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Simulación de la creación de materia a partir de luz láser.

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Simulación de la creación de materia a partir de luz láser.

Investigadores de la Universidad de Osaka han simulado colisiones entre fotones con láseres, lo que podría allanar el camino para generar materia a partir de luz en laboratorios. Estos avances en física cuántica son prometedores para comprender la composición del universo y descubrir nueva física. (Concepto del artista). Crédito: SciTechDaily.com

Un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Osaka y la UC San Diego utilizó simulaciones para demostrar cómo se puede producir materia experimentalmente solo a partir de luz, lo que en el futuro podría ayudar a probar teorías de larga data sobre la composición del universo.

Una de las predicciones más sorprendentes de la física cuántica es que la materia puede generarse únicamente a partir de luz (es decir, fotones) y, de hecho, los cuerpos astronómicos llamados púlsares logran esta hazaña. Generar materia directamente de esta manera aún no se ha logrado en el laboratorio, pero probaría aún más las teorías de la física cuántica fundamental y la composición fundamental del universo.

En un estudio publicado recientemente en Cartas de examen físicoun equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Osaka simuló condiciones que permitían fotón–colisiones de fotones, utilizando únicamente láseres. La simplicidad de configuración y la facilidad de implementación con las intensidades de láser disponibles actualmente lo convierten en un candidato prometedor para la implementación experimental en un futuro próximo.

Colisionador de fotones autoorganizado

Imagen de un colisionador de fotones autoorganizado impulsado por un intenso pulso láser que se propaga en un plasma. Crédito: Yasuhiko Sentoku

Se teoriza que la colisión fotón-fotón es un medio fundamental por el cual se genera materia en el universo, y surge de la conocida ecuación de Einstein E=mc2. De hecho, los investigadores han producido materia a partir de la luz de forma indirecta: mediante la aceleración a alta velocidad de iones metálicos como el oro entre sí. A velocidades tan altas, cada ion está rodeado de fotones y, cuando se rozan entre sí, se producen materia y antimateria.

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Sin embargo, es difícil producir materia experimentalmente en laboratorios modernos utilizando únicamente luz láser debido a la potencia extremadamente alta de los láseres necesarios. Simular cómo se podría lograr esta hazaña en el laboratorio podría conducir a un gran avance experimental. Entonces eso es lo que los investigadores decidieron hacer.

«Nuestras simulaciones demuestran que, al interactuar con los intensos campos electromagnéticos del láser, partículas densas plasma puede autoorganizarse para formar un colisionador fotón-fotón”, explica el Dr. Sugimoto, autor principal del estudio. “Este colisionador contiene una densa población de rayos gamma, diez veces más densa que la densidad electrónica del plasma y cuya energía es un millón de veces mayor que la energía de los fotones láser”.

Colisionador de fotones autoorganizado impulsado por un intenso pulso láser

Colisionador de fotones autoorganizado impulsado por un intenso pulso láser (a) densidad del plasma, (b) canal magnético, (c) distribución angular de los fotones emitidos. Crédito: Cartas de examen físico

Las colisiones entre fotones en el colisionador producen pares electrón-positrón, y los positrones son acelerados por un campo eléctrico de plasma creado por el láser. Esto da como resultado un haz de positrones.

«Esta es la primera simulación de la aceleración de positrones del proceso lineal de Breit-Wheeler en condiciones relativistas», dice el coautor Profesor Arefiev de la UCSD. «Creemos que nuestra propuesta es experimentalmente factible y esperamos su implementación en el mundo real». El Dr. Vyacheslav Lukin, director del programa de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. que apoyó este trabajo, dijo: “Esta investigación muestra una forma potencial de explorar los misterios del universo en el laboratorio. Las posibilidades futuras de las instalaciones láser de alta potencia actuales y futuras se han vuelto aún más intrigantes.

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Las aplicaciones de este trabajo a la tecnología ficticia de conversión de materia-energía de Star Trek siguen siendo sólo eso: ficción. Sin embargo, este trabajo tiene el potencial de ayudar a confirmar experimentalmente teorías sobre la composición del universo, o tal vez incluso descubrir física previamente desconocida.

Referencia: “Generación y aceleración de positrones en un colisionador de fotones autoorganizado activado por un pulso láser ultraintenso” por K. Sugimoto, Y. He, N. Iwata, IL. Yeh, K. Tangtartharakul, A. Arefiev e Y. Sentoku, 9 de agosto de 2023, Cartas de examen físico.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.065102

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¿Cuándo despegarán los astronautas?

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¿Cuándo despegarán los astronautas?
  • La tripulación de Polaris Dawn intentará alcanzar alturas mayores que las alcanzadas por los humanos desde el programa Apolo de la NASA en la década de 1970 y también realizará la primera caminata espacial comercial.
  • El cohete Falcon 9 que transporta al Dragón está programado para despegar entre las 3:38 a.m. y las 7:09 a.m. ET del miércoles desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida.
  • «Falcon y Dragon permanecen sanos y la tripulación continúa lista para su misión de varios días a la órbita terrestre baja», dijo SpacX en las redes sociales.

Una cápsula de SpaceX que transporta a cuatro astronautas comerciales que esperan realizar una caminata espacial pionera no se lanzará hasta al menos el miércoles por la mañana.

La misión Polaris Dawn, un ambicioso viaje de cinco días a las regiones superiores de la órbita de la Tierra, estaba programada para despegar el martes antes de que una fuga de helio detectada obligara a posponerla, dijo SpaceX. dijo el lunes por la tarde en el sitio de redes sociales X.

Cuando la tripulación se lance a bordo de un SpaceX Dragon, será el segundo viaje al espacio para empresario multimillonario Jared Isaacman, quien financió la misión con la empresa de Elon Musk. Isaacman se aventuró previamente en órbita en 2021 a bordo de Inspiration4, la misión que se convirtió en el primer vuelo espacial orbital privado de la historia.

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Un cocodrilo y un tiburón se comieron una vaca marina prehistórica, revela un fósil

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Un cocodrilo y un tiburón se comieron una vaca marina prehistórica, revela un fósil

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Un raro fósil ha proporcionado información sobre lo que fue un día excepcionalmente desafortunado para una vaca marina prehistórica.

La especie ahora extinta de dugongo, un mamífero marino parecido al manatí, nadaba en el mar hace unos 15 millones de años cuando fue atacada por dos animales: un cocodrilo y un tiburón tigre. Este último dejó uno de sus dientes empalado en el cuerpo de la vaca marina.

Al analizar el fósil descubierto en Venezuela, los investigadores pudieron comprender cómo murió la vaca marina, que pertenecía a un grupo de animales extintos conocido como Culebrtherium.

Su estudiarpublicado el jueves en el Journal of Vertebrate Paleontology, captura un momento en el tiempo que ofrece una visión única del funcionamiento de la cadena alimentaria durante la época del Mioceno temprano y medio, hace entre 11,6 y 23 millones de años.

«Es extremadamente raro encontrar rastros de dos depredadores en un solo espécimen», dijo Aldo Benites-Palomino, autor principal del estudio y estudiante de doctorado en el departamento de paleontología de la Universidad de Zurich, Suiza. “Esto muestra por qué deberíamos explorar fósiles en regiones tropicales como Venezuela. »

Los restos fosilizados (un cráneo parcial y 13 vértebras o columna vertebral) revelaron tres tipos de marcas de mordeduras. Su forma, profundidad y orientación sugerían que fueron creados por dos depredadores: un cocodrilo de tamaño pequeño a mediano y un tiburón tigre.

Según el estudio, la criatura parecida a un cocodrilo atacó primero, con los dientes enterrados profundamente en el hocico de la vaca marina, lo que sugiere que intentó agarrar esa parte de la cara del dugongo para asfixiarlo. Otras dos grandes incisiones curvas indican que el cocodrilo arrastró a la vaca marina, desgarrando su carne.

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Las rayas y cortes en el fósil sugieren que el cocodrilo realizó una «vuelta mortal», un comportamiento giratorio para someter a su presa que también se observa en las especies de cocodrilos existentes.

«Este tipo de marca sólo se produce al morder, en el que se realizan acciones posteriores de rasgar, rodar o agarrar», señalaron los autores del estudio.

Luego, el rinoceronte fue destrozado por un tiburón tigre, que tiene dientes estrechos y no dentados. Puede ser difícil diferenciar entre depredación activa y marcas de carroñero, pero según el estudio, las marcas de mordeduras en todo el cuerpo del rinoceronte y su distribución irregular, así como la variación en profundidad, sugirieron a los investigadores que este era el comportamiento de un carroñero. como un tiburón tigre.

Los científicos confirmaron la identidad del tiburón mediante el descubrimiento de un único diente alojado en el cuello de la vaca marina que pertenecía a una especie extinta de tiburón tigre, Galeocerdo aduncus.

“Tuve que trabajar como científico forense”, recuerda Benites-Palomino.

Sin embargo, el estudio señaló que, dada la naturaleza fragmentaria del esqueleto, no era posible descartar otros escenarios para la desaparición de la vaca marina.

Dean Lomax, paleontólogo de la Universidad de Bristol y de la Universidad de Manchester en el Reino Unido, que no participó en la investigación, dijo que estaba de acuerdo con los hallazgos del estudio, pero que era difícil distinguir entre el comportamiento carroñero y el comportamiento depredador activo. .

“Por ejemplo, puede que no sea descabellado pensar que el dugongo ya estaba muerto, que pudo haberse alejado flotando y estar hinchado, y luego fue devorado (recogido) por el cocodrilo y el tiburón en diferentes momentos”. dijo Lomax, el autor de “Bloqueados en el tiempo: el comportamiento animal revelado en 50 fósiles asombrosos”, por correo electrónico.

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“A menos que tengamos evidencia directa del dugongo dentro del cocodrilo (como última comida), o de que el cocodrilo y el dugongo mueran en medio del ataque, todavía es intrínsecamente raro decir al 100% si esto fue definitivamente el resultado de un ataque activo o no. que hurgar en la basura”, añadió Lomax.

En aquella época, las vacas marinas podían crecer hasta cinco metros de largo, dijo Benites-Palomino, y su tejido graso habría sido una buena fuente de alimento.

Hoy en día, los cocodrilos, las orcas y los tiburones se alimentan de dugongos y manatíes, principalmente de los jóvenes, porque los adultos son difíciles de matar debido a su tamaño. No está claro qué tipo de cocodrilo pudo haber atacado a la vaca marina. Podría haber sido una especie extinta de caimán o gavial, conocido por sus mocos largos y delgados, pero debió ser de gran tamaño, de 4 a 6 metros de largo.

“Hay varios candidatos. Sudamérica era entonces un paraíso para los cocodrilos”, añade Benites-Palomino.

Un granjero al sur de la ciudad de Coro, Venezuela, notó por primera vez los restos de la vaca marina en un lugar donde antes no se habían descubierto fósiles.

“Al principio no conocíamos la geología del sitio y los primeros fósiles que descubrimos fueron trozos de cráneos. Nos tomó algún tiempo determinar qué eran: cráneos de manatí, que tienen una apariencia bastante inusual”, dijo en un comunicado Marcelo Sánchez-Villagra, coautor del estudio, profesor de paleobiología y director del Instituto y Museo Paleontológico de. la Universidad de Zúrich.

Benites-Palomino dijo que el raro hallazgo demuestra la importancia de la búsqueda de fósiles en América del Sur «no clásica».

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“Hemos estado visitando los mismos sitios de fósiles en América del Norte y China durante mucho tiempo, pero cada vez que trabajamos en estas nuevas áreas, encontramos constantemente nuevos fósiles. »

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Huellas de dinosaurios idénticas descubiertas en dos continentes

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Huellas de dinosaurios idénticas descubiertas en dos continentes

A ambos lados del océano Atlántico, a más de 6.000 kilómetros de distancia, investigadores han descubierto huellas dejadas por dinosaurios que pudieron haber vagado desde África hasta América del Sur cuando los continentes estaban unidos en un supercontinente.

Las más de 260 huellas, ubicadas en Brasil y Camerún, serían parte del Período Cretácico Inferiorsegún un estudio publicado el lunes por el Museo de Historia Natural y Ciencia de Nuevo México.

Las huellas se crearon originalmente a unas 621 millas de distancia sobre una fina capa de limo y arenisca de barro en el antiguo supercontinente Gondwanan, que luego se rompió y formó el Océano Atlántico Sur.

El estudio compartió fotografías de huellas de formas idénticas que parecían provenir de edades y entornos geológicos similares, según descubrió el paleontólogo de la Universidad Metodista del Sur y autor principal del estudio, Louis L. Jacobs.

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