Ciencia y Tecnología. Investigando la cuarta propiedad de los electrones

____________________________
Investigando la cuarta propiedad de los electrones

Los electrones son partículas elementales con carga eléctrica negativa. Ellos forman la parte exterior, alrededor del núcleo, de los átomos. Esto, o algo similar, es lo que encontrarás en los libros de texto. Sin embargo, esta información puede necesitar ser completada. La razón es que muchos físicos creen que los electrones tienen un momento dipolar eléctrico(*) permanente.

Un momento dipolar eléctrico se crea normalmente cuando las cargas positivas y negativas están separadas espacialmente. Al igual que los polos norte y sur de un imán, hay dos polos eléctricos: positivo y negativo. En el caso de los electrones, la situación es mucho más complicada porque los electrones están considerados como una “carga puntual” negativa, no están previstos como una “dimensión espacial”. A pesar de ello, una gama completa de las teorías físicas, que van más allá del modelo estándar de la física de partículas elementales, se basan en la existencia de momento dipolar.

Estas teorías, a su vez, podrían explicar cómo el universo en la forma que sabemos que podría haber sido creado, según las teorías prevalecientes, a través del Big Bang, hace unos 13.7 mil millones años, habría tenido que crear tanto materia como antimateria. La lógica nos dice que debería de haberse creado una cantidad similar de una y de otra, lo que habría producido una total aniquilación, tanto de una como de la otra y nada se habría mantenido. En realidad, sin embargo, más materia que antimateria fue creada, por eso el universo de materia, existe. Un momento eléctrico dipolar del electrón podría explicar este desequilibrio.

Hasta ahora, nadie ha demostrado con éxito la existencia de este supuesto momento dipolar pequeño. Los métodos existentes simplemente no son lo suficientemente sensibles. Una pequeña pieza de cerámica está lista para cambiar esto: Los doctores Marjana y Konstantin Ležaić Rushchanskii del Instituto de Física del Estado Sólido en Forschungszentrum Jülich y el profesor Nicola Spaldin de la Universidad de California en Santa Bárbara, han diseñado esta cerámica, con propiedades muy especiales, en un laboratorio virtual, utilizando la supercomputadora Jülich JUROPA.

El titanato de bario europio (sic) nuevas mediciones debería permitir a ser 10 veces más sensible de lo que eran en el pasado. De acuerdo con la Jülich físicos, "esto podría ser suficiente para encontrar el momento dipolar eléctrico del electrón("*).

Como momento eléctrico no puede ser medido directamente, los físicos están trabajando en conjunto con científicos de la Universidad Americana de Yale, así como con instituciones de investigación Checa en Praga con el fin de probar su existencia indirectamente. Los investigadores de Yale han desarrollado un dispositivo experimental que utiliza un magnetómetro SQUID extremadamente sensible para medir la magnetización de la pieza de cerámica en un campo eléctrico. Su objetivo es demostrar un cambio en la magnetización cuando el campo eléctrico se invierte. Esta vez sería la codiciada prueba de que el momento dipolar eléctrico existe. En un electrón, un dipolo eléctrico sólo pueden ser orientadas de forma paralela o anti-paralela al spin del electrón. En un campo eléctrico, la mayoría de los electrones se orientan de modo que su momento dipolar es paralelo al campo. Menos se orientan en la dirección contraria. Esto debería conducir a una magnetización medible. Si el campo eléctrico se invierte, los momentos dipolares de los electrones se invierten líder en consecuencia, un cambio simultáneo y mensurables en la magnetización. Sin un momento dipolar eléctrico, por otra parte, la magnetización se mantendría sin cambios.
"Hubiera sido muy difícil encontrar un material tan bien adaptado por ensayo y error", dijo Ležaić. Este material debe tener una inusual combinación de propiedades: una alta concentración de iones magnéticos, trastorno magnética a temperaturas inferiores a cuatro grados Kelvin y una polarización eléctrica reversible. "Nuestros colegas en Yale que se le ocurrió la idea de las medidas y los conducía ya había probado distintos materiales. Sin embargo, un nuevo material con todas las propiedades necesarias se pueden encontrar más rápidamente con el uso del análisis teóricos y simulaciones por ordenador." Ležaić, como jefe del grupo de jóvenes investigadores, su grupo Rushchanskii miembros, y su socio en la cooperación Spaldin prácticamente sintetizó y analizó titanato de bario europio en la supercomputadora en Jülich. Para ello, lo único que necesitaba era su composición química y las ecuaciones básicas de la mecánica cuántica. De estos, se calcula la interacción entre los átomos y los electrones individuales y las propiedades magnéticas locales. Así fue como encontraron el óptimo de cerámica.

(*) Dipolo eléctrico (http://es.wikipedia.org/wiki/Dipolo_el%C3%A9ctrico): sistema de dos cargas, cercanas entre sí, de signo opuesto e igual magnitud.

Momento dipolar eléctrico: Magnitud vectorial con módulo igual al producto de la carga q por la distancia que las separa d, cuya dirección es la recta que las une, y cuyo sentido va de la carga negativa a la positiva.

Fuente: Researchers seeking the fourth property of electrons
(http://www.scitech-news.com/2010/08/researchers-seeking-fourth-property-of.html)

Herramienta auxiliar para la traducción:
(http://www.google.com.mx/language_tools?hl=es)

Salud
Valram

Recibe más noticias sobre avances científicos: suscríbete por e-mail, ¡es completamente gratis!

Ciencia y Tecnología. Visualizando edificios aztecas

____________________________
Cualquiera que haya visitado las ruinas antiguas de grandes civilizaciones puede apreciar la dificultad de visualizar los edificios en su mejor momento. El visitante de hoy al Museo Británico pueden ver las estructuras de los aztecas, gracias a la investigación de un profesor de arquitectura antigua, que sirvió como el centro de la vida ceremonial azteca, combinado con un diseño ultra moderno procesado y modelado con electrónica digital.
Antonio Serrato-Combe, profesor de arquitectura en la Universidad de Utah, ha dedicado décadas al estudio de las estructuras antiguas de los aztecas. Su obra es ahora la base para una nueva exposición del Museo Británico que explora el poder y el imperio del último emperador azteca, Moctezuma II. La exposición, Moctezuma: Aztec Ruler, se realizó en la Sala de Lectura del Museo Británico, Londres WC1B 3DG (sic), Reino Unido.
Moctezuma (que reinó de 1502 a 1520) fue un gobernante de estado semi-mítico. Él heredó y luego consolidó el control azteca sobre un imperio políticamente complejo que, a principios del siglo decimosexto se extendía desde las costas del Pacífico hasta el Golfo de México. Su triunfo mayor fue la construcción del Recinto del Templo Mayor en Tenochtitlán, México (la actual Ciudad de México). Destruido por Hernán Cortés en 1521, el Templo Mayor fue el epicentro de la vida ceremonial azteca, y sirvió como escenario para el colorido de los rituales, altamente energizados, que representan las relaciones entre grupos sociales y los seres humanos y sus dioses.
La cuestión de lo que, el recinto del Templo Mayor Azteca, parecía ha despertado la curiosidad de muchos, incluyendo a Serrato-Combe, quién, durante más de dos décadas, ha estado tratando de resolver el misterio sobre cómo se veía en la capital de los aztecas, utilizando la tecnología y las herramientas de la arquitectura. Su libro, El Templo Mayor Azteca: una visualización fue publicado en 2002 por la editorial de la Universidad de Utah.
"La capital azteca era una metrópoli próspera planificada y construida de acuerdo a principios que, no sólo atendía y resolvía problemas ambientales críticos, sino que, añadió, conceptos holísticos también…" explica Serrato-Combe, "Los aztecas no se separaron de las artes. El resultado final fue una combinación única de arquitectura, escultura, pintura, vestuario, paredes y pintura de arena, cerámica, máscaras, amuletos, todos en una sola expresión. Envidio a aquellos individuos que tuvieron la oportunidad de experiencia de sus entornos”.
La investigación y visualizaciones de Combe están basadas en estudios históricos y arqueológicos realizados en la Ciudad de México, con una investigación exhaustiva sobre manuscritos mesoamericanos en la Biblioteca Nacional y el Museo Nacional de Antropología en dicha ciudad, Dumbarton Oaks, Harvard University, y Harold B. Lee Biblioteca, la Universidad Brigham Young, entre otros. La investigación en sí misma tardó más de dos décadas, debido a la complejidad y la diversidad de los registros históricos y arqueológicos.
Más complicado que la investigación, no obstante, es la cuestión de cómo visualizar los descubrimientos. Por sugerencia de un estudiante, geek (entusiasta) de la computación, fue que Combe combinó sus dos pasiones: la investigación y la infografía en un libro ilustrado. Él dijo: "Un día, después de una de mis clases de historia, aquí en la Universidad de Utah, uno de mis alumnos comentó: ‘ya que usted sabe tanto sobre la arquitectura precolombina y también parece ser un geek de la computadora, ¿por qué no combina ambas disciplinas y llega a un libro que utiliza herramientas digitales para ilustrar el pasado?’". Lo demás es historia.
A través de su proyecto, Combe se ha convertido en una autoridad en la las técnicas de visualización digital y ahora enseña a los estudiantes los fundamentos de la arquitectura de una herramienta integral en la materia: "Las herramientas digitales en la arquitectura son únicas ya que proporcionan un canal de comunicación donde un estudiante hace o propone algo y el equipo responde", dice. "La conversación entre el estudiante y la máquina desencadena una variedad de acciones que, finalmente, hacen que la experiencia académica sea más emocionante y fructífera."

El proceso de modelado digital para la esta exhibición se inició mediante la simulación de estructuras basadas en relatos históricos y los actuales datos arqueológicos incluyendo imágenes de satélite. Una vez que se estableció un sistema de dibujo de capa de alta complejidad, un modelo sólido fue construido de forma que determine las dimensiones generales de las estructuras más importantes que los arqueólogos han podido descubrir hasta la fecha. Algunas de las secciones, incluida la base del templo más grande dentro del recinto, todavía son visibles hoy en día.

Fuente: Visualizing the aztecs
Universidad de Utah

Herramienta auxiliar para la traducción:


Salud
Valram
Recibe más noticias sobre avances científicos: suscríbete por e-mail, ¡es completamente gratis!