Crean el primer metamaterial construido enteramente con semiconductores
FUENTE: tendencias21.net
Un equipo de investigación de la universidad norteamericana de Princeton ha desarrollado un método sencillo para producir un material semiconductor que puede doblar la luz en el sentido opuesto al que de forma natural ocurre en otros materiales.
Los semiconductores (el componente principal de los microchips, por ejemplo) que constituyen este nuevo metamaterial están hechos a partir de cristales, y sus creadores han usando técnicas de fabricación comunes, haciendo que su producción sea menos compleja y más barata. Se trata, pues, del primer metamaterial construido enteramente con semiconductores.
Según sus creadores, un metamaterial con esta propiedad podría contribuir a avances importantes en múltiples áreas, como las comunicaciones a alta velocidad, el diagnóstico médico o la detección de amenazas terroristas.
Esta nueva sustancia pertenece a una clase relativamente nueva de materiales llamados metamateriales. Los metamateriales son materiales artificiales electromagnéticos con propiedades superiores a las que se pueden encontrar en la naturaleza.
Los metamateriales obtienen sus propiedades de su estructura y no de su composición. Es decir, son compuestos ordenados cuyas propiedades físicas son distintas a la de los compuestos que lo constituyen. Este término se utiliza, sobre todo, cuando el material obtenido de esta manera tiene propiedades que no se encuentran en materiales formados de forma natural.
Los ingenieros de la Universidad de Princeton han conseguido por vez primera que uno de estos metamateriales manipule la luz de forma que no pueden conseguirse con materiales corrientes. “Para que sean de utilidad en varios dispositivos, los metamateriales tienen que ser tridimensionales”, explica la profesora Claire Gmachl, una de las investigadoras, en un comunicado de la propia universidad. “Este nuevo metamaterial se compone de semiconductores, que son extremadamente funcionales. Esta es la clase de cosas con la que se fabrican las verdaderas aplicaciones.”
El equipo de investigación ha sido dirigido por Anthony Hoffman, que ha sido ayudado por ingenieros de la Oregon State University y la empresa de telecomunicaciones Alcatel-Lucent. Sus hallazgos han sido publicados por Nature Materials.
Índice de refracción negativo
Las ondas de luz y otras formas de radiación electromagnética se doblan cuando pasan de un material a otro. Este fenómeno, llamado refracción, se puede observar fácilmente cuando metemos un lápiz en un vaso de agua. En este caso, el lápiz aparece como quebrado a nuestros ojos. Las lentes y las cámaras pueden funcionar gracias a la refracción.
Todos los materiales tienen un índice de refracción. El índice de refracción es la relación entre la velocidad de la onda en un medio de referencia (el vacío para las ondas electromagnéticas) y su velocidad en el medio de que se trate. La mayor parte de los materiales encontrados en la naturaleza tienen un índice de refracción positivo (por ejemplo el índice de refracción del aire es 1,33), sin embargo el material ideado por los investigadores de Princeton lo tiene negativo.
Para que nos hagamos una idea de lo que esto significa, si el agua en el que metemos el lápiz tuviera un índice de refracción negativo, lo que veríamos es que el lápiz se dobla hacia la superficie, no hacia el fondo del vaso.
¿Qué quiere decir esto además de una ilusión óptica? Un material con estas características abre nuevas posibilidades para desarrollar lentes de una calidad superior. El índice de refracción positivo de los materiales normales requiere el uso de lentes curvas, que inherentemente distorsionan la luz que pasa a través de ellas. Eso es lo que ocurre, por ejemplo, en el caso de los telescopios o de los microscopios.
Según los investigadores, una lente plana creada a partir de materiales con refracción negativa podría compensar esta disfunción y dar como resultado microscopios mucho más potentes con capacidad para ver cosas tan pequeñas como moléculas de ADN.
Además, este metamaterial es capaz de refractar negativamente la luz en el infrarrojo medio (las radiaciones infrarrojas, también llamadas térmicas, se dividen en tres: cercanas, medias o lejanas), que es utilizado en una gran cantidad de aplicaciones de comunicación.
Desarrollo sencillo
La composición única del nuevo METAmaterial le confiere la capacidad de perder mucha menos luz que metamateriales anteriores y además hacen que su fabricación y desarrollo sea sencillo y barato.
Esta investigación será aplicada dentro de las investigaciones que lleva a cabo el Centro de Tecnologías del Infrarrojo Medio para la Salud y el Medio Ambiente” (MIRTHE). Los científicos de este proyecto están desarrollando sensores compactos para detectar rastros de gases en la atmósfera y en la respiración humana. Su idea es que estos dispositivos sirvan un día para monitorizar la calidad del aire o para hacer test médicos no invasivos a enfermos de diabetes o con problemas pulmonares.
Los investigadores esperan que este nuevo metamaterial se pueda utilizar para crear un nuevo láser que emita luz de la región infrarroja media.
China inicia su conquista de la Luna con el lanzamiento del «Chang E I»
FUENTE: fys.es
Si las condiciones climáticas lo permiten, China dará mañana un importante paso en su carrera espacial con el lanzamiento de su primera nave a la Luna, satélite que sus astronautas esperan pisar por primera vez hacia el año 2020. El «Chang E I», que toma su nombre de una diosa tradicional china que según la leyenda viajó a la Luna y habita en ella, será lanzado desde la base de Xichang, en la provincia suroccidental de Sichuan.
En principio, la hora establecida para el lanzamiento es mañana, jueves, a las 18.00 hora de Pekín (10.00 GMT), según anunció ayer un portavoz del programa espacial chino. El programa lunar se inicia por tanto la misma semana en la que el Partido Comunista de China (PCCh) presentaba a los líderes que gobernarán la formación -y por ende, el país- en los próximos cinco años, por lo que esta aventura espacial tiene tintes propagandísticos.
El «Chang E I» será así una forma de pregonar el «desarrollo científico sostenible» que el presidente Hu Jintao -reelegido esta semana como secretario general del PCCh- ha convertido en uno de los más repetidos lemas de su mandato. El satélite «Chang E I» tiene previsto entrar en la órbita de transferencia entre la Tierra y la Luna el 31 de octubre, y alcanzar la órbita lunar el próximo 5 de noviembre.
También está previsto que «Chang E I» envíe su primera imagen de la Luna a finales del próximo mes y continúe explorando el astro durante todo un año, con fotografías en tres dimensiones y análisis del polvo lunar y de la distribución de los elementos en su superficie. El lanzamiento de «Chang E I» supone el inicio de la primera fase del programa lunar chino, que se completará con el lanzamiento de otro vehículo espacial que alunizará en el 2012 y la llegada de los primeros astronautas chinos a ese satélite en unos 15 años.
El Gobierno chino aprobó su plan espacial 2006-2010 el pasado mayo, con un año de retraso, y en él se especificaba que su prioridad en este periodo será el desarrollo de los vuelos espaciales tripulados, la exploración lunar, los nuevos vehículos de lanzamiento y la observación terráquea de alta resolución. El programa espacial chino comenzó en 1956 -poco después de que Mao Zedong se quejara de que China no era capaz ni de enviar «una patata» al espacio- con colaboración de la Unión Soviética, es administrado por el programa militar del Ejército de Liberación Popular (ELP) y siempre se ha visto rodeado de mucho secretismo.
En 2003 China se convirtió, al lanzar el «Shenzhou V», en el tercer país en poner un hombre en el espacio, tras la Unión Soviética (cuyo programa espacial continuó Rusia) y Estados Unidos. El honor de ser el primer taikonauta chino («espacio» en mandarín se dice «taikong») recayó en Yang Liwei, convertido hoy en día en una celebridad nacional y frecuente protagonista de anuncios publicitarios.
En 2005 fueron dos astronautas chinos -Fei Junlong y Nie Haisheng- los que viajaron al cosmos, a bordo del «Shenzhou VI», y en 2008, siguiendo la progresión aritmética, habrá tres cosmonautas chinos en el espacio, cuando se lance el «Shenzhou VII». Por otro lado, el país asiático ha puesto en órbita más de 30 satélites extranjeros, con frecuencia contratados por países asiáticos y africanos.
El último lanzamiento de este tipo se produjo el pasado septiembre, cuando se puso en órbita el Earth Resources 02, el tercer satélite conjunto fruto de la colaboración espacial entre Brasil y China. La carrera espacial china causa nerviosismo entre vecinos como India y Japón, que también quieren desarrollar sus propios viajes espaciales, o EEUU, que teme que Pekín utilice este programa con fines militares.
Es de destacar que el lanzamiento de mañana será el primero que será abierto a espectadores, después de décadas de secretismo. Unas 5.000 personas entre representantes del Gobierno, militares, periodistas y turistas asistirán al lanzamiento, según responsables de la agencia de viajes Jinying, que venderá a precios astronómicos las entradas a la base espacial de Xichang.
En esa base se produjo en 1994 uno de los escasos accidentes mortales relacionados con el programa espacial chino, cuando un técnico falleció en la prueba del cohete propulsor «Larga Marcha III». Expertos citados por el diario «South China Morning Post» señalaron hace unos días que la fecha elegida para el lanzamiento del «Chang E» no es la mejor, ya que el clima de la zona en estos días experimenta la transición de la temporada de lluvias a la seca, lo que hace el tiempo más impredecible.
Cambio horario: más molesto que rentable
FUENTE: elmundo.es
El próximo domingo los relojes de la UE se retrasarán una hora, una medida de dudosa rentabilidad que provocará molestias en el sueño a muchas personas.
El cambio de hora, de obligado cumplimiento en toda la Unión, comenzó a generalizarse a partir de 1974, cuando por la primera gran crisis del petróleo algunos gobiernos decidieron adelantar una hora los relojes durante los meses de más luz -entre marzo y finales de septiembre- para reducir el consumo de electricidad.
En 1981 se adoptó una primera directiva comunitaria, que fue renovada cada cuatro años hasta que en enero de 2001 el Parlamento y el Consejo de la Unión aprobaron la novena, que daba carácter indefinido al cambio horario.
El Gobierno español decidió en marzo de 2002 incorporarla mediante un real decreto a nuestro ordenamiento jurídico, y así el último domingo de marzo los relojes se adelantan una hora y se retrasan el último de octubre, como en todo el territorio comunitario.
Muchos son los detractores de una medida cuyos resultados económicos ni la propia UE conoce con exactitud, ya que sus repercusiones, especialmente en verano, son muy distintas en función de la situación geográfica de los países y también diferentes en cada sector de actividad. “De ahí la dificultad -reconoce la UE- de alcanzar conclusiones universales”.
El ahorro energético pretendido no es pues el mismo en un país del norte que en uno del sur. Más concretamente en España, no tiene las mismas consecuencias en Baleares que en Galicia, zonas entre las que existe una diferencia solar de una hora.
“Resulta muy sospechoso -dijo Manuel Toharia, director del Museo de las Ciencias de Valencia- que una medida como ésta sea efectiva al mismo tiempo en Dinamarca o Alemania que en España, Grecia o Italia. Incluso en un mismo país. ¿De verdad ahorran lo mismo los gallegos que los andaluces?”.
“Por otra parte -continúa- ¿cuál es la fecha idónea para ese cambio? ¿Porqué no duran la hora de invierno y la de verano exactamente medio año, que sería lo justo si de verdad el ahorro se debe al descenso o aumento progresivos de horas de sol entre equinoccio y equinoccio?”.
La Comisión Europea reconocía en 2000 que el ahorro energético era “relativamente modesto”, entre un 0 y un 0,5%, tesis que corrobora Red Eléctrica de España, que lo considera “insignificante, no relevante”. “De no producirse el cambio horario -informó un portavoz de Red Eléctrica- el consumo de más estaría en torno a los 40.000 megavatios hora al año, una cantidad insignificante frente a los cientos de miles de gigavatios que se consumen anualmente”.
Escaso ahorro
Según estimaciones del Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE), el ahorro doméstico en iluminación desde finales de marzo hasta el próximo fin de semana puede representar un 5%. “Si el consumo medio de una familia española es de 3.200 kilovatios hora, el ahorro sería de más de 6 euros por hogar y más de 60 millones para el conjunto”.
A ello habría que sumar, procedente del comercio y los servicios, según el IDAE, un ahorro del 3% -más de 6 millones de euros- en concepto de reducción de consumo de aire acondicionado.
“Obviamente -destaca Toharia- lo que se ahorra por la mañana se gasta de más por la noche, o viceversa, pero el tiempo bruto de actividad, con o sin luz solar, es el mismo que si no cambiáramos la hora”.
La patronal de las eléctricas, Unesa, estima “eficaz” la medida y “efectivo” el ahorro que conlleva, aunque no lo cuantifica. “Si no hubiera ahorro no se haría”, comentó un portavoz de la organización. “Si se retrasara, por ejemplo, una hora el encendido de las luces navideñas en toda España ahorraríamos lo que produce una unidad nuclear”, agregó.
El cambio de hora, según los expertos consultados, se soporta mejor en otoño que en verano, pero en ambos casos afecta al reloj biológico de las personas y provoca trastornos en el sueño especialmente en niños y ancianos.
Según dijo el pediatra José García Sicilia, del madrileño hospital infantil de La Paz, el cambio de otoño “afecta mucho a los bebés, pero menos que a los adultos. Para los más pequeños es peor el de verano, pues les supone levantarse antes”.
En ambos casos, las consecuencias no son graves, “los problemas duran poco y nuestro organismo acaba acostumbrándose. Es cuestión de días”, añade. “Es necesario -afirma la Comisión Europea en un informe- de uno a siete días para que la hora de despertar, la temperatura y la calidad del sueño se adapten al nuevo horario. En general -continúa- las perturbaciones desaparecen al cabo de una o dos semanas”.
Parada de 60 minutos en los trenes
Todos los años, desde hace cinco, el profesor Juan Antonio Madrid realiza un estudio con sus alumnos de la Universidad de Murcia sobre las consecuencias que tiene en ellos el cambio de hora de octubre, y siempre la conclusión ha sido la misma: los trastornos en el sueño son pequeños.
“En marzo, cuando nos quitan una hora -comenta el docente- la adaptación del organismo es bastante negativa, se tolera mucho peor. Los trastornos en el sueño son mayores en pequeños y ancianos, pero no superan la semana”. El cerebro humano, “nuestro reloj biológico”, continúa el profesor, “no se deja manipular fácilmente, de ahí que se resista durante unos días. Más brusco es el cambio que experimenta un joven cualquier fin de semana que sale de marcha; el lunes ya lo tiene superado”.
Manuel Toharia pone el acento en la “inutilidad” de la medida y destaca que los trastornos en el sueño son evidentes, “pero una hora es muy poco comparado con las seis de jet-lag por viajar a Nueva York o las nueve a California”. “Lo que pasa -dice- es que a la Unión Europea le costó muchos decenios llegar a un acuerdo, y ahora va a costar otro tanto o más deshacerlo, a pesar de algunos intentos por parte, entre otros, de Francia”.
En la madrugada del sábado al domingo próximos, los más de veinte trenes de Renfe que circularán esa noche -internacionales o de largo recorrido- pararán sesenta minutos en una estación para no descuadrar la operativa de circulación, previa información a los viajeros.
Los aviones de Iberia no sufrirán el cambio, “pues a esas horas no hay prevista ninguna salida”, informó un portavoz de la compañía.
España desarrolla una cámara de nitidez comparable al ‘Hubble’
FUENTE: nortecastilla.es
Un nuevo instrumento desarrollado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y la Universidad Politécnica de Cartagena ha servido para captar imágenes del Universo con una nitidez comparable a las del telescopio espacial ‘Hubble’, informó ayer el IAC.
Se trata de la cámara ‘FastCam’, que con apenas medio metro de tamaño es capaz de procesar en una sola noche de observación hasta un millón de imágenes en tiempo real, y que ha sido instalada en el Telescopio Óptico Nórdico (NOT) del Observatorio del Roque de Los Muchachos, en La Palma. El IAC explica en un comunicado que a una velocidad de entre 30 y 100 imágenes por segundo, ‘FastCam’ obtuvo series de imágenes con una resolución espacial similar a las que consigue la cámara del ‘Hubble’ en la misma longitud de onda. Con este instrumento, el NOT logró una capacidad de resolución diez veces mayor a la habitual en cualquier telescopio terrestre y alcanzó su límite teórico, según el IAC.
Intuir agujeros negros
El director del proyecto en el IAC, Rafael Rebolo, profesor de investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), indica en el comunicado que será difícil hacerlo mejor, y añade que los límites de ‘FastCam’ los marcará el tamaño de los telescopios y la calidad de la atmósfera.
La instalación de este instrumento en el Gran Telescopio CANARIAS (GTC), de 10.4 metros de diámetro, le permitiría captar casi veinte veces más cantidad de luz y competir con el ‘Hubble’ tanto en nitidez como en profundidad. Según Rebolo, los resultados son de momento comparables, y el reto es explorar todo su potencial para llegar a superarlos.
A partir de los datos obtenidos, el equipo científico de ‘FastCam’ pretende investigar la existencia de agujeros negros en el núcleo de los cúmulos globulares, los sistemas estelares más densos conocidos en la Vía Láctea. Las imágenes obtenidas con telescopios terrestres no permiten identificar estrellas individuales en el núcleo de los cúmulos globulares.
En ellos, la densidad de estrellas es al menos diez mil veces mayor que en la vecindad del Sol, y es habitual que la luz de unas y otras se mezcle en las cámaras, se explica en el comunicado. A unos 40.000 años luz de distancia, en el cúmulo globular M15, ‘FastCam’ ha separado la luz de estrellas que están próximas entre sí a unas mil veces la distancia entre la Tierra y el Sol.
Combinando estos datos con los obtenidos por el telescopio ‘Hubble’ en la década pasada, los investigadores pretenden determinar el movimiento de las estrellas del núcleo e inferir la presencia de agujeros negros muy masivos.
Un equipo del CSIC detecta un incremento de actividad de las Oriónidas del cometa ‘Halley’
FUENTE: csic.es
Un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y de diferentes universidades españolas ha detectado un incremento de la actividad de las Oriónidas procedentes del cometa Halley en los últimos días. Algunas de las partículas registradas
produjeron bolas de fuego tan luminosas como la Luna.
El investigador del CSIC y coordinador del estudio, Josep Maria Trigo Rodríguez, que trabaja en el Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC) y en el Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC), señala las características de los bólidos registrados: “Las cámaras dotadas de redes de difracción obtuvieron la descomposición de la luz emitida por los meteoros en líneas espectrales. A partir de ahí conoceremos la composición química a lo largo de las trayectorias luminosas. Esto nos puede determinar el tiempo que han estado orbitando alrededor del Sol tras haberse desprendido del cometa Halley”.
El seguimiento de este fenómeno, que ha ocasionado una intensa actividad de grandes bolas de fuego, se registró con varias cámaras de alta resolución CCD (Dispositivo de Cargas interconectadas, en castellano) que registran permanentemente todo el cielo. El descubrimiento del estallido se realizó desde el Observatorio Astronómico del Montsec (OAdM) en la noche del 18 al 19 de octubre con varias cámaras, lo que permitió detectar meteoros mucho más débiles de lo que se esperaba.
Estas cámaras CCD están funcionando en el marco de la Red de Investigación sobre Bólidos y Meteoritos, a la que pertenece Trigo, y que realiza un seguimiento continuo de la actividad de meteoros y bólidos en la Península Ibérica.
“Afortunadamente, las partículas son enormemente frágiles y rara vez alcanzan la mesosfera. No suponen un peligro porque se descomponen debido a la fuerte fricción y las altas temperaturas. Las buenas condiciones atmosféricas de estos días han permitido registrar con buena calidad miles de bólidos cada noche, lo que nos proporcionará varias decenas de órbitas con las que profundizar en el origen de estos vistosos estallidos de estrellas fugaces”, destaca el investigador del CSIC.
LAS ÓRBITAS DE LAS PARTÍCULAS
Las imágenes de las estrellas fugaces tomadas desde varias estaciones CCD ubicadas en Cataluña y Andalucía, así como con cámaras de vídeo instaladas en Sevilla y Huelva, dirigidas por José María Madiedo, de la Universidad de Huelva, permitirán reconstruir las trayectorias reales de esas partículas en la atmósfera y también obtener sus órbitas en el Sistema Solar.
Las cámaras CCD de alta resolución consiguen imágenes de todo el cielo que permiten tener un registro continuo de la actividad meteórica. Estos dispositivos pioneros informan a los investigadores españoles de cualquier fenómeno celeste inusual y fueron desarrollados en el marco de un proyecto conjunto del CSIC y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial.