sábado, 7 de junio de 2014

EL TIEMPO ESPACIAL EN UN EXTRAÑO MUNDO

Imagen: Corona Solar vista desde Venus-Crédito:ESA

Por primera vez, la ESA está proporcionando informes periódicos del espacio-tiempo logrados mediante las observaciones de una nave espacial en órbita alrededor de otro planeta. 
Cuando su nave espacial VENUS EXPRESS comenzó a navegar profundamente en la atmósfera de un mundo extraño, en este caso Venus,  necesitó tener  la información más reciente sobre las condiciones que hubieran podido  afectar su trayectoria.
Venus, significa conocer en tiempo real lo que pasa en nuestro Sol, ya que la actividad solar puede influir mucho en las condiciones como es la densidad de la atmósfera y el medio ambiente de radiación en el vecino más cercano de la Tierra.
Desde mayo, los controladores de vuelo en tierra de Venus Express han estado recibiendo informes diarios sobre la actividad solar emitidos por los expertos en coordinación del Centro de Clima Espacial de la ESA ( SSCC ), ubicados en el Espacio Polo, en Bélgica.

Navegar por la atmósfera de Venus

El centro fue establecido para tomar conciencia de la situacional espacial (SSA) mediante la oficina del programa de la Agencia, comenzando el año pasado a entregar servicios precursores en el espacio-tiempo,  para los futuros clientes terrestres.
Ahora que Venus Express completó su misión científica de ocho años, los informes son especialmente importantes ya que el equipo de control tomó el satélite a través de una campaña de varias semanas 'extraordinarias de  aerofrenado '.
" El Aerofrenado significa disminuir la velocidad de la  nave de modo que  parte de cada órbita se sumerja debajo de la espuma y a través de los alcances muy superiores de la atmósfera de Venus", señala Adam Williams, Gerente de Operaciones Espaciales.

Imagen: Aerofrenado de Vebnus Exprfess. Crédito ESA / C.Carreau

"Sabemos que el estado actual de nuestro Sol puede afectar a la atmósfera de Venus, lo que podría a su vez tener impacto en la órbita prevista de Venus Express, ya que pasa a través de la atmósfera."
Adam dice que el equipo no espera volver a planificar cualquiera de las órbitas de aerofrenado basados ​​en los niveles "típicos" de la actividad solar.
"Los informes meteorológicos espaciales serán, sin embargo, los que  nos permitirán entender mejor el comportamiento anómalo que podemos observar posteriormente en la nave espacial.Y en casos extremos, estaríamos más dispuestos a reaccionar ante una situación grave. Por ejemplo, si nuestros startrackers iban a ser sobrecargado por la radiación. "


Informar sobre un entorno complejo

Los cambios climáticos ofrecerán la mejor información desde una variedad de fuentes - incluyendo Proba-2  de la ESA en órbita solar y la nave de la NASA - para el equipo de control en la forma más rápidamente posible.
"El objetivo es informar sobre las condiciones actuales y hacer un pronóstico a corto plazo de la actividad solar y las condiciones de radiación, a la medida de Venus", dice Juha-Pekka Luntama, responsable de la meteorología espacial en la oficina del programa SSA.

"Estamos acostumbrados a hacer esto para las naves espaciales que orbitan la Tierra, pero es todo un reto hacerlo  para Venus, tanto por su ubicación y la complejidad del entorno de ese planeta.Venus está actualmente a 59º por delante de la Tierra en su órbita alrededor del Sol, y no tenemos una nave espacial entre el Sol y Venus como lo hemos hecho para la Tierra.Por lo tanto, tenemos que adaptar y ampliar las previsiones del estacio-tiempo que ofrecemos regularmente hacia la dirección de Venus."

La experiencia de la Federación  Europea

El primer informe del espacio-tiempo emitido desde Venus fue el 19 de mayo, incluyó el análisis y las previsiones sobre la base de datos no sólo de la flota de monitores solares, sino también de una nueva red de centros de servicio de expertos en la planta operada por los estados miembros de la ESA mediante su programa SSA.
Juha-Pekka dice que la red de la ESA se ampliará a finales de este año para incluir el tiempo de Expert Service Centre Heliosférico, que proporcionará información sobre el espacio-tiempo dedicado a las misiones que viajan a otros lugares dell Sistema Solar.
Mientras tanto, el SSCC continuará proporcionando informes diarios al equipo de Venus Express.
"También emitimos boletines especiales durante el día, si hay un evento solar significativo que pudiera afectar el ambiente espacial Venus.Si hemos aprendido algo acerca de la prevision del Clima Espacial, es que siempre pueden haber sorpresas que en su momento, no fuimos capaces de predecir”.
Fuente:ESA 06.06.2014
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BLOQUEO EN EL MOMENTO MAGNÉTICO DEL PROTÓN

Atrapar campos: Un protón en una trampa Penning. Crédito G. Schneider Universidad de Maguncia
  
La medición más precisa jamás lograda del momento magnético del protón ha sido realizada por un grupo internacional de físicos. El nuevo resultado - en combinación con una medición similar, proyectada para doppelganger del protón, el antiprotón - podría ayudar a explicar uno de los misterios más profundos de la física - ¿por qué la materia del universo parece ser mayor que su enorme antimateria?.
Cada partícula fundamental tiene una antipartícula casi idéntica con carga eléctrica opuesta. Principales teorías de los físicos indican que las partículas y sus antipartículas fueron creadas en cantidades iguales durante el Big Bang debería haber aniquilado entre sí hace mucho tiempo. Pero el universo está lleno de materia y carece de antimateria, lo que sugiere que podría existir una diferencia sin ser detectada entre los dos.

Diferencias al Minuto

Una posible pista acerca de esta diferencia, podría estar en las pequeñas discrepancias entre los momentos magnéticos de las partículas y sus correspondientes antipartículas. Cualquier diferencia sería la primera conocida como una  violación de un principio fundamental de que los físicos llaman simetría de la carga-paridad-tiempo (CPT). En 2013 los investigadores que trabajan en la trampa de antihidrógeno (ATRAP), un experimento realizado en el CERN, establecieron el récord en lograr la comparación más precisa entre los momentos magnéticos del protón y el antiprotón, pero los científicos no encontraron diferencias entre los dos.

Ahora, Klaus Blaum , del Instituto Max Planck de Física Nuclear en Alemania, y sus colegas están buscando una prueba aún más rigurosa de simetría CPT. Para esto, se utilizó un dispositivo cilíndrico llamado Trampa Penning para confinar a un solo protón utilizando los campos magnéticos y eléctricos. El campo magnético de la trampa hace que el protón rodee el eje del cilindro a una velocidad conocida, como es su frecuencia en el ciclotrón. El campo también hace que la dirección de giro efectúa la precesión de la partícula como un trompo, pero con una frecuencia diferente. A partir de la relación de estas dos frecuencias, los científicos pueden calcular momento magnético de la partícula.

Doble trampa

La medición de la frecuencia del ciclotrón es relativamente fácil, pero la frecuencia de precesión es más difícil de precisar. Por esta razón, el grupo de Blaum se basa en una técnica del año 2008 desarrollado por otro grupo de investigadores para medir con precisión el momento magnético del electrón . En este trabajo, los investigadores aplicaron un segundo campo magnético que causó la precesión del electrón para cambiar la forma que oscila a lo largo del eje del cilindro. La frecuencia de la oscilación entonces cambió ligeramente de nuevo cuando el giro de la partícula volteó al señalar que estaba apuntando hacia abajo, por lo que al forzar un giro y medir el desplazamiento de frecuencia resultante, los científicos fueron capaces de determinar la frecuencia de precesión del electrón y por lo tanto su momento magnético.


 Imagen: Los pequeños confines: Una trampa Penning 
Crédito: C. Rodegheri, Instituto Max Planck de Física Nuclear

 Para aplicar esta técnica al momento magnético que es mucho más pequeño que el protón, el grupo de Blaum desarrolló lo que llama una "trampa Penning doble". En esta trampa los investigadores determinaron el estado de espín del protón, utilizando una técnica que reportaron en 2011 . Luego transportaron al protón a una segunda trampa, donde se miden las frecuencias de ciclotrón y la oscilación de la partícula. Los investigadores repitieron el proceso miles de veces durante más de cuatro meses, determinando finalmente el momento magnético del protón con una precisión de poco más de tres partes en un billón. Esta cifra es alrededor de 760 veces más precisa que lo que el grupo ATRAP logró en 2012.
"Felicito a este equipo para demostrar que podía hacer [esta medida] con el protón", dice Gerald Gabrielse , en la Universidad de Harvard, que es el portavoz ATRAP y también estuvo involucrado en la investigación de 2008. Sin embargo, señala que sin la medición de los antiprotones, los físicos no están más cerca de comprender el dominio de la materia.
Blaum dice que su equipo pronto tomará esa medida. El miembro del equipo Stefan Ulmer de RIKEN, un instituto de investigación en Tokio, ya ha instalado una trampa Penning doble en el desacelerador de antiprotones del CERN, que empezará a producir partículas durante este verano. Dentro de un año después, Blaum piensa que él y sus colegas se tienen que saber si el momento magnético del antiprotón se diferencia de la del protón con la precisión que han alcanzado. Pero Blaum añade que como su "confianza en la CPT es muy alta", no está apostando a una discrepancia.
La investigación de los investigadores A.Mooser,  S. Ulmer, K. Blaum, et al., se publica bajo el título “Direct High-Precision Measurement of the Magnetic Moment of the Proton en la Revista Nature

Fuente: Physics World / Nature