Miden la edad del Universo con otro método


Miden la edad del Universo gracias al efecto de lente gravitacional con una precisión sin precedentes.

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El efecto de lente gravitatoria de B1608+656 ha sido usado para calcular la edad del Universo. Fuente: Sherry Suyu of the Argelander Institut für Astronomie.

Hace unos años, no hace tanto tiempo, no sabíamos la edad del universo con precisión. Lo más que se nos decía era que el Universo tenía una edad comprendida entre los 10.000 millones de años y los 20.000 millones de años. Así que se asumía que su edad debía de andar por los 15.000 millones de años. Después, gracias a los datos de WMAP del fondo cósmico de microondas, se vio que la edad real se acercaba bastante a ese número, aunque un poco por debajo: 13.700 (± 130) millones de años.
Obviamente el WMAP no apunta a una región de cielo en donde está escrita la edad del Universo, sino que ésta se infiere indirectamente a partir de datos físicos. Concretamente WMAP mide las fluctuaciones del fondo de radiación. A partir de ahí se calcula la densidad de masa-energía y usando la Relatividad General se puede hallar su edad asumiendo un Universo plano (tipo de geometría apoyada por medidas de WMAP). Pero alguien con espíritu crítico (cosa imprescindible en ciencia) podría decir que sólo a partir de un tipo de medidas no podemos estar seguros de cómo de viejo es el Universo en donde vivimos, que hacen falta otros métodos distintos que corroboren esa cifra.
Pues bien, se acaba de conocer que un equipo internacional de científicos ha realizado recientemente esto, llegando a un número bastante parecido.
Para realizar este estudio se han valido de lentes gravitatorias galácticas y han llegado a una edad del Universo cifrada en 13750 millones de años con un error de 170 millones de años. Además, el resultado confirma la fuerza de la energía oscura, que se cree que es la responsable de la aceleración de la expansión de Universo. Estos investigadores usaron datos obtenidos a partir de imágenes tomadas por el telescopio espacial Hubble.
Según la Relatividad General la presencia de masa-energía hace que el espacio-tiempo se curve a su alrededor. De este modo, los rayos de luz que pasen cerca de esa región no seguirán líneas rectas, sino geodésicas, que son el equivalente a las rectas en espacios curvos. Si la concentración de masa es muy elevada (que en este caso supondremos que es una galaxia) la curvatura será pronunciada y la luz procedente de un objeto distante (generalmente otra galaxia) situado justo detrás de la lente gravitacional sufrirá una trayectoria tal el observador podrá verlo, aunque distorsionado. Es como si la concentración de masa actuara a modo de una lente para el observador. Una galaxia de aspecto puntual se verá como un conjunto de puntos (cruz de Einstein) o unos arcos, que se corresponderán a caminos distintos tomados por la luz. En el caso de una alineación casi perfecta se verá un anillo.
Aplicado el efecto a este caso, se trata de medir las distancias recorridas por la luz procedente del objeto del fondo para cada camino tomado. Teniendo en cuenta el tiempo necesario para viajar por cada camino los investigadores pueden inferir no solamente cuánto de lejos se encuentra la galaxia, sino además la escala del Universo y detalles sobre la expansión del mismo. Algunos de estos aspectos vienen determinados por la constante de Hubble que nos dice la tasa de velocidad de recesión con la distancia.
Frecuentemente es difícil para los expertos distinguir entre una luz brillante lejana y otra más cercana pero más débil. El efecto de lente gravitacional soluciona este problema al proporcionar múltiples pistas.
Según Phil Marshall, del KIPAC, aunque se había utilizado anteriormente este efecto de la lente gravitatoria para medir la constante de Hubble nunca se había hecho con tanta precisión.
Aunque los astrofísicos no saben cuándo la luz abandona la fuente que la produjo, pueden comparar los tiempos de llegada. Marshall usa una analogía para explicar el fenómeno. Según él, es como si cuatro automóviles partiera desde un punto a un lado de una gran ciudad y siguiendo caminos diferentes rodearan dicha ciudad hasta converger en un punto al otro lado. Los tiempos de llegada dependerían de los caminos tomados. Cuanto más larga fuera la ruta más tiempo llevaría recorrerla.
Las ecuaciones que controlan las lentes gravitacionales pueden tener en cuenta variables como la distancia y la densidad de materia y proporcionar una mejor idea de cuando la luz abandonó la galaxia y cuánto ha viajado.
En el pasado este método estaba plagado de errores, pero ahora el error es comparable al de los demás métodos. Aunque todavía tienen que tener en cuenta ciertos factores. Así por ejemplo, el polvo en la galaxia que hace de lente afecta a la luz que la atraviesa, por eso el Hubble cuenta con filtros infrarrojos para eliminar este efecto. Las imágenes contienen también el efecto de otras galaxias cercanas a línea de visión que contribuyen al efecto de lente gravitatoria.
Este equipo de investigadores quiere extender su estudio a más casos. Ya han encontrado 20 objetos susceptibles de ser estudiados.

Fuente: http://neofronteras.com/?p=3030

El LHC espera obtener hoy las primeras colisiones de partículas

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Foto: CERN

El Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN, por sus siglas en inglés) puso a punto a finales del mes de febrero los haces de partículas del Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) para que, en principio, este 8 de marzo se obtengan las primeras colisiones de partículas, tras una parada técnica que mantuvo en pausa el Gran Colisionador de Hadrones o LHC desde diciembre.

En declaraciones a Europa Press, el coordinador de las investigaciones españolas del LHC y director del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), Antonio Pich, explicó que de acuerdo con el calendario preliminar ya se han hecho pruebas de inyección y de momento, se espera que hoy lunes, tras el ‘Beam commissioning’ o puesta a punto de los haces, se repita el proceso que se hizo en diciembre y se obtengan las primeras colisiones a baja energía.

Además, los expertos esperan colisiones regulares a siete TeV a finales de marzo, con el plan de mantener la máquina funcionando a este nivel durante los próximos 18 ó 24 meses. “Todo este proceso forma parte de la estrategia que se ha definido para empezar el largo periodo de toma de datos del LHC. El objetivo principal es asegurar la seguridad del LHC y mantenerlo estable”, añade el experto.

Por eso, reitera que se va a volver a repetir el proceso que se realizó en 2009: primero las pruebas a 450 GeV por haz, esperándose las primeras colisiones a esta energía a primeros del mes de marzo, y “si todo se comporta como hasta ahora”, se subirá progresivamente la energía, augurándose las primeras colisiones a finales de ese mismo mes a 3.5 TeV por haz.

Las primeras colisiones en el LHC se registraron el 23 de noviembre de 2009, y se consiguió alcanzar un haz de partículas récord el 30 de noviembre. Durante las dos últimas semanas que estuvo en funcionamiento, en el mes de diciembre, los seis experimentos del LHC registraron más de un millón de las colisiones de partículas, que han sido distribuidas en el ‘LHC Computing Grid’, el sistema de transmisión de información entre los distintos centros participantes en el proyecto.

Fuente:http://www.blogastronomia.com/2010/03/08/el-lhc-espera-obtener-hoy-las-primeras-colisiones-de-particulas/

Encriptación por satélite

La criptografía cuántica sólo funciona si Alice y Bob comparten posiciones relativas por adelantado. Ahora, los físicos han descubierto cómo hacerlo sin esta información.

El mundo de la criptograía está pasando por una revolución cuántica. Las extrañas leyes de la mecánica cuántica permiten a los criptógrafos crear códigos que garanticen una privacidad perfecta. Hasta hace poco, los mejores criptógrafos sólo podían apuntar a una privacidad bastante buena, con códigos que siempre se venían comprometidos de una u otra forma. La criptografía cuántica, por otra parte, es perfecta; segura en teoría y práctica.

Unas pocas compañías incluso han empezado a vender un dispositivo que pueden enviar mensajes perfectamente seguros, principalmente a bancos y gobiernos (aunque el propio dispositivo deja algunos huecos que un fisgón puede atacar).

Pero aún así, estamos en los primeros días de esta tecnología y, naturalmente, sufre algunos obstáculos importantes. Por ejemplo, una limitación bien conocida es que la criptografía cuántica sólo puede usarse sobre conexiones punto a punto y no para redes donde los datos deben ser enrutados. Esto se debe a que el proceso de enrutamiento destruye las propiedades cuánticas de los fotones usados para securizar los mensajes.

Una limitación menos conocida es que el receptor y el emisor de mensajes cuánticos encriptados – los famosos Alice y Bob – deben estar perfectamente alineados para que puedan llevarse a cabo las medidas de polarización bien definidas sobre los fotones cuando llegan. Los físicos dicen que Alice y Bob deben compartir el mismo marco de referencia.

Esto no es difícil de lograr cuando Alice y Bob están en laboratorios sobre la Tierra. Pero es mucho más difícil cuando uno se mueve respecto al otro, en un satélite, por ejemplo, que estuviese girando y orbitando la Tierra.

Hoy, Anthony Laing de la Universidad de Bristol y algunos compañeros, demuestran cómo solventar esto. El truco está en usar tripletes entrelazados de fotones, los conocidos como qutrits, en lugar de pares entrelazados.

Esto resuelve el problema incrustándolo en una dimensión extra abstracta, que es independiente del espacio. Por lo que mientras que Alice y Bob sepan la forma en que están relacionadas estas dimensiones abstractas, la tercera proporciona un marco de referencia contra el que hacer las otras dos medidas.

Esto permite que Alice y Bob tomen cualquier medida que necesiten sin tener que acordar por adelantado un marco de referencia. Hay una condición: Alice y Bob no pueden moverse demasiado rápido durante las medidas dado que esto cambia su orientación relativa y se necesitaría un nuevo qutrit para establecer una referencia.

Esto será útil para la encriptación cuántica en enlaces de satélite, el tipo de cosa que las agencias gubernamentales y los militares podrían querer hacer. Pero hay otra aplicación más valiosa.

Si en algún momento se usa de forma amplia la encriptación cuántica, se necesitará trabajar entre un microchip y otro sin necesidad de compartir un marco de referencia por adelantado. Esto siempre ha sido un problema debido a que los chips en el interior de los ordenadores están en un movimiento constante (relativo a la longitud de onda de la luz) y debido a que la polarización de los fotones varía cuando se mueven a través de las fibras ópticas, se introduce otra fuente de error.

Debido a esto es por lo que la criptografía cuántica, que es independiente del marco de referencia, es una tecnología que lo permite y tan valiosa potencialmente. Significa que Laing y sus colegas han hecho una de los avances clave que llevarán la criptografía cuántica a las masas.

Fuente: http://www.cienciakanija.com/2010/03/09/avance-teorico-criptografia-cuantica/?utm