Arxiu de la categoria: FÍSICA QUÀNTICA

Descobertes propietats sorprenents del grafè que obren la via a noves aplicacions

A les sorprenents propietats que ja es coneixen del grafè, un material de tan sols un àtom de gruix, molt lleuger, resistent i flexible, alhora que més dur que l’acer i conductiu que el coure, ara se sumen les que investigadors del Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) de Barcelona, ​​liderats per Dmitri Efetov, acaben de descobrir; es tracta d’un conjunt de qualitats extraordinàries que, a més d’obrir la porta a noves aplicacions, com millorar l’eficiència de la transmissió d’energia, s’emmarquen en un nou tipus de física, anomenada de la matèria condensada, molt rica i complexa, que encara no es comprèn.

El descobriment, que recull Nature, part d’una troballa realitzat en 2018 per un equip de l’Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT), amb el físic valencià Pablo Jarillo al capdavant. Llavors, els científics van disposar dues làmines de grafè, una damunt d’una altra, però no perfectament alineades, sinó una d’elles girada amb un ‘angle màgic’ de 1,1º. En aquesta disposició, van observar que el grafè era capaç de conduir electrons sense resistència, el que convertia aquest material bidimensional en un superconductor, capaç de transportar electricitat sense pèrdues.

https://www.lavanguardia.com/ciencia/20191030/471293407445/grafeno-nuevas-propiedades-superconductor-icfo.html Continua la lectura de Descobertes propietats sorprenents del grafè que obren la via a noves aplicacions

Google demostra la supremacia quàntica

La computació quàntica supera per primera vegada als superordinadors més potents

Una partícula clàssica, si es troba amb un obstacle, no pot travessar-i rebota. Però amb els electrons, que són partícules quàntiques i es comporten com ones, hi ha la possibilitat que una part d’ells pugui travessar les parets si són els suficientment primes; d’aquesta manera el senyal pot passar per canals on no hauria de circular. Per això, el xip deixa de funcionar.

En conseqüència, la computació digital tradicional no trigaria a arribar al seu límit, ja que ja s’ha arribat a escales de només algunes desenes de nanòmetres. Sorgeix llavors la necessitat de descobrir noves tecnologies i és aquí on la computació quàntica entra en escena.

https://www.lavanguardia.com/ciencia/20191023/471156519790/ordenador-cuantico-google-supremacia-computacion-cuantica.html

Un sistema de computación cuántica desarrollado por Google ha realizado en doscientos segundos una tarea que, según los cálculos de la compañía, le hubiera costado 10.000 años al superordenador más potente del mundo.

 El avance, presentado hoy online en la revista Nature , es la primera demostración empírica del concepto de supremacía cuántica. Este concepto, predicho por la física teórica, postula que los ordenadores cuánticos serán capaces de realizar tareas que están fuera del alcance de los ordenadores convencionales.
Ordenador cuántico de Google

Ordenador cuántico de Google (Hannah Benet / Google)

Se trata de “un hito en la computación de importancia comparable a los primeros vuelos de los hermanos Wright”, destaca William Oliver, investigador del Instituto de Tecnología de Massachusetts que no ha participado en el proyecto de Google, en un artículo de valoración del trabajo publicado en Nature.

Pero al igual que pasaron décadas entre los vuelos de los hermanos Wright y el desarrollo de la aviación comercial, el nuevo sistema de computación cuántica no tendrá aplicaciones prácticas a corto plazo.

Un hito en la computación de importancia comparable a los primeros vuelos de los hermanos Wright”

Los ordenadores cuánticos “tendrán un impacto que no podemos prever, pero que será enorme”, predijo el físico Ignacio Cirac, director del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica y pionero de la computación cuántica, en una entrevista con La Vanguardia el año pasado. “No sólo acelerarán muchos cálculos, sino que permitirán realizar cálculos que ahora no son posibles”.

Las aplicaciones prácticas potenciales incluyen –entre muchas otras- el desarrollo de fármacos o la creación de nuevos materiales.

Ordenador cuántico de Google

Ordenador cuántico de Google (Google)

Por ahora, la supremacía cuántica se ha demostrado en una tarea de generación de números aleatorios, sin ambición de tener utilidad práctica. El equipo de Google ha desarrollado el procesador cuántico Sycamore formado por 54 qubits, o bits cuánticos. Uno de ellos funcionó de manera defectuosa, por lo que el experimento se realizó finalmente con 53 qubits. Estos 53 qubits pueden adoptar unos 10.000 billones de estados cuánticos distintos (o 2 elevado a la potencia 53).

Han colaborado con Google en el proyecto trece instituciones científicas de Estados Unidos y Alemania, que incluyen universidades, centros de supercomputación y la NASA.

Utilidad práctica

Las aplicaciones posibles incluyen el desarrollo de fármacos, la creación de nuevos materiales o la seguridad informática absoluta

El rendimiento del procesador cuántico Sycamore se comparó con el del superordenador Summit instalado en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge en Tennessee. Con una capacidad de 200 billones de operaciones por segundo, Summit es actualmente el superordenador más potente del mundo. Pero fue incapaz de igualar las prestaciones del Sycamore.

Procesador Sycamore del ordenador cuántico de Google

Procesador Sycamore del ordenador cuántico de Google (Google)

En un primer test con una muestra de sólo un millón de muestras de números aleatorios, Sycamore necesitó 200 segundos para resolver la prueba. A Summit le bastaron 130, aunque después necesitó cinco horas más para verificar que su resultado era correcto.

Pero en cuanto se aumentó la complejidad del test, Sycamore siguió dando resultados en 200 segundos. Un cálculo de cuánto habría que esperar para que Summit llegara al mismo resultado concluyó que le harían falta 10.000 años, y que necesitaría varios millones de años adicionales para completar los tests de verificación.

Polémica entre IBM y Google

IBM cuestiona que Google haya conseguido la supremacía cuántica

El anuncio de Google ha desatado una polémica con la compañía IBM, que construyó el superordenador Summit. IBM asegura que no le harían falta 10.000 años sino sólo dos días y medio para igualar el cálculo de Sycamore. Sigue siendo mucho más de doscientos segundos pero ya no sería un cálculo que quede fuera del alcance de los ordenadores actuales, que es el concepto que se utiliza para definir la supremacía cuántica.

Ordenador cuántico de Google
Ordenador cuántico de Google (Hannah Benet / Google)

“Lo que ha conseguido Google es un hito brutal”, señala José Ignacio Latorre, físico de la Universitat de Barcelona (UB) que lidera la iniciativa para construir un ordenador cuántico en Catalunya. “Centrar el debate en la cuestión semántica de si se ha conseguido o no la supremacía cuántica sería un error. Es un avance extraordinario que hace cinco años nadie hubiera predicho”.

Sundar Pichai, CEO de Google, sostiene una pieza del ordenador cuántico de la compañía
Sundar Pichai, CEO de Google, sostiene una pieza del ordenador cuántico de la compañía (Hannah Benet / Google)

“Se había cuestionado si algún día se podría controlar en la práctica un ordenador cuántico suficientemente grande”, señala William Oliver en su artículo en Nature. Los nuevos resultados demuestran “la viabilidad de la computación cuántica en un espacio computacional excepcionalmente grande”, con un tamaño de por lo menos 10.000 billones de estados cuánticos. Además, “sugiere que los ordenadores cuánticos representan un modelo de computación fundamentalmente distinto del de los ordenadores clásicos”, lo que abre la vía a avances científicos y tecnológicos aún insospechados.

https://es.wikipedia.org/wiki/Computaci%C3%B3n_cu%C3%A1ntica

Quatre dones científiques (i un científic) que protagonitzaran la recerca en 2019

La revista ‘Nature’ escull els possibles noms propis de la ciència per aquest any: un viròleg entestat a estudiar i acabar amb l’ebola, una advocada contra el canvi climàtic, una enginyera involucrada en l’enviament d’un nou ‘rover’ a la Lluna, una astrofísica que tracta de caçar ones gravitacionals amb púlsars i una biòloga que analitza la biodiversitat a escala global.

https://www.publico.es/ciencias/mujeres-cientificas-protagonistas-investigacion-nature.html Continua la lectura de Quatre dones científiques (i un científic) que protagonitzaran la recerca en 2019

Ones gravitacionals: el ressò de quatre esdeveniments còsmics arriba a la Terra

A TV3 una de las sèries de més audiència banalitza tots els conceptes de la mecànica quàntica. Això és bo, qualsevol divulgació de la ciència és bona.

Ho diem així com qui no vol la cosa, forma part del nostre llenguatge i coneixement incorporat, però fa un parell d’anys, no havíem sentit  aquesta paraula de manera tan popular: “Ones gravitacionals”. De fet el treball de recerca de l’alumne que tutoritzo aquest any  té com a títol “Viatjar en el temps” . Parla de les ones gravitacionals  en el treball com si fos un concepte del més normal.

L’anunci de quatre fusions addicionals de forats negres binaris ens aporta més informació sobre la naturalesa de la població d’aquests sistemes binaris en l’Univers i restringeix millor el ritme de successos per a aquest tipus d’esdeveniments.

Anem aprenent i encara ens queda molt. Com va dir Richard Feynman (aquest any es compleixen 100 anys del seu naixement) :

“Si vostè pensa que entén la mecànica quàntica … llavors vostè no entén la mecànica quàntica “

ttps://www.elperiodico.com/es/ciencia/20181203/cuatro-nuevas-detecciones-ondas-gravitacionales-7181432 Continua la lectura de Ones gravitacionals: el ressò de quatre esdeveniments còsmics arriba a la Terra

La 23a Setmana de la ciència ret homenatge al físic Richard Feynman

Feynman s’esforçava un cop i un altre en transmetre aquella visió del coneixement pur, això era degut  al fet que per a ell era natural el que per a la immensa majoria dels humans no ho és. “Crec que puc dir amb seguretat que ningú entén la mecànica quàntica “. És una de les cites més repetides de Richard Feynman (11 de maig de 1918 – 15 de febrer de 1988), i és sens dubte una frase insòlita en llavis d’un físic. Però les paraules tenen sentit quan s’entén com funcionaven els fins engranatges mentals de qui va ser, a més d’una de les més prestigioses figures de la física teòrica de tots els temps, un dels científics més populars del segle XX.

Feynman va portar el seu peculiar geni, entre solemne i bromista, fins a la seva batalla final contra el càncer: “morir és avorrit”, van ser les seves últimes paraules

També se suma a la Setmana de la Ciència d’en guany  la celebració del 150 naixement del científic i lingüista Pompeu Fabra

https://www.lavanguardia.com/ciencia/20181109/452809787452/setmana-ciencia-catalunya-feynman.html

Decía el físico Richard Feynman, uno de los científicos más influyentes de todos los tiempos, que hay algunos preguntan ‘¿cómo puedes vivir sin saber?’, a lo que él respondía que “no entiendo qué quieren decir. Siempre vivo sin saber. Eso es fácil. Cómo conseguir saber es lo que quiero averiguar”. Quizás, el primer ingrediente para saber es preguntarse por la naturaleza de las cosas, de la materia, de lo visible y lo invisible, como él hacía. Para ello, se necesita el ingrediente básico, la curiosidad. Continua la lectura de La 23a Setmana de la ciència ret homenatge al físic Richard Feynman

El Nobel de Física premia una dona per primera vegada des de 1963

No m’agrada el titular d’aquesta notícia tal com està formulada, però reconec que aquest titular crida molt més que si l’article diu simplement a qui li han donat el Nobel. Aquest any, el Noble de Física ha estat donat a la canadenca Donna Strickland, que comparteix el guardó amb el nord-americà Arthur Ashkin i el francès Gérard Mourou per “invencions revolucionàries en el camp de la física dels làsers”. Tant de bo que arribi un dia que aquest titular de la Vanguardia no sigui necessari, i ja no cridi l’atenció.

Les eines inventades pels premiats d’aquest any han estat fonamentals per al desenvolupament de la fotònica, l’àrea de la física que es basa en controlar els fotons de manera comparable a com l’electrònica es basa en controlar els electrons. Les aplicacions de la fotònica inclouen des de la computació quàntica fins a noves tecnologies de diagnòstic mèdic, passant pel desenvolupament de nous materials o de cèl·lules més eficients per panells d’energia solar.

https://www.lavanguardia.com/ciencia/20181002/452142171067/nobel-fisica-2018.html

Las herramientas de la fotónica, que permiten manipular la luz con precisión exquisita y han abierto la vía a nuevas aplicaciones industriales y médicas, han sido reconocidas con el premio Nobel de Física de 2018. La Academia de Ciencias Sueca ha concedido el galardón al estadounidense Arthur Ashkin, el francés Gérard Mourou y la canadiense Donna Strickland, que se convierte en la primera mujer en ganar el Nobel de Física desde 1963.

Los premiados reciben el galardón por “invenciones revolucionarias en el campo de la física de los láseres”, según el veredicto de la Academia de Ciencias Sueca anunciado hoy. Continua la lectura de El Nobel de Física premia una dona per primera vegada des de 1963

Un neutrí que va colpejar l’Antàrtida va ser rastrejat fins a una galàxia a 3.700 milions d’anys llum de distància

Els neutrins són partícules extraordinàries. Tan lleugeres que una vegada es va pensar que no tenien massa, surten contínuament del sol en grans quantitats. La major part del temps passen a través d’objectes en el seu camí: al voltant de 100.000 milions passen desapercebuts a través de l’àrea de la punta d’un dit cada segon. Les col·lisions amb altres partícules com la detectada a l’Antàrtida són molt rares.

https://www.pressdigital.es/texto-diario/mostrar/1135329/neutrino-golpeo-antartida-rastreado-hasta-galaxia-3700-millones-anos-luz-distancia?utm_source=newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=Newsletter%20www.pressdigital.es

Una misteriosa partícula fantasma que se estrelló contra la Tierra e iluminó sensores enterrados profundamente bajo el polo sur ha sido rastreada hasta unagalaxia distante que alberga un enorme agujero negro giratorio.

Los astrónomos detectaron el neutrino de alta energía, una especie de partícula subatómica, cuando se descargó en el sur del Océano Índico cerca de la costa de la Antártida y continuó hasta que golpeó un núcleo atómico en el hielo antártico, enviando más partículas volando. Continua la lectura de Un neutrí que va colpejar l’Antàrtida va ser rastrejat fins a una galàxia a 3.700 milions d’anys llum de distància

El físic curiós que es va convertir en una icona de la ciència. Richard Feynman 100 anys

Avui es celebra el centenari del naixement d’un dels físics més creatius i influents . Un dels físics més importants del segle XX va ser també un home admirat per el seus ensenyaments i agudes reflexions sobre la vida i la ciència. Algunes frases seves  són:

“El primer principi és que no has de enganyar-te a tu mateix, i ets la persona més fàcil d’enganyar”.

“Crec que puc dir amb seguretat que ningú entén la mecànica quàntica”.

http://www.lavanguardia.com/ciencia/fisica-espacio/20180511/443508104776/richard-feynman-100-aniversario-nacimiento-fisica.html

“Hay belleza no solo en la apariencia de la flor, también en poder apreciar su funcionamiento interno y en cómo ha evolucionado para tener los colores adecuados que atraen a los insectos para que la polinicen. La ciencia solo hace que enriquecer el entusiasmo y el asombro que provoca la flor”, explicaba en una entrevista grabada en 1981 para la BBC Richard Feynman, el físico más importante y popular del siglo XX junto con Albert Einstein.

Cuando al año siguiente la cadena británica emitió la grabación, el público cayó a sus pies, seducido por aquel profesor canoso que entremezclaba anécdotas de su vida y de su filosofía de la ciencia con sus teorías rompedoras de la física. Hoy Feynman, de quien hoy se conmemora el 100 aniversario de su nacimiento, es un icono de la ciencia.

Hoy se cumplen 100 años del nacimiento de este físico, una de las mentes más brillantes del siglo XX.
Hoy se cumplen 100 años del nacimiento de este físico, una de las mentes más brillantes del siglo XX. (Caltech)

Ganador del Premio Nobel de física en 1965, al igual que el recientemente fallecido Stephen Hawking, Feynman (Nueva York, 1918) ha sido uno de los pocos físicos que entró en el universo popular, con sus libros best-seller, con sus conferencias y sus clases, y también su excéntrica vida privada y aficiones como tocar los bongos en una compañía de ballet o ser un asiduo de bares de striptease. También es conocido por haber sido uno de los padres de la bomba atómica, que mató a más de 80.000 japoneses durante la Segunda Guerra Mundial.

Que fuera científico estaba ya decidido antes incluso de su nacimiento. Cuando su madre estaba embarazada, su padre le advirtió: “Si es un niño, quiero que sea científico”. Así, a los 10 años Feynman ya disponía de un laboratorio propio en casa y poco después incluso contrató a su hermana pequeña, Joan, para que le ayudara por un suelo de cuatro centavos a la semana. A los 15 aprendió de manera autodidacta trigonometría, álgebra avanzada, geometría analítica y cálculo.

Tras graduarse en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en 1939, con las mejores calificaciones posibles en física y matemáticas, entró en la Universidad de Princeton. Su talento hizo que fuera reclutado para participar en el Proyecto Manhattan en los Alamos, Nuevo México, junto con otras de las grandes mentes brillantes del siglo XX. Allí, convencido de que se usaría en la Alemania nazi, contribuyó a crear la primera bomba atómica. No obstante, al ver su uso y el impacto que tuvo en la población civil japonesa, Feynman entró en crisis y comenzó a plantearse el valor de la ciencia. Coincidía con el hecho de que su mujer, Aline, había muerto pocos meses antes de tuberculosis.

El físico norteamericano era conocido también por su afición a tocar los bongos.
El físico norteamericano era conocido también por su afición a tocar los bongos. (Caltech)

Era sumamente curioso, trabajó en virus, comportamiento de las hormigas e incluso en las aplicaciones potenciales de la nanotecnología. También parecía interesarse por las cosas aparentemente más nimias. En un bar de Cornell, por ejemplo, estaba contemplando a un estudiante que lanzó un plato al aire, como si se tratara de un fresbee. Al caer al suelo, el plato comenzó a rotar más rápido. Aquello le hace pensar en las ecuaciones que explicaban ambos movimiento y al hacerlo recordó un problema similar relacionado con el spin de rotación de los electrones, que había descrito el físico británico Paul Dirac. Eso a su vez lo llevó a la teoría de electrodinámica cuántica de Dirac, que intentaba explicar el mundo subatómico pero que provocaba tantas preguntas como respuestas obtenía.

Feynman logró solventar esa teoría con sus famosos diagramas, con los que incluso decoró su furgoneta y que le valieron el Premio Nobel de Física en 1965. Esos diagramas se usan para modelar desde el comportamiento de partículas subatómicas al movimiento de los planetas, la evolución de las galaxias y la estructura del cosmos. Casi un siglo después, siguen siendo la mejor explicación para todo en el universo, a excepción de la gravedad.

A los 10 años Feynman ya disponía de un laboratorio propio en casa y poco después incluso contrató a su hermana pequeña, Joan, para que le ayudara por un suelo de cuatro centavos a la semana.

En 1986 formó parte de la comisión que investigó el accidente del transbordador Challenger, que explotó tan tolo 73 segundos después de despegar y acabó con la cida de los siete astronautas que viajaban en él.

Además de su talento como físico, Feynman destacó por su faceta como profesor y divulgador. En el Instituto de Tecnología de California (CALTECH), en Pasadena (EEUU), en sus clases de ‘Física X’, se enfrentaba a las preguntas que sus alumnos quisieran hacer. Muchas de sus respuestas están recogidas en libros y artículos que han agrandado aún más su fama.

En 1986, Feynman murió de cáncer. Para entonces, su biografía era todo un bestseller y él un icono del siglo XX. Hoy 100 años después el mundo entero le rinde homenaje.

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Per primera vegada s’aconsegueix confinar la llum en un àtom

Ja se sabia que el grafè era capaç de guiar la llum en forma de plasmons, que són oscil·lacions dels electrons que actuen molt fortament amb la llum. El que han fet els investigadors de l’ICFO és usar dues capes de materials bidimensionals, una de grafè i un metall, a més d’un aïllant, amb què han construït un dispositiu nano òptic capaç de guiar la llum sense pèrdues addicionals

http://www.lavanguardia.com/ciencia/20180424/442954544910/grafeno-confinar-luz-atomo-icfo.html

Del grafeno se asegura que es el material del futuro por sus increíbles propiedades. No solo es el más fino que existe, sino que además es muy flexible y ligero, pero más duro que el acero, lo que permite crear estructuras muy livianas a la vez que muy resistentes. También es capaz de guiar la luz, por lo que se puede usar para fabricar dispositivos electrónicos ultrafinos y diminutos.

En este sentido, investigadores del Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) de Barcelona han logrado gracias al grafeno un hito en ciencia:confinar la luz en un solo átomo de grosor, el confinamiento más pequeño posible. Además de la relevancia científica de este hallazgo, abren la puerta a poder fabricar sensores ópticos ultra sensibles y pequeños, así como detectores, interruptores, chips ultrarrápidos. Los aparatos, en definitiva, que llevaremos en el bolsillo en el futuro. Continua la lectura de Per primera vegada s’aconsegueix confinar la llum en un àtom

Un assumpte familiar: els Thomson i l’electró

Dos Premis Nobel en la mateixa família: pare i fill van rebre el més important premi científic per estudiar característiques clau (i oposades) de la mateixa partícula amb gairebé 30 anys de diferència. Un pensava que era una partícula, l’altre que era una ona.

S’acosten els exàmens de selectivitat. Els últims temes de física són els més actuals. Entre ells l’estudi de la dualitat ona-partícula. En el món macroscòpic resulta molt evident la diferència entre una partícula i una ona; dins els dominis de la mecànica quàntica, les coses són diferents.

Un conjunt de partícules, com un raig d’electrons movent-se a una determinada velocitat pot comportar segons totes les propietats i atributs d’una ona. D’altra banda, un raig de llum pot, en determinades circumstàncies, comportar-se com un doll de partícules (fotons) amb una quantitat de moviment ben definida. Així, a l’incidir un raig de llum sobre la superfície llisa d’un metall es desprenen electrons d’aquest (efecte fotoelèctric). L’energia dels electrons arrencats al metall depèn de la freqüència de la llum incident i de la pròpia naturalesa del metall.

Segons la hipòtesi de De Broglie, cada partícula en moviment porta associada una ona, de manera que la dualitat ona-partícula pot enunciar de la següent manera: una partícula de massa m que es mogui a una velocitat v pot, en condicions experimentals adequades, presentar-se i comportar-se com una ona de longitud d’ona, λ.

Para i fill tenien raó.

https://www.eldiario.es/retiario/asunto-familiar-Thomson-electron_6_750384986.html

Ganar un Premio Nobel es muy poco común y que lo ganen dos miembros de la misma familia es mucho menos habitual todavía. Hay pocos casos de padres e hijos que ganen este prestigioso galardón y menos aún de padres e hijos que lo hagan de modo independiente. Pero sólo hay un caso en el que un padre y un hijo obtuvieron cada uno su Nobel separadamente pero por estudios realizados sobre el mismo fenómeno natural, y es la historia de los Thomson, JJ y GP: los científicos que hicieron del electrón un asunto familiar. Y algo tenso. Continua la lectura de Un assumpte familiar: els Thomson i l’electró