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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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Dos importantes institutos espaciales de África se unen al proyecto lunar liderado por China

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Dos importantes institutos espaciales de África se unen al proyecto lunar liderado por China

El 5 de abril, Hu Chaobin, subdirector del Laboratorio de Exploración del Espacio Profundo de China, firmó el memorando de entendimiento con la directora del SSGI, Abdissa Yilma, en la capital etíope de Addis Abeba, según la cuenta oficial de WeChat del laboratorio.

Durante su reunión, Yilma dijo que el instituto participará activamente y promoverá la construcción del ILRS. Mientras tanto, Hu dijo que esperaba que el proyecto ayudara a impulsar el desarrollo del sector aeroespacial y las tecnologías de exploración espacial de Etiopía.

Hu Chaobin, subdirector del Laboratorio de Exploración del Espacio Profundo de China, con Jennifer W. Khamasi, directora interina de KAIST, en la firma del memorando de entendimiento a principios de este mes. Foto: X/@AJ_FI

Luego, el 8 de abril, Hu firmó el memorando de cooperación con la directora interina del KAIST, Jennifer W. Khamasi, durante su visita a Konza Techno City, al sur de Nairobi.

El presidente de la junta directiva de KAIST, Emmanuel Mutisya, que también estuvo presente en la reunión, dijo que el instituto se beneficiaría de las oportunidades de investigación y educación generadas por la colaboración. con el ILRS. También le dijo a Hu que KAIST ayudaría a impulsar al gobierno de Kenia a unirse al proyecto.

Hu invitó a Yilma y Mutisya a asistir a la Conferencia Internacional sobre Exploración del Espacio Profundo, conocida como Foro Tiandu, que se celebrará en China en septiembre.

Estas últimas asociaciones se formaron durante el viaje del laboratorio a la conferencia NewSpace África celebrada en Angola la primera semana de abril.

En la conferencia, el discurso de apertura de Hu incluyó el primer llamado público a las naciones y organizaciones africanas para que se unan a la iniciativa ILRS.

Hasta el momento, la ILRS cuenta con nueve países miembros: China, Rusia, Venezuela, Pakistán, Azerbaiyán, Bielorrusia, Sudáfrica, Egipto y Tailandia. Países de la OTAN Según se informa, Turquía también pidió unirse. Además de estos, también cuenta con varios miembros que son institutos de investigación, universidades o empresas.
El frecuentemente visto programa Artemis liderado por Estados Unidos como rival al proyecto ILRS, cuenta ahora con un total de 38 países que han firmado sus acuerdos Artemis.

SSGI es anteriormente el Instituto Etíope de Ciencia y Tecnología Espaciales, que se estableció en 2016 como una importante iniciativa para impulsar las actividades de ciencia y tecnología espaciales en el país para el desarrollo sostenible.

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KAIST, actualmente en construcción en Konza Techno City, sigue el modelo del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea. Su objetivo es liderar investigaciones pioneras en ciencia y tecnología y formar científicos e ingenieros altamente calificados para la industrialización y modernización de Kenia, según el sitio web del instituto.

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El núcleo de Plutón probablemente fue creado por una antigua colisión

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El núcleo de Plutón probablemente fue creado por una antigua colisión

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Una enorme forma de corazón en la superficie de Plutón ha intrigado a los astrónomos desde que la nave espacial New Horizons de la NASA la capturó en una imagen de 2015. Los investigadores ahora creen que han resuelto el misterio de cómo surgió este corazón distintivo, y podría revelar nuevas pistas sobre los orígenes del planeta enano. .

Esta característica se llama Tombaugh Regio en honor al astrónomo Clyde Tombaugh, quien descubrió Plutón en 1930. Pero el núcleo no es solo un elemento, dicen los científicos. Y durante décadas, los detalles sobre la elevación de Tombaugh Regio, su composición geológica y forma distintiva, y su superficie altamente reflectante que es de un blanco más brillante que el resto de Plutón, han desafiado toda explicación.

Una cuenca profunda llamada Sputnik Planitia, que constituye el «lóbulo izquierdo» del núcleo, alberga gran parte del hielo de nitrógeno de Plutón.

La cuenca cubre un área de 745 millas por 1242 millas (1200 kilómetros por 2000 kilómetros), que es aproximadamente una cuarta parte del área de los Estados Unidos, pero también es de 1,9 a 2,5 millas (3 a 4 kilómetros) más baja. en elevación que la mayoría de los Estados Unidos. la superficie del planeta. Mientras tanto, el lado derecho del corazón también tiene una capa de hielo de nitrógeno, pero es mucho más delgada.

Gracias a una nueva investigación sobre Sputnik Planitia, un equipo internacional de científicos ha determinado que un evento cataclísmico creó el núcleo. Después de un análisis que incluyó simulaciones numéricas, los investigadores concluyeron que un cuerpo planetario de unos 700 kilómetros de diámetro, aproximadamente el doble del tamaño de Suiza de este a oeste, probablemente había chocado con Plutón en las primeras etapas de la historia del planeta enano.

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Los hallazgos son parte de un estudio sobre Plutón y su estructura interna publicado el lunes en la revista astronomía natural.

Anteriormente, el equipo había estudiado características inusuales en todo el sistema solar, como aquellas en la cara oculta de la Luna, probablemente creadas por colisiones durante los caóticos primeros días de la formación del sistema.

Los investigadores crearon simulaciones numéricas utilizando un software de hidrodinámica de partículas suavizadas, considerado la base para una amplia gama de estudios de colisiones planetarias, para modelar diferentes escenarios de posibles impactos, velocidades, ángulos y composiciones de la colisión teorizada del cuerpo planetario con Plutón.

Los resultados mostraron que el cuerpo planetario probablemente chocó contra Plutón en un ángulo inclinado en lugar de de frente.

«El núcleo de Plutón es tan frío que el (cuerpo rocoso que chocó con el planeta enano) permaneció muy duro y no se derritió a pesar del calor del impacto, y gracias al ángulo de impacto y la baja velocidad, el núcleo derretido del impactador no se hunde en el núcleo de Plutón, pero permanece intacto como una salpicadura en él”, dijo el autor principal del estudio, el Dr. Harry Ballantyne, investigador asociado de la Universidad de Berna en Suiza, en un comunicado de prensa.

Pero, ¿qué pasó con el cuerpo planetario después de que chocó con Plutón?

«En algún lugar debajo del Sputnik se encuentra el núcleo restante de otro cuerpo masivo, que Plutón nunca digirió por completo», dijo en un comunicado de prensa el coautor del estudio Erik Asphaug, profesor del Laboratorio Planetario y Lunar de la Universidad de Arizona.

La forma de lágrima del Sputnik Planitia es el resultado de la frigidez del núcleo de Plutón, así como de la velocidad relativamente baja del impacto en sí, descubrió el equipo. Otros tipos de impactos que fueron más rápidos y directos habrían creado una forma más simétrica.

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“Estamos acostumbrados a pensar en las colisiones planetarias como eventos increíblemente intensos cuyos detalles pueden ignorarse, excepto aspectos como la energía, el impulso y la densidad. Pero en el sistema solar distante, las velocidades son mucho más lentas y el hielo sólido es sólido, por lo que hay que ser mucho más preciso en los cálculos”, dijo Asphaug. «Ahí es donde comienza la diversión».

Mientras estudiaba la función cardíaca, el equipo también se centró en la estructura interna de Plutón. Un impacto temprano en la historia de Plutón habría creado un déficit de masa, provocando que Sputnik Planitia migrara lentamente hacia el polo norte del planeta enano con el tiempo, mientras el planeta aún se estaba formando. Esto se debe a que, según las leyes de la física, la cuenca es menos masiva que su entorno, explican los investigadores en el estudio.

Sin embargo, el Sputnik Planitia se encuentra cerca del ecuador del planeta enano.

Investigaciones anteriores han sugerido que Plutón podría tener un océano subsuperficial y, de ser así, la corteza helada sobre el océano subsuperficial sería más delgada en la región de Sputnik Planitia, creando una densa protuberancia de agua líquida y provocando una migración masiva hacia el ecuador”, señala el estudio. dijeron los autores.

Pero el nuevo estudio ofrece una explicación diferente para la ubicación de esta característica.

“En nuestras simulaciones, todo el manto primordial de Plutón queda ahuecado por el impacto, y cuando el material del núcleo del impactador salpica el núcleo de Plutón, crea un exceso de masa local que puede explicar la migración hacia el ecuador sin un océano subterráneo, o como mucho sin un océano subsuperficial muy delgado”, dijo el coautor del estudio, el Dr. Martin Jutzi, científico senior en investigación espacial y ciencias planetarias del Instituto de Física de la Universidad de Berna.

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Kelsi Singer, científica principal del Southwest Research Institute en Boulder, Colorado, y co-investigadora principal adjunta de la misión New Horizons de la NASA, que no participó en el estudio, dijo que los autores hicieron un trabajo extenso en la exploración de modelos y el desarrollo de sus hipótesis. . , aunque le hubiera gustado ver “una conexión más estrecha con la evidencia geológica”.

«Por ejemplo, los autores sugieren que la parte sur de Sputnik Planitia es muy profunda, pero gran parte de la evidencia geológica se ha interpretado en el sentido de que el sur es menos profundo que el norte», dijo Singer.

Los investigadores creen que la nueva teoría sobre el núcleo de Plutón podría arrojar más luz sobre la formación del misterioso planeta enano. Los orígenes de Plutón siguen siendo oscuros ya que existe en el borde del sistema solar y sólo ha sido estudiado de cerca por la misión New Horizons.

«Plutón es un vasto país de las maravillas con una geología única y fascinante, por lo que siempre son útiles hipótesis más creativas para explicar esta geología», dijo Singer. “Lo que ayudaría a distinguir entre las diferentes hipótesis es más información sobre el subsuelo de Plutón. Sólo podemos lograrlo enviando una nave espacial a la órbita de Plutón, potencialmente con un radar capaz de mirar a través del hielo.

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Vea cómo el 'cometa diablo' se acerca al Sol en una explosiva eyección de masa coronal (vídeo)

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Vea cómo el 'cometa diablo' se acerca al Sol en una explosiva eyección de masa coronal (vídeo)

El observatorio solar espacial STEREO-A de la NASA está monitoreando de cerca el «cometa del diablo» 12P/Pons-Brooks mientras se prepara para realizar su máxima aproximación al sol, conocida como perihelio, el 21 de abril.

En esta secuencia, el cometa pasa cerca de Júpiter desde la perspectiva del observatorio, justo cuando se lanza al espacio una eyección de masa coronal (CME), una gran expulsión de plasma y campo magnético del Sol.

Las CME se forman de la misma manera que las erupciones solares: son el resultado de la torsión y realineación del campo magnético del sol, conocido como reconexión magnética. Cuando estas líneas de campo magnético se “enredan”, producen fuertes campos magnéticos localizados que pueden atravesar la superficie del Sol y liberar CME.

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Una animación que muestra el cometa 12P/Pons-Brooks brillando intensamente cerca de Júpiter cuando una gran CME es liberada del Sol el 12 de abril de 2024. (Crédito de la imagen: NASA STEREO/Edición de Steve Spaleta)
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