10 investigaciones del 2016 que revolucionaron el mundo de la física

La revista Physics World elige la detección de las ondas gravitacionales como la investigación más importante del año. Destaca también el descubrimiento del planeta más cercano a la Tierra que puede ser habitable, el motor de un solo átomo y una “vuelta de tuerca” a la teoría del gato cuántico vivo y muerto al mismo tiempo

Las revolución de las ondas gravitacionales

La revista especializada Physics World ha escogido los diez grandes avances de la Física de este año y, como no podía ser de otra forma, ha destacado en el primer puesto de la lista la detección de las ondas gravitacionales por la colaboración LIGO con sede en Estados Unidos. El hallazgo se produjo el 14 de septiembre de 2015 y fue anunciado el pasado febrero, casi exactamente cien años después de que Albert Einstein postulara por primera vez su teoría general de la relatividad. Un segundo conjunto de ondas gravitacionales fue descubierto por el mismo instrumento el 26 de diciembre de 2015 y dado a conocer en junio de este año. En ambos casos, las señales procedían de los últimos instantes de la «danza gravitatoria» de dos lejanos agujeros negros que, tras millones de años orbitándose mutuamente, se fusionaban en uno solo.

Las ondas gravitacionales son pequeñas deformaciones en el tejido del espacio-tiempo que recorren todo el Cosmos a la velocidad de la luz. Las mediciones también anuncian el comienzo de una nueva era para la astronomía, que abre una nueva ventana para observar el Universo.

El gato vivo, muerto y en dos cajas

El gato de Schrödinger es una famosa especie teórica del mundo cuántico. Está confinado en el interior de una caja que, cuando se abre, libera un gas tóxico que le provoca la muerte. Pero como es un felino cuántico, está regido por el principio de superposición, según el cual las partículas, como átomos o fotones, pueden existir en varios estados a la vez. Por ello, durante un instante, justo en el momento de abrir la caja, el gato está vivo y muerto a la vez. Pero el pasado mes de mayo investigadores de la Universidad de Yale complicaron aún más la historia en la revista “Science”. Según explicaban, el animal no solo estará vivo y muerto a la vez, sino también en dos cajas distintas al mismo tiempo.

El reloj más preciso del mundo

Científicos alemanes dieron a conocer el pasado mes de mayo en la revista “Nature” el desarrollo de un método para la detección directa de la transición nuclear del torio-229, lo que abre la puerta al desarrollo de un reloj nuclear, mucho más estable y, por lo tanto, más preciso, que el atómico.

Un gravímetro sensible, pequeño y barato

Un equipo de la Universidad de Glasgow (Reino Unido) anunciaba este año la construcción de un gravímetro altamente sensible, barato y compacto. Este pequeño dispositivo realiza mediciones muy precisas de la gravedad de la Tierra y podría ser desplegado en aviones no tripulados para ayudar en una variedad de tareas de exploración minera, ingeniería civil y seguimiento de la actividad de los volcanes. Aunque es cierto que no es tan sensible como los mejores sensores disponibles, podría ser producido por un coste muchísimo menor y también es significativamente más pequeño y ligero que los dispositivos actuales.

El nuevo instrumento se basa en una pieza de silicio de unos 10 mm de largo que se encuentra en la parte superior de dos puntales flexibles.

Avance en metamateriales

Un equipo internacional de investigadores, entre ellos algunos de la Universidad de Columbia en Nueva York o el Instituto Nacional Japonés de Ciencia de Materiales, ha conseguido medir la refracción negativa de los electrones en el grafeno. Se trata de una propiedad de algunos metamateriales artificiales que se puede utilizar para crear nuevos dispositivos ópticos, como una lente perfecta. Se podría utilizar también para constituir la base de un interruptor electrónico que consuma cantidades muy pequeñas de energía.

Próxima b, el planeta más cercano que puede ser habitable

Un equipo internacional de astrónomos, liderado por el español Guillem Anglada-Escudé, de la Universidad de Queen Mary en Londres, anunciaba en agosto en la revista “Nature” el descubrimiento de Próxima b, un planeta potencialmente habitable en la órbita de la estrella Próxima Centauri, la más cercana al Sistema Solar, a poco más de cuatro años luz. Este mundo es probablemente rocoso, un poco más masivo que el nuestro y se encuentra en la región en torno a su estrella que le permitiría albergar agua líquida sobre su superficie. Podría convertirse en el primer objetivo para un futuro viaje interestalar.

Un paso más hacia el ordenador cuántico

Investigadores de la británica Universidad de Oxford y del laboratorio NIST en Boulder, Colorado (EE.UU), fueron capaces de medir el entrelazamiento cuántico entre pares de dos tipos diferentes de iones. El trabajo, que fue realizado en forma independiente por los dos grupos, es un paso importante hacia la creación de ordenadores cuánticos basados en iones.

Un microscopio “muy grande”

Investigadores de la Universidad de Strathclyde (Glasgow, Escocia) han creado una nueva lente de microscopio que ofrece la combinación única de un gran campo de visión con una alta resolución. Llamado mesolens, el dispositivo permite crear imágenes en 3D de muestras biológicas mucho más grandes de lo que antes era posible, al tiempo que proporciona detalles a nivel subcelular. La posibilidad de ver los especímenes enteros en una sola imagen podría ayudar en el estudio de muchos procesos biológicos y garantizar que detalles importantes no se pasen por alto. Con esta lente, los científicos pudieron observar con todo lujo de detalle doce embriones de ratón de un día de edad.

Primera simulación cuántica de física de partículas

Físicos de la Universidad de Innsbruck y del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica (IQOQI) en la Academia de Ciencias de Austria realizaron la primera simulación cuántica de la física de partículas. El trabajo fue descrito en la revista “Nature”.

Las partículas elementales, los bloques de construcción de la materia y sus propiedades, se describen por el Modelo Estándar de la Física de Partículas. Pero muchos aspectos de esta teoría todavía no se entienden porque su complejidad hace que sea difícil investigarlos con los ordenadores clásicos.

Por eso, los científicos están esperanzados en este tipo de desarrollos, que serán potencialmente capaces de resolver cuestiones importantes sobre la física de alta energía que no pueden ser abordados por métodos convencionales.

El motor de un solo átomo

Investigadores de la alemana Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia han creado un motor basado en un solo átomo. Se trata de un motor térmico que convierte una diferencia de temperatura en un trabajo mecánico mediante el confinamiento de un solo átomo de calcio en una trampa en forma de embudo. El siguiente objetivo del equipo es enfriar más el átomo y confinarlo más firmemente, de manera que ya no se comporte como una partícula clásica, sino más bien como un paquete de ondas cuánticas. Esto podría abrir la puerta a estudios que relacionen la termodinámica y la mecánica cuántica, según explica Physics World.

Con información de Agencia ID