Agujeros negros, magnetismo y cáncer Understand article

Traducido por José L. Cebollada. EIROforum, que publica Science in School, es una colaboración entre los ocho centros de investigación guberamentales más importantes de Europa . Este artículo revisa algunas de las últimas investigaciones de los centros miembros de EIROfoum (EIROSs).

EIROforum

 

EIROforum combina los recursos, instalaciones y experiencia de sus organizaciones miembros para ayudar a la ciencia europea a desarrollar su máximo potencial. Para saber más, ver: www.eiroforum.org

CERN: pistas prometedoras para el bosón de Higgs

La caza del bosón de Higgs está en su última fase, como se anunció en un seminario el 13 de diciembre de 2011. Si existe, el bosón de Higgs tiene una vida muy breve y decae de varias maneras diferentes. Tanto en el ATLAS como en el CMS, los mayores experimentos del CERN en el LHC (Gran Colisionador de Hadrones), se ha observado un exceso de rayos gamma (fotones muy energéticos) en la región de energía donde se espera encontrar al bosón de Higgs.

Sin embargo, no bastan los 500 billones de colisiones protón-protón en cada experimento- que se consiguen gracias a los excelentes ajustes realizados en el LHC durante 2011.

Con un valor de entre 2 y 3 desviaciones estándar, los datos que ofrecen estas señales aún no permiten a los científicos asegurar que han cazado a la escurridiza partícula.

Una simulación del bosón de
Higgs que decae en cuatro
muones; las trazas de los
muones se muestran en
amarillo

Imagen cortesía de CERN

Se necesitan el cuádruple de colisiones para concluir si existe o no el bosón de Higgs. Si todo va bien, el LHC proporcionará esos datos hacia finales de 2012 y permitirá saber si el modelo estándar de física de partículas está o no completo.

Para saber más, ver la nota de prensa:
http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2011/PR25.11E.html

Para saber más sobre el LHC, ver:

Landua R, Rau M (2008)El LHC: acercándose al Big Bang. Science in School 10. www.scienceinschool.org/2008/issue10/lhcwhy/spanish

Landua, R (2008) The LHC: a look inside. Science in School 10: 34-45. www.scienceinschool.org/2008/issue10/lhchow

El CERN es el mayor laboratorio de física de partículas del mundo y está en Ginebra, Suiza. Para saber más, ver : www.cern.ch

EFDA-JET: una bola de nieve en el infierno

En la reunión de evaluación del Joint European Torus (JET), después de 18 meses de ajustes, los científicos han colocado una bola de nieve en el infierno.

La bola de nieve es un pequeño pedazo de 3 milímetros de deuterio sólido a unos -260ºC. El infierno es el plasma en el interior del JET, deuterio ionizado a unos 100 millones de grados. Estos experimentos forman parte de la investigación sobre la fusión nuclear, una fuente de energía que se basa en fusionar núcleos ligeros para formar elementos más pesados.

Este equipo es básicamente
un arma de aire comprimido
capaz de disparar al interior
del plasma 50 balas por
segundo. Estas balas son
fragmentos de deuterio
sólido

Imagen cortesía de EFDA-JET

Sorprendentemente, y en contra del dicho popular la bola de nieve, el deuterio sólido ha tenido un efecto significativo en el ‘infierno’. Se ha diseñado un sistema para introducir pequeños fragmentos de deuterio sólido que prevengan la inestabilidad del plasma, que se escapa de su trampa magnética disipando gran cantidad de energía y pérdidas de plasma. La inyección de estos pequeños ‘hielos’ también provoca pequeñas inestabilidades, pero si se inyectan a intervalos regulares, muchas inestabilidades pequeñas hacen disminuir el número de inestabilidades mayores y hacen que los pulsos de plasma puedan permanecer más tiempo en el reactor.

La serie de conferencias al público que realiza el European Learning Laboratory for the Life Sciences (ELLS) para comunicar a los jóvenes las nuevas tendencias en la investigación en ciencias de la vida y cómo esas investigaciones influencian nuestra vida cotidiana. La conferencia de Maja engrosa la lista de conferencias disponibles en : www.embl.org/ells/insightlectures

El EMBL es el laboratorio europeo líder en investigación básica en biología molecular. Su sede está en Hedelberg, Alemania. Para saber más, ver: www.embl.org

ESA: Lleva tu clase al espacio

El 9 de diciembre de 2011 más de 200 entusiastas alumnos y profesores se congregaron en el European Molecular Biology Laboratory (EMBL), para asistir a la conferencia pública de 2011. Para celebrar el Año Internacional de la Química, Maja Köhn, que trabaja en el campo tan multidisciplinar de la química biológica, pronunció la conferencia “Química y biología: aliados en la lucha contra el cáncer”.

Formación de un tumor
Imagen cortesía de André-
Pierre Olivier

Su equipo multidisciplinar de químicos y biólogos moleculares trabajan en el diseño de moléculas que inhiban las proteínas que participan en los mecanismos de la enfermedad. Los científicos quieren comprender el papel de las fosfatasas en la metástasis, el mecanismo molecular que conduce a la enfermedad y cómo puede modularse la actividad de esas proteínas. Durante la conferencia Maja demostró cómo los inhibidores de fosfatasas se diseñan combinando la biología molecular, la bioquímica y la síntesis química.

La serie de conferencias al público que realiza el European Learning Laboratory for the Life Sciences (ELLS) para comunicar a los jóvenes las nuevas tendencias en la investigación en ciencias de la vida y cómo esas investigaciones influencian nuestra vida cotidiana. La conferencia de Maja engrosa la lista de conferencias disponibles en : www.embl.org/ells/insightlectures

El EMBL es el laboratorio europeo líder en investigación básica en biología molecular. Su sede está en Hedelberg, Alemania. Para saber más, ver: www.embl.org

ESA: Lleva tu clase al espacio

André también está animando a una nueva generación de exploradores espaciales para estar en forma y ‘Entrenar como un astronauta’ con un programa de la NASA para niños de 8 a 12 años.

Se ha invitado a miles de estudiantes a realizar ejercicios físicos y actividades de aula compitiendo con equipos de todo el mundo.

El astronauta de la ESA
André Kuipers con un
experimento para demostrar
el comportamiento y las
propiedades de la espuma
en el espacio

Imagen cortesía de ESA

Para saber más del laboratorio Columbus, ver:

Wegener A-L (2008) Laboratorio espacial: entrevista con Bernardo Patti. Science in School 8. www.scienceinschool.org/2008/issue8/bernardopatti/spanish

Para más detalles sobre las demostraciones en órbita para niños, ver: www.esa.int/SPECIALS/PromISSe/SEMU1FJ37SG_0.html o usa el enlace directo: http://tinyurl.com/7y7ahy9

La ESA es la puerta al espacio de Europa con sede en París, Francia. Para más información, ver: www.esa.int

ESO: una nube de gas se aproxima a un agujero negro

Los astrónomos del Gran telescopio del European Southern Observatory han descubierto una nube de gas con una masa varias veces mayor que la de la Tierra acelerando rápidamente hacia el agujero negro en el centro de la Vía Láctea. Es la primera vez que se ha observado una nube convertirse en un supermasivo agujero negro.

Durante los últimos siete años, la velocidad de esta nube de gas casi se ha duplicado y viaja a más de 8 millones de kilómetros por hora. A mediados de 2013 pasará a una distancia de sólo 40 billones de kilómetros del horizonte de eventos del agujero negro. En términos astronómicos, es un encuentro muy próximo con un agujero negro supermasivo. Los bordes de la nube han comenzado desvanecer y se espera que colapse totalmente en unos pocos años.

‘La idea de un astronauta cerca de un agujero negro que se aplasta convirtiéndose en un spaghetti es habitual en ciencia ficción’. Pero ahora podemos ver que esto sucede de verdad, en la recién descubierta nube. No sobrevivirá a la experiencia, explica Stefan Gillessen, del Instituto Max Plank para física extraterrestre, el autor principal del paper que describe este descubrimiento.

Una simulación de cómo la nube de gas, aproximándose al agujero negro supermasivo puede romperse en los próximos años. Los restos de la nube de gas se muestran en royo y amarillo con la órbita de marcada en rojo. También se muestran las estrellas que orbitan alrededor del agujero negro, unas líneas azules. Esta vista simula las posiciones previstas para las estrellas y la nube de gas en el año 2021
Imagen cortesía de ESO / MPE / Marc Schartmann

Para saber más sobre la rueda de prensa (www.eso.org/public/news/eso1151) o este artículo de investigación:

Gillessen S et al. (2012) A gas cloud on its way towards the supermassive black hole at the Galactic Centre. Nature 481: 51-54. doi: 10.1038/nature10652

Descarga gratis el artículo debajo, o subscríbete a Nature: www.nature.com/subscribe

ESO es el observatorio astronómico más productivo del mundo con sede central en Garching, cerca de Múnich, Alemania y los telescopios están en Chile. Para más información ver: www.eso.org

ESRF: La química de la atracción, el magnetismo

Finalmente se ha resuelto un problema que ha preocupado durante 70 años a los científicos. La magnetita -el mineral más magnético de todos- deja de conducir la electricidad a bajas temperaturas. Es un descubrimiento que realizó en 1939 Dutchman Evert Verwey. La causa ha sido motivo de controversia hasta que un grupo de científicos del European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) dispararon una radiación intensa de Rayos-X sobre un cristal perfecto y muy delgado de magnetita a muy baja temperatura. Observaron una sutil reordenación de la estructura química del mineral que atrapaba a los electrones en grupos de tres átomos de hierro, impidiéndoles el transporte de corriente eléctrica.

Científicos observando
cristales de magnetita

Imagen cortesía de Ana Wright

Magnetita (Fe3O4) se descubrió hace más de 2000 años. Dio lugar al concepto original de magnetismo y fue usada para construir la primera brújula. Cuando se cristaliza a partir del magma, la magnetita conserva la dirección del campo magnético de la Tierra, lo que fue crucial para saber que este campo magnético ha invertido su orientación respecto al pasado. La existencia de pequeños cristales de magnetita en los cerebros de insectos y gorriones ha llevado a pensar que juegan un papel importante en la capacidad que tienen estos animales para regresar al hogar recorriendo distancias muy largas.

Para saber más, ver:

Attfield JP (2011) Condensed-matter physics: A fresh twist on shrinking materials. Nature 480: 465–466. doi: 10.1038/480465a

Descarga gratuita del artículo aquí, o suscríbete a Nature: www.nature.com/subscribe

El ESRF de Grenoble, Francia gestiona la radiación sincrotrón más potente de Europa. Para saber más, ver: www.esrf.eu

European XFEL: Building the world’s largest X-ray laser

En el año 2011 se ha progresado mucho en la construcción del que será la mayor y más brillante fuente de pulsos ultracortos de rayos X. El XFEL ofrecerá visiones nuevas del mundo nanoscópico y revelará estructuras de biomoléculas lo que permitirá ‘grabar’ en directo las reacciones químicas.

Estado de las instalaciones
en el suelo del túnel

Imagen cortesía de European
XFEL

Está excavado todo el túnel y ya se ha comenzado a poner cemento en la base. La instalación tiene una longitud de 3’4 kilómetros y 5’7 kilómetros de túneles subterráneos. El túnel para el acelerador lienal, que implusará a los electrones a muy altas energías ya está preparado para poder colocar el instrumental técnico.

Al final del acelerador el túnel se ramifica en túneles pequeños en los que se generan destellos de rayos X forzando a los electrones a realizar una especie de slalom al pasar por una zona de imanes llamados ‘undulators’. Los primeros prototipos de las piezas de los undulators ya se han recibido. Es un hito importante el haber logrado el desarrollo de los instrumentos que los científicos utilizar para llevar a cabo sus experimentos. Está previsto que el XFEL europeo comience a funcionar en 2015.

El XFEL europeo es una instalación de investigación en construcción en las proximidades de Hamburgo, Alemania. Proporcionará pulsos de rayos X muy energéticos para dar servicio a investigadores de todo el mundo. Para saber más, ver: www.xfel.eu

ILL: simetría en cuasicristales

ILL is an international research centre at the leading edge of neutron science and technology, based in Grenoble, France. To learn more, see: www.ill.eu

Descubrimiento de cuasicristales coloidales utilizando dispersión de neutrones en pequeño ángulo: la difracción de simetría en 12 de una micela cuasicristalina responde a un modelo de mosaico que muestra la posición de las micelas
Imagen cortesía de instrument D11 / ILL and Stephan Förster / Universität Bayreuth

 

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Resources

  • Los dos artículos de Nature se pueden descargar gratis aquí:

Institution

EMBL, EIROforum, CERN, EUROfusion, ESA, ESO, ESRF, European XFEL, ILL

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CC-BY-NC-ND