Ecos de agujeros de gusano.

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Echoes of Kerr-like wormholes. Pablo Bueno, Pablo A. Cano, Frederik Goelen, Thomas Hertog, and Bert Vercnocke. Phys. Rev. D 97, 024040 – Publ. 26 jan. 2018. ACCESO AL PDF ACCESO AL HTML

Las colaboraciones científicas LIGO y Virgo han detectado ondas gravitacionales procedentes de la fusión de dos agujeros negros, inaugurando una nueva era en el estudio del cosmos. ¿Pero y si esas ondulaciones del espacio-tiempo no las hubieran producido agujeros negros, sino otros objetos exóticos? Físicos españoles presentan una alternativa: agujeros de gusano, que se pueden atravesar para aparecer en otro universo.

La misteriosa naturaleza de los agujeros negros

Los autores de este estudio diferencian los agujeros negros ‘astrofísicos’, cuya existencia se descartaría con la aparición de ecos en la señal gravitacional, de otros tipos, según cuenta Pablo Bueno, uno de los autores:

“La puntualización ‘astrofísicos’ se refiere a que, en principio, podría ser que los presuntos agujeros negros analizados con los observatorios de ondas gravitacionales como LIGO o Virgo no fueran realmente agujeros negros, pero otros presuntos agujeros negros (como los supermasivos en el centro de las galaxias, o, en el límite de tamaño opuesto, hipotéticamente agujeros negros microscópicos) sí lo fueran realmente. 

Es decir, podría ser que presuntos agujeros negros a otras escalas sí que fueran agujeros negros, y esto sería algo que no podría descartarse con los resultados de LIGO, que hacen referencia a objetos de unas cuantas masas solares. Uno tendería a pensar que si este tipo de objetos no son realmente agujeros negros, lo mismo ocurriría con los supermasivos (para estos habrá otros experimentos próximamente, como el Event Horizon Telescope), pero asegurar que no podrían existir agujeros negros en ninguna circunstancia en otras escalas tal vez es demasiado aventurado. 

Lo normal es que si los de LIGO no son agujeros negros es porque hay alguna razón fundamental que impide que se formen horizontes de eventos en cualquier circunstancia, pero esa es una extrapolación que, de momento, no está 100% asegurada”.

ABSTRACT

Structure at the horizon scale of black holes would give rise to echoes of the gravitational wave signal associated with the postmerger ringdown phase in binary coalescences. We study the waveform of echoes in static and stationary, traversable wormholes in which perturbations are governed by a symmetric effective potential. We argue that echoes are dominated by the wormhole quasinormal frequency nearest to the fundamental black hole frequency that controls the primary signal. We put forward an accurate method to construct the echoes’ waveform(s) from the primary signal and the quasinormal frequencies of the wormhole, which we characterize. We illustrate this in the static Damour-Solodukhin wormhole and in a new, rotating generalization that approximates a Kerr black hole outside the throat. Rotation gives rise to a potential with an intermediate plateau region that breaks the degeneracy of the quasinormal frequencies. Rotation also leads to late-time instabilities that, however, fade away for small angular momentum.

NANOELECTRÓNICA: los futuros cables moleculares

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High Electrical Conductivity of Single Metal–Organic Chains. Pablo Ares, Pilar Amo-Ochoa, José M. Soler, Juan José
Palacios, Julio Gómez-Herrero and Félix Zamora. Adv. Mater., DOI: 10.1002/adma.201705645.
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Investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), el Instituto de Física de la Materia Condensada (IFIMAC) y el IMDEA Nanociencia han conseguido aislar y medir la resistencia eléctrica de cadenas individuales de un polímero metalorgánico. El trabajo demuestra que dichas cadenas se pueden preparar fácilmente desde los precursores en fase líquida y que la corriente medida a través de las mismas sobrepasa las del resto de cables moleculares conocidos hasta la fecha.

Los cables moleculares son componentes esenciales para la futura electrónica a nanoescala. Sin embargo, la preparación de moléculas individuales capaces de conducir corriente eléctrica a largas distancias representa todavía un gran desafío.

Según los autores, “lo que hemos conseguido en la UAM es, en primer lugar, preparar de forma sencilla fibras y cadenas individuales, que tienen aproximadamente un nanómetro de diámetro, de polímeros metalorgánicos MMX, consistentes en secuencias quasi-unidimensionales de átomos de haluros (X) que unen subunidades basadas en dos iones metálicos (MM) conectados por ligandos orgánicos, obteniéndolas de forma directa desde fase líquida».

Sin embargo, según los cálculos teóricos, la conductancia eléctrica encontrada en los experimentos debería ser aún mayor. Aquí se muestra un novedoso y sencillo procedimiento de «drop-casting» para aislar paquetes de pocas cadenas MMX a cadenas MMX individuales. Además, se informa de una dependencia exponencial de la resistencia eléctrica de una o dos cadenas MMX en función de su longitud que no concuerda con las predicciones basadas en su estructura teórica de banda. Esta dependencia se atribuye a la fuerte localización de Anderson originada por defectos estructurales. La modelación teórica confirma que la corriente está limitada por defectos estructurales, principalmente vacantes de átomos de yodo, a través de los cuales la corriente está restringida a fluir. Sin embargo, el transporte eléctrico medible a lo largo de distancias superiores a 250 nm supera al de todos los demás cables moleculares reportados hasta ahora. Este trabajo pone en perspectiva el papel de los defectos en los alambres 1D y su importancia para la electrónica molecular.

 

Los cálculos teóricos del trabajo –que incluyen dichos defectos, principalmente vacantes de átomos de iodo a través de los cuales tiene que circular la corriente– reproducen el comportamiento exponencial observado, que se atribuye a localización de Anderson (una mayor dificultad en el movimiento de los electrones debido a la interferencia que producen los defectos).

 

Movimiento combinado de núcleos y electrones

L. Cattaneo, J. Vos, R. Y. Bello, A. Palacios, S. Heuser, L. Pedrelli, M. Lucchini, C. Cirelli, F. Martín & U. Keller. «Attosecond coupled electron and nuclear dynamics in dissociative ionization of H2«Nature Physics.  Doi:10.1038/s41567-018-0103-2.

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Fig. 1

Utilizando tecnología láser de attosegundo, la trillonésima parte de un segundo, investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid, IMDEA Nanociencia y el Instituto Politécnico de Zurich han logrado observar por primera vez el movimiento correlacionado de electrones y núcleos en una molécula de hidrógeno. Los resultados podrían permitir la manipulación de las propiedades de cualquier enlace químico.

Gracias a los espectaculares avances que la tecnología láser ha experimentado en la última década, hoy es posible visualizar el movimiento de los electrones en el interior de átomos y moléculas. Para esto se utilizan pulsos de luz ultravioleta o de rayos X con una duración de tan sólo unos pocos cientos de attosegundos (10 -18segundos), que es la escala de tiempo en la que se mueven los electrones de forma natural.

En una molécula, además de los electrones, también se mueven los núcleos atómicos que la componen. En un reciente trabajo publicado en la revista Nature Physics, los investigadores  observaron por primera vez el movimiento combinado de electrones y núcleos en la molécula de hidrógeno (H2), demostrando explícitamente que existe una enorme interdependencia entre ellos.

Como electrones y núcleos son los responsables de la formación de enlaces químicos en las moléculas (desde el H2 al ADN), estos resultados abren la puerta a manipular las propiedades de estos enlaces actuando indistintamente sobre electrones o núcleos en intervalos de tiempos del orden de los attosegundos.

Meteorología energética

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Alberto Troccoli. Weather & Climate Services for the Energy Industry. (2018). Springer International Publishing. 197 páginas. ISBN 9783319684178 

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SOBRE EL LIBRO: 

Este libro muestra la floreciente área de la investigación aplicada en la intersección entre la ciencia meteorológica y climática y la industria energética. Ilustra cómo una mejor comunicación entre la ciencia y la industria puede ayudar a ambas partes. Al abrir un diálogo, los científicos pueden comprender el contexto más amplio de su trabajo y la industria de la energía puede seguir y aplicar los últimos avances científicos para lograr sistemas energéticos más eficientes y sostenibles.

Este libro será una guía útil para la investigación y los primeros profesionales de la industria de la energía y el nuevo campo de investigación conocido como meteorología energética

SOBRE EL AUTOR: 

Alberto Troccoli es Profesor Visitante y Líder del Servicio de Cambio Climático de Copérnico (C3S), European Climatic Energy Mixes, en la Universidad de East Anglia, Reino Unido. También es el director general del Consejo Mundial de Energía y Meteorología con sede en el Reino Unido. Tiene más de 20 años de experiencia en diversos aspectos de la meteorología y su aplicación al sector energético.

 

Tabla periódica: asociar elementos a utilidades

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Accede a la versión interactiva.

Keith Enevoldsen, un ingeniero de software con una licenciatura en física, ha creado una versión más útil de la tabla periódica que hace que sea fácil ver lo que todos los elementos pueden hacer.

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Gracias a esta tabla, se pueden asociar elementos a utilidades.

El ástato (medicina radioactiva), el molibdeno (herramientas de corte como tijeras), el kriptón (linternas), etc. 

La primera tabla periódica fue publicada en 1869 por el químico ruso Dmitri Mendeleev, que llamó a su obra Sistema Periódico. Mendeleev pone todos los elementos conocidos en orden en función de sus masas atómicas relativas, al tiempo que predice con éxito las propiedades de los elementos que aún deben descubrirse.