Despertando al mundo ...

"Hyperloop" la cápsula de transporte público de alta velocidad

Elon Musk presentó un proyecto para unir San Francisco con Los Angeles en media hora con un transporte que combina un tubo a baja presión con cabinas que se deslizan mediante un sistema de colchón de aire.

El Hyperloop combina el uso de un tubo de baja presión junto a un sistema magnético que impulsaría las cápsulas que flotarán en el colchón de aire, a una velocidad superior a los 1200 kilómetros por hora. De esta forma, el trayecto de 610 kilómetros entre las dos ciudades californianas se podrá completar en treinta minutos.

El sistema propuesto por Musk tendría un costo estimado de 6000 millones de dólares, correría en paralelo a la carretera interestatal 5 y el pasaje costaría unos 25 dólares.

Hyperloop funcionará con energía solar, y la intención del empresario es que alguien tome la iniciativa en base a los diseños y proyecciones realizadas.

Musk ha explicado que éstas cápsulas están presurizadas y flotan sobre un colchón de aire que al disminuir el rozamiento, pueden alcanzar altas velocidades pudiendo transportar 28 pasajeros, pero se espera que en el futuro se pueda ampliar con vehículos de mayor capacidad.

En el proyecto presentado se muestra paisajes simulados en el diseño y un sistema de entretenimiento para los viajeros.

En cuanto a la seguridad, "sería más seguro que viajar en avión"y se ha precisado que las cápsulas tendrán que ir separadas al menos 40 kilómetros de cada una, para que en el caso de una frenada por algún problemas sea más segura.

En la idea conceptual se plantea que haya dos tubos, cada uno en un sentido de la marcha y se intentará que en el trayecto tenga las mínimas curvas posibles, y una elevación de seis metros y también habrá tramos bajo tierra, y entre el inicio y final del trayecto, habrá estaciones intermedias que tendrán un papel especial a la hora de equilibrar la presión del aire y el correcto funcionamiento del sistema.

"Materia y energía oscura" que es...?

Ésta ilustración representa la evolución del universo desde el Big Bang y pertenece a la NASA.
La Estación Espacial Internacional (EEI), con un detector de partículas gigantes logró sus primeros resultados en la búsqueda de la misteriosa materia oscura, que se cree es un componente importante del universo.
El equipo internacional que dirige el Espectrómetro Magnético Alfa (AMS), (por sus siglas en inglés) dió a conocer sus resultados iniciales la semana pasada en la Organización Europea para la Investigación Nuclear, conocida como CERN (por sus siglas en francés), en Suiza. Los científicos del CERN estudian los rayos cósmicos (las partículas altamente cargadas de energía que están en el espacio) para encontrar la evidencia de colisión entre partículas invisibles de materia oscura, lo que dá lugar a un fenómeno que llaman “aniquilación”. 
Un resultado de la aniquilación sería una mayor presencia de las partículas cargadas conocidas como positrones, que son la contraparte de los electrones en la antimateria.
En las últimas décadas, los científicos han definido que solo el 5% de la composición del universo es átomos, lo que vemos y conocemos alrededor nuestro, el resto no podemos verlo; que es aproximadamente el 71% algo llamado “energía oscura” y el otro 24% es “materia oscura”.

Se continúa investigando para precisar mejor que son éstos componentes “oscuros”, ya que no interactúan con la materia ordinaria y la materia oscura permanece como un misterio debido a que no ha sido observada directamente ya que envuelve a las galaxias, y es mucho más extensa que las galaxias en sí.

El proyecto del Espectrómetro Magnético Alfa está dirigido por científicos de 16 países, bajo el liderazgo del profesor Samuel Ting, del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos.

Las búsquedas de materia oscura también se realizan en el CERN con el Gran Colisionador de Hadrones, el acelerador de partículas más grande y poderoso, además de otros laboratorios.
“Al trabajar en conjunto, creo que podemos estar seguros de una resolución para el enigma de la materia oscura en algún momento de los próximos años”.

Éste 4 de octubre de 2012, tres científicos ganaron el premio Nobel de Física por encontrar la evidencia definitiva de que la expansión del universo se está acelerando.

Su descubrimiento no encaja en ninguna teoría existente, así que tuvo implicaciones alucinantes para nuestra comprensión del mundo físico. Al mismo tiempo, es relativamente fácil de explicar a las personas no especialistas.

Saul Perlmutter, un joven físico del Laboratorio Lawrence Berkley y el otro dirigido por Bob Kirshner, un profesor de astronomía de Harvard, junto con el ex estudiante de postgrado, Brian Schmidt, ahora en la Universidad Nacional de Australia, y el entonces estudiante de posgrado, Adam Riess quién trabaja como astrónomo del Space Telescope Science Institute y la Universidad Johns Hopkins. Éstos astrofísicos sabían que el universo era un vasto espacio, casi vacío, lleno de galaxias de estrellas en un delgado mar de átomos. 

Gracias al trabajo que se realizó 70 años antes Edwin Hubble (por quién la NASA nombró a su telescopio espacial)  sabían que el universo estaba expandiéndose durante miles de millones de años, y como todos los astrónomos, esperaban que la expansión fuera más lenta, debido a la fuerza de la gravedad entre las galaxias y otras materias.

Era muy sencillo: mientras más cosas hay en el universo, mayor es el freno gravitacional de la expansión,  así que los experimentos ganadores del premio Nobel se diseñaron para medir el nivel de desaceleración de la expansión, y por lo tanto, la cantidad total de material en el universo.

Después de todo, la gravedad era la única fuerza conocida que podría desempeñar un papel. Los dos equipos midieron las distancias hacia las supernovas en galaxias distantes, y esperaban que pudieran estar más cerca de nosotros, como si no hubiera gravedad en lo absoluto.

Imaginen la sorpresa cuándo los datos indicaron que la expansión se estaba acelerando y las supernovas parecían estar más distantes (más débiles) y si la velocidad de la expansión estuviera inalterable....sorpresa fue, qué el nivel de aceleración de la expansión señaló que la gravedad, una fuerza que conocíamos y adorábamos desde que la primera manzana cayó de un árbol, pasó a ser algo insignificante si se la compara con un nuevo y desconocido campo de energía, que obliga a las galaxias a separarse. 

A ésta cosa nueva, de la que no sabemos nada y que parecer ejercer cierta fuerza, le llamamos energía oscura.

El hecho es que, la energía oscura es el mayor misterio en la ciencia, pero es el impulsor de una gran cantidad de investigaciones en la última década, y fue el factor clave del informe Nuevos mundos, nuevos horizontes del año 2012 de las Academias Nacionales de Ciencia, que priorizaron futuros proyectos de astronomía y de astrofísica.

En 1929, Edwin Hubble y Milton Humason afirmaron que el universo se estaba expandiendo hasta la fecha, los astrónomos pensaban que el universo estaba en un equilibrio eterno, y los nuevos datos son fundamentales para la extraña nueva imagen. Adam Riess, quién usa el Telescopio Espacial Hubble para medir las supernovas extremadamente distantes, mostró que al comenzar el universo, la gravedad en realidad le ganaba pasos a la energía oscura.

En la expansión inicial del Big Bang, el espacio se estaba reduciendo, después mientras las galaxias se apartaban, la fuerza de atracción de la gravedad entre ellas que debilitaba a la energía oscura se hizo cargo, lo que parecía una propiedad constante en el espacio mismo.

En el universo de nuestros días, con 13.7 mil millones de años después del Big Bang, la gravedad es mucho más débil que la energía oscura. 

Así que el descubrimiento de Riess no dejó ninguna duda: las explicaciones alternativas para el descubrimiento original no habrían mostrado ésta evolución de un espacio en el que dominaba la gravedad y donde dominara la energía oscura.

En la expansión inicial del Big Bang, el espacio se estaba reduciendo y los equipos encontraron que la expansión se estaba acelerando. Parecía que esta demostración apoyaba la teoría del Big Bang, que se estaba fraguando en la comunidad científica desde principios de los años 20.Según ésta teoría, el universo surgió de una gran explosión: el famoso Big Bang que se aseguraba que durante el estallido inicial, el universo se expandió a una gran velocidad. 

Con el paso del tiempo, el universo fue perdiendo velocidad y ganando estabilidad. y el hecho de que Hubble confirmase que el universo aún continuaba expandiéndose, reforzó ésta teoría.

Los astrofísicos están trás la pista de éste fenómeno después del discurso de Leigh Page, de Yale, sobre la energía oscura de Saul Permutter, uno de los ganadores del Nobel, se conocerá algún día lejano en el futuro cuándo lleguemos a comprender cómo la "energía oscura" puede ser una propiedad del espacio vacío a lo largo del universo y quizá tenga un profundo impacto en nuestra vida aquí en la Tierra.
Otras notas anteriores relacionadas ver en;  www.blogoesferae1000.blogspot.com 

Aplicaciones de la Revolución cuántica

La teletransportación cuántica es una realidad en poco tiempo

Hasta hoy la telepransportación era la fantasía más recurrente de las películas de ciencia ficción y un anhelo por descubrir de los científicos. Pero ¿qué pasaría si la teletransportación se convirtiera en una realidad ...?.

En primer lugar, muchos de los conflictos de tráfico existentes disminuirían junto a los problemas de contaminación asociados, y ello sin mencionar al petróleo, que hoy en día es la energía más utilizada para trasladarnos de un lugar a otro.
En una segunda instancia, tendríamos más tiempo libre disponible para disfrutar.Si por caso tardamos un promedio de 45 minutos en trasladarnos de nuestra casa al lugar del trabajo y en un mes hemos utilizado 30 horas aproximadamente para viajar y 15 días completos en un año, con la teletransportación sólo usaríamos unos cuántos segundos de nuestro tiempo.
Pero en que problemas nos podríamos enfrentar en la teletransportación incompleta, pasando por un resultado escalado o deformado, si la posible inclusión de una molécula ajena se fusionara con la nuestra de nuestros átomos.
Hasta la fecha lo que efectivamente se ha logrado es transportar fotones, algunos átomos de calcio y berilio e información.
La teletransportación humana y su consecuente desmaterialización en la actualidad todavía es un mito, debido a que el cuerpo humano está formado por millones de átomos, la idea de evaporarnos y aparecer al instante en otro lugar por lo pronto quedará como eso: una simple idea.
 
Sí un sujeto es desmaterializado en un punto del espacio y casi instantáneamente es vuelto a materializar en otro punto distante, quizá, a millones de kilómetros: la escena ya no es una exclusividad de la ciencia ficción.
Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hefei, en China, lograron por primera vez en la historia teletransportar un objeto macroscópico a una distancia de 150 metros, aprovechando el principio de enlazamiento cuántico, por el que dos partículas comparten una misma existencia, es decir, una misma información, sin importar el espacio que hubiere entre ambas.
Por tal, un grupo de ingenieros chinos ha desarrollado la teletransportación cuántica al entrelazar un par de fotones separados por una distancia de casi 100 km.
Un fotón es la partícula fundamental de los fenómenos cuánticos de las ondas electromagnéticas: es la partícula que traslada todas las formas conocidas de radiación electromagnética como los rayos gamma, luz ultravioleta y luz visible, entre muchas otras y la razón es, porque un fotón tiene una masa invariable de 0 y puede viajar a una velocidad constante como es la velocidad de la luz y por eso ésta transferencia de partículas en el espacio-tiempo es instantánea.
Gracias a las complejidades de la mecánica cuántica, cada específico fotón permanece sin decidir su polarización hasta que alguno de los dos sea medido mediante las ondas electromagnéticas.
En dicho instante la polarización del otro fotón se encaja en su orientación opuesta de manera prácticamente instantánea, aún si muchos kilómetros distan entre ellos.
Es éste entrelazamiento de fotones que sirve como intermediario en el esquema estándar de la teletransportación, y no es tanto la teletransportación de las partículas, sino del estado cuántico de cada una de ellas; ya que cada fotón asume el estado cuántico de su par al sentir la onda longitudinal (impuesta) del otro.
El problema es que, para que el otro fotón asuma el estado cuántico del otro, éste debe saber la naturaleza de polarización del otro, por lo que una comunicación a la velocidad de la luz se necesitaría para sincronizar la manipulación de cada parte
En la revista Nature correspondiente al mes de Octubre 2012, el grupo chino reportó una teletransportación cuántica que cruzó en línea recta el lago Qinghai en China, una distancia de 97 km (Casi la misma distancia que hay entre la Ciudad de México y Pachuca)
¿Qué fenómeno hace posible ésto?, el fenómeno se denomina Entrelazamiento Cuántico, que nos relaciona con dos partículas cuánticas que están conectadas por una línea invisible a través del espacio.
Es así que cuándo dos partículas se encuentran entrelazadas, al medir una propiedad de uno de ellos, la otra partícula adoptará inmediatamente la propiedad contraria sin importar que estén separados en el espacio.
Y ésa es la clave en la teletransportación.
Para entender de una manera más fácil en qué consiste el experimento, imaginemos a dos personas (en éste caso las llamaré Jorge y Edith) y dos fotones entrelazados, en el cuál  Edith toma un fotón y se queda en la Ciudad de México, mientras Jorge toma el otro fotón y viaja a Pachuca.
Entonces Edith desea teletransportarse en el estado cuántico de su fotón al de Jorge, para ello mide la polarización de su fotón (polarización vertical) y en ése momento, el fotón de Jorge adopta la orientación contraria (polarización horizontal) y se hace el entrelazamiento.
Ésto ya existe y tiene futuras aplicaciones en el terreno de las telecomunicaciones, por un teorema conocido como “anticlonación” (no-cloning), el cuál dice que no se puede copiar un objeto cuántico, pero pronto sabremos de éstos experimentos para realizar una teletransportación cuántica desde la Tierra hasta un satélite en órbita.
Así, la transmisión entre dos objetos se hace posible instantáneamente, desde un punto a otro, sin que la información deba atravesar el espacio que los separa. No obstante ello, el puente cuántico, definido por la brecha de tiempo durante el cuál ésta información se mantiene intacta antes de destruirse, no supera actualmente los 100 microsegundos.
Al respecto, en Londres, especialistas de la Universidad de Cambridge lograron desarrollar un modelo matemático que explica cómo aumentar la resistencia del enlace cuántico, a la vez que abre las puertas a la era de la computación cuántica, esencial para lograr una teletransportación compleja.
Según los propios científicos, se logró un avance fundamental en la actualidad, aunque lo más importante está aún por venir.