jueves, 11 de julio de 2013

SÚPER IMANES PARA EL LHC EE.UU. - LARP, PASAN LA PRUEBA


En los últimos cuatro años, los científicos del Large Hadron Collider han logrado en la física, hazañas sin precedentes, todas relacionadas con su acelerador de partículas que trabaja a la mitad de su capacidad de diseño. Literalmente, el futuro se ve aún más brillante.
La semana pasada, el Programa de Investigación del Acelerador LHC EE.UU o LARP [es una colaboración entre el Departamento de EE.UU. de Brookhaven, Fermi, Lawrence Berkeley y laboratorios nacionales de SLAC, en colaboración con el CERN], probó con éxito un nuevo tipo de imán que era necesario para aumentar la potencia del LHC-o [la luminosidad de sus haces de partículas en un factor de 10]. La mejora de los imanes es uno de los componentes más críticos en una serie de mejoras del LHC que se implementarán en los próximos diez años.
En el acelerador, los imanes exprimen y concentran los haces de partículas cargadas, dirigiéndolos a un punto de colisión de alta energía dentro de un detector. Los nuevos imanes, junto con otras mejoras, permitirán que el LHC recoja una mayor cantidad de datos de las altas energías, por lo que es posible buscar más partículas masivas potencialmente ocultas. Lucio Rossi, líder del proyecto de alta luminosidad en el CERN, dice que el LHC podría iluminar rincones inexplorados de la física. Si entras en una habitación oscura con sólo una vela, la habitación tendrá una iluminación débil y la vela pronto se terminará, dice. Pero si usted tiene una linterna de alta potencia, no sólo podrá ver más de la habitación, también tendrá tiempo suficiente para lograr dar un buen vistazo. "Gracias a este imán, vamos a tener más accidentes, más estadísticas y los acontecimientos más raros," dice Rossi. "Si no es la física más allá del Modelo Estándar, estos imanes se arrojan luz sobre ella." Al igual que los imanes que actualmente dirigen las partículas a través de la LHC, los nuevos imanes son superconductores.
Un superconductor es un material que permite que la corriente eléctrica fluya sin resistencia, la creación de un campo magnético fuerte. Los imanes del LHC actuales están hechos de una aleación de metal llamado titanio niobio. Si bien han trabajado muy bien, hay un límite a la cantidad de campo magnético en que se pueden sostener y se ha ido casi tan lejos como se pueda. Para el LHC seguir empujando los límites de la física de alta energía, los físicos piensan cambiar a imanes hechos de estaño niobio. Estaño niobio tiene una mayor tolerancia al calor que el titanio niobio, significando que tiene una ventana más grande de superconductividad y podrá sostener un campo magnético superior más largo. Sin embargo, hay un inconveniente, aunque el estaño niobio es un mejor material superconductor, es frágil y sensible a la tensión. "Piensa en un cable de acero que se usaría para reparaciones en el hogar", dice de Berkeley Lab GianLuca Sabbi, quien dirigió el desarrollo de los nuevos imanes. "Se puede doblar, y que no se rompa. Este es el caso de titanio niobio, estaño niobio pero es más como el cristal”. Esto presenta algunos problemas técnicos serios porque hacer un imán superconductor tradicional requiere elaborar la aleación en alambres delgados, la recopilación de los cables de alta corriente luego se tienen que cubrirlos apretadamente enrollados en una bobina del acelerador. Si los científicos tomaron estas medidas, el estaño niobio se rompería. Los científicos del Programa de Investigación del acelerador LHC EE.UU sortean este problema siguiendo una receta inteligente. En primer lugar, los metales que se combinan para crearlo, de niobio-estaño, se enrollan "en bruto",  luego se pone todo el dispositivo en un horno especial para un tratamiento térmico a alta temperatura, que combina los componentes en un superconductor con la forma deseada intacta. En este punto, se convierte sensible a la tensión, por lo que los científicos deben llenar todos los huecos y vacíos con un epoxi, que pega el material quebradizo, proporcionando el apoyo de los cables frágiles que se necesitan para soportar el duro ambiente del LHC. La nueva tecnología tiene aplicaciones más allá de la física de alta energía.
Los planes ya están en marcha para incorporar estos imanes en las prácticas médicas, como la imagen y el tratamiento del cáncer. A medida que el LHC continúa siendo racionalizado, los físicos esperan ver más allá del velo, y reconstruir la verdad que hay detrás de la materia oscura, la energía oscura, dimensiones extra y otros misterios. A esta escala de luminosidad, incluso las partículas anteriormente desconocidas pueden comenzar a aparecer.

Fuente: Symmetry Magazine

GIGANTESCA ESTRELLA EN PROCESO DE FORMACIÓN

Nuevas observaciones llevadas a cabo con el conjunto ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) han proporcionado a los astrónomos la mejor visión conseguida hasta ahora de una gigantesca estrella en pleno proceso de formación en el interior de una nube oscura. Se ha descubierto un útero estelar con más de 500 veces la masa del Sol — el más grande de los encontrados hasta el momento en la Vía Láctea — y  que aún está creciendo. La estrella embrionaria del interior de la nube devora con avidez el material que cae hacia el interior. Se cree que la nube dará a luz a una estrella muy brillante con más de 100 veces la masa del Sol.
Las estrellas más masivas y brillantes de la galaxia se forman en nubes frías y oscuras, pero el proceso no solo está envuelto en polvo, sino también en un halo de misterio. Los astrónomos usan la expresión “estrella masiva” para referirse a aquellas que tienen unas diez o más veces la masa del Sol. Se refieren a la masa de la estrella, no a su tamaño.
Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado ALMA para obtener una ecografía prenatal en el rango de las microondas con el fin de conseguir una imagen más clara de la formación de este tipo de gigantesca estrella situada a unos 11.000 años luz de distancia, en una nube conocida como la Spitzer Dark Cloud (SDC) 335.579-0.292.

Esta composición muestra la zona del cielo que rodea a la región de formación de estrellas masivas SDC 335.579-0.292 tal y como la han captado el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA y ALMA. La visión de Spitzer está captada en longitudes de onda del rango infrarrojo de la luz (3,6; 4,5; y 8,0 micras) y la visión de ALMA está hecha en longitudes de onda de alrededor de tres milímetros. La burbuja amarilla del centro de la imagen de ALMA es un útero estelar con más de 500 veces la masa del So -  el más grande de los encontrados hasta el momento en la Vía Láctea. La estrella embrionaria del interior de la nube devora con avidez el material que cae hacia el interior. Se cree que la nube dará a luz a una estrella muy brillante con más de 100 veces la masa del Sol. Crédito: ALMA [ESO/NAOJ/NRAO]/ NASA / JPL-Caltech/GLIMPSE
Hay dos teorías sobre la formación de las estrellas más masivas. Una de ellas sugiere que la oscura nube parental se fragmenta, creando varios núcleos pequeños que colapsan por sí mismos y, eventualmente, forman estrellas. La otra teoría es más dramática: toda la nube empieza a colapsar hacia el interior, con material que se precipita hacia el centro de la nube formando una o varias bestias estelares masivas. Un equipo liderado por Nicolas Peretto, del CEA/AIM Paris-Saclay (Francia) y la Universidad de Cardiff (Reino Unido), llegó a la conclusión de que ALMA era la herramienta perfecta para ayudarles a descubrir qué estaba ocurriendo en realidad.
Esta visión de amplio campo muestra una región del cielo en la Constelación austral de  Norma  [La regla del Carpintero]. En el centro se encuentra la región de formación de estrellas masivas SDC 335.579-0.292, pero el polvo la oscurece hasta el punto de que no podemos verla. Lo mismo ocurre con la red de filamentos de polvo y gas. El cúmulo estelar NGC 6134 aparece en la parte inferior derecha y arriba a la izquierda vemos la estrella azul muy caliente HD 147937 y sus nubes expulsadas rodeándola. Esta composición fue creada a partir de imágenes que forman parte del sondeo Digitized Sky Survey 2. Crédito: ESO/Digitized Sky Survey 2 Acknowledgement Davide de Martin
Gracias a observaciones llevadas a cabo con el telescopio espacial Spitzer de la NASA y el telescopio espacial Herschel de la ESA, SDC335.579-0.292 se reveló, primero, como un impresionante entorno oscuro de densos filamentos de gas y polvo. Ahora el equipo ha utilizado la sensibilidad única de ALMA para ver en detalle tanto la cantidad de polvo como el movimiento del gas que se desplaza hacia el interior de la nube oscura — y han descubierto un verdadero gigante.
Las extraordinarias observaciones de ALMA nos permitieron obtener la primera visión realmente profunda de lo que estaba ocurriendo en el interior de esa nube”, declara Peretto. “Queríamos ver cómo se forman y cómo crecen estas estrellas gigantescas, ¡y sin duda lo hemos conseguido! Una de las fuentes que hemos encontrado es inmensa — el núcleo protoestelar más grande de todos los que se han localizado hasta ahora en la Vía Láctea".
Este núcleo — el útero que alberga al embrión de estrella — tiene unas 500 veces la masa del Sol girando en su interior. Esta región de formación estelar está formando numerosas estrellas. El núcleo de 500 masas solares es el más masivo de los que se han encontrado en esta ocasión.
Y las observaciones de ALMA han mostrado que todavía hay mucho más material fluyendo hacia el interior e incrementando aún más la masa. Finalmente, este material colapsará, formando una estrella joven de más de 100 veces la masa de nuestra estrella anfitriona — una bestia muy poco común.
Aunque ya creíamos que la región era una buena candidata para ser una nube de formación de estrellas masivas, no esperábamos encontrar ese impresionante embrión estelar tan masivo en su centro”, afirma Peretto. “Se espera que este objeto acabe formando una estrella 100 veces más masiva que el Sol. ¡Solo una de cada diez mil de todas la estrellas de la Vía Láctea alcanzan tal cantidad de masa!”.
"Estas estrellas no son solo poco comunes, sino que su nacimiento es extremadamente rápido y su infancia muy corta, con lo que encontrar un objeto tan masivo en una etapa tan temprana de su evolución es un resultado espectacular", añade un miembro del equipo, Gary Fuller, de la Universidad de Manchester (Reino Unido).
Otro miembro del equipo, Ana Duarte Cabral, del Laboratorio de Astrofísica de Bordeaux (Francia), insiste en que "las observaciones de  ALMA revelan los espectaculares detalles de los movimientos de la red de filamentos de polvo y gas, y muestran que una enorme cantidad de gas está fluyendo hacia una compacta zona central”. Esto apoya con fuerza la teoría del colapso global para la formación de estrella masivas, más que la de la fragmentación.
Estas observaciones formaban parte de la etapa de Ciencia Temprana (Early Science) de ALMA, y han utilizado tan solo una cuarta parte del conjunto total de antenas. “Conseguimos estas observaciones tan detalladas utilizando solo una parte del potencial total de ALMA”, concluye Peretto. “ALMA va a revolucionar nuestro conocimiento de la formación estelar, solucionando algunos problemas actuales, y sin duda dando lugar a otros nuevos”.
Fuente: ESO 1331es / 

OBJETO CERCANO A LA TIERRA NÚMERO 10.000


Asteroide 2013 MZ5 tal como se vé mediante el Telescopio PanSTARR-1 en Hawái. En la animación se mueve con respecto al fondo fijo de estrellas;  la primera imagen, está a la derecha en la parte superior, moviéndose hacia abajo en diagonal hacia la izquierda. Crédito: PS-1/UH

Recientemente se han descubierto más de 10.000 asteroides y cometas que pueden pasar cerca de la Tierra.
El objeto cercano a la Tierra número 10.000, el asteroide llamado 2013 MZ5, fue detectado por primera vez durante la noche del 18 de junio de 2013 por el telescopio Pan-STARRS-1 (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System, en idioma inglés, o Telescopio de Sondeo Panorámico y Sistema de Respuesta Rápida, en idioma español), ubicado en la cumbre del cráter Haleakala, en Maui.

"El hallazgo de 10.000 objetos cercanos a la Tierra es un hito realmente significativo", dijo Lindley Johnson, un ejecutivo del Programa de Observaciones de Objetos Cercanos a la Tierra (Near-Earth Object Observations o NEOO, por su acrónimo en idioma inglés), de la NASA, en las oficinas centrales de la entidad. "Pero debemos encontrar al menos diez veces más objetos para poder asegurar que hallamos algunos, o todos, los que podrían impactar y ocasionar un daño importante a los ciudadanos aquí en la Tierra".

Los objetos cercanos a la Tierra (Near-Earth Objects o NEOs, por su acrónimo en idioma inglés) son asteroides y cometas que pueden acercarse a una distancia orbital de la Tierra, dentro de aproximadamente los 45 millones de kilómetros (alrededor de 28 millones de millas) de distancia. Su tamaño varía desde unos pocos metros  hasta los 41 kilómetros (25 millas), como es el caso de Ganímedes 1036, el asteroide cercano a la Tierra más grande que se ha encontrado. El 98 por ciento de todos los objetos cercanos a la Tierra conocidos fue detectado primero por exploraciones respaldadas por la NASA. El asteroide 2013 MZ5 mide aproximadamente 300 metros.Su órbita es muy conocida y no se acercará lo suficiente a la Tierra como para ser considerado potencialmente peligroso.
  
"El primer objeto cercano a la Tierra fue descubierto en el año 1898", dijo Don Yeomans, quien es el director de la Oficina del Programa de Objetos Cercanos a la Tierra (Near-Earth Object Program Office, en idioma inglés), de la NASA, en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (Jet Propulsion Laboratory, en idioma inglés), de la NASA, en Pasadena, California. "En los últimos cien años, únicamente se habían encontrado alrededor de 500. Pero luego, a través del Programa de Observaciones de NEOs, de la NASA, en el año 1998, los hemos estado 'cosechando'. Y con los nuevos y más competentes sistemas, estamos aprendiendo aun más acerca de dónde están los NEO en la actualidad, en nuestro sistema solar, y dónde estarán en el futuro".

De los 10.000 descubrimientos, aproximadamente el 10 por ciento son más grandes que seis décimos de un kilómetro (casi el tamaño que podría producir consecuencias en nuestro planeta, si alguno de ellos impactara contra la Tierra). No obstante, el programa NEOO, de la NASA, ha descubierto que ninguno de estos NEO más grandes representan en la actualidad una amenaza de impacto y, probablemente, solo queden por descubrir algunas docenas más de estos grandes NEOs.
La gran mayoría de los NEO miden menos que un kilómetro (la cantidad de objetos de un tamaño en particular aumenta a medida que sus tamaños disminuyen). Por ejemplo, se espera que haya alrededor de 15.000 NEOs del tamaño de un campo y medio de fútbol (140 metros o 460 pies), y más de un millón que miden aproximadamente un tercio de un campo de fútbol (30 metros o 100 pies). Para que un NEO golpee la Tierra y provoque una significativa devastación en áreas pobladas, tendría que medir alrededor de 30 metros o más. Se ha descubierto casi el 30 por ciento de los NEO de 140 metros, pero se han detectado menos del 1 por ciento de los NEO de 30 metros.

Todos los equipos de búsqueda centralizan su información en el Centro de Planetas Menores (Minor Planet Center, en idioma inglés). En este centro, se reciben los informes de observatorios de todo el mundo y se realizan las correlaciones con los objetos. Allí se les otorgan designaciones únicas para cada uno y se calculan sus órbitas.
"Cuando comencé a buscar asteroides y cometas, en el año 1992, el descubrimiento de un objeto cercano a la Tierra era un suceso raro", señaló Tim Spahr, quien es el director del Centro de Planetas Menores. "En la actualidad, registramos un promedio de tres descubrimientos de NEOs por día, y, por mes, el Centro de Planetas Menores recibe cientos de miles de observaciones de asteroides, incluyendo los que se encuentran en el cinturón principal. El trabajo que han realizado las exploraciones de la NASA, y los demás astrónomos profesionales y aficionados, para descubrir y rastrear NEOs es verdaderamente notable".

En una docena de años, el programa logró su meta de descubrir el 90 por ciento de los objetos cercanos a la Tierra más grandes que 1 kilómetro. En diciembre de 2005, la NASA recibió instrucciones del Congreso para extender la búsqueda con el fin de hallar y catalogar el 90 por ciento de los NEO de un tamaño mayor que los 140 metros.
Cuando se logre esto, el riesgo de que se produzca un futuro impacto no advertido contra la Tierra se reducirá a un nivel de apenas el 1 por ciento, comparado con los niveles de riesgo anteriores a la exploración. Esto reduce el riesgo para las poblaciones de seres humanos porque una vez que una amenaza de NEO se conoce con anticipación, el objeto podría ser desviado utilizando las actuales tecnologías espaciales.
Actualmente, los equipos más importantes dedicados al descubrimiento de NEOs son Catalina Sky Survey, Pan-STARRS, de la Universidad de Hawái y LINEAR. La tasa actual de descubrimiento de NEOs es de aproximadamente 1.000 por año.

Fuente: JPL-Caltech / NASA