Connect with us

Horoscopo

Transición de fase cuántica detectada globalmente en las profundidades de la Tierra

Published

on

Mediante

Ilustración para acompañar el artículo de Nature Communications, “Expresión sismológica del cruce de espines de hierro en ferropericlasa en el manto inferior de la Tierra”. Crédito: Nicoletta Barolini / Columbia Engineering

Un equipo multidisciplinario de físicos de materiales y geofísicos combina predicciones teóricas, simulaciones y tomografía sísmica para encontrar la transición de espín en el manto de la Tierra.

El interior de la Tierra es un misterio, especialmente a mayores profundidades (> 660 km). Los investigadores solo tienen imágenes tomográficas sísmicas de esta región, y para interpretarlas necesitan calcular velocidades sísmicas (acústicas) en minerales a altas presiones y temperaturas. Con estos cálculos, pueden crear mapas de velocidad en 3D y determinar la mineralogía y la temperatura de las regiones observadas. Cuando ocurre una transición de fase en un mineral, como un cambio en la estructura cristalina bajo presión, los científicos observan un cambio en la velocidad, generalmente una fuerte discontinuidad en la velocidad sísmica.

En 2003, los científicos observaron en el laboratorio un nuevo tipo de cambio de fase en los minerales: un cambio en el giro del hierro en la ferropericlasa, el segundo componente más abundante del manto inferior de la Tierra. Un cambio de espín, o cruce de espín, puede ocurrir en minerales como ferropericlasa bajo un estímulo externo, como presión o temperatura. En los años siguientes, grupos experimentales y teóricos confirmaron este cambio de fase tanto en la ferropericlasa como en la bridgmanita, la fase más abundante del manto inferior. Pero nadie sabía realmente por qué o dónde estaba sucediendo esto.

Spin Crossover Signature

Las placas oceánicas frías y en subducción se ven como regiones de alta velocidad en (a) y (b), y la roca cálida del manto ascendente se ve como regiones de baja velocidad en (c). Las placas y las plumas producen una señal tomográfica coherente en los modelos de ondas S, pero la señal desaparece parcialmente en los modelos de ondas P. Crédito: Columbia Engineering

En 2006, la profesora de ingeniería de Columbia Renata Wentzcovitch publicó su primer artículo sobre ferropericlasa, proporcionando una teoría para el cruce de espín en este mineral. Su teoría sugirió que esto había sucedido a más de mil kilómetros en el manto inferior. Desde entonces, Wentzcovitch, quien es profesor en el Departamento de Física Aplicada y Matemáticas Aplicadas, Ciencias de la Tierra y Ambientales, y en el Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty en Universidad de Colombia, publicó 13 artículos con su grupo sobre este tema, estudiando las velocidades en todas las situaciones posibles de cruce de espín en ferropericlasa y bridgmanita, y prediciendo las propiedades de estos minerales a lo largo de este cruce. En 2014, Wenzcovitch, cuya investigación se centra en estudios de mecánica cuántica computacional de materiales en condiciones extremas, particularmente materiales planetarios, predijo cómo este fenómeno de cambio de giro podría detectarse en imágenes tomográficas sísmicas, pero los sismólogos aún no pudieron verlo.

READ  Horóscopo de hoy: 22 de octubre de 2020

Trabajando con un equipo multidisciplinario de Columbia Engineering, el Universidad de oslo, El Instituto de Tecnología de Tokio e Intel Co., el último artículo de Wenzcovitch detalla cómo ahora han identificado la señal de cruce de espín para la ferropericlasa, una transición de fase cuántica en las profundidades del manto inferior de la Tierra. Esto se hizo examinando regiones específicas del manto de la Tierra donde se espera que la ferropericlasa sea abundante. El estudio fue publicado el 8 de octubre de 2021 en Comunicación de la naturaleza.

«Este emocionante descubrimiento, que confirma mis predicciones anteriores, ilustra la importancia de que los físicos de materiales y los geofísicos trabajen juntos para aprender más sobre lo que está sucediendo en las profundidades de la Tierra», dijo Wentzcovitch.

La transición de giro se usa comúnmente en materiales como los que se usan para la grabación magnética. Si estira o comprime solo unas pocas capas de un material magnético con un grosor de nanómetros, puede cambiar las propiedades magnéticas de la capa y mejorar las propiedades de grabación del medio. El nuevo estudio de Wentzcovitch muestra que el mismo fenómeno ocurre a lo largo de miles de kilómetros dentro de la Tierra, pasando de la nanoescala a la macroescala.

“Además, las simulaciones geodinámicas han demostrado que el cruce de espín estimula la convección en el manto de la Tierra y el movimiento de las placas tectónicas. Por lo tanto, creemos que este fenómeno cuántico también aumenta la frecuencia de eventos tectónicos como terremotos y erupciones volcánicas ”, señala Wentzcovitch.

Todavía hay muchas regiones del manto que los investigadores no comprenden, y el cambio en el estado de giro es esencial para comprender las velocidades, las estabilidades de fase, etc. Wentzcovitch continúa interpretando mapas tomográficos sísmicos utilizando velocidades sísmicas predichas por Desde el principio cálculos basados ​​en la teoría funcional de la densidad. También está desarrollando y aplicando técnicas de simulación de materiales más precisas para predecir velocidades sísmicas y propiedades de transporte, especialmente en regiones ricas en hierro, fundido o temperaturas cercanas al punto de fusión.

READ  El secretario del condado de Larimer dice que la oficina electoral necesita más espacio y equipo

“Lo que es particularmente emocionante es que nuestros métodos de simulación de materiales son aplicables a materiales fuertemente correlacionados: multiferroicos, ferroeléctricos y materiales de alta temperatura en general”, dice Wentzcovitch. “Podremos mejorar nuestros análisis de imágenes tomográficas en 3D de la Tierra y aprender más sobre cómo las abrumadoras presiones desde el interior de la Tierra afectan indirectamente nuestras vidas en la superficie de la Tierra. «

Referencia: “Expresión sismológica del cruce de espín del hierro en ferropericlasa en el manto inferior de la Tierra” por Grace E. Shephard, Christine Houser, John W. Hernlund, Juan J. Valencia-Cardona, Reidar G. Trønnes y Renata M. Wentzcovitch, 8 de octubre de 2021, Comunicación de la naturaleza.
DOI: 10.1038 / s41467-021-26115-z

Experiencia en periódicos nacionales y periódicos medianos, prensa local, periódicos estudiantiles, revistas especializadas, sitios web y blogs.

Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Horoscopo

La NASA explica cómo SpaceX repostará naves espaciales en órbita terrestre baja

Published

on

La NASA explica cómo SpaceX repostará naves espaciales en órbita terrestre baja
Agrandar / Ilustración artística de dos naves espaciales acopladas vientre con vientre en órbita.

EspacioX

El año que viene, la NASA cree que SpaceX estará lista para conectar dos naves espaciales en órbita para una ambiciosa demostración de reabastecimiento de combustible, una hazaña de ingeniería que pondrá la Luna a su alcance.

SpaceX tiene un contrato con la NASA para proporcionar dos naves espaciales con capacidad humana para los dos primeros aterrizajes de astronautas en la Luna como parte del programa Artemis de la agencia, cuyo objetivo es devolver humanos a la superficie lunar por primera vez desde 1972. de estos aterrizajes, en la misión Artemis III de la NASA, está actualmente previsto para 2026, aunque en general se considera un calendario ambicioso.

El año pasado, la NASA otorgó un contrato a Blue Origin para desarrollar su propio módulo de aterrizaje lunar Blue Moon, brindando a los gerentes de Artemis dos opciones para misiones de seguimiento.

Los diseñadores de ambos módulos de aterrizaje miraban hacia el futuro. Diseñaron Starship y Blue Moon para repostar en el espacio. Esto significa que podrían reutilizarse para múltiples misiones y, en última instancia, podrían aprovechar los propulsores producidos a partir de recursos de la Luna o Marte.

Amit Kshatriya, que dirige el programa «Luna a Marte» en la División de Exploración de la NASA, presentó el plan de SpaceX en una reunión con un comité del Consejo Asesor de la NASA el viernes. Dijo que el programa de prueba Starship está ganando impulso y que el próximo vuelo de prueba desde el sitio de lanzamiento Starbase de SpaceX en el sur de Texas se espera para fines de mayo.

READ  Horóscopo: los signos que cosechan cambios positivos en tu vida | Programa diario

«La producción no es el problema», afirmó Kshatriya. «Están rodando núcleos. Los motores están fluyendo hacia la fábrica. Ese no es el problema. El problema es que hacer lo que están tratando de hacer es un desafío de desarrollo significativo… Tenemos que controlar este problema de transferencia del propulsor. Este es el problema correcto que debemos intentar resolver. Estamos tratando de construir un plan para la exploración del espacio profundo.

Hoja de ruta para repostar

Antes de ir a la Luna, SpaceX y Blue Origin deberán dominar las tecnologías y técnicas necesarias para repostar combustible en el espacio. Actualmente, se espera que SpaceX intente el próximo año la primera demostración de una transferencia de propulsor a gran escala entre dos naves en órbita.

Habrá al menos varios vuelos de prueba más de Starship de aquí a entonces. Durante el último vuelo de prueba de Starship en marzo, SpaceX realizó una transferencia de prueba de propulsor criogénico entre dos tanques dentro del vehículo. Esta transferencia de oxígeno líquido de tanque a tanque fue parte de una demostración financiada por la NASA. Los funcionarios de la agencia dijeron que la demostración permitiría a los ingenieros aprender más sobre cómo se comporta el fluido en un entorno de baja gravedad.

Kshatriya dijo que si bien los ingenieros aún están analizando los resultados de la demostración de transferencia criogénica, la prueba en el vuelo March Starship «fue un éxito en todos los sentidos».

“Este paso quedó atrás”, dijo el viernes. Ahora, SpaceX ofrecerá más vuelos de prueba de Starship. El próximo lanzamiento intentará probar algunas capacidades adicionales que SpaceX no demostró durante el vuelo de prueba de marzo.

READ  Horóscopo de hoy: 22 de octubre de 2020

Estos incluirán un aterrizaje preciso del propulsor Super Heavy de Starship en el Golfo de México, que es necesario antes de que SpaceX intente aterrizar el propulsor en su plataforma de lanzamiento en Texas. Otro objetivo probablemente será reiniciar un solo motor Raptor en Starship en vuelo, algo que SpaceX no logró durante el vuelo de marzo debido a velocidades de balanceo inesperadas en el vehículo mientras cruzaba el espacio. Realizar un reinicio del motor en órbita, necesario para guiar a Starship hacia un reingreso controlado, es un requisito previo para futuros lanzamientos a una órbita estable y más alta, donde la nave podría holgazanear durante horas, días o semanas para desplegar satélites e intentar repostar combustible. .

A largo plazo, SpaceX quiere acelerar la cadencia de lanzamiento de Starship a muchos vuelos diarios desde múltiples sitios de lanzamiento. Para lograr este objetivo, SpaceX planea recuperar y reutilizar rápidamente naves espaciales y propulsores súper pesados, aprovechando la experiencia del cohete Falcon 9 parcialmente reutilizable. Elon Musk, fundador y director ejecutivo de SpaceX, quiere reutilizar naves y propulsores lo antes posible. A principios de este mes, Musk dijo que era optimista de que SpaceX podría recuperar un propulsor súper pesado en Texas a finales de este año y aterrizar una nave espacial en Texas el próximo año.

Continue Reading

Horoscopo

Bailey nombrado director del Centro Espacial Stennis de la NASA

Published

on

Bailey nombrado director del Centro Espacial Stennis de la NASA

John Bailey, director del Centro Espacial John C. Stennis (foto de la NASA)

  • El Centro Espacial Stennis de la NASA, ubicado en el condado de Hancock, alberga a más de 50 inquilinos residentes con una fuerza laboral total de más de 5200 personas.

John Bailey ha sido nombrado director del Centro Espacial Stennis de la NASA en el condado de Hancock, Mississippi, con efecto inmediato.

Bailey se había desempeñado como director interino desde enero.

En una declaración anunciando el nombramiento de Bailey, el administrador de la NASA, Bill Nelson, dijo que confiaba en que Bailey conduciría el sitio de pruebas de propulsión más grande y principal del país hacia un éxito aún mayor.

«John aprovechará sus casi 35 años de servicio federal para liderar nuestra talentosa fuerza laboral en Stennis», dijo Nelson. “Gran parte de la NASA pasa por Stennis. Es donde perfeccionamos nuevas e interesantes capacidades en el sector aeroespacial, tecnológico y de exploración del espacio profundo.

Durante su carrera, Bailey sirvió en la Fuerza Aérea de los Estados Unidos y la NASA. Se unió al equipo Stennis de la NASA en 1999 y posteriormente ocupó varios puestos. Fue nombrado director asociado de NASA Stennis en 2018 y seleccionado subdirector del centro en 2021.

El Centro Espacial Stennis de la NASA alberga a más de 50 inquilinos residentes con una fuerza laboral total de más de 5200 personas. Es un centro de pruebas clave para los sistemas de lanzamiento, propulsión y motores de la agencia federal.

READ  Explorando la Tierra desde el espacio: Puglia, Italia [Video]

Stennis también está creciendo, convirtiéndose en un centro aeroespacial y tecnológico con sistemas inteligentes y autónomos en desarrollo necesarios para la exploración del espacio profundo.

«Este es un momento emocionante para la NASA Stennis y me siento profundamente honrado de liderar su gran familia de empleados que conforman esta tremenda fuerza laboral», dijo Bailey en el anuncio.

Continue Reading

Horoscopo

Los científicos descubren una 'sorpresa' que cambia la comprensión del universo

Published

on

Los científicos descubren una 'sorpresa' que cambia la comprensión del universo

Volver a los primeros días del universo parece algo que sólo sería posible en la ciencia ficción, pero los expertos han logrado encontrar algo muy lejano en las profundidades del tiempo y real.

Algunos de los astrónomos más importantes del mundo han descubierto algo «realmente sorprendente» ocurrido hace miles de millones de años que podría cambiar por completo la comprensión de nuestro universo.

Este es el resultado del estudio de los resultados de la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) del telescopio espacial James Webb de la NASA.

Esta tecnología extremadamente avanzada permite a los expertos estudiar las galaxias más antiguas del universo, dando una indicación de las condiciones que existían hace muchos, muchos años.

El universo tiene alrededor de 13,7 mil millones de años y un equipo de investigadores de la Universidad de Durham pudo observar datos conocidos como formación de barras apenas unos miles de millones de años después de que se formara el universo, lo cual es bastante sorprendente de comprender.

Esto es más que las observaciones anteriores del Telescopio Espacial Hubble, que ofrecen una visión de las condiciones de hace nueve mil millones de años.

Los hallazgos del equipo se publican en la revista. Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.

iStock

Los nuevos descubrimientos son más significativos que simplemente ofrecer una visión del pasado más lejana que antes. De hecho, la naturaleza de los hallazgos podría significar que es posible que sea necesario reevaluar nuestra comprensión de los primeros días del universo.

Esto se relaciona con las formaciones de barras, porque la presencia de estas formas más sedentarias es un indicador de ambientes más sedentarios, en comparación con la naturaleza más caótica de las galaxias durante su período de gestación anterior.

READ  Horóscopo: los signos que cosechan cambios positivos en tu vida | Programa diario

Zoe Le Conte es investigadora de doctorado en el Centro de Astronomía Extragaláctica del Departamento de Física de la Universidad de Durham y también es la autora principal de la investigación.

Le Conte dijo: “Las galaxias del universo primitivo están madurando mucho más rápido de lo que pensábamos. Esto es una verdadera sorpresa porque se esperaría que el universo en este punto fuera muy turbulento con muchas colisiones entre galaxias y mucho gas que aún no se ha convertido en estrellas.

“Sin embargo, gracias al Telescopio Espacial James Webb, estamos viendo muchas de estas barras mucho antes en la vida del Universo, lo que significa que las galaxias se encontraban en una etapa más avanzada de su evolución de lo que se pensaba anteriormente.

«Esto significa que tendremos que ajustar nuestra visión sobre la evolución temprana de las galaxias».

Inscribirse para nuestro boletín semanal gratuito indy100

Como unirse Canal gratuito de WhatsApp de Indy100

Exprésate en nuestra democracia mediática. Haga clic en el ícono de voto positivo en la parte superior de la página para ayudar a que este artículo ascienda en la clasificación de Indy100.

Continue Reading

Trending