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Un experimento con láser realizado por físicos excita el núcleo atómico y podría permitir la creación de un nuevo tipo de reloj atómico

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Un experimento con láser realizado por físicos excita el núcleo atómico y podría permitir la creación de un nuevo tipo de reloj atómico

La luz láser atraviesa el cristal transparente y excita el núcleo de torio. Crédito: James Terhune, Grupo Hudson, UCLA

Durante casi 50 años, los físicos han soñado con los secretos que podrían descubrir elevando el estado energético del núcleo de un átomo mediante un láser. Este descubrimiento sustituiría los relojes atómicos actuales por un reloj nuclear que sería el reloj más preciso que jamás haya existido, permitiendo avances como la navegación y las comunicaciones en el espacio profundo. También permitiría a los científicos medir con precisión si las constantes fundamentales de la naturaleza son realmente constantes o si lo parecen simplemente porque todavía no las hemos medido con suficiente precisión.

Ahora, un proyecto liderado por Eric Hudson, profesor de física y astronomía en UCLA, ha logrado lo que parecía imposible. Enterrando un átomo de torio en un cristal muy transparente y bombardeándolo con láseres, el grupo de Hudson pudo hacer que el núcleo del átomo de torio absorbiera y emitiera fotones como los electrones de un átomo. Esta asombrosa hazaña es descrito en un artículo publicado en la revista Cartas de examen físico.

Esto significa que las mediciones del tiempo, la gravedad y otros campos que se realizan actualmente utilizando electrones atómicos se pueden realizar con mucha mayor precisión. La razón es que los electrones atómicos están influenciados por muchos factores de su entorno, lo que afecta la forma en que absorben y emiten fotones y limita su precisión. Los neutrones y los protones, por otro lado, están unidos y altamente concentrados en el núcleo y experimentan menos perturbaciones ambientales.

Con esta nueva tecnología, los científicos podrían determinar si varían las constantes fundamentales, como la constante de estructura fina que determina la intensidad de la fuerza que mantiene unidos a los átomos. Las pistas de la astronomía sugieren que la constante de estructura fina puede no ser la misma en todas partes del universo o en cualquier momento. La medición precisa de la constante de estructura fina utilizando el reloj nuclear podría reescribir por completo algunas de estas leyes más fundamentales de la naturaleza.

“Las fuerzas nucleares son tan fuertes que significan que la energía en el núcleo es un millón de veces más fuerte que la que se ve en los electrones, lo que significa que si las constantes fundamentales de la naturaleza se desvían, los cambios resultantes en el núcleo son mucho mayores y más notables. , haciendo que las mediciones sean un orden de magnitud más sensibles”, dijo Hudson.

“El uso de un reloj nuclear para estas mediciones proporcionará la prueba de 'variación constante' más sensible hasta la fecha y es probable que ningún experimento en los próximos 100 años pueda rivalizar con él. »

El grupo de Hudson fue el primero en proponer una serie de experimentos destinados a estimular núcleos de torio-229 dopados para convertirlos en cristales mediante un láser. Ha pasado los últimos 15 años trabajando para lograr los resultados publicados recientemente. Lograr que los neutrones del núcleo atómico reaccionen a la luz láser es un desafío porque están rodeados de electrones, que responden fácilmente a la luz y pueden reducir la cantidad de fotones capaces de llegar al núcleo. Una partícula que ha aumentado su nivel de energía, por ejemplo al absorber un fotón, se dice que está en un estado «excitado».

El equipo de UCLA integró átomos de torio-229 en un cristal transparente rico en flúor. El flúor puede formar enlaces particularmente fuertes con otros átomos, suspendiéndolos y exponiendo el núcleo como una mosca en una telaraña. Los electrones estaban tan fuertemente unidos al flúor que la cantidad de energía necesaria para excitarlos era muy alta, permitiendo que la luz de menor energía llegara al núcleo. Los núcleos de torio pudieron entonces absorber estos fotones y reemitirlos, lo que permitió detectar y medir la excitación de los núcleos.

Al cambiar la energía de los fotones y monitorear la velocidad a la que se excitan los núcleos, el equipo pudo medir la energía del estado nuclear excitado.

«Nunca hemos podido provocar tales transiciones nucleares con un láser», dijo Hudson. “Si sostienes el torio en su lugar con un cristal transparente, puedes hablarle con luz. »

Según Hudson, esta nueva tecnología podría utilizarse en cualquier lugar donde se requiera una precisión extrema en detección, comunicaciones y navegación. Los relojes atómicos basados ​​en electrones existentes son dispositivos del tamaño de una habitación con cámaras de vacío para atrapar átomos y equipos asociados para enfriarlos. Un reloj nuclear basado en torio sería mucho más pequeño, más robusto, más portátil y más preciso.

“A nadie le entusiasman los relojes porque no nos gusta la idea de que el tiempo sea limitado”, afirmó. “Pero utilizamos relojes atómicos todo el tiempo, todos los días, por ejemplo, en las tecnologías que hacen funcionar nuestros teléfonos móviles y GPS. »

Más allá de las aplicaciones comerciales, la nueva espectroscopia nuclear podría levantar el velo sobre algunos de los mayores misterios del universo. La medición sensible del núcleo de un átomo abre nuevas perspectivas para comprender sus propiedades y sus interacciones con la energía y el medio ambiente. Esto permitirá a los científicos poner a prueba algunas de sus ideas más fundamentales sobre la materia, la energía y las leyes del espacio y el tiempo.

«Los humanos, como la mayoría de la vida en la Tierra, existen en escalas que son demasiado pequeñas o demasiado grandes para observar lo que realmente podría estar sucediendo en el universo», dijo Hudson. “Lo que podemos observar desde nuestra perspectiva limitada es un conglomerado de efectos en diferentes escalas de tamaño, tiempo y energía, y las constantes de la naturaleza que hemos formulado parecen mantenerse en este nivel. »

“Pero si pudiéramos observar con mayor precisión, estas constantes podrían variar. Nuestro trabajo ha dado un gran paso hacia estas medidas y, de una forma u otra, estoy seguro de que nos sorprenderá lo que aprendamos. »

«Durante muchas décadas, mediciones cada vez más precisas de constantes fundamentales nos han permitido comprender mejor el universo en todas las escalas y posteriormente desarrollar nuevas tecnologías que hagan crecer nuestra economía y fortalezcan nuestra seguridad nacional», dijo Denise Caldwell, subdirectora interina de Matemática y Física de NSF. Dirección de Ciencias.

“Esta técnica basada en núcleos algún día podría permitir a los científicos medir ciertas constantes fundamentales con tal precisión que tal vez tengamos que dejar de llamarlas 'constantes'. »

Más información:
R. Elwell et al., Excitación con láser de la transición isomérica nuclear Th229 en un huésped de estado sólido, Cartas de examen físico (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.013201. Seguro arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2404.12311

Proporcionado por la Universidad de California, Los Ángeles.

Cita:El experimento con láser de los físicos excita el núcleo del átomo y podría permitir la creación de un nuevo tipo de reloj atómico (2024, 2 de julio) recuperado el 3 de julio de 2024 de https://phys.org/news/ 2024-07-physicists -laser-atom-nucleus-enable.html

Este documento está sujeto a derechos de autor. Excepto para uso legítimo para estudios privados o fines de investigación, ninguna parte puede reproducirse sin permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.

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Impresionantes tomas desde el espacio: los fotógrafos irlandeses apuntan a las estrellas

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Impresionantes tomas desde el espacio: los fotógrafos irlandeses apuntan a las estrellas

Las imágenes ganadoras del concurso Reach for the Stars de este año estarán disponibles en una exposición fuera de la sede de DIAS a partir del 26 de julio.

Una ola de impresionantes fotografías del cielo nocturno y el cosmos distante han ganado premios en el concurso Reach for the Stars de este año.

El último concurso anual de astrofotografía, organizado por el Instituto de Estudios Avanzados de Dublín (DIAS), contó con algunos Hermosas fotos tomadas por los participantes de la competencia, incluida una estrella masiva que se acerca al final de su vida, una salida de la luna sobre Bray Head, la Vía Láctea vista desde una cueva y mucho más.

El ganador del premio “Back On Earth – Landmark” es Tom O'Donoghue de Malahide, quien fotografió el Baltimore Beacon en el borde de un acantilado con la Vía Láctea brillando en la distancia.

«Después de haber visto muchas fotografías de la aurora boreal este año, ésta realmente destacó por su creatividad e imaginación», dijo el profesor Peter Gallagher, jefe de Astrofísica de DIAS y miembro del jurado. “La fotografía Sentinel de Tom O'Donoghue muestra cómo incluso los puntos de referencia más familiares pueden capturarse de nuevas maneras. »

Otra imagen ganadora es 'Las joyas del nado', tomada por Martin McCormack de Glasnevin. Esta imagen ganó el premio “Fuera de este mundo – Cielo profundo” y muestra la Nebulosa Creciente con majestuoso detalle. La imagen muestra una estrella en el centro de la nebulosa arrojando sus capas exteriores al espacio.

“Las Joyas del Cisne”, una imagen de la Nebulosa Creciente. Imagen: Martin McCormack.

«Aunque la Nebulosa Creciente es brillante, puede ser muy difícil de capturar», dijo Gallagher. “Este fotógrafo realmente pasó horas estudiando su oficio para crear una imagen hermosa que sea realmente cautivadora. »

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Como de costumbre, la competencia fue dura: los ganadores de los distintos premios fueron seleccionados por un jurado después de examinar más de 200 candidaturas. La Dra. Eucharia Meehan, directora ejecutiva y registradora de DIAS, felicitó a todos los ganadores por sus «fascinantes aplicaciones».

Una fotografía oscura tomada dentro de una cueva que muestra la Vía Láctea iluminando el cielo nocturno.

“Cave Man” ganó en la categoría de audiencia. Imagen: Anthony Lynch

«Lo más importante es que estas imágenes nos dan una ventana a lo que está sucediendo en nuestro universo y pueden contribuir a nuestra comprensión del cielo nocturno», dijo Meehan. “La astrofotografía se centra en las interacciones entre la humanidad y el universo y puede ser una herramienta para interesar al público en general por la ciencia y la astronomía. »

Las imágenes ganadoras y una selección de las fotografías con mayor puntuación de los jueces del concurso Reach for the Stars estarán disponibles de forma gratuita en una exposición al aire libre. Esto tendrá lugar a partir del 26 de julio frente a las puertas de la sede de DIAS en 10 Burlington Road, Dublín.

«Es emocionante ver un nivel tan alto de compromiso con la competencia este año, tanto en términos de inscripciones como de votación pública», dijo Meehan. “Esperamos que más personas vengan a visitar la exposición física en Burlington Road durante las próximas semanas para disfrutar de las imágenes en persona. »

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La sonda Juno de la NASA captura el colorido caos de Júpiter con sorprendente detalle

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La sonda Juno de la NASA captura el colorido caos de Júpiter con sorprendente detalle

El 12 de mayo de 2024, durante su 61º sobrevuelo a Júpiter, la sonda Juno de la NASA obtuvo una imagen detallada del hemisferio norte de Júpiter, destacando formaciones de nubes caóticas y tormentas ciclónicas. Crédito: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS, procesamiento de imágenes por Gary Eason © CC BY

El reciente sobrevuelo de Juno capturó imágenes transformadoras de las tormentas y nubes de Júpiter.

Durante su 61º sobrevuelo cercano a Júpiter el 12 de mayo de 2024, NASALa sonda espacial Juno capturó esta vista con colores mejorados del hemisferio norte del planeta gigante. Proporciona una vista detallada de nubes caóticas y tormentas ciclónicas en un área que los científicos llaman región filamentosa plegada. En estas regiones, los chorros zonales que crean los familiares patrones de bandas en las nubes de Júpiter se rompen, dando lugar a patrones turbulentos y estructuras de nubes que evolucionan rápidamente en tan sólo unos pocos días.

El científico ciudadano Gary Eason creó esta imagen utilizando datos sin procesar del instrumento JunoCam, aplicando técnicas de procesamiento digital para mejorar el color y la claridad.

En el momento en que se tomó la imagen en bruto, la nave espacial Juno se encontraba a unos 29.000 kilómetros sobre las cimas de las nubes de Júpiter, a una latitud de unos 68 grados al norte del ecuador.

Las imágenes sin procesar de JunoCam están disponibles para que el público las vea y las procese en productos de imágenes. https://missionjuno.swri.edu/junocam/processing. Puede encontrar más información sobre la ciencia ciudadana de la NASA en: https://science.nasa.gov/citizenscience Y https://www.nasa.gov/solve/opportunities/citizenscience.

La sonda espacial Juno de la NASA sobrevuela Júpiter

Esta ilustración muestra la sonda espacial Juno de la NASA volando sobre el polo sur de Júpiter. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Juno es una sonda espacial de la NASA diseñada para estudiar Júpiter, el planeta más grande de nuestro sistema solar. Lanzada el 5 de agosto de 2011, la misión de Juno es comprender mejor la composición de Júpiter, su campo gravitatorio, su campo magnético y su magnetosfera polar. También pretende buscar pistas sobre la formación del planeta, que podrían proporcionar conocimientos más profundos sobre los primeros días del sistema solar.

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La nave espacial es parte del programa Nuevas Fronteras de la NASA, que tiene la misión de explorar el sistema solar a través de frecuentes misiones de tamaño mediano. Juno funciona con paneles solares, una característica notable ya que opera más lejos del Sol que cualquier sonda solar anterior.

Juno entró en la órbita de Júpiter el 4 de julio de 2016 y desde entonces pasa cerca de las nubes del planeta para recopilar datos. La sonda utiliza una serie de instrumentos científicos para realizar sus investigaciones, incluido un radiómetro de microondas para observar debajo de una densa capa de nubes y una serie de cámaras y sensores para mapear los campos magnéticos y gravitacionales del planeta.

Los descubrimientos de Juno proporcionaron imágenes sin precedentes de la atmósfera de Júpiter, revelando estructuras complejas en las tormentas y bandas del planeta, así como la composición de sus auroras. La misión Juno, inicialmente prevista para finalizar en 2018, se ha ampliado varias veces, lo que permitirá continuar la exploración y el descubrimiento alrededor de Júpiter.

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Alerta de recompensa: espacio de premio ilimitado en clase ejecutiva a Asia utilizando cualquier punto de tarjeta de crédito transferible

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Alerta de recompensa: espacio de premio ilimitado en clase ejecutiva a Asia utilizando cualquier punto de tarjeta de crédito transferible

Alerta de recompensa: espacio de premio ilimitado en clase ejecutiva a Asia utilizando cualquier punto de tarjeta de crédito transferible


Vietnam Airlines, miembro de SkyTeam, vuela sin escalas entre Estados Unidos y Vietnam (cuatro veces por semana, San Francisco – Ciudad Ho Chi Minh) en un Airbus A350. Actualmente existen fantásticas ofertas de premio en clase ejecutiva en este vuelo, para hasta 4 pasajeros por vuelo, ya sea que esté buscando viajar ahora o dentro de once meses. Puede utilizar este vuelo para realizar conexiones dentro del Sudeste Asiático (o, si está dispuesto a pagar las millas requeridas, incluso más allá).

    San Francisco (SFO) – Ciudad Ho Chi Minh (SGN), 10:50 p.m. – 4:30 a.m.+2, Vietnam Airlines 99
    Ciudad Ho Chi Minh (SGN) – San Francisco, 6:30 p.m. – 6:40 p.m., Vietnam Airlines 98

En el pasado ha sido difícil conseguir asientos de premio en este vuelo, pero @findflightsforme Las banderas están ampliamente disponibles, aunque son bastante caras en la mayoría de los programas asociados. Pero cualquiera que tenga puntos bancarios transferibles puede acceder a él.

Reserva:

  • Air France-KLM Flying Blue: 100,500 puntos + aproximadamente $250 por trayecto (Chase Transfer Partner, Amex, Citi, Capital One, Bilt)
  • Aeroclub Virgin Atlantic: 140,000 puntos + aproximadamente $250 por trayecto (Chase Transfer Partner, Amex, Citi, Capital One, Bilt)
  • Pase de vuelo de Korean Air: 77,500 puntos + aproximadamente $250 por trayecto

Lo bueno es que, si bien estos premios son costosos si se reservan a través de Air France o Virgin, ambas aerolíneas participan con frecuencia en el programa de bonificación de transferencia. Mis saldos en cada uno aumentaron recientemente con una bonificación del 150% al transferir puntos Bilt, lo que alivia un poco el dolor. Citi ofrece actualmente una bonificación del 25% en transferencias a Flying Blue.

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Busque disponibilidad en el sitio web de Virgin utilizando su calendario de premios, reserve a través de Air France KLM a menos que tenga puntos de Korean Air. Algunos de ustedes todavía tienen puntos de las transferencias que realizaron con Chase antes de que Chase los perdiera como socio, y de todos modos están a punto de expirar.

Sólo Vietnam merece una visita. Es un excelente punto de partida para viajar a otros lugares de Asia o hacer conexiones. He visitado gran parte del país y descubrí que cada visita valía la pena.


Palacio presidencial


Pho Hoa


Hyatt Regency Danang

Una vez que haya hecho su reserva, @findflightsforme dice que puede ingresar su número de reserva en el sitio web de Czech Airlines (o en el sitio web de Air Europa) para obtener el número de reserva de Vietnam Airlines y usarlo para asignar asientos.


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