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14 de septiembre de 2012

La energía oscura es real, dicen los astrónomos


La energía oscura, una misteriosa sustancia que se cree que la aceleración de la expansión del Universo está realmente allí, según un equipo de astrónomos de la Universidad de Portsmouth y la Universidad LMU de Múnich.Después de un estudio de dos años dirigido por Tommaso Giannantonio Crittenden y Robert, los científicos concluyen que la probabilidad de su existencia es de 99,996 por ciento. Sus hallazgos se publican en la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society.


Una impresión visual de los datos utilizados en el estudio.Las pertinentes extragalácticos mapas se representan como conchas de aumentar la distancia desde la Tierra de izquierda a derecha. Lo más cercano que ve es nuestra galaxia, la Vía Láctea, que es una fuente potencial de ruido para el análisis. Después de esto son seis proyectiles que contienen mapas de los millones de galaxias distantes utilizados en el estudio. Estos mapas se producen utilizando diferentes telescopios en diferentes longitudes de onda y están codificados por colores para mostrar más densos cúmulos de galaxias son las regiones rojas y bajo denso como el azul. Hay agujeros en los mapas debido a los cortes de calidad de datos. La cáscara pasado, la mayor muestra de la temperatura del fondo cósmico de microondas del satélite WMAP (rojo es cálido, el azul es frío), el cual es la imagen más lejana del Universo visto, unos 46 millones de años luz de distancia.El equipo ha detectado (a 99,996% de significación) correlaciones muy pequeñas entre estos mapas en primer plano (a la izquierda) y el fondo cósmico de microondas (a la derecha). Créditos Fotográficos: Tierra: NASA / BlueEarth; Vía Láctea: ESO / S. Brunier; CMB: NASA / WMAP. Haga clic para una imagen de alta resolución.



Profesor Bob Nichol, un miembro del equipo de Portsmouth, dijo: "La energía oscura es uno de los grandes misterios científicos de nuestro tiempo, por lo que no es de extrañar que tantos investigadores cuestionan su existencia.

"Pero con nuestro nuevo trabajo que estamos más seguros que nunca de que este componente exótico del universo es real - incluso si todavía tenemos ni idea de en qué consiste".

Hace una década, los astrónomos observan el brillo de las supernovas distantes se dio cuenta de que la expansión del universo parece estar acelerándose. La aceleración se atribuye a la fuerza de repulsión asociada con la energía oscura ahora piensa que forma el 73 por ciento del contenido de la cosmos. Los investigadores que hicieron este descubrimiento recibió el Premio Nobel de Física en 2011, pero la existencia de la energía oscura sigue siendo un tema de debate caliente.

Muchas otras técnicas han sido utilizadas para confirmar la realidad de la energía oscura pero son sondas o bien indirecta del universo acelerado o es susceptible a sus propias incertidumbres. Una clara evidencia de la energía oscura proviene del efecto integrado Sachs Wolfe nombre de Rainer Sachs y Wolfe Arthur.

El fondo cósmico de microondas, la radiación del calor residual del Big Bang, es visto por todo el cielo. En 1967, Sachs y Wolfe propuso que la luz de esta radiación se volvería un poco más azul a su paso por los campos gravitatorios de grumos de materia, un efecto conocido como corrimiento al rojo gravitacional.

En 1996, Robert Crittenden y Neil Turok, ahora en el Instituto Perimeter de Canadá, llevó esta idea al siguiente nivel, lo que sugiere que los astrónomos pueden buscar estos pequeños cambios en la energía de la luz, o fotones, comparando la temperatura de la radiación con mapas de galaxias en el universo local.



En ausencia de la energía oscura, o una gran curvatura del universo, no habría correspondencia entre estos dos mapas (el fondo de microondas cósmico distante y la distribución de galaxias relativamente cercano), pero la existencia de la energía oscura podría llevar a la extraña, efecto contrario a la intuición, donde los fotones del fondo cósmico de microondas ganaría energía al pasar por grandes trozos de masa.

El Sistema Integrado Sachs efecto Wolfe fue detectado por primera vez en 2003 y fue visto inmediatamente como una prueba que corrobora la energía oscura, que ofrece en el "descubrimiento del año" por la revista Science. Pero la señal es débil como la correlación esperada entre los mapas es pequeño y por lo que algunos científicos sugirieron que fue causada por otras fuentes, como el polvo de nuestra galaxia. Desde la primera Integrado Sachs Wolfe papeles, varios astrónomos han cuestionado las detecciones originales del efecto y por lo tanto llamó a algunos de la mayor evidencia hasta ahora de la energía oscura en tela de juicio.

En el nuevo estudio, el producto de casi dos años de trabajo, el equipo ha vuelto a examinar todos los argumentos en contra de la detección Integrado Sachs Wolfe, así como la mejora de los mapas utilizados en la obra original. En su análisis concienzudo, concluyen que existe la posibilidad de 99,996 por ciento que la energía oscura es responsable de las partes más calientes de los mapas del fondo cósmico de microondas (o el mismo nivel de importancia como el reciente descubrimiento del bosón de Higgs).

"Este trabajo también nos habla de las posibles modificaciones a la teoría de Einstein de la relatividad general", señala Giannantonio Tommaso, autor principal del estudio.




"La próxima generación de fondo de microondas cósmico y estudios de galaxias debería proporcionar la medición definitiva, ya sea que confirma la relatividad general, incluyendo la energía oscura, o incluso más intrigante, exigiendo una comprensión completamente nueva de cómo funciona la gravedad."


El Universo - Materia oscura

11 de septiembre de 2012

FÍSICA - Un experimento de la ESA en Tenerife bate el récord mundial de teleportación cuántica

Investigadores de Austria, Canadá, Alemania y Noruega, con financiación de la ESA, han logrado transferir las propiedades físicas de una partícula de luz, un fotón, a otra partícula mediante teleportación cuántica, estableciendo así un vínculo que cubre los 143 Km que separan el telescopio Jacobus Kapteyn, en la isla canaria de La Palma, y la Estación Óptica de Tierra de la ESA en Tenerife, de España ambas islas.

Los resultados se publican esta semana en la revista científica Nature.

Ambas partículas deben antes 'entrelazarse'. Una vez hecho esto, la medida de una determinada propiedad física, como la polarización o el espín, generará el mismo resultado en ambas partículas, independientemente de cuán alejadas están y sin que se transfiera físicamente ninguna otra señal entre ellas.

La teleportación cuántica no es copiar, en el sentido más estricto del término, puesto que el acto de transferir información de una partícula a otra destruye la partícula original -sus características se transfieren a la partícula entrelazada-.

Albert Einstein se refirió al fenómeno del entrelazamiento cuántico como una "espeluznante acción a distancia", pero se trata de un fenómeno físico documentado y fundamental en una futura generación de ordenadores ultrapotentes, basados en la teleportación de bits cuánticos o qubits. También es esencial en sistemas inviolables de comunicación encriptada.

"Este logro allana el terreno hacia las comunicaciones cuánticas a larga distancia", ha explicado Eric Wille, supervisor del proyecto para la ESA.

"La primera teleportación cuántica tuvo lugar en condiciones de laboratorio. El desafío aquí ha sido mantener el entrelazamiento entre ambos fotones a una distancia de 143 Km, a pesar de las perturbaciones de las condiciones atmosféricas".



El experimento hubo de ser diseñado con el máximo cuidado, pues exigía una relación señal-ruido muy baja.

Se instalaron detectores de fotones muy sensibles, y se sincronizó los relojes en las estaciones de origen y de destino con una precisión de 3.000 millonésimas de segundo.

Con esto último los investigadores se aseguraban de que se detectaban los fotones correctos -la precisión máxima que proporciona la señal GPS es de 10.000 millonésimas de segundo-.

Los equipos tuvieron que esperar casi un año, después del fallo de un primer intento debido al mal tiempo.

Los dos telescopios están localizados en terreno volcánico, a 2.400 metros de altura, y deben hacer frente a condiciones meteorológicas duras para este tipo de medidas, como viento, lluvia, nieve y tormentas de polvo.

El experimento finalmente tuvo lugar en mayo pasado, y se logró establecer un nuevo récord en cuanto a distancia de la teleportación.

"El siguiente paso será conseguir la teleportación con un satélite en órbita, para demostrar que la comunicación cuántica es posible a escala global", ha comentado Rupert Ursin, de la Academia Austriaca de Ciencias.

La campaña de medición entre islas se llevó a cabo en el marco del Programa de estudios Generales de la ESA para demostrar que es posible la teleportación cuántica para futuras misiones espaciales.

El experimento es también un excelente ejemplo de cómo los científicos de diferentes Estados Miembros de la ESA pueden aunar fuerzas y llevar a cabo experimentos extraordinarios con la Estación Óptica de Tierra de la ESA. (Fuente: ESA)