Selección Multimedia 2013-08

Una colección de enlaces de música, imágenes y videos que relacionan el arte y la ciencia. Hoy: Imágenes de NGC 3079; Fermiones y bosones; Mercurio; Espejo superdelgado en ESO. Música de Dyz Lecticus. Video: El poder de la fuerza de la gravedad en la Tierra.

Imágenes de la década

Los supervientos de gas en NGC 3079

Imágenes combinadas de Chandra en rayos-X (azul) y Hubble en luz visible (verde y rojo) componen este retrato de la galaxia espiral NGC 3079. Imponentes filamentos de gas caliente (desde decenas de miles a decenas de millones de grados) crean la brillante estructura en forma de herradura que se ve en el recuadro detalle.
La correlación entre el gas caliente y los filamentos sugiere que se formaron como un superviento de gas desde la región central de la galaxia que excarbó una cavidad en el gas más frío del disco galáctico. Tales supervientos pueden generarse por la actividad de un agujero negro supermasivo o por supernovas y, según piensan los astrofísicos, juegan un rol clave en la evolución de las galaxias.
La galaxia yace en la Osa Mayor, a 55 millones de años luz de distancia de la Tierra.
La imagen se publicó en el sitio de Chandra el 19 de febrero de 2003.
Créditos: NASA/CXC/STScI/U.North Carolina/G.Cecil

Fermiones y bosones

¿Porqué la materia no se colapsa? El mismo principio que evita que las estrellas de neutrones y las enanas blancas implosionen hace que nosotros no implosionemos y que la materia normal sea en su mayoría espacio vacío. Si la materia normal está compuesta de átomos y el núcleo de los átomos ocupa muy poco lugar, entonces los átomos están casi totalmente vacíos. Y entonces todo lo demás lo está también. Una pared está compuesta por átomos, pero si éstos están casi totalmente vacíos, ¿por qué no podemos traspasar las paredes?. (Bueno, podemos, con ayuda de una masa...)
La causa de ésto se conoce como principio de exclusión de Pauli. El principio afirma que dos fermiones idénticos — un tipo de materia fundamental — no pueden estar en el mismo lugar al mismo tiempo y con la misma orientación. El otro tipo de materia, los bosones, no tiene esta propiedad, como lo demuestran claramente los condensados de Bose-Einstein. Hace poco se demostró gráficamente el principio de exclusión de Pauli con la imagen de arriba, que muestra las nubes de dos isótopos de litio — la de la izquierda es de bosones, mientras que la de la derecha está compuesta de fermiones. Al bajar la temperatura, los bosones se comprimen; por el contrario, los fermiones mantienen mejor las distancias.
En la imagen se muestran nubes de átomos ultrafrías, con temperaturas expresadas en nK, es decir, nano-Kelvin (mil millonésima de grado por encima del cero absoluto).
Pero, si los átomos están compuestos por protones, neutrones y electrones (que son todos fermiones, ya que los componentes del núcleo atómico están a su vez formados por quarks, y los electrones son leptones, o sea fermiones), ¿cómo es posible que un tipo de litio sea considerado un bosón?
Ocurre, como lo explica el Dr. en física y bloguero RKafle, que son fermiones las partículas con espín semi-entero, por ejemplo, 1/2, mientras que bosones las partículas con espín entero. Y se llama isótopos a los átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen una cantidad diferente de neutrones. Así, el li-6 y li-7 difieren en un neutrón. Ahora, el li-7 tiene tres protones, cuatro neutrones y tres electrones. Cada una de estas partículas tiene espín 1/2, pero en total, al ser número par, conforman un espín neto entero, por lo que es bosón compuesto. En cambio, con el li-6, lo que obtenemos, es un espín semientero, por lo que es un fermión compuesto.
Créditos: Andrew Truscott & Randall Hulet (Rice U.)
Fue la Imagen Astronómica del Día (APOD) del 19 de febrero de 2003. En español en Observatorio.

Imágenes de la semana

Los colores minerales de Mercurio

Esta colorida vista del planeta más cercano al Sol se produjo con imágenes tomadas por la misión MESSENGER. No son los colores que veríamos con nuestro ojos sobre la superficie del planeta, sino un mapa de su composición de minerales y diferencias físicas entre las rocas que componen la superficie planetaria.
Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
La imagen fue publicada esta semana en NASA.

Pruebas del espejo superdelgado en ESO

Este impresionante espejo delgado deformable ha sido entregado a ESO en Garching, Alemania, y en la foto se muestra pasando una de sus pruebas. Tiene un tamaño de 1.120 milímetros, pero solo 2 milímetros de grosor, lo que hace que sea mucho más delgado que la mayor parte de las ventanas de vidrio. El espejo es muy fino, de manera que es lo suficientemente flexible como para que las fuerzas magnéticas aplicadas alteren la forma de su superficie reflectora. Cuando se instale, la superficie del espejo cambiará constantemente por pequeñas cantidades de estas fuerzas que corregirán los efectos de deformación de la atmósfera de la Tierra, generando así imágenes mucho más precisas.
El nuevo espejo secundario deformable (DSM por las siglas en inglés de Deformable Secondary Mirror) reemplazará al actual espejo secundario en uno de los telescopios unitarios del VLT. La estructura secundaria completa incluye un conjunto de 1.170 actuadores que aplican fuerza a 1.170 imanes pegados a la parte trasera del fino espejo. Un sofisticado sistema electrónico, desarrollado específicamente para este dispositivo, controla el comportamiento del fino espejo delgado. La superficie reflectante puede deformarse más de mil veces por segundo gracias a la acción de los actuadores.
El nuevo espejo es uno de los componentes principales del espejo secundario deformable que reemplazará al espejo secundario actual en uno de los cuatro Telescopios Unitarios VLT. Esto forma parte del nuevo Sistema de Óptica Adaptativa para los VLT.
Más información en ESO.
Crédito de imagen: ESO.

Música Espacial

Dyz Lecticus: Majorana fermion
André van der Zee es un músico holandés que, según cuenta en SoundCloud, fue diagnosticado con dislexia leve cuando tenía 13 años, de allí su nombre artístico. A pesar de tener problemas para leer y escribir, su cerebro funciona muy bien cuando se trata de abstracciones matemáticas, física, música y software.
Aquí, una de sus composiciones, sobre los fermiones de Majorama.

https://soundcloud.com/dyz-lecticus/majorana-fermion

Ciencia animada

ESA Euronews: El poder de la fuerza de la gravedad en la Tierra
La gravedad es una fuerza fundamental de la naturaleza, una fuerza invisible que domina nuestro planeta, desde sus entrañas rocosas a los océanos. Se trata de un fenómeno de atracción constante, estudiado hace siglos, pero que todavía arroja interrogantes a la comunidad científica. Si eliminamos o añadimos masa en un punto geográfico determinado, cambia la fuerza de la gravedad. Saber exactamente cuánto es complicado, porque varios factores influyen en el fenómeno gravitatorio.

http://youtu.be/COOx9As97_w

Para acceder a las ediciones anteriores de esta sección, consultar la Serie Selección Multimedia. La serie intenta mostrar que la inmensidad del universo se puede percibir de distintas formas. Elijo algunas de las imágenes de hace una década -para que no caigan en el olvido- y de la semana actual que termina, así como sonidos/música y videos que son formas artísticas de expresarse y con un contenido relacionado con la astronomía y las ciencias afines. Estos materiales los estoy recopilando también en la cuenta de Pinterest