estados Unidos, considera deber del Estado la educación gratuita. En Alemania, verbigracia, los estudiantes universitarios sólo pagan una suma modesta para seguro de salud.En Finlandia, el país de mejor nivel educativo en el mundo, la gratuidad es absoluta. Los maestros de primaria y secundaria tienen buenos sueldos y los ­alumnos, desde libros hasta lápices gratuitos. Todos los estudiantes tienen derecho a una comida caliente.La gratuidad de la enseñanza, desde el jardín hasta la universidad, es emblema de civilización. Hay que reforzarla.

Noticias de ciencia y tecnología

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¡Por fin la sonda Phoenix llega a Marte!

Luego de un largo viaje, el módulo Phoenix se posó cerca del polo norte marciano. Su llegada al Planeta Rojo fue tan emocionante como trascendente.
Mayo 25, 2008: La nave espacial Phoenix se posó sobre la región polar norte de Marte, el domingo, iniciando de este modo los tres meses dedicados al estudio de un sitio que fue escogido por sus buenas probabilidades de tener agua congelada al alcance del brazo robótico del módulo.
Las señales de radio recibidas a las 4:53:44 p.m., hora del Pacífico (7:53:44 p.m., hora del Este), confirmaron que el Módulo de Amartizaje Phoenix había sobrevivido al difícil descenso final y había tocado el suelo 15 minutos antes de lo previsto. La señal de radio tardó ese tiempo en viajar desde Marte hasta la Tierra a la velocidad de la luz.
Los miembros del equipo de la misión en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (Jet Propulsion Laboratory o JPL, en idioma inglés), de la NASA, en Pasadena, California, así como también los miembros del equipo de Sistemas Espaciales Lockheed Martin, en Denver; y de la Universidad de Arizona, en Tucson, vitorearon la confirmación del "amartizaje" y aguardaron ansiosamente que llegara más información a través de la sonda Phoenix durante la noche del domingo.
Entre los miembros que ocupaban el cuarto de control en el JPL se encontraba Michael Griffin, quien destacó que ésta fue la primera vez que un módulo se posó exitosamente sobre Marte sin utilizar bolsas de aire, desde que tuvo lugar la misión Viking 2 (Vikingo 2), en 1976.
"Por primera vez en 32 años, y sólo por tercera vez en la historia, un equipo del JPL se ha posado suavemente sobre Marte", dijo Griffin. "No podría estar más feliz de estar aquí, siendo testigo de este increíble logro".
Durante su vuelo de 680 millones de kilómetros (422 millones de millas) desde la Tierra hasta Marte, luego de su lanzamiento (el 4 de agosto de 2007), la sonda Phoenix dependió de la electricidad generada por sus paneles solares. El vehículo de transporte, alimentado por dichos paneles solares, se separó siete minutos antes de que el módulo de amartizaje, protegido por una cápsula, ingresara a la atmósfera marciana. Las baterías ahora proveerán electricidad para el sistema hasta que se abra el propio par de paneles solares del módulo.
"Ya ha pasado la peor parte y podemos respirar de nuevo, pero aún necesitamos saber si la sonda Phoenix ha abierto sus paneles solares y si ha comenzado a generar energía eléctrica", dice Barry Goldstein, del JPL, gerente del proyecto Phoenix. Si todo sale bien, los ingenieros conocerán el estado de los paneles solares entre las 7 y las 7:30 p.m., hora del Pacífico, mediante una transmisión de Phoenix triangulada por el orbitador Mars Odyssey (Odisea Marciana), de la NASA.
[Actualización: ¡Los paneles solares se han abierto!]

Arriba: Primeras imágenes enviadas a la Tierra desde el sitio donde se posó la nave Phoenix. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Calech/Universidad de Arizona. [Más información]
El equipo estará también a la espera de la transmisión nocturna del domingo para confirmar que los mástiles de la cámara estereográfica y la estación de monitoreo del clima hayan alcanzado su posición vertical.
[Actualización: La cámara estereográfica y la estación de monitoreo del clima han alcanzado su posición vertical.]
"¡Qué amartizaje más emocionante! Pero el equipo espera impacientemente la próxima serie de señales que verificarán que la nave espacial se encuentra en estado saludable", dijo Peter Smith, de la Universidad de Arizona, quien es el investigador principal de la misión Phoenix. "Apenas puedo contener mi entusiasmo. Las primeras imágenes que recibimos después de que la nave se posó sobre el terreno polar marciano establecerán el escenario de nuestra misión".
Otro despliegue crítico será el primer uso del brazo robótico de 2,3 m (7,7 pies) de largo, tarea que no se intentará al menos hasta dentro de dos días. Los investigadores harán uso del brazo durante las próximas semanas para obtener y colocar muestras de suelo y de hielo en los instrumentos de laboratorio situados en la cubierta del módulo.
La señal que confirmó que la sonda Phoenix había sobrevivido al amartizaje fue triangulada mediante el satélite Mars Odyssey y fue recibida en la Tierra por la antena de la estación Goldstone, en California, que forma parte de la Cadena del Espacio Profundo (Deep Space Network, en idioma inglés), de la NASA.

La nave Phoenix se posa sobre la superficie de Marte

La nave Phoenix, de la NASA, se prepara para posarse sobre Marte e iniciar una investigación sin precedentes del reino ártico del Planeta Rojo.
Mayo 13, 2008: La nave Phoenix, de la NASA, está preparándose para el final de su largo viaje a Marte y así comenzar una misión de tres meses en la que probará y "olfateará" puñados de terreno marciano y de hielo sepultado bajo la superficie. Se planea que la nave se pose sobre la superfice del Planeta Rojo el domingo 25 de mayo. La nave Phoenix entrará en la parte alta de la atmósfera marciana a una velocidad cercana a los 21.000 km/h (13.000 mph). En siete minutos, tendrá que completar una desafiante secuencia de operaciones que le permitirán disminuir su velocidad a alrededor de 8 km/h (5 mph), antes de que sus tres patas toquen el suelo de Marte. A las 7:53 p.m. (hora del Este de Estados Unidos), se podría tener la confirmación de la llegada de la nave a la superficie.
Derecha: Concepción artística de la nave Phoenix, de la NASA, momentos antes de posarse sobre las planicies árticas del planeta Marte. Motores de cohetes de impulso controlan la velocidad de la nave durante los últimos segundos del descenso. [Imagen ampliada]
"No se trata de una visita a la casa de la abuela. Hacer descender una nave en Marte, de manera segura, es difícil y riesgoso", dijo Ed Weiler, quien es administrador asociado del Directorio de Misiones Científicas de la NASA, en las oficinas centrales de la NASA, ubicadas en Washington. "En el ámbito internacional, un poco menos de la mitad de los intentos de posar naves sobre Marte han tenido éxito".
Las grandes rocas, que podrían arruinar la llegada de la nave a la superficie del planeta o impedir que se abran los paneles solares, constituyen el mayor riesgo. No obstante, las imágenes obtenidas por la cámara del Experimento Científico de Imágenes de Alta Resolución (High Resolution Imaging Science Experiment ó HiRISE, por su sigla en idioma inglés), a bordo del Orbitador de Reconocimiento de Marte, de la NASA, muestran de forma detallada las rocas más pequeñas que la nave y esto ha ayudado a disminuir el riesgo.
"Con las imágenes del HiRISE, hemos cubierto casi en su totalidad el área donde se posará la nave", dice Ray Arvidson, de la Universidad de Washington, en St. Louis, presidente del grupo de trabajo del sitio de llegada de Phoenix. "Esta es una de las áreas menos rocosas de todo Marte y confiamos en que las rocas no tendrán un gran impacto perjudicial sobre la llegada de la nave Phoenix, de manera segura".

Arriba: El sitio de llegada de la nave Phoenix que escogió la NASA, a una latitud aproximada de 68 grados Norte, está localizado mucho más hacia el Norte que los otros sitios de llegada de otras naves que se han posado sobre Marte. [Más información]
En 2002, Odyssey, la nave orbitadora de Marte, de la NASA, descubrió grandes cantidades de hielo de agua justo debajo de la superficie en gran parte de las regiones de altas latitudes en Marte. La NASA escogió a la nave Phoenix entre más de 24 propuestas y la convirtió en el primer esfuerzo del programa de Exploración de Marte con misiones seleccionadas de acuerdo con su competitividad.
"La nave Phoenix se posará mucho más hacia el norte de Marte que cualquier otra misión previa", dijo Barry Goldstein, quien es administrador del proyecto Phoenix, en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, en idioma inglés), de la NASA, en Pasadena, California.
La nave robótica, que funciona con energía solar, manipulará un brazo mecánico de 2,3 metros de largo para excavar y recoger muestras del terreno y del hielo debajo de la superficie. Los instrumentos de laboratorio a bordo analizarán las muestras. Las cámaras y una estación del clima, de origen canadiense, proporcionarán información adicional sobre el medio ambiente del sitio.
Arriba: Concepción artística: Meses después de su llegada, la nave Phoenix comienza a detener sus operaciones conforme se acerca el invierno. En las regiones de alta latitud, en Marte, no llega luz solar durante el invierno, privando así a la nave, que funciona con energía solar, de electricidad. La escarcha que cubre la región cuando la atmósfera se enfría finalmente sepultará a la nave Phoenix bajo el hielo.
"La misión Phoenix no solamente estudia la capa de hielo subterránea en el Norte, sino que también da el siguiente paso en la exploración de Marte determinando si esta región helada, que abarca el 25 por ciento de la superficie marciana, es habitable", dijo Peter Smith, principal investigador del proyecto Phoenix, en la Universidad de Arizona, en Tucson.
Uno de los objetivos de la investigación es evaluar si las condiciones en este sitio alguna vez han sido favorables para la vida microbiana. La composición y textura del terreno sobre el hielo podrían proporcionar pistas sobre si el hielo alguna vez se derrite en respuesta a ciclos climáticos de larga duración. Otra pregunta importante es si las muestras recogidas contienen compuestos químicos, cuya base es el carbón, que podrían ser los elementos básicos para la vida y para el alimento de los mismos seres vivientes.

TERREMOTO EN CHINA

TERREMOTO

Aqui encontraras una explicación como se producen los terremotos
http://estaticos.elmundo.es/elmundo/2003/graficos/jun/s2/terremotos_1.swf

IMÁGENES DEL TERREMOTO EN CHINA

http://www.elmundo.es/albumes/2008/05/13/terremoto_china/index.html

rayos cósmicos y astronautas

http://ciencia.nasa.gov/headlines/y2001/ast04may_1.htm

imagenes a través del telescopio chandra

http://chandra.harvard.edu/resources/flash/xray_eyes.html

algunas biografias cortas astronomía

http://members.fortunecity.es/kaildoc/galaxias/pioneros.htm