Amigo, ¿y si todo lo que nos rodea fuera solo un… holograma?
El hecho es que podría serlo, y un físico de la Universidad de Michigan usa[{» attribute=»»>quantum computing and machine learning to better understand the idea, called holographic duality.
Holographic duality is a mathematical conjecture that connects theories of particles and their interactions with the theory of gravity. This conjecture suggests that the theory of gravity and the theory of particles are mathematically equivalent: what happens mathematically in the theory of gravity happens in the theory of particles, and vice versa.
Both theories describe different dimensions, but the number of dimensions they describe differs by one. So inside the shape of a black hole, for example, gravity exists in three dimensions while a particle theory exists in two dimensions, on its surface—a flat disk.
To envision this, think again of the black hole, which warps space-time because of its immense mass. The gravity of the black hole, which exists in three dimensions, connects mathematically to the particles dancing above it, in two dimensions. Therefore, a black hole exists in a three dimensional space, but we see it as projected through particles.
Enrico Rinaldi, research scientist in the University of Michigan Department of Physics, is using two simulation methods to solve quantum matrix models which can describe what the gravity of a black hole looks like. In this image, a pictorial representation of curved space time connects the two simulation methods. On the bottom, a deep learning method is represented by graphs of points (neural network), while the quantum circuit method on top is represented by lines, squares and circles (qubits and gates). The simulation methods merge with each side of the curved space time to represent the fact that gravity properties come out of the simulations. Rinaldi is based in Tokyo and hosted by the Theoretical Quantum Physics Laboratory at the Cluster for Pioneering Research at RIKEN, Wako. Credit: Enrico Rinaldi/U-M, RIKEN and A. Silvestri
Some scientists theorize our entire universe is a holographic projection of particles, and this could lead to a consistent quantum theory of gravity.
“In Einstein’s General Relativity theory, there are no particles—there’s just space-time. And in the Standard Model of particle physics, there’s no gravity, there’s just particles,” said Enrico Rinaldi, a research scientist in the U-M Department of Physics. “Connecting the two different theories is a longstanding issue in physics—something people have been trying to do since the last century.”
In a study published in the journal PRX Quantum, Rinaldi and his co-authors examine how to probe holographic duality using quantum computing and deep learning to find the lowest energy state of mathematical problems called quantum matrix models.
These quantum matrix models are representations of particle theory. Because holographic duality suggests that what happens, mathematically, in a system that represents particle theory will similarly affect a system that represents gravity, solving such a quantum matrix model could reveal information about gravity.
For the study, Rinaldi and his team used two matrix models simple enough to be solved using traditional methods, but which have all of the features of more complicated matrix models used to describe black holes through the holographic duality.
“We hope that by understanding the properties of this particle theory through the numerical experiments, we understand something about gravity,” said Rinaldi, who is based in Tokyo and hosted by the Theoretical Quantum Physics Laboratory at the Cluster for Pioneering Research at RIKEN, Wako. “Unfortunately it’s still not easy to solve the particle theories. And that’s where the computers can help us.”
These matrix models are blocks of numbers that represent objects in string theory, which is a framework in which particles in particle theory are represented by one-dimensional strings. When researchers solve matrix models like these, they are trying to find the specific configuration of particles in the system that represent the system’s lowest energy state, called the ground state. In the ground state, nothing happens to the system unless you add something to it that perturbs it.
“It’s really important to understand what this ground state looks like, because then you can create things from it,” Rinaldi said. “So for a material, knowing the ground state is like knowing, for example, if it’s a conductor, or if it’s a superconductor, or if it’s really strong, or if it’s weak. But finding this ground state among all the possible states is quite a difficult task. That’s why we are using these numerical methods.”
You can think of the numbers in the matrix models as grains of sand, Rinaldi says. When the sand is level, that’s the model’s ground state. But if there are ripples in the sand, you have to find a way to level them out. To solve this, the researchers first looked to quantum circuits. In this method, the quantum circuits are represented by wires, and each qubit, or bit of quantum information, is a wire. On top of the wires are gates, which are quantum operations dictating how information will pass along the wires.
“You can read them as music, going from left to right,” Rinaldi said. “If you read it as music, you’re basically transforming the qubits from the beginning into something new each step. But you don’t know which operations you should do as you go along, which notes to play. The shaking process will tweak all these gates to make them take the correct form such that at the end of the entire process, you reach the ground state. So you have all this music, and if you play it right, at the end, you have the ground state.”
The researchers then wanted to compare using this quantum circuit method to using a deep learning method. Deep learning is a kind of machine learning that uses a neural network approach—a series of algorithms that tries to find relationships in data, similar to how the human brain works.
Neural networks are used to design facial recognition software by being fed thousands of images of faces—from which they draw particular landmarks of the face in order to recognize individual images or generate new faces of persons who do not exist.
In Rinaldi’s study, the researchers define the mathematical description of the quantum state of their matrix model, called the quantum wave function. Then they use a special neural network in order to find the wave function of the matrix with the lowest possible energy—its ground state. The numbers of the neural network run through an iterative “optimization” process to find the matrix model’s ground state, tapping the bucket of sand so all of its grains are leveled.
In both approaches, the researchers were able to find the ground state of both matrix models they examined, but the quantum circuits are limited by a small number of qubits. Current quantum hardware can only handle a few dozens of qubits: adding lines to your music sheet becomes expensive, and the more you add the less precisely you can play the music.
“Other methods people typically use can find the energy of the ground state but not the entire structure of the wave function,” Rinaldi said. “We have shown how to get the full information about the ground state using these new emerging technologies, quantum computers, and deep learning.
“Because these matrices are one possible representation for a special type of black hole, if we know how the matrices are arranged and what their properties are, we can know, for example, what a black hole looks like on the inside. What is on the event horizon for a black hole? Where does it come from? Answering these questions would be a step towards realizing a quantum theory of gravity.”
The results, says Rinaldi, show an important benchmark for future work on quantum and machine learning algorithms that researchers can use to study quantum gravity through the idea of holographic duality.
Next, Rinaldi is working with Nori and Hanada to study how the results of these algorithms can scale to larger matrices, as well as how robust they are against the introduction of “noisy” effects, or interferences that can introduce errors.
Reference: “Matrix-Model Simulations Using Quantum Computing, Deep Learning, and Lattice Monte Carlo” by Enrico Rinaldi, Xizhi Han, Mohammad Hassan, Yuan Feng, Franco Nori, Michael McGuigan and Masanori Hanada, 10 February 2022, PRX Quantum. DOI: 10.1103/PRXQuantum.3.010324
Rinaldi’s co-authors include Xizhi Han at Stanford University; Mohammad Hassan at City College of New York; Yuan Feng at Pasadena City College; Franco Nori at U-M and RIKEN; Michael McGuigan at Brookhaven National Laboratory and Masanori Hanada at University of Surrey.
Promoción de la educación STEM: los estudiantes de PRCC reciben subvenciones del Mississippi Space Grant Consortium
Publicado a las 12:05 p.m. del jueves 25 de abril de 2024
Por CCPR
Cinco estudiantes de Pearl River Community College han sido seleccionados para recibir la beca para estudiantes STEM del Mississippi Space Grant Consortium (MSSGC) para 2024.
Los solicitantes fueron seleccionados en función de su trabajo realizado en el STEM Club como miembro activo, sus cursos en PRCC, su servicio a la escuela y la comunidad, y las recomendaciones de los instructores. Cada estudiante recibió $750 que pueden usarse para beneficiar y ampliar su educación.
Los homenajeados de este año son Noah Bowman, Brennin Carlisle, Mason Holladay, Destiny Taylor y Sydney Thornton.
«Desde 1993, PRCC ha participado activamente en esta organización estatal sin fines de lucro, con el apoyo de la Oficina de Participación STEM de la NASA, que inicialmente financió colegios comunitarios para este programa», dijo Melinda Miller, coordinadora de subvenciones espaciales de PRCC (MSSGC) e instructora de biología. A&P humana y ciencia forense. «Expresamos nuestra gratitud a la administración de PRCC, la Subvención Espacial de Mississippi de la NASA y la Oficina de Participación STEM por su invaluable apoyo para lograr los objetivos del programa».
«Extendemos nuestras felicitaciones a estos merecedores estudiantes de STEM y esperamos sus logros a lo largo de su trayectoria académica».
GANADORES DEL PREMIO STEM 2024 Bowman es un estudiante de segundo año de Varnado, LA. Se graduó del programa de educación para adultos de PRCC después de recibir educación en casa.
En PRCC fue miembro de Phi Theta Kappa y de la Concert Band. También es tutor de Servicios de Apoyo Estudiantil/TRIO. Después de graduarse, planea asistir a la Universidad del Sur de Mississippi para obtener una licenciatura en bioquímica antes de postularse para el programa de veterinaria de la Universidad Estatal de Luisiana.
«Este premio me ayudará a lograr mis objetivos educativos al ayudarme a pagar mi matrícula de verano para poder tomar todos los cursos posibles aquí». » dijo Bowman.
Carlisle es un estudiante de segundo año de Poplarville que se graduó de Lamar Christian School. Es un estudiante de trabajo y estudio en el edificio de Educación Técnica Profesional en el campus de Poplarville y con frecuencia participa en actividades de desarrollo de ciencias.
Se espera que Carlisle se gradúe el próximo mes de mayo del programa de Tecnología de Automatización y Controles (Instrumentación). Planea conseguir un trabajo en el Centro Espacial Stennis y quiere trabajar en varios proyectos personales que podrían interesar a más personas en STEM.
«Trabajo mucho con la impresión 3D y disfruto viajar a diferentes escuelas para enseñar a los niños los beneficios de las impresoras 3D», dijo Carlisle. «Este dinero me ayudará a ampliar mis conocimientos personales para estar mejor equipado para enseñar a otros».
Holladay es un estudiante de segundo año de Kiln que se graduó de Hancock High School. Actualmente cursa la carrera de Ciencias de la Salud y Pre-Enfermería. Después de PRCC, planea asistir a la Universidad del Sur de Mississippi para obtener una licenciatura en enfermería.
«Estoy muy agradecido por esta asignación», dijo Holladay. “Pienso usarlo para cubrir mis gastos de vivienda mientras estudio en la USM.”
Taylor es originaria de Carriere y se graduó de Pearl River Central High School. Actualmente es estudiante del programa de Tecnología Electrónica y participa activamente en el eSports Gaming and Strategy Club y en el Ally Club.
Después de graduarse, busca adquirir habilidades y experiencia en ingeniería o ciencias, a través de pasantías u oportunidades laborales.
«Planeo utilizar este premio para financiar mis necesidades de capacitación y suministros, lo que me permitirá sobresalir como técnico en electrónica», dijo Taylor. «Este es un paso esencial para lograr mis objetivos profesionales y hacer una contribución significativa al campo».
Thornton es un estudiante de segundo año de Sumrall que se graduó de Sumrall High School. Ella está en el Instituto de Honores William Lewis y ha sido miembro de la Spirit of The River Marching Band durante dos años, sirviendo como líder del trombón este año, así como miembro de los Jazz Cats. Las actividades adicionales incluyen el Consejo Asesor Estudiantil, la Asociación de Gobierno Estudiantil y Phi Theta Kappa. Además, está en rotación para el departamento de ciencias, participando en actividades como el reciente Simposio Mujeres en STEM y la Fiesta de Observación del Eclipse Solar.
Thornton está en la carrera de ciencias de la salud y preenfermería. Se graduará en mayo y planea asistir a la Universidad del Sur de Mississippi.
«Me acaban de aceptar en el programa de enfermería de USM y no puedo esperar para comenzar el siguiente paso en mi viaje», dijo Thronton. “¡Este premio me ayudará a continuar mi educación en USM y seguir esforzándome por lograr mi objetivo de convertirme en enfermera titulada!” »
ACERCA DE LA SUBVENCIÓN DE ESPACIO DE PRCC El programa PRCC Space Grant está afiliado al Mississippi Space Grant Consortium (MSSGC). El programa MSSGC está diseñado para empoderar, mejorar e iluminar a la próxima generación de exploradores de Mississippi a través de oportunidades para participar y contribuir a la misión de la NASA.
Los programas de subvenciones espaciales de la PRCC están diseñados para centrarse en la agenda de investigación humana de la misión de la NASA de aplicar conocimientos y tecnología para mejorar la competitividad, la educación y la calidad de vida de nuestra nación en la Tierra. El subsidio para estudiantes STEM está diseñado para ayudar a los estudiantes con sus gastos educativos actuales o futuros y/o necesidades de proyectos en curso en su campo STEM objetivo.
PRCC es uno de los diez colegios comunitarios de Mississippi que participan en el programa. Además del subsidio para estudiantes STEM, los fondos se utilizan para ayudar Proyectos especializados en biología y zoología., concursos científicos para escuelas medias y secundarias, Desarrollo docente STEM K-12, oportunidades de desarrollo profesional STEM en colegios comunitarios y promoción de STEM al público en general.
De día o de noche, observe el lanzamiento de un cohete en East Beach Entonces Florida. Somos especialmente afortunados de ver esto en la Costa Espacial; es por eso que nos ganamos nuestro apodo.
Pero resulta que nuestros vecinos del norte y del sur pueden obtener una vista espectacular del lanzamiento de un cohete desde el Centro Espacial Kennedy o Cabo Cañaveral. Si el tiempo lo permite y, por supuesto, dependiendo de la nubosidad.
A continuación encontrará sugerencias sobre dónde y cómo ver el lanzamiento de un cohete desde Ormond Beach a Fort Pierce y qué saber sobre la doble cartelera de SpaceX de este fin de semana.
¿Hay un lanzamiento de cohete en Florida hoy? Calendario de lanzamiento de cohetes en Florida
Esto es lo que sabemos sobre las misiones de lanzamiento de cohetes, mencionado en el calendario de lanzamiento de cohetes de FLORIDA TODAY para el mes, que se actualiza con frecuencia. (Consulte este enlace con frecuencia para conocer las horas y fechas de lanzamiento de cohetes, ya que están sujetas a cambios periódicamente por diversos motivos).
FLORIDA TODAY, un periódico de USA TODAY Network-Florida, ofrece cobertura interactiva de los lanzamientos en floridatoday.com/space con actualizaciones frecuentes sobre los lanzamientos con al menos 90 minutos de anticipación, a veces más, dependiendo de la misión.
Si tiene preguntas o comentarios, envíe un correo electrónico al reportero espacial Rick Neale a [email protected] o twittearlo @rickneale1 en X, la plataforma social antes conocida como Twitter. También puede comunicarse con la reportera espacial Brooke Edwards en [email protected] o enviarle un tweet. @brookeofstars en X o Instagram.
'¡¿Qué es?!'Cohete SpaceX lanzado desde Florida visto – en Texas
¿Cuándo tendrá lugar el próximo lanzamiento de un cohete en el Centro Espacial Kennedy en Florida? Sábado 27 de abril: Satélites SpaceX Galileo
Aunque SpaceX no ha anunciado públicamente esta misión, un aviso de navegación de la Agencia Nacional de Inteligencia Geoespacial indica que esta ventana de lanzamiento se abrirá el sábado 27 de abril de 2024.
Asignación: Un cohete SpaceX Falcon 9 lanzará satélites Galileo para el Sistema de Navegación Global de la Agencia Espacial Europea desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA.
Ventana de inicio: 8:29 p.m. a 9:11 p.m.EDT Sábado 27 de abril de 2024
Ubicación: Prohibido disparar 39A
En directo: Comienza 90 minutos antes del despegue en floridatoday.com/space.
¿Hay un lanzamiento de cohete en Cabo Cañaveral, Florida? Domingo 28 de abril: SpaceX Starlink
Aunque SpaceX no ha anunciado públicamente esta misión, un aviso de navegación de la Agencia Nacional de Inteligencia Geoespacial indica que esta ventana de lanzamiento se abrirá el domingo 28 de abril de 2024.
Asignación: Un cohete SpaceX Falcon 9 lanzará un lote de satélites de Internet Starlink desde la estación espacial de Cabo Cañaveral.
Ventana de inicio: 5:50 p.m. a 10:21 p.m.EDT domingo 28 de abril de 2024
Ubicación: Complejo de lanzamiento 40
Camino: Sudeste
Auge del sonido local: No
Aterrizaje adicional: Barco teledirigido en el Océano Atlántico
En directo: Comienza 90 minutos antes del despegue en floridatoday.com/space.
Casi en cualquier lugar de Brevard podrá ver el lanzamiento del cohete. La mejor vista para ver el lanzamiento de un cohete desde la Costa Espacial es a lo largo de la playa. Sin embargo, la visibilidad dependerá de las condiciones climáticas y las personas deben asegurarse de no bloquear el tráfico o los derechos de paso en los puentes y respetar las reglas publicadas en las playas.
Si está viendo el lanzamiento a lo largo del río Indian en Titusville desde Space View Park o Parrish Park, mire hacia el este directamente al otro lado del río.
Si estás más al sur a lo largo del río Indian, mira hacia el noreste.
Playalinda Beach o Canaveral National Seashore es el lugar más cercano para ver el despegue, ya que es casi paralelo a la plataforma de lanzamiento 39A. En la playa, mire hacia el sur a lo largo de la costa (incluso puede ver la plataforma desde algunos lugares).
Algunos puntos calientes para descubrir:
Playa y muelle de Jetty Park400 Jetty Park Road, Puerto Cañaveral. Tenga en cuenta que el aparcamiento es de pago.
Playa Linda, 1000 Playalinda Beach Road, Costa Nacional Cañaveral. Tenga en cuenta que el estacionamiento es de pago y el acceso a la Costa Nacional Cañaveral no siempre se otorga según la capacidad y la hora del día.
Puente Max Brewer y parque Parrish, 1 A. Max Brewer Memorial Parkway, Titusville. Tenga en cuenta que hay estacionamiento disponible a ambos lados del puente Max Brewer.
Vista del espacio del parque8 Broad Street, Titusville
Parque Pointe Sable10 Calzada E. Max Brewer, Titusville
Parque Rotary frente al río4141 S. Washington Ave., Titusville
Parque Alan Shepard, 299 E. Calzada de Cocoa Beach, Cocoa Beach. Tenga cuidado, puede haber tarifas de estacionamiento.
Muelle de Cocoa Beach401 Meade Ave. Las tarifas de estacionamiento varían.
Parque Lori Wilson, 1400 N. Atlantic Ave., Cocoa Beach. Por cierto, Lori Wilson Park tiene un parque para perros.
Parque Sidney Fischer, 2200 N. Atlantic Ave., Cocoa Beach. Tenga cuidado, puede haber tarifas de estacionamiento.
Parque de entrada Sebastián9700 S. State Road A1A, Melbourne Beach (entrada)
Parque de la playa Ambersands12566 N. SR A1A, Vero Beach (estacionamiento gratuito)
Parque de la playa sur1700 Ocean Drive, Vero Beach (estacionamiento gratuito)
Puente Merrill Barber en Vero Beach
Puente Alma Lee Loy en Vero Beach
Las mejores vistas para ver el lanzamiento de un cohete aquí se encuentran a lo largo de la playa.
Visibilidad en el condado de Indian River, Condado de Santa Lucía y el condado de Martin, todos parte de Treasure Coast, dependerán del clima, y la gente debe asegurarse de no bloquear el tráfico o los derechos de paso en los puentes y seguir las reglas publicadas en las playas. Mire hacia el norte.
Parque de entrada Sebastián9700 S. State Road A1A, Melbourne Beach (entrada)
Parque de la playa de Wabasso1808 Wabasso Beach Road, Wabasso
Parque de la playa Ambersands12566 N. SR A1A, Vero Beach (estacionamiento gratuito)
Parque de la playa sur1700 Ocean Drive, Vero Beach (estacionamiento gratuito)
Puente Merrill Barber en playa vero
Puente Alma Lee Loy en playa vero
Bahía de Fort Pierce905 Shorewinds Drive
Frente a la playa de Blind Creek Norte y Sur, South Ocean Drive o SR A1A en Hutchinson Island en Fort Pierce
Playa de la garza azul2101 bulevar Blue Heron, Fort Pierce
Parque conmemorativo Frederick Douglass3600 S. Ocean Drive, Fort Pierce
Parque Dollman frente a la playa9200 South Ocean Drive, Playa Jensen
Playa de la Bahía Herman7880 South Ocean Drive, Playa Jensen
Parque frente a la playa John Brooks3300 S Ocean Drive, Fort Pierce
Playa de la ensenada media4600 South Ocean Drive, Fort Pierce
Playa de Normandía en la playa de Jensen
Parque Pepper junto a la playa3302 N.SR A1A, Fort Pierce
Playa de rocas de Waltonque tiene un parque para perros, 6700 South Ocean Drive, Jensen Beach
Playa de Waveland10350 S. Ocean Drive, Playa Jensen
Casa refugio y playa301 SE MacArthur Boulevard, Estuardo
Pavimento de la carretera nacional A1A a Estuardo
Ver el lanzamiento de un cohete o esperar esa ventana de lanzamiento en la playa es algo lindo que hacer en Florida.
En el condado de Volusia, inmediatamente al norte del condado de Brevard, puede obtener una excelente vista del lanzamiento de un cohete de SpaceX, NASA o United Launch Alliance.
Las mejores vistas para ver el lanzamiento de un cohete desde aquí se encuentran a lo largo de la playa. Mire hacia el sur.
Nueva playa sur de Smyrna (Costa Nacional Cañaveral), se pueden aplicar tarifas de estacionamiento. New Smyrna Beach tiene 17 millas de playas de arena blanca. Una ciudad costera ecléctica y pintoresca, a pesar de su reputación como la «capital mundial de las mordeduras de tiburón», New Smyrna Beach siempre ha sido un paraíso para los surfistas que vienen en busca de olas.
Cena y lanzamiento: Perfecto para el lanzamiento de un cohete SpaceX o la NASA, los mejores restaurantes frente al mar en el condado de Volusia
Parque de la playa Mary McLeod Bethune, 6656 S. Atlantic Ave., New Smyrna Beach. Bethune Beach, que está a 3,5 millas al sur de New Smyrna Beach y 1 milla al norte de la entrada de Apollo Beach al Parque Estatal Cañaveral, tiene baños, pabellones para picnic, duchas y casi 800 pies de acera junto al mar. según el sitio web del condado de Volusia. El parque vecino frente al río se encuentra al otro lado de South Atlantic Avenue y cuenta con canchas de tenis, canchas de pickle ball, canchas de baloncesto y voleibol, un área de juegos para niños, un muelle de pesca y baños. El río cerca del parque puede ser un excelente punto de observación para manatíes, delfines y pelícanos.
Playa de Apolo tiene Costa Nacional Cañaveral (al sur de New Smyrna Beach). Canaveral National Seashore se extiende a lo largo de la costa este de Florida en los condados de Volusia y Brevard. Para acceder a Apollo Beach, tome la carretera interestatal 95 hasta la salida 249, luego continúe hacia el este hasta convertirse en State Road A1A. Siga la SR A1A hacia el sur hasta la entrada del parque.
Casa de mariscos y ostras de Goodrich patio trasero, 253 River Road, Oak Hill
Sitio histórico nacional Seminole Rest211 River Road, Oak Hill
Parque Riverbreeze250 HH Burch Road, Oak Hill
Parque María Dewees, 178 N. Gaines St., Oak Hill. Las instalaciones incluyen un edificio de alquiler, un área de juegos para niños, un campo de béisbol, canchas de baloncesto, canchas de tenis, letrinas, pabellones, áreas de pícnic y parrillas.
Parque Nancy Cummings, Calle Cummings 232, Oak Hill. Las instalaciones incluyen un área de juegos para niños, un campo de béisbol, canchas de baloncesto, un pabellón al aire libre y baños.
Parque Jimmie Vann Sunrise, 275 River Road, Oak Hill. Esta ubicación tiene aproximadamente 350 pies de costa bellamente restaurada, según la ciudad de Oak Hill en línea. Las comodidades incluyen un pabellón, mesas de picnic e instalaciones para botar kayak.
Muelle municipal AC Delbert Dewees, 243 River Road, Oak Hill. Las comodidades incluyen un muelle de observación de 520 pies con dos terrazas cubiertas y asientos, según indica el sitio web de la ciudad de Oak Hill.
Muelle de observación de aves en River Road frente al muelle municipal AC Delbert (ver arriba). Las instalaciones incluyen un muelle de observación de 100 pies.
Los científicos han descubierto una molécula espacial previamente desconocida mientras investigaban una región relativamente cercana de intenso nacimiento estelar, un punto cósmico a unos 5.550 años luz de distancia. Es parte de la Nebulosa Pata de Gato, también conocida como NGC 6334.
El equipo, dirigido por el estudiante graduado del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), Zachary Fried, examinó una sección de la nebulosa conocida como NGC 6334I con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Esto reveló la presencia de una molécula compleja conocida como 2-metoxietanol, que nunca antes se había observado en el mundo natural, aunque sus propiedades habían sido simuladas en laboratorios en la Tierra.
El descubrimiento de la molécula 2-metoxietanol fue notable. Contiene 13 átomos, que pueden no parecer muchos, pero sólo se han descubierto en el espacio seis moléculas con un número de átomos superior a esta cifra. Esta molécula también representa la molécula «metoxi» más grande y compleja encontrada en el espacio hasta la fecha, en referencia a una sustancia química con un átomo del grupo metilo unido a un átomo de oxígeno.
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«Nuestro grupo está tratando de comprender qué moléculas están presentes en las regiones del espacio donde eventualmente tomarán forma las estrellas y los sistemas solares», dijo Fried. «Esto nos permite comprender cómo evoluciona la química junto con el proceso de formación de estrellas y planetas».
Curiosamente, el mismo equipo también buscó 2-metoxietanol en otra región del espacio llamada IRAS 16293-2422B, que alberga cuatro protoestrellas recién nacidas ubicadas en la región de formación estelar Rho Ophiuchi, ubicada aproximadamente a 359 años luz de nosotros. Esto podría indicar una mayor diversidad en la composición química de las regiones de formación estelar.
Fried y sus colegas no se embarcaron en la investigación de NGC 6334I e IRAS 16293-2422B sin ningún fundamento. Ya tenían una buena idea de la molécula que iban a buscar gracias a ALMA, un conjunto de 66 radiotelescopios ubicados en el desierto de Atacama, en el norte de Chile. Básicamente, recibieron un consejo de modelos de aprendizaje automático que les sugería que buscaran 2-metoxietanol.
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Luego, el grupo midió y analizó el espectro rotacional del 2-metoxietanol en la Tierra, que Fried describió como «los patrones de luz únicos que emiten cuando giran por el espacio».
“Estos patrones son huellas dactilares o códigos de barras de moléculas”, añade el investigador del MIT. «Para detectar nuevas moléculas en el espacio, primero necesitamos tener una idea de la molécula que queremos buscar, luego podemos registrar su espectro en el laboratorio aquí en la Tierra, y finalmente buscamos ese espectro en el espacio utilizando telescopios.
«¡El código de barras coincide!» »
«Al final, observamos 25 líneas de giro de 2-metoxietanol alineadas con la señal molecular observada hacia NGC 6334I, lo que permitió la detección segura de 2-metoxietanol en esta fuente», dijo Fried.
Esta detección exitosa permitió al equipo derivar los parámetros físicos de la molécula junto con NGC 6334I, incluidas las abundancias en las que existe y la temperatura de excitación de la molécula.
«Esto también hizo posible estudiar posibles vías de formación química a partir de precursores interestelares conocidos», añadió Fried.
Estos descubrimientos permiten a los científicos comprender mejor cómo surgen moléculas cada vez más complejas durante la formación de estrellas, así como cuándo los planetas comienzan a agruparse alrededor de estas estrellas.
«Las observaciones continuas de moléculas grandes y las derivaciones posteriores de sus abundancias nos permiten avanzar en nuestro conocimiento sobre la eficiencia con la que se pueden formar moléculas grandes y mediante qué reacciones específicas se pueden producir», concluyó Fried. «Además, dado que detectamos esta molécula en NGC 6334I pero no en IRAS 16293-2422B, tuvimos una oportunidad única de examinar cómo las diferentes condiciones físicas de estas dos fuentes pueden afectar la química que puede ocurrir».