Premio Nobel de Física 2014: LED azul para iluminación eficiente

Nobel_medalEsta mañana el Comité Nobel ha anunciado los galardonados con el Premio Nobel de Física de este año. Los galardonados son Isamu Akasaki, Hiroshi Amano y Shuji Nakamura “por la invención de eficientes diodos emisores de luz azul, lo que ha permitido el desarrollo de iluminación de bajo costo energético”. Akasaki y Amano son profesores en Nagoya University, Japón y Nakamura es profesor en University of California Santa Barbara, en EE.UU.

Los diodos emisores de luz (LED por su sigla en inglés) fueron inventados hace más de 60 años, sin embargo estos emitían colores particulares, siendo el azul el más difícil de lograr. Dado que la luz blanca que se desea obtener para iluminación requiere todos los colores primarios el desarrollo del LED azul fue clave en la creación de LED para iluminación, además su alta eficiencia ha permitido la fabricación de fuentes de luz blanca más brillantes y de bajo consumo energético.
El Comité Nobel enfatizó que la invención de Akasaki, Amano y Nakamura reconocida con el Premio Nobel de este año ha permitido el desarrollo de iluminación económica y eficiente, siguiendo las bases del Premio establecido por Alfred Nobel, como un reconocimiento a grandes aportes para la humanidad. La invención de Akasaki, Amano y Nakamura puede encontrarse hoy en día en dispositivos electrónicos desde pantallas de televisión hasta computadores. Para detalles técnicos del trabajo de los tres galardonados recomiendo el completo reporte de Francisco Villatoro y para una extensa explicación del funcionamiento de los diodos emisores de luz recomiendo el artículo de Cuentos Cuánticos.

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Visita a DESY, el mayor laboratorio alemán de física de partículas

Interior de HERA, el mayor acelerador en DESY

Interior de HERA, el mayor acelerador en DESY

La semana pasada estuve en Hamburgo para participar en el Simposio Anual de Física Teórica. Este simposio es organizado por DESY, el más grande laboratorio de física de partículas en Alemania y reconocido mundialmente por sus importantes aportes en el estudio de la estructura interna de los hadrones (partículas formadas por quarks) y por el descubrimiento del gluón en 1979.
Todos los años se realiza una revisión del estado actual de la física de partículas y cosmología con fuerte énfasis en el desarrollo de nuevas formulaciones teóricas para implementar novedosas interpretaciones de los datos experimentales. El tema principal este año fue la radiación cósmica de microondas y el invitado especial para presentar una charla dirigida al público general fue Andrei Linde, uno de los fundadores del modelo inflacionario que aparecía muy favorecido por el anuncio de BICEP2 a principios de 2014 y que seguramente lo situaba como fuerte candidato al Premio Nobel en el futuro cercano. El día antes de que comenzara este simposio, Planck reveló sus resultados sobre el polvo galáctico mostrando que el descubrimiento de los modos B en la polarización del CMB es en realidad consistente con la contaminación producida por polvo galáctico. Si bien este resultado de Planck no implica necesariamente que la señal anunciada por BICEP2 sea errónea, sí deja en claro que es muy pronto para señalar con seguridad que los buscados modos B dejados por ondas gravitacionales luego del Big Bang hayan sido descubiertos.

En mi llegada a Hamburgo me encontré con Andrei Linde en el aeropuerto. Me acerqué a saludarle quien riendo me dijo estar sorprendido ya que era la primera vez que alguien lo reconoce en un aeropuerto. Conversamos brevemente y aunque me interesaba conocer su opinión, la verdad es que no me atreví a preguntarle por el resultado que Planck había hecho público el día anterior. Curiosamente poco se habló de este reciente anuncio en todo el simposio, se me ocurre que por respeto a Linde que estuvo presente todo el tiempo, pero casi nadie quiso mencionar el importante resultado de Planck que podría dejar a Andrei Linde (y Alan Guth) esperando un poco más por la llamada desde Estocolmo.

El último día del simposio Linde dio su charla pública y en la sesión de preguntas era esperable una mención al resultado de Planck, sin embargo todas las preguntas evitaron el tema. Por esto no quise dejar pasar la oportunidad de tener la primicia para Conexión Causal y tomé el micrófono: le dije que me disculpara si este era un tema delicado pero que me gustaría que comentara sobre el reciente resultado de Planck y su implicancia con el anuncio de BICEP2 que lo hizo famoso en YouTube. Linde sonrió y exclamó “¡Gracias! ¡Al fin alguien toca el tema!” Me explicó que estaba muy sorprendido por no haber sido consultado antes al respecto, mientras miraba al público sonriendo pero con cara de juicio al mismo tiempo. Siguiendo una línea muy parecida a mis observaciones en el post anterior, Linde respondió dejando muy claro su respeto por el equipo de BICEP2 ya que hicieron lo mejor que podían con los datos disponibles. Dijo que espera con ansias que los modos B sean confirmados ya sea por el trabajo conjunto Planck+BICEP2 o por cualquiera de los muchos otros telescopios estudiando el CMB, pero que no duda del profesionalismo de los físicos de BICEP2. Al mismo tiempo expresó que desde el principio se sintió bastante escéptico con el resultado ya que el valor medido del parámetro r (ver el post para más detalles) era demasiado grande. Relacionando su escepticismo con el famoso video de YouTube, comentó que lo mostrado allí es real, que Chao-Lin Kuo llegó a su puerta mientras alguien filmaba por lo que las reacciones son verídicas, sin embargo en la edición se dejaron las discusiones técnicas fuera del video, en particular en la que Linde cuestiona la posibilidad de que el enorme valor del parámetro r pueda deberse a la contaminación producida por algún fenómeno astrofísico. Aunque insistió en que no tiene sentimientos negativos hacia BICEP2 por hacerlo famoso por culpa de algo que podría no ser real, confesó que le habría gustado que esa sección del video no hubiese sido removida, ya que sólo se muestra una escena en la que dice esperemos que esto no sea un truco.

Por último, quisiera contar que caminando por DESY me encontré con un par de antiguos instrumentos que ahora forman una exposición para visitantes.

Klystron

Klystron y una cámara de burbujas, parte del arte científico en DESY

Dado que las fotografías dificultan el contar los detalles de una historia, decidí hacer un experimento: encendí mi cámara y comencé a recorrer el lugar describiendo estos históricos instrumentos. Dejo a continuación el video, aunque advierto que no tenía un guión ni nada preparado, por lo que a veces hay frases poco fluidas. Como sea, hace mucho quería implementar una actividad como esta en mis visitas a laboratorios (serie que he llamado Road Trip); creo que un video permite compartir de manera más eficiente la experiencia y permite acercar a los lectores un poco más a estos geniales instrumentos. Mis disculpas por lo movido de la cámara (había mucho viento además de inexperiencia), el abuso de la palabra bastante (no sabía que tenía esta muletilla) y por la edición algo pobre, es la primera vez que intento hacer un video.

Ojalá pueda hacer más en el futuro por lo que pueden subscribirse a nuestro canal, por ahora este primer video es sólo un experimento para explorar la extensión de Conexión Causal a otro formato. Consultas, comentarios y críticas constructivas son bienvenidos en los comentarios, así como sugerencias sobre programas de edición.

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Modos B observados por BICEP2 podrían ser sólo polvo

Planck_satellite

Telescopio espacial Planck (ESA)

En marzo de 2014, miembros del experimento BICEP2 anunciaron la observación de modos B en la polarización del CMB, lo que indicaría señales claras a favor del modelo inflacionario así como también otra evidencia indirecta de ondas gravitacionales en las etapas tempranas del Universo. Este anuncio fue recibido con júbilo ya que correspondía a un gran descubrimiento en cosmología. Al mismo tiempo se llamó a la calma y a esperar la confirmación de la observación por un experimento independiente. Con el pasar de las semanas quedó claro que los análisis de BICEP2 fueron muy cuidadosos y sólidos, sin embargo apareció una sombra que puso en duda el resultado: el polvo.

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Sismología, una ciencia esotérica (?) para gente con criterio formado

sismógrafoEste es un guest post escrito por Jorge Jara como una muestra de que Conexión Causal es más que sólo física. La sismología es un tema muy relevante, en especial en Chile, donde las catástrofes recientes han generado mucho interés y lamentablemente mucha desinformación y fraude por parte personas inescrupulosas. Con este objetivo, Jorge amablemente ha accedido a compartir su experiencia. A continuación algo más de nuestro invitado:

JJara

Jorge es Licenciado y Magíster en Geofísica de la Universidad de Chile y en estos momentos se encuentra realizando un doctorado en Ciencias de la Tierra en la Universidad Joseph Fourier, Grenoble, Francia. Su tema de investigación se relaciona con entender los procesos asociados a la subducción, en particular el uso de técnicas de geodesia para estudiar la deformación de la corteza.
Como pasatiempos, le gusta: la música (guitarrista), la política (Autonomista), la fotografía, el fútbol (Colocolino) y el ciclismo.

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¿Cuántos neutrinos hay en una caja?

El Sol es una fuente de neutrinos

El Sol, una continua fuente de neutrinos (NASA)

Los neutrinos son, después de los fotones, las partículas más abundantes del Universo. Se crean por ejemplo en reacciones nucleares en el centro de las estrellas como nuestro Sol (neutrinos solares), en reactores nucleares (neutrinos de reactor) y por colisiones de rayos cósmicos en la atmósfera (neutrinos atmosféricos).
Cuando escuchamos hablar de neutrinos hay un ejercicio al que todo físico siempre invita para intentar dimensionar su abundancia. Tomemos por ejemplo los neutrinos solares, el ejercicio es el siguiente: levanta tu pulgar, apúntalo hacia el Sol y cuenta hasta tres. En esos tres segundos cerca de doscientos mil millones de neutrinos solares atravesaron la uña de tu pulgar. Doscientos mil millones es un número enorme, es un 2 seguido de 11 ceros: 200.000.000.000, lo que en notación científica se escribe como 2\times10^{11}. Con este enorme número de neutrinos atravesando cada centímetro cuadrado de nuestro cuerpo (y nuestro planeta) uno podría preguntarse, si pudiéramos verlos ¿cuántos neutrinos habrían en una caja? Sigue leyendo

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Visita a KATRIN, el experimento para medir la masa del neutrino

Karlsruhe Palace

Karlsruhe Palace

Este post podría titularse “Road Trip: Karlsruhe, Alemania”, sin embargo sería extraño clasificarlo como road trip porque hace casi tres meses que Karlsruhe es mi lugar de trabajo, aunque sigue la línea de los posts anteriores en los que intento compartir mi visita a lugares de relevancia para la física. Hace un tiempo conté la historia de la masa del neutrino y cómo esta elusiva y fascinante partícula tuvo a los físicos de cabeza viviendo una crisis en la década de los 90. Recomiendo leer aquel post para una mejor apreciación del presente artículo: La masa del neutrino: una crisis y el futuro.

Hoy tuve una experiencia espectacular: conocí a KATRIN, el moderno y gigantesco experimento en construcción para medir la masa del neutrino. El nombre significa Karlsruhe Tritium Neutrino experiment. Este experimento se encuentra en el campus norte del Karlsruhe Institute of Technology (mi oficina está en el campus sur). En un viaje de 20 minutos a través del hermoso bosque detrás del Karlsruhe Palace, el bus del instituto me llevó hasta el campus norte, donde la física Kathrin Valerius me esperaba para llevarme a conocer su preciado experimento. Ella es investigadora principal de un grupo para estudiar física exótica en KATRIN y ha dedicado su carrera a este experimento. Me contó cómo desarrolló su tesis de pregrado y doctorado en los inicios del experimento, por lo que verlo instalado y tomando forma luego de años de preparación la llena de orgullo. Como contaba en el post anterior sobre KATRIN, físicos alemanes poseen experiencia en este tipo de experimentos ya que el predecesor de KATRIN se encontraba en la Universidad de Mainz, en las afueras de Frankfurt. Luego de su fase final, el famoso experimento Mainz (que alguna vez midió algo que parecía ser un neutrino con masa imaginaria) fue desmantelado.
IMG_2584Caminando por el laboratorio bajo un intenso sol de verano, llegamos a un edificio donde una luz parpadeaba en su entrada con la señal imán en operación. Sigue leyendo

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Brian May, relatividad y dilatación del tiempo

Desde niño quemay Queen es mi banda favorita. Cuando tenía 16 años leí que Brian May, el guitarrista de la banda (y doctor en astronomía desde 2007), construyó su propia guitarra a sus 16, la mítica Red Special. Esto elevó a May a la categoría de ídolo, y como ya había honrado a Galileo intentando construir telescopios y a von Braun intentando construir cohetes, decidí seguir la tradición y me lancé a construir mi propia Red Special. Luego de casi dos años fabricando las piezas, trabajando la madera y diseñando las cápsulas y circuitos, mi primera guitarra eléctrica lanzaba sus primeros acordes, para el pesar de los oídos de mis padres. Mi gran orgullo y uno de mis grandes logros, adorna ahora una pared en su casa. Volviendo a Queen, en 1975 se lanzó la joya de disco titulado A Night at the Opera, que incluye la épica Bohemian Rhapsody. Este disco incluye también la canción número 39 de Queen como banda, la que fue compuesta por Brian May y fue curiosamente titulada ’39. El título es simpático y a muchos hace pensar en una historia de la segunda guerra mundial pero en realidad su contenido es una oda a la física relativista de Einstein. Sigue leyendo

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