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Gravedad cuántica revelada: los científicos descifran el código cósmico que desconcertó a Einstein

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Gravedad cuántica revelada: los científicos descifran el código cósmico que desconcertó a Einstein

Los investigadores han desarrollado un método para medir la gravedad a nivel microscópico, lo que supone un avance significativo en la comprensión de la gravedad cuántica. Crédito: SciTechDaily.com

Los físicos están midiendo con éxito la gravedad en el mundo cuántico, detectando una débil atracción gravitacional sobre una partícula diminuta utilizando una nueva técnica que utiliza imanes levitantes, lo que acerca a los científicos a resolver los misterios del universo.

Los científicos están cerca de descubrir las fuerzas misteriosas del universo después de descubrir cómo medir la gravedad a nivel microscópico.

Los expertos nunca han comprendido del todo cómo funciona la fuerza descubierta por Isaac Newton en el pequeño mundo cuántico.

Incluso Einstein quedó desconcertado por la gravedad cuántica y, en su teoría de la relatividad general, afirmó que no existían experimentos realistas que pudieran mostrar una versión cuántica de la gravedad.

Un gran avance en la gravedad cuántica

Sin embargo, físicos de la Universidad de Southampton, en colaboración con científicos europeos, han logrado detectar una débil atracción gravitacional sobre una partícula diminuta mediante una nueva técnica.

Afirman que esto podría allanar el camino para descubrir la elusiva teoría de la gravedad cuántica.

La experiencia, publicada en el Los científicos progresan Journal, utilizó imanes levitantes para detectar la gravedad en partículas microscópicas, lo suficientemente pequeñas como para rozar el reino cuántico.

Impresión artística del experimento cuántico.

Impresión artística del experimento cuántico. Crédito: Universidad de Southampton

Investigación pionera en gravedad

El autor principal, Tim Fuchs, de la Universidad de Southampton, dijo que los hallazgos podrían ayudar a los expertos a encontrar la pieza que falta del rompecabezas en nuestra imagen de la realidad.

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Y añadió: “Durante un siglo, los científicos han intentado, sin éxito, comprender cómo funcionan juntas la gravedad y la mecánica cuántica.

“Ahora que hemos medido con éxito las señales gravitacionales en la masa más pequeña jamás registrada, significa que estamos cerca de darnos cuenta finalmente de cómo funciona en conjunto.

“A partir de ahí, comenzaremos a reducir la fuente utilizando esta técnica hasta llegar al mundo cuántico en ambos lados.

«Al comprender la gravedad cuántica, podríamos resolver algunos de los misterios de nuestro universo, como cómo comenzó, qué sucede dentro de los agujeros negros, o unir todas las fuerzas en una gran teoría».

La ciencia aún no comprende completamente las reglas del reino cuántico, pero se cree que las partículas y fuerzas en la escala microscópica interactúan de manera diferente que los objetos de tamaño normal.

Académicos de Southampton llevaron a cabo el experimento con científicos de la Universidad de Leiden en los Países Bajos y el Instituto de Fotónica y Nanotecnología en Italia, gracias a la financiación de la subvención Horizon Europe EIC Pathfinder (QuCoM) de la UE.

Su estudio utilizó una configuración sofisticada que involucra dispositivos superconductores, llamados trampas, con campos magnéticos, detectores sensibles y aislamiento de vibraciones avanzado.

Midió una atracción débil, de sólo 30 aN, sobre una pequeña partícula de 0,43 mg levitando a temperaturas bajo cero una centésima de grado por encima. cero absoluto – aproximadamente -273 grados Celsius.

Ampliando los horizontes de la investigación cuántica

Los resultados abren la puerta a futuros experimentos entre objetos y fuerzas aún más pequeños, afirmó el profesor de física Hendrik Ulbricht, también de la Universidad de Southampton.

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Y añadió: “Estamos superando los límites de la ciencia, lo que podría conducir a nuevos descubrimientos sobre la gravedad y el mundo cuántico.

“Nuestra nueva técnica, que utiliza temperaturas extremadamente frías y dispositivos para aislar las vibraciones de las partículas, probablemente será el camino a seguir para medir la gravedad cuántica.

“Revelar estos misterios nos ayudará a descubrir más secretos sobre la estructura misma del universo, desde las partículas más pequeñas hasta las estructuras cósmicas más grandes. »

Referencia: “Medición de la gravedad con masas levitantes en miligramos” por Tim M. Fuchs, Dennis G. Uitenbroek, Jaimy Plugge, Noud van Halteren, Jean-Paul van Soest, Andrea Vinante, Hendrik Ulbricht y Tjerk H. Oosterkamp, ​​febrero 23, 2024, Los científicos progresan.
DOI: 10.1126/sciadv.adk2949

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Scout Space seleccionado por AFWERX para desarrollar un marco de análisis de colisiones y mejorar la seguridad espacial – SatNews

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Scout Space seleccionado por AFWERX para desarrollar un marco de análisis de colisiones y mejorar la seguridad espacial – SatNews
CONCIENCIA ESPACIAL
El conocimiento es poder en el cada vez más disputado dominio espacial. Scout proporciona cargas útiles y algoritmos alojados Plug & Play para convertir cualquier nave espacial en una plataforma SDA.

Scout planea desarrollar el marco con una demanda computacional mínima y apunta a abrir nuevas vías para análisis de escenarios avanzados, contribuyendo así a la predicción y mitigación de posibles intercepciones del adversario. Esta capacidad es fundamental para proteger los activos espaciales críticos de los EE. UU., de conformidad con los objetivos estratégicos de la oficina del programa Espacio Tácticamente Responsivo (TacRS) y otras entidades del USSF.

AUTOPROTEGIDO
Realice un seguimiento de sus activos de alto valor y de todas las amenazas potenciales cercanas y lejanas. La conciencia situacional local es esencial para un ecosistema espacial sostenible.

“Los métodos tradicionales de predicción de colisiones, que se basan en cálculos de fuerza bruta, a menudo fallan en escenarios en tiempo real porque carecen de la agilidad necesaria para una autoprotección eficaz. » OBSERVACIÓN Philip Hover-Smoot, director ejecutivo de Scout Space. «El enfoque innovador de nuestro equipo para este problema no sólo podría equipar a las naves espaciales con autoprotección autónoma, sino también mejorar las capacidades operativas al estimar eficazmente las ventanas de la línea de visión de objetos espaciales críticos no rastreados».

Jordan Maxwell, Ph.D, ingeniero jefe de GNC Scout., agregado, “La tecnología que Scout está desarrollando aprovecha las limitaciones orbitales para permitir una identificación, seguimiento y evitación altamente eficiente de posibles colisionadores, todo ello a bordo de la nave espacial. Al eliminar la latencia de las comunicaciones terrestres, el enfoque de Scout puede facilitar la prevención de colisiones justo a tiempo, incluso con objetos pequeños y difíciles de rastrear, para naves espaciales habilitadas para SDA.

Avanzando en las capacidades de autoprotección de las naves espaciales en tiempo real con autonomía

La compañía planea integrar este marco en su carga útil Space Domain Awareness (SDA) de próxima generación, lo que permitirá la detección de colisiones de objetos proliferados y la mitigación de riesgos.

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Las opiniones expresadas son las del autor y no reflejan necesariamente la política o posición oficial del Departamento de la Fuerza Aérea, el Departamento de Defensa o el Gobierno de los Estados Unidos.

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“Sin precedentes”: el CO2 está aumentando 10 veces más rápido que en cualquier otro momento de la historia

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“Sin precedentes”: el CO2 está aumentando 10 veces más rápido que en cualquier otro momento de la historia

Investigaciones recientes indican que la tasa actual de aumento del CO2 atmosférico no tiene precedentes, siendo diez veces más rápida que cualquier período de los últimos 50.000 años, lo que destaca implicaciones significativas para la dinámica climática global y las capacidades futuras de CO2 del Océano Austral.

Los investigadores que llevan a cabo un análisis químico detallado del antiguo hielo antártico han descubierto que la tasa actual de aumento del dióxido de carbono atmosférico es 10 veces más rápida que en cualquier otro momento de los últimos 50.000 años.

Los resultados, que acaban de publicarse en el procedimientos de la Academia Nacional de CienciasProporcionan una nueva comprensión importante de los períodos de cambio climático abrupto en el pasado de la Tierra y ofrecen nuevos conocimientos sobre los impactos potenciales del cambio climático actual.

“Estudiar el pasado nos enseña lo diferente que es el hoy. La tasa de CO2 El cambio actual no tiene precedentes”, afirmó Kathleen Wendt, profesora asistente en la Facultad de Ciencias de la Tierra, los Océanos y la Atmósfera de la Universidad Estatal de Oregón y autora principal del estudio.

“Nuestra investigación ha identificado las tasas más rápidas de aumento natural de CO2 jamás observadas, y la tasa que ocurre hoy, en gran parte debido a las emisiones humanas, es 10 veces mayor. »

El dióxido de carbono, o CO2, es un gas de efecto invernadero que se encuentra naturalmente en la atmósfera. Cuando el dióxido de carbono ingresa a la atmósfera, contribuye al calentamiento climático debido al efecto invernadero. En el pasado, los niveles han fluctuado debido a los ciclos de la edad de hielo y otras causas naturales, pero hoy están aumentando debido a las emisiones humanas.

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Análisis de núcleos de hielo antártico.

El hielo que se ha acumulado en la Antártida durante cientos de miles de años incluye antiguos gases atmosféricos atrapados en burbujas de aire. Los científicos utilizan muestras de este hielo, recogidas mediante perforaciones de hasta 3,2 kilómetros de profundidad, para analizar rastros de sustancias químicas y establecer registros del clima pasado. La Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. apoyó la perforación del núcleo de hielo y el análisis químico utilizados en el estudio.

Investigaciones anteriores han demostrado que durante la última edad de hielo, que terminó hace unos 10.000 años, hubo varios períodos en los que los niveles de dióxido de carbono parecían mucho más altos que el promedio. Pero esas mediciones no fueron lo suficientemente detalladas como para revelar la naturaleza completa de los rápidos cambios, lo que limitó la capacidad de los científicos para comprender lo que estaba sucediendo, dijo Wendt.

Trozo de un núcleo de hielo antártico

Un trozo de núcleo de hielo de la Antártida. Los investigadores están estudiando las sustancias químicas atrapadas en el hielo viejo para aprender más sobre el clima pasado. Crédito: Katherine Stelling, Universidad Estatal de Oregón

«Probablemente no se esperaría ver esto en medio de la última edad de hielo», dijo. «Pero se despertó nuestro interés y queríamos volver a esos períodos y tomar mediciones más detalladas para descubrir qué estaba pasando».

Utilizando muestras del núcleo de hielo de la capa de hielo de la Antártida occidental, Wendt y sus colegas estudiaron lo que sucedía durante estos períodos. Identificaron un patrón que mostraba que estos aumentos de dióxido de carbono ocurrían junto con intervalos fríos en el Atlántico Norte, conocidos como eventos de Heinrich, asociados con cambios climáticos abruptos en todo el mundo.

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«Estos eventos de Heinrich son realmente notables», afirmó Christo Buizert, profesor asociado de la Facultad de Ciencias de la Tierra, los Océanos y la Atmósfera y coautor del estudio. “Creemos que son causados ​​por un dramático colapso de la capa de hielo de América del Norte. Esto desencadena una reacción en cadena que implica cambios en los monzones tropicales, los vientos del oeste en el hemisferio sur y esos grandes eructos de CO.2 emergiendo de los océanos. »

Comparación de los aumentos naturales y actuales de CO2

Durante el mayor aumento natural, el dióxido de carbono aumentó aproximadamente 14 partes por millón en 55 años. Y los saltos ocurrieron aproximadamente una vez cada 7.000 años. Al ritmo actual, ese aumento sólo tardará entre 5 y 6 años.

La evidencia sugiere que durante períodos pasados ​​de aumentos naturales de dióxido de carbono, los vientos del oeste que desempeñan un papel importante en la circulación oceánica profunda también se fortalecieron, lo que llevó a una rápida liberación de CO2 del Océano Austral.

Otras investigaciones sugieren que estos vientos del oeste se fortalecerán durante el próximo siglo debido al cambio climático. Los nuevos hallazgos sugieren que si esto sucede, se reducirá la capacidad del Océano Austral para absorber el dióxido de carbono generado por la actividad humana, anotaron los investigadores.

«Dependemos del Océano Austral para absorber parte del dióxido de carbono que emitimos, pero los vientos del sur que aumentan rápidamente están debilitando su capacidad para hacerlo», dijo Wendt.

Referencia: “El Océano Austral genera CO atmosférico durante varias décadas2 Rise durante Heinrich Stadials” de Kathleen A. Wendt, Christoph Nehrbass-Ahles, Kyle Niezgoda, David Noone, Michael Kalk, Laurie Menviel, Julia Gottschalk, James WB Rae, Jochen Schmitt, Hubertus Fischer, Thomas F. Stocker, Juan Muglia, David Ferreira, Shaun A. Marcott, Edward Brook y Christo Buizert, 13 de mayo de 2024, procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
DOI: 10.1073/pnas.2319652121

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Otros coautores incluyen a Ed Brook, Kyle Niezgoda y Michael Kalk del estado de Oregon; Christoph Nehrbass-Ahles de Universidad de Berna en Suiza y en el Laboratorio Nacional de Física del Reino Unido; Thomas Stocker, Jochen Schmitt y Hubertus Fischer de la Universidad de Berna; Laurie Menviel de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia; James Rae de la Universidad de St. Andrews en el Reino Unido; Juan Muglia de Argentina; David Ferreira de la Universidad de Reading en el Reino Unido y Shaun Marcott de la Universidad de Wisconsin-Madison.

El estudio fue financiado por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU.

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Los humanos antiguos fabricaban armas mortales con madera hace 300.000 años, según un estudio: ScienceAlert

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Los humanos antiguos fabricaban armas mortales con madera hace 300.000 años, según un estudio: ScienceAlert

Nuevas y poderosas técnicas de imagen revelan que los humanos ya fabricaban complejas armas de caza a partir de madera hace 300.000 años, rompiendo así el estereotipo de la Edad de Piedra.

Los arqueólogos ya han sospechoso Los seres humanos han utilizado herramientas de madera al menos durante tanto tiempo como las de piedra, pero debido a la naturaleza más frágil de la madera, la mayor parte de la evidencia se ha podrido.

Ahora, utilizando microscopía 3D y escáneres micro-CT para examinar 187 objetos de madera de Schöningen en Alemania, el arqueólogo Dirk Leder de la Oficina Estatal de Patrimonio Cultural de Baja Sajonia y sus colegas han confirmado las sospechas.

«La madera fue una materia prima decisiva para la evolución humana, pero sólo en Schöningen ha sobrevivido desde los tiempos Paleolítico período de tan gran calidad», explicar Thomas Terberger, arqueólogo de la Universidad de Göttingen.

En medio de esta reserva de objetos de madera, la mayor conocida de la época pleistoceno (Hace 2,58 a 11.700 años) había al menos 10 lanzas, siete palos arrojadizos y 35 herramientas domésticas. Todos fueron tallados en maderas conocidas por ser tanto blandas como duras, como abeto, pino y alerce.

Las herramientas mostraron evidencia clara de una técnica de división que antes solo se conocía que era utilizada por humanos modernos, así como signos de tallado, raspado y abrasión.

«La manera tan experta en que se fabricaron las herramientas de madera fue una revelación para nosotros». exclama Annemieke Milks, arqueóloga paleolítica de la Universidad de Reading.

Trabajar la madera hasta el nivel de sofisticación descubierto es un proceso lento que consta de varios pasos y requiere mucha paciencia y previsión. Además, la era de las herramientas coincide con la época en que los neandertales se estaban volviendo dominantes en Europa, superando a otras especies humanas primitivas.

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Técnicas de carpintería utilizadas para objetos de madera en rollo (arriba) y objetos de madera partida (abajo). (Leder et al. PNAS2024)

El sitio de Schöningen también contenía evidencia de hasta 25 animales sacrificados, en su mayoría caballos.

«Resultó que estos pre-Homo sapiens había creado herramientas y armas para la caza mayor», Terberger dicho Franz Lidz en New York Times. «No sólo se comunicaban entre sí para derribar a sus presas, sino que eran lo suficientemente sofisticados como para organizar la matanza y el asado».

Según los investigadores, estas poderosas habilidades de caza probablemente sean mucho más antiguas que los artefactos de madera encontrados en Schöningen. Estas habilidades habrían permitido a los primeros humanos tener acceso a fuentes de alimentos de alta calidad durante generaciones, proporcionando la capacidad para este aumento en el crecimiento del cerebro y las habilidades cognitivas asociadas.

«Igualmente, [hunting] habría asegurado poblaciones sostenibles incluso en las regiones menos favorables de Europa durante el Pleistoceno y habría contribuido a la expansión del área humana en todo el mundo», Leder y su equipo escribe en su diario.

Sorprendentemente, los investigadores también encontraron evidencia de reciclaje. Las herramientas rotas o desafiladas fueron reelaboradas para nuevos propósitos.

«El estudio proporciona información única sobre las técnicas de carpintería del Pleistoceno», afirman los investigadores. concluir.

«Las armas de caza de madera de Schöningen ilustran la interacción entre la complejidad tecnológica, el comportamiento humano y la evolución humana».

Su estudio fue publicado en PNAS.

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