Los diez descubrimientos más importantes de la física en 2011
Los 10 descubrimientos más importantes de la física en 2011 según una selección realizada por el equipo editorial de Physics World.
Primer premio: Nuevas posibilidades en mediciones cuánticas.
El primer premio lo recibió un grupo de físicos de la Universidad de Toronto, Canadá, por un importante trabajo experimental relacionado con los fundamentos de la mecánica cuántica. Esta teoría da cuenta, entre otras cosas, del comportamiento dual de la luz, que exhibe propiedades tanto ondulatorias (que originan, por ejemplo, el conocido fenómeno de interferencia al pasar un haz por dos rendijas muy próximas) como de partículas (fotones). Es sabido que si en el experimento de las dos rendijas se determina con certeza por cual rendija pasa el fotón, el efecto de interferencia desaparece. Steinberg y demás colegas consiguieron, mediante una técnica nueva denominada “ medida débil” obtener información parcial sobre la trayectoria del fotón sin destruir por completo el patrón de interferencia. El experimento abre nuevas posibilidades para obtener información sobre sistemas cuánticos.
Segundo premio: medición de la función de onda.
Otro equipo de investigadores del National Research Council of Canada, en Ottawa, realizaron investigaciones en Física Cuántica, empleando la técnica anterior de medida débil, y lograron obtener información sobre la función de onda de un conjunto de fotones idénticos sin destruirlos. La función de onda representa en mecánica cuántica el estado de una partícula (en este caso un fotón) o de un conjunto de partículas, y determina todas las propiedades del mismo, pero no es posible medir completamente el estado sin destruirlo o modificarlo. El experimento abre pues la posiblidad de obtener información parcial sobre sistemas cuánticos sin modificarlos sustancialmente.
Tercer premio: El manto de invisibilidad espacio temporal se vuelve realidad.
Recientemente investigadores de la universidad de Cornell, Estados Unidos, lograron realizar experimentalmente un dispositivo que permite que ciertos eventos no puedan ser detectados. El dispositivo comprende dos lentes separadoras temporales. La primera toma un haz de luz y los separa en dos haces, uno de ellos es retrasado temporalmente y el otro adelantado. Esto crea una brecha temporal de modo que cualquier evento que ocurra en esa franja de tiempo no puede ser detectado por el haz. La segunda lente realiza una operación inversa sobre el haz de modo de cerrar la brecha temporal.
Cuarto premio: midiendo el universo mediante agujeros negros.
investigadores de de la Universidad de Copenhage, Dinamarca, y de la Universidad de Queensland, Australia, desarrollaron una forma de realizar medidas precisas de distancias cósmicas empleando agujeros negros supermasivos, con núcleos galácticos activos. Estas estructuras están presentes en cualquier punto del universo y la luz procedente de ellas perdura más que la de las supernovas usadas corrientemente.
Quinto premio: Transformando la oscuridad en luz.
Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, en Suecia, junto con colaboradores en Japón, Australia y Estados Unidos han conseguido visualizar en el laboratorio la dinámica del efecto Casimir. Este efecto tiene lugar cuando un espejo se mueve tan rápido en el espacio que los pares de fotones “virtuales” que usualmente se crean y se aniquilan rápidamente, en este caso sobreviven. Los fotones que forman el par son apartados uno del otro de tal forma que dan lugar a fotones reales que pueden ser detectados.
Sexto premio: Midiendo la temperatura del universo temprano.
Justo después del Big Bang, el universo era una complicada sopa de gluones y quarks libres que eventualmente condensaron para formar los protones y neutrones de hoy en dia. Un equipo de físicos de la India, China y Estados Unidos pudo realizar la mejor medición de esta temperatura de condensación: 2 trillones de grados Kelvin. También pudieron proporcionar nuevos aspectos del universo temprano de gran importancia para la cromodinámica cuántica que describe propiedades de los hadrones, protones y neutrones.
Séptimo premio: Detección de cambios en el “sabor” de los neutrinos.
Un equipo de físicos de Japón que trabajan en el experimento Tokai-to-Kamioka (T2K) dispararon un haz de neutrinos muónicos, 300 km bajo tierra, a un detector, donde descubrieron que 6 neutrinos habían cambiado a neutrinos electrónicos. Recordemos que existen 3 tipos (denominados “sabores”) de neutrinos: neutrinos muónicos, neutrinos electrónicos y neutrinos tau, cada uno con su correspondiente antipartícula (antineutrino). El experimento aporta evidencia de que el sabor de un neutrino puede cambiar (u oscilar) a otro diferente.
Octavo premio: laser viviente.
Un equipo de biofísicos de la Escuela Médica de Harvard, Estados Unidos, lograron producir un laser a partir de una célula viva. Iluminando con luz azul intensa proteinas moleculares verdes fluorescentes, dentro de una célula embrionaria de riñon, observaron que la molécula genera luz muy intensa, monocromática y direccional. Este descubrimiento podría ser utilizado para distinguir células cancerosas de otras sanas.
Noveno premio: Computadora cuántica completa hecha de un solo chip.
Investigadores de la Universidad de California, Santa Barbara, Estados Unidos, han sido los primeros en implementar una versión cuántica de la denominada “arquitectura de von Neumann” presente en las computadoras convencionales. El dispositivo está basado en un circuito superconductor integrado en un único chip, y pudo ser empleado para procesar dos algoritmos de computación cuántica. Este desarrollo representa un avance importante hacia la creación de una computadora cuántica capaz de resolver problemas reales.
Décimo premio: Reliquias del Big Bang.
Científicos de la Universidad de California, Santa Cruz, y del Saint Michael's College en Vermont han sido los primeros en visualizar nubes de gas que son reliquias del Big Bang. Diferentes de otras nubes en el universo distante que parecen ser creadas por estrellas, estas nubes contienen sólo hidrógeno, helio y litio creado por el Big Bang.
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