Puntos de interés - Revista Española de Física
←
→
Transcripción del contenido de la página
Si su navegador no muestra la página correctamente, lea el contenido de la página a continuación
Puntos de interés
Descripción breve y sencilla de iniciativas docentes en nuestros colegios e institutos
que han de ser resaltadas, de investigaciones relevantes de autores españoles o de
extranjeros en instituciones españolas, y de otros hechos interesantes sobre ciencia
y enseñanza, políticas educativa y científica y sus actores1
UNA IMAGEN DEL CENTRO españoles: el radiotelescopio de 40 m
lustración por gentileza de Alberto García
GALÁCTICO LIBRE DEL VELO del Observatorio de Yebes (Guadalaja-
ra) perteneciente al Instituto Geográfi-
INTERESTELAR co Nacional (IGN) y el radiotelescopio
de 30 m del Instituto de Radioastrono-
E
Gómez (albertogg.com).
l centro de la Vía Láctea alberga mía Milimétrica (Granada), del que el
un agujero negro supermasivo IGN es copropietario.
con una masa igual a unos cuatro No obstante, a los complicados
millones de soles. Aunque el tamaño obstáculos tecnológicos que hay que
de su horizonte de sucesos es de unos sortear para obtener las resoluciones
14 diámetros solares, la gran distancia requeridas, hay que sumar un efecto
al centro galáctico (unos 26.000 años- natural que emborrona cualquier ima-
luz) hace que su tamaño aparente en el gen que se pretenda obtener del Centro
cielo sea extraordinariamente pequeño Galáctico, cualquiera que sea la reso- se han usado técnicas interferométri-
(aproximadamente, 50 millonésimas de lución nativa del instrumento usado. cas y métodos avanzados de Fourier
segundo de arco, el equivalente a una Este efecto es el denominado “cente- para (de forma cualitativamente similar
pelota de tenis vista desde la Luna). lleo interestelar”, que produce defor- a las técnicas de óptica adaptativa usa-
El proyecto «Event Ho- das en los telescopios
rizon Telescope», en con- ópticos), reconstruir
tinuo desarrollo desde una imagen del Cen-
hace más de una déca- tro Galáctico libre de
da, tiene como objetivo los efectos de cente-
fundamental obtener lleo interestelar y, por
imágenes resueltas de lo tanto, con una reso-
las inmediaciones de los lución efectiva limita-
horizontes de sucesos da por la difracción.
en los agujeros negros Como señalan Pablo
supermasivos más cer- de Vicente e Iván Mar-
canos a la Tierra. Este tí Vidal, coautores del
instrumento está forma- trabajo y astrónomos
do por varios radioteles- del Observatorio de
copios distribuidos a lo Yebes, “esta técnica,
largo de la superficie te- que pronto se emplea-
rrestre que, al estar sincronizados con maciones aleatorias (y cambiantes) de rá en observaciones interferométricas a
relojes atómicos, permiten reconstruir la imagen durante las observaciones. frecuencias aún más altas, deberá permi-
el frente de ondas de la emisión que Este efecto es similar al que limita la tir, en un futuro cercano, obtener la pri-
llega del agujero negro; una emisión resolución de los telescopios ópticos, mera imagen de la ‘sombra’ del agujero
que, a longitudes de onda milimétri- debido a las turbulencias atmosféricas, negro que habita en el centro de nuestra
cas, procede seguramente de la parte solo que en este caso el centelleo es pro- galaxia”.
más interna del disco de acrecimiento. ducido por nubes de plasma turbulen- Es evidente que no estaban equi-
Una vez reconstruido el frente de on- to que llenan el espacio entre el Centro vocados, pues unas semanas después
das (y como si de datos holográficos Galáctico y la Tierra. de publicarse estos resultados, el EHT
se tratase), puede reconstruirse una Un equipo internacional en el que reveló la imagen del agujero negro su-
imagen de los alrededores del agujero participan investigadores españoles permasivo de otra galaxia (M87), para la
negro, con una resolución limitada, en del Observatorio de Yebes (IGN, Yebes, que los efectos de centelleo interestelar
principio, únicamente por la difrac- Guadalajara), el Instituto de Radioas- son, afortunadamente, despreciables.
ción. Dos de estos radiotelescopios son tronomía Milimétrica (IRAM-CSIC, Aún tendremos que esperar un tiem-
Granada) y el Instituto de Astrofísi- po para poder ver una imagen similar
1
Sección preparada por Augusto Beléndez, en ca de Andalucía (IAA-CSIC, Grana- de nuestro Centro Galáctico (SgrA*).
colaboración con actores implicados, que anima da) ha publicado recientemente un De momento, los miembros del EHT
a proponer contribuciones relevantes para ser trabajo en Astrophysical Journal (DOI: continúan trabajando arduamente para
consideradas aquí. 10.3847/1538-4357/aaf732) en el que conseguirla.
Revista Española de Física • 33-2 • Abril-junio 2019 49
Puntos de interés
MATERIA DEL INTERIOR Granada) ha observado por primera dos multicelulares que proliferan de
DE UNA ESTRELLA SALE vez la radiación del cocoon. El estudio, forma aparentemente coordinada,
que ha sido publicado en la revista Na- organizándose en torno a escalas de
A LA LUZ ture (DOI: 10.1038/s41586-018-0826- longitud intrínsecas y con la capacidad
3), está liderado por Luca Izzo y en él de ejercer esfuerzos sobre su entorno.
L
as estrellas masivas casi siempre participan Antonio de Ugarte Postigo, Aunque hay múltiples ejemplos de ma-
terminan en explosiones lumino- Christina Thöne y Alexander Kann, teria activa en sistemas artificiales, tales
sas y forman un agujero negro. Si del grupo HETH, Keiichi Maeda, de como suspensiones de micropartículas
la estrella mantiene una rotación rá- Kyoto (Japón) y una colaboración in- que catalizan reacciones químicas, sólo
pida hasta el final, forma un disco de ternacional. El objeto fue detectado en en una parte de su superficie, el pro-
acreción alrededor del agujero negro y diciembre de 2017 y tiene la designa- totipo de sistema activo tiene origen
lanza dos chorros ultrarrelativistas. ción de “GRB 171205A” (en referencia biológico.
Estos chorros salen de la estrella por a la fecha de la detección) o supernova En un artículo publicado en Nature
los polos, produciendo radiación de ra- 2017iuk. Physics (DOI: 10.1038/s41567-018-
Como indica la Dra. Thöne, “en este 0411-6) los investigadores de la Univer-
caso, el GRB estaba relativamente sitat de Barcelona, Berta Martínez Prat,
cerca y la radiación de los chorros fue Jordi Ignés Mullol, Jaume Casademunt y
más débil de lo habitual, lo cual que Francesc Sagués han demostrado, a par-
permitió observar el cocoon”. El cocoon tir de experimentos y análisis teóricos,
arrastró materia expulsado de la estre- que las escalas de longitud y de tiempo
lla con un tercio de la velocidad de la que caracterizan geles activos forma-
luz. “Este evento, por fin, ha probado dos a partir de proteínas de citoesque-
la teoría de los cocoons”, puntualiza la leto (tubulinas que forman filamentos
Dra. Thöne. Ahora los astrónomos es- y kinesinas que realizan trabajo a partir
tán especulando si, en algunos casos, de la hidrólisis de adenosín trifosfato)
el chorro no llega a salir de la estrella pueden atribuirse a una inestabilidad
por arrastrar demasiado material, lo formadora de patrones, de modo un
cual influye el tipo de supernova que tanto análogo a cómo se racionalizan
la estrella produce. las estructuras disipativas autoorgani-
Las estrellas masivas nunca nos abu- zadas observables en convección clásica
rren y no debemos olvidar que todos (inestabilidad de Rayleigh-Bénard) o en
nosotros no existiríamos sin los ele- sistemas de reacción-difusión (patrones
mentos que se han producidos dentro de Turing). En todas estas situaciones,
de ellas antes de morir. “Ahora sabe- las escalas emergentes son intrínsecas,
yos gamma mientras el resto colapsa y mos como algunos de estos elementos es decir, no determinadas por paráme-
luego explota en forma de supernova. importantes pueden salir del interior tros externos como podría ser el tamaño
Este fenómeno se llama “estallido de de la estrella”, concluye la Dra. Thöne. del sistema.
rayos gamma” (en ingles gamma-ray Desde hace años, se sabe que mu-
burst, GRB). Los GRB normalmente chos sistemas activos no-confinados
van acompañados de una supernova Formación de patrones se organizan en un régimen denomi-
con líneas de absorción muy anchas, en bizomateriales nado turbulencia activa, donde los
resultando de la velocidad enorme flujos automantenidos se caracterizan
(unos 10.000 km/s) del material en la activos por un tamaño de vórtice intrínseco.
explosión. Aunque los modelos teóricos han pre-
L
Al salir de la estrella, los chorros a denominación materia activa, dicho, y las evidencias experimentales
pueden arrastrar material desde el de gran interés reciente en la co- han corroborado, la existencia de rela-
interior de la misma estrella con gran- munidad de física estadística, hace ciones de escala entre estos tamaños
des cantidades de elementos pesados, referencia a sistemas fuera del equili- característicos y parámetros propios
como hierro y níquel, que se forman en brio en los que emerge un orden espa- de los materiales, la ruta que lleva a
el núcleo justo antes de la muerte de la ciotemporal debido a la interacción la formación de tan ubicuo estado di-
estrella. Desde hace años los teóricos entre sus componentes, los cuales se námico se desconocía hasta la fecha.
han predicho la formación de envoltu- propulsan de forma autónoma a par- Como señalan los autores del trabajo,
ras (cocoons) junto a los chorros, pero tir de recursos propios o extraídos de el resultado fundamental del mismo ra-
normalmente, el GRB y la supernova su entorno inmediato. Encontramos dica en haber observado la formación
son demasiado brillantes como para ejemplos de sistemas activos en un am- del régimen turbulento en su desarrollo
poder observar la radiación del cocoon plio rango de escalas de longitud, desde espontáneo a partir de un estado ini-
alrededor del chorro. rebaños de ganado o bandadas de pája- cial donde el preparado activo de pro-
El equipo HETH (High Energy Tran- ros, que realizan fascinantes movimien- teínas filamentosas del citoesqueleto
sients and their Hosts) del Instituto de tos colectivos en sus desplazamientos, está alineado. El mecanismo desvelado
Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC, hasta suspensiones bacterianas o teji- es un proceso genuino de formación de
50 Revista Española de Física • 33-2 • Abril-junio 2019
Puntos de interés
patrones que progresa a tra-
vés de una cascada de inesta-
bilidades con jerarquías bien
definidas. El interés general
que ha suscitado el presente
trabajo es también debido a
la interpretación de dicho
mecanismo basado en la teo-
ría de geles activos. Hasta el
momento, esta teoría había
sido orientada a sistema con-
finados, donde la geometría
impuesta por el entorno enmascara la modelos, han pensado que la decisión políticas que eviten la extinción de fe-
manifestación de cualquier escala de de qué idioma usar en una sociedad bi- nómenos minoritarios.
magnitud intrínseca, con lo que los pa- lingüe puede dar pistas sobre la dinámi- Los autores (Mariamo Mussa, Alberto
trones activos son esclavos de efectos ca social en general. P. Muñuzuri y Jorge Mira, de la Universi-
del tamaño del sistema. En este trabajo, El trabajo se basa en la observación dad de Santiago de Compostela, y Luís F.
los investigadores han demostrado que de la evolución, a lo largo de un siglo, Seoane, de la Universidad Pompeu Fabra
dicha teoría puede generalizarse para del número de hablantes de las dos de Barcelona, y del IFISC-CSIC de Ma-
incluir sistemas activos no-confinados, lenguas cooficiales en Galicia, que es llorca) proponen una serie de estrategias
haciéndola compatible con el principio dividida en 20 subregiones. Se descu- para decelerar las dinámicas lingüísticas,
de selección de patrones que se ha ob- bre que la evolución es más rápida en tales como aumentar la presencia de las
servado. regiones predominantemente rurales subregiones rurales en las urbanas o au-
que en las urbanas. Los mentar el acceso y presencia en las redes
autores desarrollan mo- sociales y de comunicación.
delos matemáticos en los Como conclusión más general, su-
que se puede introducir gieren que este fenómeno de competi-
el efecto de la globali- ción entre lenguas podría extrapolarse
zación a través de la red a otras situaciones de competición de
de conexiones entre las dos ideas.
diferentes subregiones y
encuentran dos efectos
importantes, que des- ¿Cuántos materiales
criben extensamente en topológico existen en
Nature Communications
(DOI: 10.1038/s41467- la naturaleza?
019-09688-8). El pri-
L
mero, la complejidad de os materiales topológicos tienen
las relaciones humanas unas propiedades electrónicas
de cada region: las más universales muy especiales, que
rurales tienen una com- están protegidas frente a perturbacio-
plejidad menor, por lo nes o desorden débil. Se comportan
que pueden evolucionar como aislantes ordinarios en su inte-
más rápidamente a nue- rior y, sin embargo, presentan un flujo
Transición del nemático activo de un estado radialmente alineado al estado vos escenarios. En re- de carga en su superficie (si son de pri-
de turbulencia activa. Imagen de fluorescencia. Escala: 100 μm. giones urbanas, donde la mer orden) o en sus aristas o vértices (si
red interna de relaciones son se segundo o tercer orden). Estas
es más compleja, ocurre lo contrario: propiedades están descritas por la to-
La complejidad urbana se retrasan los cambios. El segundo, pología, una rama de las matemáticas
mantiene la diversidad el término de complejidad añadida que estudia la conectividad de objetos
por el hecho de que cada región está frente a deformaciones continuas.
L
a globalización hace que la di- en contacto con el mundo exterior a Las corrientes que estos materiales
námica social humana sienta la través de redes sociales, etc., que pue- presentan en su superficie/aristas son
influencia de lugares cada vez de favorecer o ralentizar los cambios muy robustas debido a una protección
más lejanos. Un grupo de cuatro físi- en cada región. Así, se demuestra que topológica que permite a la corriente
cos se ha preguntado cómo afecta ese la complejidad añadida a las regio- eléctrica fluir sin pérdidas a tempera-
aumento de correlación a la gestión de nes rurales debida a la globalización tura ambiente, convirtiéndose en los
conflictos o toma de decisiones colec- ayuda a ralentizar la evolución de la candidatos ideales para aplicaciones
tivas. En la búsqueda de datos suscepti- dinámica lingüística y, por tanto, per- en electrónica. Una de las barreras para
bles de cuantificación y para contrastar mite un tiempo extra para coordinar poder encontrar aplicaciones basadas
Revista Española de Física • 33-2 • Abril-junio 2019 51
Puntos de interés
cionales, han llegado a de- cómo se adaptan las sociedades con-
mostrar que el 25 % de los temporáneas al ciclo estacional de luz
materiales que se encuen- y oscuridad si, a la vez, se rigen por re-
tran en la naturaleza son lojes mecánicos que están ligados ex-
topológicos. Resulta que a clusivamente a la rotación de la Tierra
fin de cuentas estos mate- y que, por tanto, no entienden de las
riales son más comunes de estaciones.
lo que se pensaba, con más El Profesor José María Martín Ola-
candidatos tenemos más lla, del Departamento de Física de la
posibilidad de encontrar Materia Condensada de la Universidad
uno óptimo. de Sevilla, aborda este problema en un
El equipo de investiga- artículo publicado en la revista Scienti-
ción ha publicado los códi- fic Reports (DOI: 10.1038/s41598-019-
gos utilizados en su estudio 43220-8) en el que compara el ciclo de
en la Web del Bilbao Crysta- sueño/vigilia en sociedades industria-
llographic Server y ha cons- les y en sociedades pre-industriales
truido una base de datos de (sin acceso a la electricidad). El estudio
materiales topológicos para no solo es intercultural sino que tam-
en estos materiales era precisamente la que cualquier persona interesada pueda bién permite poner de relieve el papel
falta de un material ideal. comprobar si su material es topológico de la latitud, ya que las sociedades in-
En 2017 se dio un gran paso adelante, y la fase cristalina en la que se encuen- dustriales analizadas están situadas en
de la mano de una colaboración interna- tra (https://bit.ly/30dECvq). la región extratropical y las pre-indus-
cional, donde se encontraban integrados triales en la zona intertropical.
la Dra. Maia García Vergniory, investiga- Como señala el Dr. Martín Olalla,
dora Ikerbasque y del Donostia Interna- CAMBIO ESTACIONAL DE el cambio estacional de hora permite
tional Physics Center de San Sebastián, HORA, CICLO DE SUEÑO/ que la sincronización de sueño/vigilia
y el Prof. Luis Elcoro, del Departamento cambie estacionalmente. En invierno
de Física de la Materia Condensada de la VIGILIA Y LA COMISIÓN el ciclo de sueño/vigilia se sincroniza
Universidad del País Vasco (UPV/EHU), EUROPEA con el amanecer de forma que su fase
clasificando todas la fases topológicas se retrasa dos horas desde el ecuador al
A
cristalinas que existen en la naturaleza. final de agosto de 2018 la Co- paralelo 50 (la latitud de Berlín o Lon-
Este trabajo fue portada de la revista misión Europea anunció su in- dres). En verano, el cambio estacional
Nature (DOI:10.1038/nature23268), ya tención de proponer el fin del mitiga este retraso y hace que la fase
que introducía una novedosa manera de cambio estacional de hora para este del ciclo de sueño/vigilia se sincroni-
entender la topología. año 2019. La preocupación por la in- ce con el mediodía. Despertamos seis
En un trabajo recientemente pu- fluencia de esta práctica en la salud, horas antes del mediodía (las 8 am en
blicado también en la revista Nature junto a la errónea idea de que el único España) y dormimos diez horas después
(DOI:10.1038/s41586-019-0954-4) beneficio es un ahorro energético difí- del mediodía (nuestras 12 pm).
y como continuación del trabajo ante- cil de percibir, provocó la urgencia por En una Carta al Editor publicada en
rior, el mismo equipo de investigación cambiar algo que funciona exitosamen- el European Journal of Internal Medicine
internacional en el que también par- te desde hace 100 años en Reino Unido, (DOI: 10.1016/j.ejim.2019.02.006) el Dr.
ticipan los investigadores Maia García Irlanda y Portugal; desde hace 50 años Martín Olalla describe cómo el balance
Vergniory y Luis Elcoro han utilizado en Italia, y desde hace 40 años en el res- de ventajas e inconvenientes que guía la
la metodología Topological Quantum to de la Unión. preferencia por emplear o evitar el cambio
Chemistry para escudriñar la base de Sin embargo, el cambio de hora estacional de hora depende fundamen-
datos Experimental Inorganic Crystal influye en un problema más general: talmente de la latitud. Esto desaconseja
Structure Data Base, que una decisión común al
contiene más de 200.000 respecto en toda Europa y
materiales, con el obje- sostiene que la Comisión
tivo de descubrir todos debe permitir que cada
los materiales topológi- país decida si aplicar o
cos que se esconden en no dicha práctica.
esta base. Pero, ¿cuántos En dos vídeos publica-
materiales topológicos dos en YouTube (https://
existen en la naturaleza? youtu.be/GXx3lcCTkFQ
La Dra. García Vergniory y https://youtu.be/_GP_
contesta a esta pregunta FEO5YDY) pueden verse
indicando que los cien- las conclusiones más im-
tíficos, usando recursos portantes de estas con-
computaciones excep- tribuciones.
52 Revista Española de Física • 33-2 • Abril-junio 2019
También puede leer
