Conocimiento poco común
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“Las cargas opuestas se atraen; como cargas se repelen entre sí” es un principio fundamental de la física de larga data que quizás hayas escuchado en la escuela, pero que tu maestro puede haberse equivocado.
Investigadores del Departamento de Química de la Universidad de Oxford descubrieron que partículas con carga similar sumergidas en soluciones podían atraerse entre sí a largas distancias, dependiendo del disolvente utilizado y del signo de la carga.
El estudio fue publicado en la revista Nanotecnología natural.
Los investigadores creen que su estudio cambiará la forma en que los científicos piensan sobre procesos como la estabilidad de medicamentos y sustancias químicas o cómo se desarrollan ciertas enfermedades. También descubrieron una forma de medir las propiedades de la carga eléctrica causada por disolventes, algo que antes se pensaba imposible.
«Estoy muy, muy orgulloso de mis dos estudiantes de posgrado, así como de los estudiantes universitarios, que trabajaron juntos para avanzar en este descubrimiento fundamental», dijo el profesor de Oxford Madhavi Krishnan, quien dirigió el estudio.
Los investigadores rastrearon micropartículas de sílice cargadas negativamente que estaban suspendidas en una solución y descubrieron que estas partículas en realidad se atraían entre sí, formando grupos dispuestos hexagonalmente.
«Todavía me resulta fascinante ver cómo estas partículas se atraen entre sí, incluso después de haberlas visto miles de veces», dijo Sida Wang, la primera autora del estudio.
Aunque estas partículas cargadas negativamente se atraen entre sí, las partículas cargadas positivamente no.
Los científicos creen que el fenómeno es causado por una fuerza de atracción exclusiva del agua, que excede la repulsión electrostática habitual, lo que permite que se formen estos grupos.
Esta fuerza de atracción, sin embargo, no tiene ningún efecto sobre las partículas cargadas positivamente en el agua.
Los científicos descubrieron que podían manipular la formación de estos grupos variando el Ph (acidez). Sin embargo, independientemente del Ph, las partículas cargadas positivamente todavía no se atraían entre sí.
A lo largo del estudio, el equipo también se preguntó si el efecto sobre estas partículas cargadas podría verse alterado al cambiar el disolvente.
Cuando cambiaron la solución a alcohol en lugar de agua, observaron partículas de sílice cargadas positivamente formando estos grupos, mientras que las partículas cargadas negativamente no.
«Aquí demostramos experimentalmente que el disolvente desempeña un papel hasta ahora imprevisto pero crucial en las interacciones entre partículas y, lo que es más importante, que las interacciones en la fase fluida pueden romper la simetría de inversión de carga», escribieron los autores del estudio.
«Demostramos que en solución acuosa, las partículas cargadas negativamente pueden atraerse entre sí a largas distancias, mientras que las partículas cargadas positivamente se repelen entre sí. En disolventes que exhiben una inversión dipolar molecular neta en una interfaz, como los alcoholes, encontramos que puede ocurrir lo contrario. cierto: las partículas cargadas positivamente pueden atraerse entre sí, mientras que las partículas negativas se repelen.
Actualizado el 1/3/24 a las 6:14 a. m. ET: este artículo se ha actualizado con información adicional.
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Anoche (30 de abril), el sol desató una llamarada solar extremadamente poderosa, provocando cortes de radio generalizados en toda la región del Pacífico. La erupción alcanzó su punto máximo a las 19:46 EDT (23:46 GMT) y terminó poco después a las 19:58 EDT (23:58 GMT).
Erupciones solares son erupciones de el solque emiten intensas ráfagas de radiación electromagnética. Se crean cuando la energía magnética se acumula en la atmósfera solar y se libera. Las erupciones solares se clasifican por tamaño en grupos de letras, siendo la clase X la más potente. Luego están las bengalas de Clase M que son 10 veces más débiles que las bengalas de Clase X, seguidas por las bengalas de Clase C que son 10 veces más débiles que las bengalas de Clase M, las bengalas de Clase B son 10 veces más débiles que las bengalas de Clase C y finalmente, las bengalas de Clase A que son 10 veces más débiles que las bengalas de Clase B y tienen sin consecuencias notables en la Tierra.
Dentro de cada clase, los números del 1 al 10 (y más allá para las bengalas de Clase X) describen la fuerza relativa de una bengala. La reciente erupción del 30 de abril alcanzó M9,53, según Spaceweatherlive.commedido por el satélite GOES-16 de la NASA, colocándolo solo una fracción por debajo de una erupción solar de clase X.
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Los apagones de radio de onda corta como el que se observa en el Pacífico son comunes poco después de poderosas erupciones solares debido al fuerte pulso de rayos X y la radiación ultravioleta extrema emitida durante el evento. La radiación se propaga hacia Tierra En velocidad de la luz e ioniza la parte superior de la atmósfera terrestre cuando nos alcance.
Esta ionización crea un entorno de mayor densidad por el que las señales de radio de onda corta de alta frecuencia deben intentar atravesar para permitir la comunicación a largas distancias. Ondas de radio que interactúan con electrones Las capas ionizadas pierden energía debido a colisiones más frecuentes, lo que puede provocar la degradación o la absorción completa de las señales de radio, según la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA). Centro de predicción del clima espacial.
La radiación de la erupción solar del 30 de abril afectó a los residentes de la parte soleada de la Tierra hasta el momento de la erupción, las regiones del Pacífico. «Los marineros y los radioaficionados pueden haber notado una pérdida de señal por debajo de 20 MHz durante hasta 30 minutos después del pico de la erupción». según Spaceweather.com.
La actividad solar se acelera a medida que nos acercamos al máximo solar, el pico de actividad solar durante aproximadamente 11 años de existencia del sol. ciclo solarindicado por la frecuencia de manchas solares.
A pesar del gran número de manchas solares actualmente visibles en la superficie del Sol, nuestra estrella ha permanecido relativamente tranquila en las últimas semanas. Pero ya no.
La llamarada solar casi de Clase X estalló en la región de manchas solares AR3654, la llamarada más poderosa jamás producida en esta región.
«Siempre es emocionante cuando una región de manchas solares alcanza su potencial. AR3654 acaba de lograrlo». El científico solar Alex Young publicó en X.
😱 Actualización 30 de abril de 2024: ¡Casi X llamarada! 👏💥🤩 Siempre es emocionante cuando una región de manchas solares está a la altura de su potencial. AR3654 acaba de hacerlo. A las 23:23 UTC del 30 de abril, la región desató una llamarada que casi alcanza a X con una M9.5. 🧐MÁS en EarthSky: https://t.co/xD29wLfm4e pic.twitter.com/efGC1G2Rn81 de mayo de 2024
«¡A pesar de una gran cantidad de manchas solares en las últimas dos semanas, la #SolarFlare de Clase X cercana a esta noche es la primera llamarada de tamaño decente en mucho tiempo! ¿Cuándo y dónde tendrá lugar la próxima Clase?» El astrofísico solar Ryan French publicó en X.
A pesar del alto número de manchas solares en las últimas semanas, ¡la #SolarFlare de clase X de esta noche es la primera llamarada de tamaño decente en mucho tiempo! ¿Cuándo y dónde se llevará a cabo el próximo evento de Clase X? #clima espacial pic.twitter.com/Thbrjy2XMy1 de mayo de 2024
Los científicos solares monitorean de cerca el sol a medida que se acerca al máximo solar, porque la actividad solar puede afectar nuestras vidas en la Tierra.
Las poderosas llamaradas pueden afectar significativamente a las naves espaciales, satélites y tecnologías terrestres, se mueven a la velocidad de la luz y no dan mucho aviso antes de atacar. Es por eso que muchas organizaciones, incluidas la NASA, la NOAA y la Agencia Meteorológica de la Fuerza Aérea de EE. UU. (AFWA), monitorean de cerca el sol. Estas organizaciones pueden enviar advertencias a los sectores de tecnología e infraestructura vulnerables a las erupciones solares para que se puedan tomar las precauciones adecuadas en caso de condiciones climáticas espaciales potencialmente peligrosas.
«No podemos ignorar clima espacialpero podemos tomar las medidas adecuadas para protegernos”, La NASA dice.
Pero no hay necesidad de preocuparse; las llamadas «llamaradas asesinas» no existen, y si bien las erupciones solares tienen el potencial de perturbar significativamente el mundo tecnológico, no contienen suficiente energía para causar daños duraderos a la Tierra misma.
«Incluso en el peor de los casos, las erupciones solares no son físicamente capaces de destruir la Tierra», afirma la NASA.
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La forma en que pensamos sobre los rayos tiende a ser algo direccional. Desciende del cielo en nítidos chorros eléctricos, el símbolo mismo del poder de la tormenta.
Pero no siempre caen rayos, y los científicos acaban de realizar una primera medición que puede ayudarnos a comprender cómo se forma esta poderosa fuerza de la naturaleza.
En cierto tipo de rayo que cae hacia el cielo, llamado rayo positivo ascendente, un equipo dirigido por el astrofísico Toma Oregel-Chaumont del Instituto Federal Suizo de Tecnología (EPFL) detectó y midió directamente la emisión de rayos x.
Los relámpagos positivos ascendentes son un tipo de relámpagos que comienzan con líderes cargados negativamente en un punto de gran altitud y se elevan gradualmente hacia el cielo para conectarse con una nube de tormenta antes de transferir una carga positiva al suelo. Y la detección de rayos X podría ayudar a mitigar los daños causados por los rayos en todo el mundo.
«A nivel del mar, los rayos ascendentes son raros, pero podrían convertirse en el tipo dominante en altitudes elevadas». Oregel-Chaumont dice. «También pueden ser más dañinos porque durante un destello ascendente, el rayo permanece en contacto con una estructura por más tiempo que durante un destello descendente, dándole más tiempo para transferir la carga eléctrica».
Los rayos X son un conocido acompañamiento de los rayos. Los detectamos en destellos descendentes, de nube a tierra, y en destellos provocados por llamaradas, ambos durante la fase descendente negativa del aguijón líder. Y esto se detectó en la fase pico de relámpagos negativos ascendentes.
Pero según Oregel-Chaumont y su equipo, la detección de rayos X en la fase máxima de cuatro destellos positivos ascendentes que se originan en la Torre Säntis en Suiza es una nueva herramienta para comprender los rayos.
«El mecanismo real por el cual los rayos se inician y propagan sigue siendo un misterio». ellos explican. «La observación de destellos ascendentes desde grandes estructuras como la Torre Säntis permite correlacionar las mediciones de rayos X con otras cantidades medidas simultáneamente, como observaciones por vídeo de alta velocidad y corrientes eléctricas».
La Torre Säntis tiene una ubicación privilegiada para el estudio de los rayos. Diseñada y utilizada como torre de telecomunicaciones y estación de monitoreo meteorológico, la estructura de 124 metros de altura (407 pies) se encuentra en la cima del Monte Säntis de 2.502 metros (8.209 pies) en los Alpes de Appenzell.
Sobresaliendo como un dedo en el cielo, es un objetivo principal para los rayos; de hecho, rayos de electricidad lo alcanzan unas 100 veces al año.
Debido a que es tan alto y tiene una vista clara desde las montañas cercanas, es un lugar excelente para registrar y analizar el comportamiento de los rayos. Los investigadores capturaron sus cuatro destellos ascendentes utilizando cámaras de alta velocidad; Incluso se grabó un destello a una impresionante velocidad de 24.000 fotogramas por segundo.
Estas cámaras permitieron a los investigadores diferenciar entre destellos ascendentes positivos que emiten rayos X y aquellos que no. La emisión de rayos X es muy breve, desaparece en el primer milisegundo después de la formación del líder y se correlaciona con cambios muy rápidos en el campo eléctrico, así como con la velocidad a la que cambia la corriente.
Según los investigadores, esto tiene implicaciones para mitigar el alcance de la destrucción causada por los rayos en las estructuras humanas.
“Como físico, me gusta poder entender la teoría detrás de las observaciones, pero esta información también es importante para entender los rayos desde una perspectiva técnica” Oregel-Chaumont dice.
«Cada vez más estructuras de gran altitud, como turbinas eólicas y aviones, se construyen con materiales compuestos. Estos son menos conductores que metales como el aluminio, por lo que se calientan más, lo que los hace vulnerables a los daños causados por los rayos dirigidos hacia arriba».
La investigación del equipo fue publicada en Informes científicos.
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(NASA) – El viernes 26 de abril, los ingenieros realizaron una serie de pruebas electromagnéticas en la tripulación integrada Orion y el módulo de servicio para la misión Artemis II de la NASA dentro del Edificio de Operaciones y Verificación (O&C) Neil A. Armstrong del Centro Espacial Kennedy de la agencia en Florida.
Durante las pruebas, los ingenieros sometieron la nave espacial a energía electromagnética utilizando guías de ondas, amplificadores y bocinas de antena dentro de una cámara de altitud.
La prueba verifica que todos los sistemas electrónicos de Orion pueden funcionar en sincronización y protege contra posibles fallos de funcionamiento causados por perturbaciones electromagnéticas en el duro y complejo entorno del espacio.
Los ingenieros analizarán los datos recopilados durante las pruebas para garantizar que todos los sistemas de Orion no se vean afectados por la energía electromagnética y que la nave espacial esté lista para llevar a la tripulación a la Luna de forma segura.
El equipo devolvió la nave espacial al ensamblaje final y a las pruebas del sistema, o celda FAST dentro del edificio O&C, después de las pruebas electromagnéticas para seguir trabajando en pruebas de rendimiento adicionales dentro de la cámara de vacío a finales de este verano.
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