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Horoscopo

Un vasto «túnel magnético» podría rodear la Tierra y todo nuestro sistema solar

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Concepto artístico del túnel espacial.

Una investigación realizada por un astrónomo de la Universidad de Toronto sugiere que el sistema solar está rodeado por un túnel magnético que se puede ver en ondas de radio.

Jennifer West, investigadora asociada del Instituto Dunlap de Astronomía y Astrofísica, demuestra científicamente que dos estructuras de luz vistas en lados opuestos del cielo, que antes se pensaba que estaban separadas, están de hecho conectadas y hechas de filamentos en forma de cordón. La conexión forma lo que parece un túnel alrededor de nuestro sistema solar.

Los resultados de los datos de investigación de West se han publicado en el Diario de astrofísica.

“Si pusiéramos los ojos en blanco”, dice West, “veríamos esta estructura en forma de túnel en casi todas las direcciones en las que miremos, es decir, si tuviéramos ojos que pudieran ver luz de radio.

Llamada el «espolón del polo norte» y «la región del abanico», los astrónomos conocen estas dos estructuras durante décadas, dice West. Pero la mayoría de las explicaciones científicas se han centrado en ellos de forma individual. West y sus colegas, por otro lado, creen que son los primeros astrónomos en conectarlos como una unidad.

Región de espolones y abanicos del polo norte

Izquierda: Un túnel curvo, con líneas formadas por luces de túnel y marcadores de pista, forma una geometría similar al modelo propuesto de la región del espolón y el abanico del polo norte. Crédito: Foto de Pixabay / Ilustración de Jennifer West. Derecha: el cielo como aparecería en ondas de radio polarizadas. Crédito: Imagen de Dominion Radio Astrophysical Observatory / Telescope Villa Elisa / ESA / Planck Collaboration / Stellarium / Jennifer West

Compuestas por partículas cargadas y un campo magnético, las estructuras tienen forma de largas cuerdas y están ubicadas a unos 350 años luz de nosotros, y miden unos 1.000 años luz.

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“Esa es la distancia equivalente a viajar dos billones de veces entre Toronto y Vancouver”, dice West.

West ha reflexionado sobre estas características de forma intermitente durante 15 años, desde que vio por primera vez un mapa del cielo por radio. Más recientemente, construyó un modelo de computadora que calculó cómo se vería el cielo de radio desde la Tierra variando la forma y ubicación de las largas cuerdas. El modelo permitió a West «construir» la estructura a nuestro alrededor y le mostró cómo se vería el cielo a través de nuestros telescopios. Fue esta nueva perspectiva la que la ayudó a hacer coincidir el modelo con los datos.

Filamentos propuestos Vía Láctea Galaxy

Mapa ilustrado de la Vía Láctea con la posición y tamaño de los filamentos propuestos. El recuadro muestra una vista más detallada de los entornos locales y la posición de la burbuja local y varias nubes de polvo cercanas. Crédito: Imagen de la NASA / JPL-Caltech / R. Hurt / SSC / Caltech con anotaciones de Jennifer West

“Hace unos años, uno de nuestros coautores, Tom Landecker, me habló de un artículo de 1965: los primeros días de la radioastronomía”, explica West. «Según los datos brutos disponibles actualmente, los autores [Mathewson and Milne], planteó la hipótesis de que estas señales de radio polarizadas podrían provenir de nuestra vista del brazo local de la galaxia, desde su interior.

«Este artículo me inspiró a desarrollar esta idea y vincular mi modelo a los datos mucho mejores que nos brindan nuestros telescopios en la actualidad».

West usa el mapa de la Tierra como ejemplo. El Polo Norte está en la parte superior y el Ecuador en el medio, a menos que vuelva a dibujar el mapa desde un ángulo diferente. Lo mismo ocurre con el mapa de nuestra galaxia. «La mayoría de los astrónomos miran un mapa con el Polo Norte de la galaxia hacia arriba y el centro galáctico en el medio», explica West. «Una parte importante que inspiró esta idea fue rehacer este mapa con un punto diferente en el medio».

Jennifer West

Jennifer West, investigadora del Instituto Dunlap de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Toronto, explica que dos estructuras magnéticas vistas desde ambos lados del cielo forman lo que parece un túnel alrededor del sistema solar. Crédito: foto cortesía de Jennifer West

«Es un trabajo extremadamente inteligente», dice Bryan Gaensler, profesor del Instituto Dunlap y autor de la publicación. “Cuando Jennifer me presentó esto por primera vez, pensé que era demasiado ‘exterior’ para que hubiera alguna explicación posible. Pero finalmente logró convencerme. Ahora, no puedo esperar a ver cómo reacciona el resto de la comunidad astronómica.

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Experto en magnetismo en galaxias y el medio interestelar, West espera con impaciencia tantos descubrimientos como sea posible vinculados a esta investigación.

“Los campos magnéticos no existen de forma aislada”, dice ella. “Todos tienen que conectarse entre sí. Entonces, el siguiente paso es comprender mejor cómo este campo magnético local se conecta tanto con el campo magnético galáctico de mayor escala, como con los campos magnéticos de menor escala de nuestro Sol y la Tierra.

Mientras tanto, West está de acuerdo en que el nuevo modelo de «túnel» no solo aporta nuevas perspectivas a la comunidad científica, sino también un concepto revolucionario para el resto de nosotros.

«Creo que es genial imaginar que estas estructuras están en todas partes cada vez que miramos el cielo nocturno».

Referencia: «Un modelo unificado para la región del abanico y el espolón polar norte: un paquete de filamentos en la galaxia local» por JL West, TL Landecker, BM Gaensler, T. Jaffe y AS Hill, aceptado, Diario de astrofísica.
arXiv: 2109.14720

Experiencia en periódicos nacionales y periódicos medianos, prensa local, periódicos estudiantiles, revistas especializadas, sitios web y blogs.

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Horoscopo

No te pierdas el cometa Leonard y los meteoritos Gemínidas

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¿Qué hay de nuevo en diciembre? Los momentos más destacados de la tarde, la oportunidad de atrapar un cometa y los meteoros Gemínidas anuales.

Del 6 al 10 de diciembre, mire hacia el oeste después de la puesta del sol para el Moon Tour Venus, Saturno, y Júpiter a su vez. La luna creciente se llena a medida que aparece más alto en el cielo cada noche durante la semana.

La Luna alterna entre Venus, Saturno y Júpiter cada noche después de la puesta del sol, del 6 al 10 de diciembre. Crédito: NASA / JPL-Caltech

No obstante, disfrute de la deslumbrante vista de Venus como la «estrella de la tarde» mientras dure. Nuestro planeta vecino cubierto de nubes se hundirá cada vez más cerca del horizonte durante el transcurso del mes, desapareciendo para la mayoría de nosotros para el Año Nuevo. Reaparecerá a finales de enero como un planeta matutino antes del amanecer y no volverá a aparecer en el cielo de la tarde hasta diciembre del próximo año.

El próximo mes de diciembre, un cometa recién descubierto se dirige hacia el interior del sistema solar y vale la pena intentarlo. Es conocido como el cometa Leonard y estará más cerca de la Tierra el 12 de diciembre, solo unas semanas antes de que alcance su distancia más cercana al Sol.

Mapa estelar del cometa Leonard 2021

Mapa del cielo que muestra la posición del cometa Leonard en el este aproximadamente 2 horas antes del amanecer, del 1 al 10 de diciembre. Es posible que se necesiten binoculares para observar el cometa. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Ahora, los cometas son muy difíciles de predecir en términos de brillo y visibilidad. Se espera que el cometa Leonard alcance un brillo máximo que probablemente requiera binoculares para detectarlo. Existe la posibilidad de que sea lo suficientemente brillante como para verlo a simple vista, pero de nuevo, con los cometas, nunca se sabe realmente.

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Durante las dos primeras semanas de diciembre, el cometa Leonard se encuentra en el este antes del amanecer, pasando entre Arcturus y Big Dipper Cove. Se acerca al horizonte justo cuando se acerca a la Tierra, lo que significa que probablemente será más brillante pero más difícil de observar. Luego se convierte en un objeto vespertino alrededor del 14 de diciembre, solo un poco después de la puesta del sol, ya que comienza su largo viaje hacia afuera desde el Sol nuevamente, disminuyendo gradualmente su brillo.

Finalmente, el Meteoritos gemínidas son un punto culminante del cielo de diciembre todos los años. La lluvia de meteoritos de este año alcanza su punto máximo en la noche del 13 y 14 de diciembre. Además del clima, la fase de la Luna suele ser el factor principal para determinar si una lluvia de meteoritos tendrá buena visibilidad en un año determinado. Este año, la Luna estará casi llena en un 80% en la parte superior de las Gemínidas, lo que no es ideal. Sin embargo, esta luna brillante se pondrá en algún lugar alrededor de las 2 a.m. sin importar dónde se encuentre, dejando unas horas para observar los meteoros antes del amanecer.

Geminid Meteora 2021 Sky Map

Mapa del cielo que muestra la región del cielo desde la que parecen irradiar los meteoros Gemínidas. El aguacero de este año se ve mejor después de la puesta de la luna en la mañana del 14 de diciembre. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Los meteoritos parecen irradiar desde la constelación de Géminis, que encontrarás en lo alto del oeste. Ahora, mientras que la mayoría de las lluvias de meteoros anuales son causadas por el paso de la Tierra a través de senderos de partículas de escombros cometarios del tamaño de polvo, las Gemínidas son una de las pocas lluvias de meteoritos causadas por escombros de un asteroide que viaja a través de la órbita de la Tierra, en este caso, uno llamado Phaeton. .

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Recientemente, Nasa Los científicos han compartido hallazgos que sugieren que la diferencia entre un asteroide y un cometa puede ser menos clara de lo que pensábamos, ya que el sodio chispeante en Phaethon juega el mismo papel que la vaporización del hielo en los cometas.

Y ya sea que vislumbre el cometa Leonard o los meteoros del asteroide Phaethon, ambos son recordatorios de las profundas conexiones entre la Tierra y el resto del sistema solar que descubrimos porque miramos hacia afuera y exploramos.

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Horoscopo

La NASA lanzará una demostración de láser que podría revolucionar la comunicación espacial

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La próxima demostración de relés de comunicaciones láser de la NASA podría revolucionar la forma en que la agencia se comunica con futuras misiones en todo el sistema solar.

Estos láseres podrían generar más videos y fotos de alta definición desde el espacio que nunca, según la agencia.

Se espera que la misión sea lanzada como una carga útil a bordo del Programa de Prueba Espacial Satélite 6 del Departamento de Defensa de EE. UU. El 5 de diciembre desde Cabo Cañaveral, Florida. La ventana de lanzamiento permanecerá abierta de 4:04 a.m. a 6:04 a.m. ET, y la agencia compartirá cobertura en vivo del lanzamiento en NASA TV y su sitio de Internet.

Desde 1958, la NASA ha utilizado ondas de radio para comunicarse con sus astronautas y misiones espaciales. Si bien se ha demostrado que las ondas de radio tienen éxito, las misiones espaciales se están volviendo más complejas y recopilan más datos que nunca.

Piense en los láseres infrarrojos como la versión de comunicaciones ópticas de Internet de alta velocidad, en contraposición a la frustrantemente lenta Internet de acceso telefónico. Las comunicaciones láser enviarán datos a la Tierra desde una órbita sincrónica con la rotación de la Tierra, 22,000 millas (35,406 kilómetros) sobre la superficie de la Tierra a 1.2 gigabits por segundo, esto es como descargar una película completa en menos de un minuto.

Mejorará las tasas de transmisión de datos de 10 a 100 veces mejor que las ondas de radio. Los láseres infrarrojos, que son invisibles a nuestros ojos, tienen longitudes de onda más cortas que las ondas de radio, por lo que pueden transmitir más datos a la vez.

Con el sistema de ondas de radio actual, se necesitarían nueve semanas para devolver un mapa completo de Marte, pero los láseres podrían hacerlo en nueve días.

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La demostración del relé de comunicación láser es el primer sistema de relé láser de extremo a extremo de la NASA que enviará y recibirá datos desde el espacio a dos estaciones terrestres ópticas en Table Mountain, California, y Haleakalā, Hawaii. Estas estaciones tienen telescopios capaces de recibir luz láser y traducirla en datos digitales. A diferencia de las antenas de radio, los receptores de comunicaciones láser pueden ser hasta 44 veces más pequeños. Debido a que el satélite puede enviar y recibir datos, es un verdadero sistema bidireccional.

La única perturbación de estos receptores láser en el suelo Son las perturbaciones atmosféricas, como las nubes y las turbulencias, las que pueden interferir con las señales láser que atraviesan nuestra atmósfera. Las ubicaciones remotas de los dos receptores se eligieron teniendo esto en cuenta, ya que ambos generalmente tienen condiciones climáticas despejadas a grandes altitudes.

Una vez que la misión llegue a la órbita, el equipo del centro de operaciones en Las Cruces, Nuevo México, activará la demostración del relé de comunicación láser y la preparará para enviar pruebas a las estaciones terrestres.

El telescopio más poderoso jamás construido está a punto de cambiar nuestra visión del universo

Se espera que la misión pase dos años realizando pruebas y experimentos antes de comenzar a respaldar misiones espaciales, incluida una terminal óptica que se instalará en la Estación Espacial Internacional en el futuro. Podrá enviar datos de experimentos científicos en la estación espacial al satélite, que los retransmitirá a la Tierra.

La demostración actúa como un satélite de retransmisión, eliminando la necesidad de futuras misiones de tener antenas con una línea de visión directa a la Tierra. El satélite podría ayudar a reducir los requisitos de tamaño, peso y energía de las comunicaciones en naves espaciales futuras, aunque esta misión es aproximadamente del tamaño de un colchón gigante.

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Esto significa que las misiones futuras podrían ser más baratas de lanzar y tener espacio para más instrumentos científicos.

Otras misiones actualmente en desarrollo que podrían probar las capacidades de comunicación láser incluyen el sistema de comunicaciones ópticas Orion Artemis II, que permitirá la transmisión de video de ultra alta definición entre la NASA y los astronautas de Artemis que se aventuran a la luna.

Y la misión Psyche, que se lanzará en 2022, llegará a su destino de asteroide en 2026. La misión estudiará un asteroide metálico a más de 150 millones de millas (241 millones de kilómetros) de distancia. y pruebe su láser de comunicación óptica de espacio profundo para enviar datos a la Tierra.

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Horoscopo

Los físicos explotan las simetrías espaciales y temporales para controlar los materiales cuánticos

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Transporte cuántico en una cadena de resonadores que obedecen a simetrías de reflexión espacial e inversión temporal. Crédito: Vasil Saroka

Los físicos de Exeter y Trondheim han desarrollado una teoría que describe cómo se pueden explotar la reflexión espacial y las simetrías de inversión del tiempo, lo que permite un mejor control del transporte y las correlaciones dentro de los materiales cuánticos.


Dos físicos teóricos, de la Universidad de Exeter (Reino Unido) y la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (en Trondheim, Noruega), han construido una teoría cuántica que describe una cadena de resonadores cuánticos que satisfacen las simetrías de la reflexión espacial y la inversión del tiempo. Mostraron cómo las diferentes fases cuánticas de tales cadenas están asociadas con fenómenos notables, que pueden ser útiles en el diseño de futuros dispositivos cuánticos basados ​​en fuertes correlaciones.

Una distinción común en física es entre sistemas abiertos y cerrados. Los sistemas cerrados están aislados de cualquier entorno externo, por lo que se conserva la energía porque no hay ningún lugar al que escapar. Los sistemas abiertos están conectados con el mundo exterior y, a través de intercambios con el medio ambiente, están sujetos a ganancias y pérdidas de energía. Hay un tercer caso importante. Cuando la energía que entra y sale del sistema está finamente equilibrada, se produce una situación intermedia entre la apertura y el cierre. Este equilibrio puede ocurrir cuando el sistema obedece a una simetría combinada de espacio y tiempo, es decir, cuando (1) cambiar de izquierda a derecha y (2) invertir la flecha del tiempo dejan el sistema esencialmente sin cambios.

En su última investigación, Downing y Saroka discuten las fases de una cadena cuántica de resonadores que satisfacen la reflexión espacial y las simetrías de inversión del tiempo. Hay principalmente dos fases de interés, una fase trivial (acompañada de física intuitiva) y una fase no trivial (marcada por una física sorprendente). La frontera entre estas dos fases está marcada por un punto excepcional. Los investigadores encontraron las ubicaciones de estos puntos excepcionales para una cadena con un número arbitrario de resonadores, proporcionando información sobre la escala de los sistemas cuánticos que obedecen a estas simetrías. Es importante destacar que la fase no trivial permite efectos de transporte no convencionales y fuertes correlaciones cuánticas, que se pueden utilizar para controlar el comportamiento y la propagación de la luz a escalas de longitud nanoscópicas.

Este estudio teórico puede ser útil para la generación, manipulación y control de la luz en materiales cuánticos de baja dimensión, con miras a construir dispositivos basados ​​en la luz que exploten fotones, partículas de luz, como caballos de batalla hasta tamaños de aproximadamente una milmillonésima parte de un metro. .

Charles Downing, de la Universidad de Exeter, comentó: «Nuestro trabajo sobre la simetría de paridad-tiempo en sistemas cuánticos abiertos subraya aún más cómo la simetría sustenta nuestra comprensión del mundo físico y cómo podemos beneficiarnos de ella».

Vasil Saroka, de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología, agregó: «Esperamos que nuestro trabajo teórico sobre la simetría de paridad temporal pueda inspirar más investigaciones experimentales en esta apasionante área de la física».

«Puntos excepcionales en cadenas de oligómeros» se publica en Física de las comunicaciones.


Los físicos revelan un flujo no recíproco alrededor del mundo cuántico


Más información:
Charles Andrew Downing et al, Puntos excepcionales en cadenas de oligómeros, Física de las comunicaciones (2021). DOI: 10.1038 / s42005-021-00757-3

Proporcionado por la Universidad de Exeter

Cita: Physicists Exploit Space and Time Symmetry to Control Quantum Materials (2021, 3 de diciembre) recuperado el 3 de diciembre de 2021 de https://phys.org/news/2021-12-physicists-exploit-space-symmetries-quantum. Html

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