El CERN produce el primer haz de antimateria/The first antimatter beam is produced at CERN

El experimento ASACUSA en el CERN/The ASACUSA experiment at CERN (Y.Yamakazi )

El equipo del experimento ASACUSA (Atomic Spectroscopy And Collisions Using Slow Antiprotons  del CERN ha logrado por primera vez producir un haz de átomos de antihidrógeno. Los investigadores informan en un artículo publicado en Nature Communications, que han detectado inequívocamente 80 átomos de antihidrógeno a una distancia de 2,7 metros de su producción, donde la influencia perturbadora de los campos magnéticos utilizados para producir los antiátomos es pequeña. Este resultado es un paso significativo en la espectroscopia hiperfina precisa de átomos de antihidrógeno.
La antimateria primordial nunca se ha observado en el universo hasta ahora, y su ausencia constituye un enorme enigma científico. Sin embargo, en el CERN es posible fabricar cantidades significativas de anti-hidrógeno, mezclando antielectrones (positrones) y antiprotones de baja energía producidos en Desacelerador de Antiprotones.
La teoría predice que los espectros del hidrógeno y del antihidrógeno son idénticos, por lo que cualquier pequeña diferencia entre ellos abriría inmediatamente una ventana a una nueva física, y podría ayudar a resolver el misterio de la antimateria. Con su único protón acompañado de un solo electrón, el hidrógeno es el átomo más simple existente, y constituye uno de los sistemas investigados con más precisión y mejor entendidos en la física moderna. Por tanto, la comparación del hidrógeno y el antihidrógeno es una de las mejores formas para realizar pruebas muy precisas de la simetría materia / antimateria.
La materia y la antimateria se aniquilan inmediatamente cuando se encuentran, así que aparte de crear el anti-hidrógeno, los físicos tienen el reto clave de mantener los antiátomos lejos de la materia ordinaria. Para ello, los experimentos aprovechan las propiedades magnéticas del antihidrógeno (que son similares a los de hidrógeno) y utilizan, campos magnéticos no uniformes muy fuertes para atrapar los antiátomos durante el tiempo suficiente para estudiarlos. Sin embargo, los fuertes gradientes de los campos magnéticos degradan las propiedades espectroscópicas de los (anti)átomos. Para evitarlo el experimento ASACUSA ha desarrollado un montaje innovador para transferir los átomos de antihidrógeno a una región en la que se pueden estudiar en vuelo, lejos del fuerte campo magnético.
Según Yasunori Yamazaki del RIKEN, Japón y uno de los líderes de equipo de la colaboración ASACUSA, "los átomos de antihidrógeno no tienen carga, por lo transportarlos desde su trampa fue un gran reto. Nuestros resultados son muy prometedores para estudios de alta precisión de átomos de antihidrógeno, en particular para su estructura hiperfina, una de las dos propiedades espectroscópicas más conocidos del hidrógeno. Su medida en el antihidrógeno permitirá probar la simetría materia / antimateria. Esperamos este verano reiniciar el experimento con un montaje mejorado”. El siguiente paso para de ASACUSA será optimizar la intensidad y la energía cinética de los haces de antihidrógeno, y comprender mejor su estado cuántico.
El avance en los experimentos de antimateria del CERN se ha acelerado en los últimos años. En 2011, el experimento ALPHA anunció la captura de átomos de antihidrógeno durante 1000 segundos y en 2012 informó de la observación de las transiciones hiperfina de los antiátomos atrapados. En 2013, el experimento ATRAP anunció la primera meda directa del momento magnético del antiprotón con una precisión de 4,4 partes por millón.

Arrows represent 1 m in each direction. Antiprotons delivered from the AD via the RFQD are trapped, electron-cooled and radially compressed in the MUSASHI. Moderated positrons from a ²²Na source are prepared and cooled in the positron accumulator and then are transported to the cusp trap. The cusp trap consists of an MRE and superconducting anti-Helmholtz coils. After positrons are accumulated near the maximum magnetic field region, antiprotons are injected from the MUSASHI and mixed with positrons synthesizing antihydrogen atoms. Antihydrogen atoms in low-field-seeking states are focused downstream of the cusp trap due to the strong magnetic field gradient, while those high-field-seeking states are de-focused. Thus, a polarized antihydrogen beam is produced. On both sides of the cusp trap, scintillator modules labelled as I–IV are mounted, which are used to track charged pions produced by annihilation reactions. Downstream of the cusp trap a spectrometer line is placed, which involves a sextupole magnet and an antihydrogen detector. (Ver/See A source of antihydrogen for in-flight hyperfine spectroscopy

The ASACUSA (Atomic Spectroscopy And Collisions Using Slow Antiprotons) experiment at CERN has succeeded for the first time in producing a beam of antihydrogen atoms. The researchers report, in a paper published in Nature Communications, the unambiguous detection of 80 antihydrogen atoms 2.7 meters downstream of their production, where the perturbing influence of the magnetic fields used to produce the antiatoms is small. This result is a significant step towards precise hyperfine spectroscopy of antihydrogen atoms.
Primordial antimatter has so far never been observed in the universe, and its absence remains a major scientific enigma. Nevertheless, it is possible to produce significant amounts of antihydrogen in experiments at CERN by mixing antielectrons (positrons) and low energy antiprotons produced by the Antiproton Decelerator.
The spectra of hydrogen and antihydrogen are predicted to be identical, so any tiny difference between them would immediately open a window to new physics, and could help in solving the antimatter mystery. With its single proton accompanied by just one electron, hydrogen is the simplest existing atom, and one of the most precisely investigated and best understood systems in modern physics. Thus comparisons of hydrogen and antihydrogen atoms constitute one of the best ways to perform highly precise tests of matter/antimatter symmetry.
Matter and antimatter annihilate immediately when they meet, so aside from creating antihydrogen, one of the key challenges for physicists is to keep antiatoms away from ordinary matter. To do so, experiments take advantage of antihydrogen’s magnetic properties (which are similar to hydrogen’s) and use very strong non-uniform magnetic fields to trap antiatoms long enough to study them. However, the strong magnetic field gradients degrade the spectroscopic properties of the (anti)atoms. To avoid it, the ASACUSA collaboration developed an innovative set-up to transfer antihydrogen atoms to a region where they can be studied in flight, far from the strong magnetic field.
“Antihydrogen atoms having no charge, it was a big challenge to transport them from their trap. Our results are very promising for high-precision studies of antihydrogen atoms, particularly the hyperfine structure, one of the two best known spectroscopic properties of hydrogen. Its measurement in antihydrogen will allow the most sensitive test of matter/antimatter symmetry. We are looking forward to restarting this summer with an even more improved set-up,” says Yasunori Yamazaki of RIKEN, Japan, a team leader of the ASACUSA collaboration. The next step for the ASACUSA experiment will be to optimize the intensity and kinetic energy of antihydrogen beams, and to understand better their quantum state.
Progress with antimatter experiments at CERN has been accelerating in recent years. In 2011, the ALPHA experiment announced trapping of antihydrogen atoms for 1000 seconds and reported observation of hyperfine transitions of trapped antiatoms in 2012. In 2013, the ATRAP experiment announced the first direct measurement of the antiproton’s magnetic moment with a fractional precision of 4.4 parts in a million.

Tomado de/Taken from Sci Tech Daily

Resumen de la publicación/Abstract of the paper
A source of antihydrogen for in-flight hyperfine spectroscopy
N. Kuroda, S. Ulmer, D. J. Murtagh, S. Van Gorp, Y. Nagata, M. Diermaier, S. Federmann, M. Leali, C. Malbrunot, V. Mascagna, O. Massiczek, K. Michishio, T. Mizutani, A. Mohri, H. Nagahama, M. Ohtsuka, B. Radics, S. Sakurai, C. Sauerzopf, K. Suzuki,M. Tajima,H. A. Torii, L. Venturelli, B. Wu¨nschek, J. Zmeskal, N. Zurlo, H. Higaki, Y. Kanai, E. Lodi Rizzini, Y. Nagashima, Y. Matsuda, E. Widmann & Y. Yamazaki
Nature Communications 5, Article number:3089 doi:10.1038/ncomms4089 Published 21 January 2014
Abstract
Antihydrogen, a positron bound to an antiproton, is the simplest antiatom. Its counterpart—hydrogen—is one of the most precisely investigated and best understood systems in physics research. High-resolution comparisons of both systems provide sensitive tests of CPT symmetry, which is the most fundamental symmetry in the Standard Model of elementary particle physics. Any measured difference would point to CPT violation and thus to new physics. Here we report the development of an antihydrogen source using a cusp trap for in-flight spectroscopy. A total of 80 antihydrogen atoms are unambiguously detected 2.7 m downstream of the production region, where perturbing residual magnetic fields are small. This is a major step towards precision spectroscopy of the ground-state hyperfine splitting of antihydrogen using Rabi-like beam spectroscopy.

Nanotransistores sin Silicio/Nanotransistor without Silicon

Durante décadas, los dispositivos electrónicos han sido cada vez más y más y más pequeños. Hoy día es sencillo, e incluso rutinario  poner millones de transistores en un único chip de silicio.
Pero los transistores basados en semiconductores no pueden ir más allá. Según el físico Yoke Khin Yap, de la Universidad Tecnológica de Michigan "Al ritmo que progresa la tecnología actual, en 10 o 20 años, no seremos capaces de hacer algo más pequeño”, y continúa "además, los semiconductores tienen otra desventaja: pierden mucha energía en forma de calor."
Los científicos han experimentado con diferentes materiales y diseños de transistores para abordar estas cuestiones, pero siempre utilizando semiconductores como el silicio. Ya en 2007, Yap buscaba algo diferente que pudiera abrir la puerta a una nueva era de la electrónica. "La idea era hacer un transistor a nanoescala con metales a nanoescala en la parte superior . Eso puede hacerse, si se coge un trozo de plástico, y se extiende de la forma adecuada, polvo metálico por encima. Pero queríamos hacerlo a nanoescala. Así que elegimos un aislante de nanotubos de nitruro de boro como sustrato (BNNT)"
El equipo de Yap había descubierto como fabricar alfombras virtuales de BNNT que resultaron ser aislantes y muy resistentes a la carga eléctrica. Utilizando láseres, se colocaron puntos cuánticos de oro (QD) de 3 nm de diámetro encima de los BNNNt formando QD-BNNT. Los nanotubos de nitruro de boro han esultado ser sustratos perfectos para los puntos cuánticos, debido a su naturaleza aislante y sobre todo a su diámetro pequeño, uniforme y controlable..
Al colocar electrodos a temperatura ambiente en los extremos de los QD-BNNT, con ayuda de científicos del Laboratorio Nacional de Oak Ridge, sucedió algo muy interesante: los electrones saltaban con precisión de un punto de oro a otro, un fenómeno conocido como túnel cuántico
“Imaginemos que los los nanotubos son un río, con une un electrodo en cada orilla. Ahora imaginemos que hay piedras muy delgadas en el lecho del río. Los electrones saltan de piedra en piedra y como éstas son tan pequeñas, solo puede haber un electrón encima cada vez, y todos los electrones saltan de la misma forma, por lo que el artefacto es estable"
El equipo de Yap había construido un transistor sin usar semiconductores. Si el voltaje aplicado es grande, el artefacto conduce la corriente, pero cuando es bajo o se desconecta, el sistema vuelve a su estado aislante natural. Además, no hayfugas de electrones desde los puntos de oro, por lo que el canal conductor siempre permanece frío. Por el contrario, el silicio sufre fugas que consumen energía y hace que los artefactos electrónicos habituales generen gran cantidad de calor. Esto permite que el sistema de Yap opere a temperatura ambiente y no a la temperatura del helio líquido como hacen otros sistemas que aprovechan el efecto túnel.
La clave es el tamaño submicroscópico: una micra de largo y unos 20 nm de ancho que puede en teoría reducirse aún más, si se disminuye la distancia entre los puntos de oro hasta fracciones de una micra.
El equipo de Yap ha patentado su descubrimiento a nivel internacional

For decades, electronic devices have been getting smaller, and smaller, and smaller. It’s now possible—even routine—to place millions of transistors on a single silicon chip.
But transistors based on semiconductors can only get so small. “At the rate the current technology is progressing, in 10 or 20 years, they won’t be able to get any smaller,” said physicist Yoke Khin Yap of Michigan Technological University. “Also, semiconductors have another disadvantage: they waste a lot of energy in the form of heat.”
Scientists have experimented with different materials and designs for transistors to address these issues, always using semiconductors like silicon. Back in 2007, Yap wanted to try something different that might open the door to a new age of electronics.“The idea was to make a transistor using a nanoscale insulator with nanoscale metals on top,” he said. “In principle, you could get a piece of plastic and spread a handful of metal powders on top to make the devices, if you do it right. But we were trying to create it in nanoscale, so we chose a nanoscale insulator, boron nitride nanotubes, or BNNTs for the substrate.”
Yap’s team had figured out how to make virtual carpets of BNNTs,which happen to be insulators and thus highly resistant to electrical charge. Using lasers, the team then placed quantum dots (QDs) of gold as small as three nanometers across on the tops of the BNNTs, forming QDs-BNNTs. BNNTs are the perfect substrates for these quantum dots due to their small, controllable, and uniform diameters, as well as their insulating nature. BNNTs confine the size of the dots that can be deposited.
In collaboration with scientists at Oak Ridge National Laboratory (ORNL), they fired up electrodes on both ends of the QDs-BNNTs at room temperature, and something interesting happened. Electrons jumped very precisely from gold dot to gold dot, a phenomenon known as quantum tunneling. “Imagine that the nanotubes are a river, with an electrode on each bank. Now imagine some very tiny stepping stones across the river,” said Yap. “The electrons hopped between the gold stepping stones. The stones are so small, you can only get one electron on the stone at a time. Every electron is passing the same way, so the device is always stable.”
Yap’s team had made a transistor without a semiconductor. When sufficient voltage was applied, it switched to a conducting state. When the voltage was low or turned off, it reverted to its natural state as an insulator. Furthermore, there was no “leakage”: no electrons from the gold dots escaped into the insulating BNNTs, thus keeping the tunneling channel cool. In contrast, silicon is subject to leakage, which wastes energy in electronic devices and generates a lot of heat. This allows the Yap’s de vice to operate at room temperature and not at liquid helium as make other devices ualso using tunneling effect.
The secret to Yap’s gold-and-nanotube device is its submicroscopic size: one micron long and about 20 nanometers wide, and the size could theoretically  further reduce if the the distance between dots is lreduced to a small fraction of a micron.
Yap has filed for a full international patent on the technology

Tomado de/Taken from University of Michigan

Resumen de la publicación/Abstract of the paper
Lee, C. H., Qin, S., Savaikar, M. A., Wang, J., Hao, B., Zhang, D., Banyai, D., Jaszczak, J. A., Clark, K. W., Idrobo, J.-C., Li, A.-P. and Yap, Y. K. (2013), Room-Temperature Tunneling Behavior of Boron Nitride Nanotubes Functionalized with Gold Quantum Dots. Adv. Mater.
 doi: 10.1002/adma.201301339
One-dimensional arrays of gold quantum dots (QDs) on insulating boron nitride nanotubes (BNNTs) can form conduction channels of tunneling field-effect transistors. We demonstrate that tunneling currents can be modulated at room temperature by tuning the lengths of QD-BNNTs and the gate potentials. Our discovery will inspire the creative use of nanostructured metals and insulators for future electronic devices.

Record de Teletransportación Cuántica/Quantum teletransportation new record

Un equipo internacional de investigadores ( pertenecientes a Austria, Canadá, Alemania y Noruega), ha establecido un nuevo récord mundial de distancia en 'teletransportación cuántica" al aire libre, reproducir las características de un fotón a otro fotón enlazado (entangled) a través de los 143 km existentes entre el Telescopio Jacobus Kapteyn en la isla canaria de La Palma y la Estación Óptica Terrestre de la ESA en Tenerife. Sus resultados han sido publicados en la revista Nature de esta semana.

Una vez enlazadas, propiedades tales como la polarización o spin - darán el mismo resultado para ambas partículas, sin importar la distancia que las separe y sin que ninguna otra señal pase físicamente entre las mismas.

La teletransportación cuántica no copia los fotones en sentido estricto. Lo que los científicos hicieron fue entrelazar algunos fotones en La Palma y luego emplear un laser de alta potencia para enviar uno de ellos a la estación receptora en Tenerife. Después, cuando se altera el estado cuántico de uno de los fotones, el estado cuántico del otro se altera inmediatamente - más rápido que la velocidad de la luz - y de la misma forma, a pesar de estar separados por 143 km. No se transporte entonces la materia misma del fotón, sino su estado.
Según Eric Wille, que supervisa el proyecto para la ESA, “Este hallazgo abre nuevas fronteras par alas comunicaciones cuánticas a larga distancia.../... La primera teletransportación cuántica se hizo en condiciones de laboratorio. Aquí el reto era mantener el enlazamiento entre dos fotones separados por 143 km, de manera que pudieran servir para la teletransportación cuántica, a pesar de las perturbaciones atmosféricas”
Un primer intento falló en 2011 debido a un tiempo excepcionalmente malo. Las dos estaciones, situadas en volcanes a 2400 m por encima del nivel del mar, sufren duras condiciones meteorológicas, lluvia, niebla, fuertes vientos e incluso nieve y tormentas de arena.
El exprimento tuvo lugar en mayo de 2012 y estableció un nuevo record en teletransportación cuántica. Como ha dicho el Dr Rupert Ursin de la Academia Austriaca de Ciencias, “el siguiente paso será el lograr la teletransportación cuántica con un satélite en órbita, demostrando la utilidad de la comunicación cuántica a nivel global”
La campaña fue subvencionadad por la Agencia Espacial Europea dentro de su Programa de Estudios generales para demostrar la utilidad de la teletransportación cuántica a larga distancia para futuras misiones espaciales, y es también un excelente ejemplo de cooperación científica internacional.

An international research team (Austria, Canada, Germany and Norway ) set a new distance world record in ‘quantum teleportation’ at open air by reproducing the characteristics of a photon onto its ‘entangled’ partner via quantum teleportation, thereby bridging a distance of 143 km between the Jacobus Kapteyn Telescope on La Palma Canary Islands) and ESA’s Optical Ground Station on adjacent Tenerife. Their results have been published in this week’s Nature Magazine.

Once entangled, the measurement of a certain property – such as polarisation or spin – will yield the same result for both particles, no matter how far apart the particles are located, and without any further signal being physically passed between them.

Quantum teleportation is not copying in the strictest sense Basically, the scientists entangled some photons in La Palma, and then used a high-powered laser to fire one of those photons across the sea to a receiving station in Tenerife. Then, when the quantum state of one photon is altered, the quantum state of the second photon — despite being 90 miles away — is immediately altered, faster than the speed of light, without even the smallest of delays. In essence, we’re talking about quantum state teleportation — rather than the teleportation of actual matter.
“This achievement breaks new ground for long-distance quantum communications,” explained Eric Wille, overseeing the project for ESA. “The first quantum teleportation took place in laboratory conditions. The challenge here was to maintain the entanglement between two photons separated by 143 km, despite being perturbed by atmospheric conditions, such that it could still be used for quantum teleportation.”
A first attempt in 2011 failed due to exceptionally bad weather. The two telescope stations located on the volcanoes 2400 m above sea level have to face harsh conditions, including rain, fog and strong winds or even snow and sand storms.
The experiment finally took place in May 2012, establishing a new record for the teleportation distance. “The next step would really be to achieve quantum teleportation to a satellite in orbit to demonstrate quantum communication on a global scale” commented Dr Rupert Ursin of the Austrian Academy of Sciences.
The inter-island measurement campaign was commissioned by ESA within its General Studies Programme in order to demonstrate the feasibility of long-distance quantum teleportation for future space missions and it is also an excellent example of international scientific cooperation.

Tomado de/Taken from ESA ; Extreme Tech

Resumen de la publicación/ Abstract of the paper

Quantum teleportation over 143 kilometres using active feed-forward
Xiao-Song Ma, Thomas Herbst, Thomas Scheidl, Daqing Wang, Sebastian Kropatschek, William Naylor, Bernhard Wittmann, Alexandra Mech, Johannes Kofler, Elena Anisimova, Vadim Makarov, Thomas Jennewein, Rupert Ursin Anton Zeilinger
Nature (2012)doi:10.1038/nature11472 Published online 05 September 2012

Abstract
The quantum internet is predicted to be the next-generation information processing platform, promising secure communication and an exponential speed-up in distributed computation. The distribution of single qubits over large distances via quantum teleportation is a key ingredient for realizing such a global platform. By using quantum teleportation, unknown quantum states can be transferred over arbitrary distances to a party whose location is unknown. Since the first experimental demonstrations of quantum teleportation of independent external qubits, an internal qubit and squeezed states, researchers have progressively extended the communication distance. Usually this occurs without active feed-forward of the classical Bell-state measurement result, which is an essential ingredient in future applications such as communication between quantum computers. The benchmark for a global quantum internet is quantum teleportation of independent qubits over a free-space link whose attenuation corresponds to the path between a satellite and a ground station. Here we report such an experiment, using active feed-forward in real time. The experiment uses two free-space optical links, quantum and classical, over 143 kilometres between the two Canary Islands of La Palma and Tenerife. To achieve this, we combine advanced techniques involving a frequency-uncorrelated polarization-entangled photon pair source, ultra-low-noise single-photon detectors and entanglement-assisted clock synchronization. The average teleported state fidelity is well beyond the classical limit of two-thirds. Furthermore, we confirm the quality of the quantum teleportation procedure without feed-forward by complete quantum process tomography. Our experiment verifies the maturity and applicability of such technologies in real-world scenarios, in particular for future satellite-based quantum teleportation.

El Bosón de Higgs/The Higgs Boson

El día 4 de julio de 2012, se anunciaron los resultados de unos experimentos llevados a cabo en el LHA (Gran Acelerador de Hadrones) del CERN, que parecen apuntar al descubrimiento del bosón de Higgs.   
El bosón de Higgs es la última partícula importante del Modelo Estándar de la Física que falta (o faltaba) por detectar (ver aquí listados de partículas al día The Review of Particle Physics, List of particles, Tabla de partículas)
Su importancia radica en que es necesaria para explicar el por qué algunas partículas, como los leptones o los quarks, tienen masa y otras, como los fotones, no la tienen y también para entender el por qué de la diferencia de masa entre por ejemplo, los protones y los electrones.
Resumiendo y simplificando, la teoría predice que al comienzo del universo ninguna partícula tenía masa, pero que un instante después algunas adquirieron masa como consecuencia de la interacción con un campo de fuerzas, el llamado campo de Higgs, que permea todo el espacio y que al interaccionar con los quarks (componentes de protones y neutrones), los gluones (que mantiene juntos a los quark) y los leptones, confiere masa a todos ellos.
El bosón de Higgs es la partícula mediadora o de interacción entre el campo de Higgs y el resto de las partículas y es análoga a los fotones (mediadores del electromagnetismo, los bosones Z y W mediadores de la Interacción débil y los gluones, mediadores de la interacción fuerte). Por tanto, el bosón de Higgs es el causante de la aparición de la masa y de ahí el nombre coloquial de partícula de Dios, aunque dicho apelativo (God particle) parece ser una forma políticamente correcta de la expresión coloquial inglesa “partícula puñetera” (goddamn particle).
El Rap del LHA nos dará algunas claves sobre lo que es el boson de Higgs y la importancia de los experimentos que se llevan a cabo en el LHA.

On July 4, 2012, the results of experiments conducted in the LHA (Large Hadron Accelerator) at CERN, which seem to point to the discovery of the Higgs boson , were announced.
The Higgs boson is (or was) the last major particle of the Standard Model of the Particle Physics to detect (see here daily listings particles The Review of Particle Physics , List of Particles , Particle Table )
The Higgs boson is necessary to explain why some particles such as leptons and quarks, have mass and others, like photons, do not have as well as to understand the reason for the difference in mass between eg protons and electrons.
Summarizing and simplifying, the theory predicts that when the universe began no particle had mass, but a moment later some of them acquired it as the result of interaction with a force field, called the Higgs field, which permeates all space and whose interaction with quarks (components of protons and neutrons), gluons (which holds together the quarks) and leptons confers mass to these particles.

The Higgs boson is the carrier or interaction particle between the Higgs field and the rest of the particles, being thus analogous to photons (mediators of electromagnetism, bosons Z and W that mediate the weak interaction and gluons, the mediators the strong interaction). Therefore, the Higgs boson is responsible for the appearance of mass and hence the colloquial name of God particle, although this appellation seems to be a more politically correct than the more colloquial "goddamn particle”!
The LHA Rap gives us some clues about the Higgs boson and the significance of the experiments conducted in the LHA.

Más información en Física de partículas/ Particle Physics

EL EXPERIMENTO "OPERA" DETECTA NEUTRINOS MÁS RÁPIDOS QUE LA LUZ

 Los resultados del experimento internacional OPERA, en el que participan más de 150 investigadores, parecen indicar que neutrinos enviados desde el CERN en Ginebra (Suiza) hasta el laboratorio Gran Sasso (Italia) han viajado a una velocidad ligeramente superior a la de la luz. La confirmación de los datos supondría un reto a las leyes de la Física establecidas por Einstein, por lo que los investigadores han solicitado a la comunidad científica que corrobore el experimento y verifique si las mediciones son correctas.

Más información pinchando el siguiente enlace:

http://www.alkaidediciones.com/foro/index.php?topic=2572.0

La computación cuántica más cerca/Quantum computing is nearer

Los computadores cuánticos podrían estar más próximos. Investigadores del National Institute of Standards and Technology (NIST) han entrelazado por primera vez las propiedades cuánticos de dos iones diferentes, manipulándolos con microondas en vez de con rayos laser. Esto sugiere que podría ser posible sustituir los “parques láser” de computación cuántica del tamaño de una habitación con tecnología miniaturizada comercial, similar a la empleada en los teléfonos inteligentes.
El entrelazamiento es un fenómeno cuábtico crucial para transmitir información y corregir errores en los computadores cuánticos. Cuando partículas atómicas, como los iones, están entrelazadas, los cambios hechos en una afectan a las otras entrelazadas con ella. Esta es la clave para la computación cuántica que al utilizar estas propiedades tan poco usuales, permitirá resolver ciertos problemas, inabordables hoy día incluso con superordenadores, tales como la ruptura de los códigos de encriptación u otros problemas científicos excesivamente complicados.
Hasta ahora, el entrelazamiento de iones implicaba siempre el uso de instalaciones enormes y de varios rayos láser. Por el contrario, el entralazador por microondas utilizado por los investigadores del NIST, integra el cableado de las fuentes de microondas directamente en una trampa iónica del tamaño de un chip y utiliza un conjunto de láseres, espejos y lentes de sobremesa de un tamaño que es la décima parte del empleado anteriormente. Todavía se necesitan láseres ultravioleta de baja potencia para enfriar los iones y observar los resultados experimentales, pero éstos podrían hacerse del tamaño de los incluidos en los lectores portátiles de DVD. Los sistemas de microondas podrían ser más fácilmente ampliados para construir sistemas prácticos de miles de iones para computación cuántica y simulaciones, que las fuentes láser complejas y caras.
El NIST informa de un 76% de éxito para el entrelzamiento con sus microndas, lo cual está por encima del 50% mínimo necesario, pero no es aún competitivo con el 99,3% que se obtiene con los mejores láseres hoy día. Se necesita más investigación para mejorar las operaciones de microondas reduciendo movimientos iónicos indeseables y suprimir el entrecruzamiento de información entre diferentes zonas del mismo chip.
Quantum computers could be more nearer now. Researchers at the National Institute of Standards and Technology (NIST) have for the first time linked the quantum properties of two separated ions (electrically charged atoms) by manipulating them with microwaves instead of the usual laser beams. This suggests it may be possible to replace the room-sized quantum computing "laser park" with miniaturized, commercial microwave technology similar to that used in smart phones.
The entanglement, is a quantum phenomenon expected to be crucial for transporting information and correcting errors in quantum computers. When atomic-size particles, such as ions, are in an entangled state, changes made to one particle affects the other particles it is entangled with. This the key to quantum computing, that using unusual rules of quantum physics, will allow to solve certain problems, that are currently intractable even with supercomputers, such as breaking encryption codes or other large-size scientific problems.
Until now, the entanglement of ions always involved massive rigs and multiple lasers beams. The microwave entangler used by NIST researchers, on the other hand, integrates wiring for microwave sources directly on a chip-sized ion trap and use a desktop-scale table of lasers, mirrors, and lenses that is only about one-tenth of the size previously required. Low-power ultraviolet lasers are still needed to cool the ions and observe experimental results but might eventually be made as small as those in portable DVD players. Compared to complex, expensive laser sources, microwave components could be expanded and upgraded more easily to build practical systems of thousands of ions for quantum computing and simulations.
NIST reports a 76 percent rate of successful entanglement with the microwave rig, which is above the 50 percent target number for quantum properties, but not quite as good as the best laser arrays out there, with can successfully entangle ions 99.3 percent of the time. Further research it is necessary to improve microwave operations by reducing unwanted ion motion and to suppress cross-talk between different information processing zones on the same chip.

Tomado de/Taken de Science

Resumen de la publicación/Abstract of the paper
Microwave quantum logic gates for trapped ions
C. Ospelkaus, U. Warring, Y. Colombe, K. R. Brown, J. M. Amini, D. Leibfried and D. J. Wineland
Nature 476 ,181–184(11 August 2011) doi:10.1038/nature10290
Abstract
Control over physical systems at the quantum level is important in fields as diverse as metrology, information processing, simulation and chemistry. For trapped atomic ions, the quantized motional and internal degrees of freedom can be coherently manipulated with laser light. Similar control is difficult to achieve with radio-frequency or microwave radiation: the essential coupling between internal degrees of freedom and motion requires significant field changes over the extent of the atoms’ motion, but such changes are negligible at these frequencies for freely propagating fields. An exception is in the near field of microwave currents in structures smaller than the free-space wavelength where stronger gradients can be generated. Here we first manipulate coherently (on timescales of 20 nanoseconds) the internal quantum states of ions held in a microfabricated trap. The controlling magnetic fields are generated by microwave currents in electrodes that are integrated into the trap structure. We also generate entanglement between the internal degrees of freedom of two atoms with a gate operation suitable for general quantum computation; the entangled state has a fidelity of 0.76(3), where the uncertainty denotes standard error of the mean. Our approach, which involves integrating the quantum control mechanism into the trapping device in a scalable manner, could be applied to quantum information processing4, simulation and spectroscopy.

El LHC estrecha la búsqueda del bosón de Higgs/The LHC narrows the search of the Higss bosob

Los principales experimentos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) han presentado en la conferencia de Física de Altas Energías que se celebra estos días en Grenoble (Francia) nuevos datos que estrechan la búsqueda del bosón de Higgs. Esta partícula, que explicaría el origen de la masa, es la pieza que falta por descubrir en el Modelo Estándar, la teoría que describe las partículas fundamentales y sus interacciones.
Los experimentos ATLAS y CMS no han encontrado, hasta el momento, ninguna señal significativa de la presencia de la partícula Higgs en el rango de masas entre los 120 y los 600 GeV (gigaelectronvoltios). El electronvoltio (eV) es una unidad de energía, pero en física de partículas la masa y la energía pueden ser intercambiadas por la idea de equivalencia demostrada por Einstein en su famosa ecuación (E = mc2). Así, la energía de las partículas que giran en el LHC se transforma en las colisiones en nuevas partículas muy masivas que inmediatamente “decaen”, se transforman en otras.
De esta manera los físicos reconstruyen los eventos o sucesos ocurridos en el interior de los experimentos a partir de las partículas resultantes de las colisiones. La existencia del bosón de Higgs se tendrá que observar mediante las partículas resultantes de las colisiones donde se produzca. Esta partícula es, según la teoría que define las partículas elementales y sus interacciones, el Modelo Estándar, la que otorgaría masa al resto mediante el llamado campo de Higgs. Su existencia fue propuesta por el físico Peter Higgs en la década de los sesenta.
Los resultados de ATLAS permiten descartar, con un nivel de confianza del 95% la existencia de un bosón de Higgs con masas entre 155‐190 GeV y 295‐450 GeV. Por su parte, CMS descarta con el mismo nivel de confianza su presencia en los rangos de masas de 149‐206 GeV y 300‐440 GeV. Sin embargo, en la región de masa entre 120 y 140 GeV, y alrededor de los 250 GeV, ATLAS observa un “moderado exceso de sucesos”, mientras que CMS observa otro “exceso moderado” de eventos por debajo de los 145 GeV.
Según datos obtenidos en otros aceleradores como el Tevatron (EE UU), el rango de masas más probable del bosón de Higgs estaría entre los 114 y 137 GeV, más de 100 veces la masa del protón. Sin embargo, los físicos interpretan estas señales con gran cautela a la espera de más datos y estudios adicionales. Se esperan nuevos resultados para la conferencia internacional Lepton‐Photon, que se celebrará en India a finales de agosto.
Durante 2011 y 2012 el LHC acumulará diez veces más datos, lo que permitirá a los experimentos explorar de forma mucho más precisa la actual frontera de energía en la búsqueda del bosón de Higgs.

The main experiments of the Great Hadron Collider (LHC) have presented new data that narrow the search of the Higgs boson in the conference of Physics of High Energies in Grenoble (France). This particle, that would explain the origin of the mass, is the last piece to discover in the Standard Model, the theory that describes the fundamental particles and their interactions.
The experiments ATLAS and CMS have not found, until now, any significant signal of the presence of the Higgs particle in the rank of masses comprised between 120 and 600 GeV (gigaelectronvolts). The electronvolt (eV) is a unit of energy, but in particle physics mass and energy are exchangeable because of the idea of equivalence demonstrated by Einstein in their famous equation (E = mc2). Thus, the energy of the particles that go around in the LHC transforms during collisions in new very massive particles that immediately “decays”, i.e. are transformed into others.
Thus the physicists reconstruct the events happened inside the experiments, from the resulting particles of the collisions. The existence of the Higgs boson will have to be observed from the particles resulting of the collisions where it takes place. This particle is, according to the Standard Model the theory that defines elementary particles and their interactions, the one that will give mass to the rest of particles via the field of Higgs. Its existence was proposed by the physicist Peter Higgs in the 60’s.
The ATLAS results allow to discard, with a 95% confidence level, the existence of a Higgs boson with masses between 155 ‐ 190 GeV and 295 ‐450 GeV. On the other hand, CMS has ruled out, with the same level of confidence their presence in the rank of mass between 149- 206 GeV and 300 - 440 GeV. Nevertheless, in the region of mass between 120 and 140 GeV, and around the 250 GeV, ATLAS has found a “moderate excess of events”, whereas CMS observes another “moderate excess” of events below the 145 GeV.
According to data collected in other particle accelerators like the Tevatron (USA), the more probable rank of masses for the Higgs boson would be between 114 and 137 GeV, i.e. more than 100 times the mass of the proton. Nevertheless, the physicists interpret these additional signals with great caution, waiting for more data and studies. New results are expected for the international conference Lepton ‐ Photon, that will be celebrated in India at the end of August.
During 2011 and 2012, LHC will accumulate ten times more data, which will allow explore in a more precise way, the present energy border in the search of the Higgs boson.

Tomado de/Taken form SINC

Una nueva partícula para el Modelo Standard/A new particle for the Standard Model

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el "rompedor de átomos" más poderoso del mundo, podría estar solo a unos meses de encontrar una nueva partícula elemental, prueba de la existencia de una nueva fuerza de la naturaleza.
Los estudios sobre el quark cima (top) el más pesado de los seis quarks que son los bloques básicos de la naturaleza, han demostrado un comportamiento anómalo cuando son producidos a partir de colisiones protón-antiprotón en el Tevatron del Fermilab en Batavia, Illinois (E.E.U.U.), un acelerador de baja energía. Al comparar los resultados con los predichos por el Modelo Standard de la Física de partículas, los quarks vuelan más a menudo en la dirección del haz del protónn y menos en la del protón de lo que deberían.
Para energías por encima de 450 miles de millones de electron-voltios, el 45% de los quarks se mueven a lo largo del haz del protón, cuando solo deberían hacerlo un 9%. El equipo ha comunicado evidencias adicionales de la extraña preferencia direccionald el quark, después de examinar los resultados de otro grupo de interacciones.
Según los autores "solo hay un 0,04% de probabilidades de que la preferencia direccional del quark cima sea un error". este porcentaje (tres sigma) está lejos aún del nivel de confianza (cinco sigma) preciso para que el resultado sea considerado un hallazgo, pero otro experimento del Tevatron ha encontrado indicios de la misma asimetría empleando otras técnicas y otros datos.
Suponiendo que el efecto sea real, la preferencia direccional sugiere la existencia de una nueva partícula elemental no predicha por el Modelo Standard. La partícula podría ser la portadora de un nuevo tipo de fuerza que interaccione con los quarks cima, un pariente pesado del gluon, la partícula sin masa que mantine pegados a los quarks.
Otra idea postula la existencia del bosón Z', una versión más pesada del bosón Z, la partícula portadora de la fuerza nuclear débil. El bosón Z' convertiría un quark en otro de un tipo diferente, originando la asimetría.
En el caso de que la asimetría derive de la existencia de una partícula demasiado masiva como para ser producida en el Tevatron, el LHC podría producir la partícula directamente, posiblemente antes del final de este año 2011

The Large Hadron Collider, the world’s most powerful atom smasher, may be only months away from finding a new elementary particle — a sign of a new force in nature.
The studies focus on the top quark, the heaviest of the six quarks, which are the fundamental building blocks of nature. Top quarks appear to behave badly when they are produced during proton-antiproton collisions at a lower-energy particle accelerator, the Fermilab’s Tevatron in Batavia, Ill. Compared with what the standard model of particle physics predicts, these quarks fly off too often in the direction of the proton beam and not enough in the antiproton direction.
For energies above 450 billion electron volts, 45 percent of the top quarks travel along the path of the proton beam while only 9 percent are expected to do so, and the team reported additional evidence of the top quark’s puzzling directional preference after examining the paths of quarks generated by a different set of particle interactions.
According to the authors, "there’s only about a 0.04 percent chance, that the top quark’s apparent directional preference is a fluke". That percentage (named three-sigma) still doesn’t meet the threshold for what physicists consider proof (five-sigma) but Tevatron’s other experiment, DZero, has recently found hints of the same asymmetry, using different data and techniques.
Assuming the effect is real, the directional preference suggests the existence of a new elementary particle, not predicted by the standard model. The particle could be the messenger of a new type of force that interacts with top quarks, a heavy cousin to the massless gluon, the particle that binds quarks together.
Another idea posits the existence of a particle called the Z’ boson, a heavier version of the Z boson, a messenger particle for the weak interaction. The Z’ boson would transforms one type of quark into another, leading to the asymmetry.
If the asymmetry arises from some new type of particle just slightly too massive for the Tevatron to produce, the LHC could produce the particles directly, possibly by the end of 2011

Tomado de/Taken from Science News

Una nueva tecnología fotovoltaica se repara a sí misma/New Self-Assembling Photovoltaic Technology Repairs Itself

Las plantas son buenas haciendo algo que los científicos y los ingenieros llevan décadas esforzándose por lograr: convertir la luz del sol en energía almacenada y hacerlo, además, de forma fiable día tras día y año tras año. Ahora, algunos científicos del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT) han conseguido imitar un aspecto clave de ese proceso.
Uno de los problemas que tiene la captación de luz solar es que los rayos de sol pueden ser enormemente dañinos para muchos materiales. La luz solar provoca una degradación paulatina de muchos de los sistemas desarrollados para utilizarla. Pero las plantas han adoptado una estrategia interesante para hacer frente a ese problema. Desintegran continuamente las moléculas que capturan la luz y las vuelven a ensamblar desde el principio, de modo que las estructuras básicas que capturan la energía del sol siempre son, de hecho, completamente nuevas.
Ahora, ese proceso lo han imitado Michael Strano, titular de la cátedra adjunta de ingeniería química Charles y Hilda Roddey, y su equipo de investigadores y estudiantes de posgrado. Los investigadores han creado un novedoso conjunto de moléculas autoensamblables capaces de convertir la luz solar en electricidad. Estas moléculas pueden desintegrarse una y otra vez y luego volver a ensamblarse rápidamente con solo añadir o retirar una solución adicional. El artículo que han escrito sobre este trabajo se ha publicado el 5 de septiembre en Nature Chemistry.
Uno de los objetivos a largo plazo de las investigaciones de Strano ha sido encontrar modos de imitar los principios que se encuentran en la naturaleza utilizando “nanocomponentes”. En el caso de las moléculas que intervienen en la fotosíntesis de las plantas, la forma reactiva del oxígeno que se genera por acción de la luz solar hace que las proteínas se descompongan de un modo muy concreto. Según lo describe Strano, el oxígeno “suelta una correa que mantiene unida la proteína”, pero esas mismas proteínas vuelven a ensamblarse rápidamente para que se repita el proceso.
Esta acción tiene lugar dentro de unas diminutas cápsulas llamadas cloroplastos que se encuentran en todas las células vegetales (y que son el lugar donde se lleva a cabo la fotosíntesis). El cloroplasto es “una máquina asombrosa”, dice Strano. “Son unos extraordinarios motores que consumen dióxido de carbono y utilizan la luz para producir glucosa”, un compuesto químico que proporciona energía para el metabolismo.
Para imitar ese proceso, Strano y su equipo fabricaron unas moléculas sintéticas llamadas fosfolípidos que forman discos; estos discos proporcionan un soporte estructural a otras moléculas que son las que realmente reaccionan a la luz, dentro de estructuras llamadas centros de reacción, que liberan electrones cuando son golpeadas por las partículas de la luz.


Plants are good at doing what scientists and engineers have been struggling to do for decades: converting sunlight into stored energy, and doing so reliably day after day, year after year. Now some MIT scientists have succeeded in mimicking a key aspect of that process.
One of the problems with harvesting sunlight is that the sun's rays can be highly destructive to many materials. Sunlight leads to a gradual degradation of many systems developed to harness it. But plants have adopted an interesting strategy to address this issue: They constantly break down their light-capturing molecules and reassemble them from scratch, so the basic structures that capture the sun's energy are, in effect, always brand new.
That process has now been imitated by Michael Strano, the Charles and Hilda Roddey Associate Professor of Chemical Engineering, and his team of graduate students and researchers. They have created a novel set of self-assembling molecules that can turn sunlight into electricity; the molecules can be repeatedly broken down and then reassembled quickly, just by adding or removing an additional solution. Their paper on the work was published on Sept. 5 in Nature Chemistry
One of Strano's long-term research goals has been to find ways to imitate principles found in nature using nanocomponents. In the case of the molecules used for photosynthesis in plants, the reactive form of oxygen produced by sunlight causes the proteins to fail in a very precise way. As Strano describes it, the oxygen "unsnaps a tether that keeps the protein together," but the same proteins are quickly reassembled to restart the process.
This action all takes place inside tiny capsules called chloroplasts that reside inside every plant cell -- and which is where photosynthesis happens. The chloroplast is "an amazing machine," Strano says. "They are remarkable engines that consume carbon dioxide and use light to produce glucose," a chemical that provides energy for metabolism
To imitate that process, Strano and his team, produced synthetic molecules called phospholipids that form discs; these discs provide structural support for other molecules that actually respond to light, in structures called reaction centers, which release electrons when struck by particles of light

Tomado de/Taken from ScienceDaily/Plataforma SINC

Abstract of the paper
Photoelectrochemical complexes for solar energy conversion that chemically and autonomously regenerate
Moon-Ho Ham1,Jong Hyun Choi, Ardemis A. Boghossian, Esther S. Jeng, Rachel A. Graff, Daniel A. Heller, Alice C. Chang, Aidas Mattis, Timothy H. Bayburt, Yelena V. Grinkova, Adam S. Zeiger, Krystyn J. Van Vliet, Erik K. Hobbie, Stephen G. Sligar, Colin A. Wraight & Michael S. Strano
Nature, Published online: 05 September 2010 doi:10.1038/nchem.822

Abstract
Naturally occurring photosynthetic systems use elaborate pathways of self-repair to limit the impact of photo-damage. Here, we demonstrate a complex consisting of two recombinant proteins, phospholipids and a carbon nanotube that mimics this process. The components self-assemble into a configuration in which an array of lipid bilayers aggregate on the surface of the carbon nanotube, creating a platform for the attachment of light-converting proteins. The system can disassemble upon the addition of a surfactant and reassemble upon its removal over an indefinite number of cycles. The assembly is thermodynamically metastable and can only transition reversibly if the rate of surfactant removal exceeds a threshold value. Only in the assembled state do the complexes exhibit photoelectrochemical activity. We demonstrate a regeneration cycle that uses surfactant to switch between assembled and disassembled states, resulting in an increased photoconversion efficiency of more than 300% over 168 hours and an indefinite extension of the system lifetime

Partícula camaleónica sorprendida mientras cambiaba/Particle Chameleon Caught in the Act of Changing

Investigadores del experimento OPERA en el Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFI) del Gran Sasso en Italia, han anunciado la primera observación directa de la de una partícula tau en un haz de muón-neutrinos enviados desde el CERN a 730 km de distancia. Es un resultado significativo, la pieza que faltaba en un rompecabezas que ha desafiado a la ciencia desde los años 60, y que muestra como será la nueva física que se avecina.
El rompecabezas de los neutrinos empezó con experimento pionero y premiado finalmente con el premio Nobel, y llevado a cabo por el científico norteamericano Ray Davis. Observó que a la Tierra llegaban desde el Sol muchos menos neutrinos que los predichos por lo modelos solares: o bien estos modelos eran erróneos, o a los neutrinos les pasaba algo durante el viaje. En 1960, los físicos teóricos Bruno Pontecorvo y Vladimir Gribov, dieron con una posible solución al sugerir que el aparente déficit de neutrinos era causado por oscilaciones camaleónicas entre diferentes tipos de neutrinos.
Desde entonces varios experimentos habían detectado la desaparición de muón-neutrinos, confirmando la hipótesis oscilatoria, pero ahsta ahora no se había observado la aparición de un tau-neutrino en un haz de muón-neutrinos puros: es por tanto la primera vez que un neutrino camaleónico ha sido sorprendido mientras cambiaba de muón a tau.
A la vez que cierra un capítulo sobre la naturaleza de los neutrinos, la observación de las oscilaciones proporciona fuertes evidencias para la nueva física. En el Modelo Estándar, utilizado por los físicos para explicar el comportamiento de las partículas fundamentales, el neutrino no tiene masa. Pero para que un neutrino pueda oscilar, debe tener masa, luego algo falta en el Modelo Estándar.
A pesar de su éxito en explicar las partículas que conforman el Universo visible y sus interacciones, los físicos han sabido desde hace bastante tiempo, que hay muchas cosas que el Modelo Estádar no puede explicar. Una posibilidad es la existencia de otros tipos de neutrinos, desconocidos hasta ahora, que podían arrojar luz sobre la Materia Oscura, que se cree es la responsable de alredededor de la cuarta parte de la masa del Universo.

Researchers on the OPERA experiment at the INFN's Gran Sasso laboratory in Italy announced the first direct observation of a tau particle in a muon neutrino beam sent from CERN, 730 km away. This is a significant result, providing the final missing piece of a puzzle that has been challenging science since the 1960s, and giving tantalizing hints of new physics to come.
The neutrino puzzle began with a pioneering and ultimately Nobel Prize winning experiment conducted by US scientist Ray Davis beginning in the 1960s. He observed far fewer neutrinos arriving at the Earth from the Sun than solar models predicted: either solar models were wrong, or something was happening to the neutrinos on their way. A possible solution to the puzzle was provided in 1969 by the theorists Bruno Pontecorvo and Vladimir Gribov, who first suggested that chameleon-like oscillatory changes between different types of neutrinos could be responsible for the apparent neutrino deficit.
Several experiments since have observed the disappearance of muon-neutrinos, confirming the oscillation hypothesis, but until now no observations of the appearance of a tau-neutrino in a pure muon-neutrino beam have been observed: this is the first time that the neutrino chameleon has been caught in the act of changing from muon-type to tau-type.
While closing a chapter on understanding the nature of neutrinos, the observation of neutrino oscillations is strong evidence for new physics. In the theories that physicists use to explain the behaviour of fundamental particles, which is known as the Standard Model, neutrinos have no mass. For neutrinos to be able to oscillate, however, they must have mass: something must be missing from the Standard Model.
Despite its success in describing the particles that make up the visible Universe and their interactions, physicists have long known that there is much the Standard Model does not explain. One possibility is the existence of other, so-far unobserved types of neutrinos that could shed light on Dark Matter, which is believed to make up about a quarter of the Universe's mass

Tomado de/Taken from Science Daily

Lise Meitner in the Ada Lovelace's Day

Hoy 24 de marzo, es el día de Ada Lovelace (Ada Lovelace’s Day) , una jornada dedicada por los bloggers de todo el mundo, a llamar la atención acerca de las mujeres que han sobresalido en los campos de la ciencia y la tecnología. Por si no lo sabéis, Ada Lovelace (hija del famoso poeta británico Lord Byron) es considerada por muchos como la primera programadora de la historia, con sus programas para la ‘máquina analítica’ de Babbage.
La forma de celebrar el día, consiste en publicar un post sobre una heroína de la ciencia. Mi elegida es Lisa Meitner. (Viena, 7 de noviembre de 1878 - Cambridge, 27 de octubre de 1968). Nacida en Austria, aunque luego nacionalizada sueca, fue una física que formó parte del equipo que descubrió la fisión nuclear, un logro por el que únicamente su colega, el alemán Otto Hahn, recibió el reconocimiento de la Academia Sueca, que le otorgó el Premio Nobel de Química en 1945. Lisa Meitner es considerada hoy día, además de cómo “madre de la bomba atómica”, como uno de los ejemplos más sangrantes de un descubrimiento femenino no reconocido por el Comité de los Nobel.
La tercera de ocho hijos de una familia judía acomodada vienesa, obtuvo su doctorado, a pesar de las restricciones de aquella época para la presencia femenina en las aulas, en el año 1907. Allí comenzó su trabajo en equipo con el físico Otto Hahn y juntos participaron en el desarrollo del nuevo campo de la física nuclear, una relación que continuó después de que Meitner tuviera que abandonar su país, e instalarse en Suecia, obligada por el ascenso del nazismo.
En 1939 publicó, junto con Frisch un trabajo en Nature en el que, empleando el modelo de la "gota líquida" explicaron y pusieron nombre a la fisión nuclear.
A pesar de ello, y debido a la separación de Lise de sus antiguos colaboradoes y a su exilio, el comité del Nobel no tuvo en cuenta su contribución, un error que se remedió parcialmente en 1966 cuando Meitner recibió, junto a Hahn el Premio Fermi.
En 1997, el elemento 109 recibió el nombre de Meitnerium (Mt) en su honor. Por ahora, ningun elemento ha recibido el nombre de Hahn... ¿justicia poética?

The Ada Lovelace's Day is a blogging international day to draw attention to women excelling in technology (The Ada Lovelace Day). To take part, you must to choose a tech heroine and then publish a blog post, any time on Tuesday 24th March 2010. Augusta Ada King, Countess of Lovelace (1815-1852), know today as Ada Lovelace, is mainly known for as the "first programmer" since she was writing programs for the early mechanical general-purpose computer, the Babbage's analytical engine.
This year, my heroine is Lise Meitner (Vienna, Austria, November 7, 1878. Cambridge, England, October 27, 1968) was an Austrian-born, later Swedish physicist who worked on radioactivity and nuclear physics. Meitner was part of the team that discovered nuclear fission, an achievement for which her colleague Otto Hahn was awarded the Nobel Prize in Chemistry by the Royal Swedish Academy of Sciences in 1945, overlooking Lise Meitner, who collaborated with him in the discovery and gave the first theoretical explanation of the fission process. Meitner is often mentioned as the 'mother of the nuclear fission' and one of the most glaring examples of women's scientific achievement overlooked by the Nobel committee.
Lise Meitner was the third of eight children of a Viennese Jewish family. Owing to Austrian restrictions on female education, Lise Meitner only entered the University of Vienna in 1901. Doctorate in hand, she went to Berlin in 1907 to study with Max Planck. She began to work with a chemist, Otto Hahn, she doing the physics and he the chemistry of radioactive substances. The collaboration continued for 30 years, each heading a section in Berlin's Kaiser Wilhelm Institute for Chemistry.
After the Anschluss (German annexation of Austria in March 1938), Lise Meitner had to emigrate, but the collaboration continued secretely. In 1939 Meitner and Frisch explained (and named) nuclear fission, using Bohr's "liquid drop" model of the nucleus; their paper appeared in Nature (February 11, 1939). The proof of fission required Meitner's and Frisch's physical insight as much as the chemical findings of Hahn and Strassmann
But the separation of the former collaborators and Lise's scientific and actual exile led to the Nobel committee's failure to understand her part in the work. The Nobel "mistake", never acknowledged, was partly rectified in 1966, when Hahn, Meitner, and Strassmann were awarded the U.S. Fermi Prize.
In 1997, element 109 was named Meitnerium (Mt) in her honour. No chemical element has received the name of her colleague Hahn.... poetic justice?

Para saber más/To know more

En busca del circuito integrado óptico/Searching for an optical integrated circuit

Hoy día, Internet y los ordenadores necesitab ser cada vez más rápidos y más potentes. Sin embargo, las CPU's convencionales limitan el rendimiento de los ordenadores, por ejempo, al producir una enorme cantidad de calor. La causa de ésto son los millones de transistores que conmutan o amplifican las señales electrónicass en las CPU's: un centímetro cuadrado de CPU puede emitir hasta 125 watios de calor, es decir diez veces más que un centímetro cuadrado de una estufa eléctrica.
Por esto, los científicos llevan mucho tiempo intentando producir circuitos integrados que operen con fotones en lugar de electrones. La razón es que los fotones no solo generan mucho menos calor que los electrones, sino que también permiten transferir datos a mayor velocidad.
El grupo de investigación liderado por Vahid Sandoghdar, Profesor del Laboratorio de Química-Física del Instituto Suizo Tecnológico de Zurich, ha hecho un avance decisivo al crear un transistor óptico con una única molécula.
Para ello se aprovecha el hecho de que la energía de la molécula está cuantizada: cuando la luz del láser golpea una molécula que está en su estado fundamental, la luz es absorbida. A la inversa, es posible liberar la energía absorbida con un segundo rayo láser. Esto sucede porque el rayo cambia el estado cuántico de la molécula, con el resultado de que la luz del del segundo rayo es amplificada.
Según Jaesuk Hwang, primer autor del estudio, “la amplificación de un láser convencional puede hacerse con un número enorme de moléculas”. Sin embargo, los científicos de Zurich han conseguido producir amplificación estimulada con una única molécula. Para ellos han necesitado enfriarla a menos 272 grados centígrados, es decir 1 grado por encima del cero absoluto.
Utilizando un rayo láser para preparar el estado cuántico de una única molécula de forma controladad, los científicos pueden atenuar o amplificar simultáneamente un segundo rayo láser, una forma de operar idéntica a la de un transistor convencional. Estos componentes podrían preparar el camino para un fuuro ordenador cuántico.

Internet connections and computers need to be ever faster and more powerful nowadays. However, conventional central processing units (CPUs) limit the performance of computers, for example because they produce an enormous amount of heat. The millions of transistors that switch and amplify the electronic signals in the CPUs are responsible for this. One square centimeter of CPU can emit up to 125 watts of heat, which is more than ten times as much as a square centimeter of an electric hotplate.
This is why scientists have been trying for some time to find ways to produce integrated circuits that operate on the basis of photons instead of electrons. The reason is that photons do not only generate much less heat than electrons, but they also enable considerably higher data transfer rates.
The research group led by Vahid Sandoghdar, Professor at the Laboratory of Physical Chemistry of ETH Zurich, has now achieved a decisive breakthrough by successfully creating an optical transistor with a single molecule.
For this, they have made use of the fact that a molecule’s energy is quantized: when laser light strikes a molecule that is in its ground state, the light is absorbed. Conversely, it is possible to release the absorbed energy again in a targeted way with a second light beam. This occurs because the beam changes the molecule’s quantum state, with the result that the light beam is amplified.
According to Jaesuk Hwang, first author of the study, “amplification in a conventional laser is achieved by an enormous number of molecules”. However, the ETH Zurich scientists have now been able to generate stimulated emission using just one molecule. The researchers therefore needed to cool the molecule down to minus 272 degrees Celsius, i.e. one degree above absolute zero.
By using one laser beam to prepare the quantum state of a single molecule in a controlled fashion, scientists could significantly attenuate or amplify a second laser beam. This mode of operation is identical to that of a conventional transistor. Thus component parts such as the new single molecule transistor may also pave the way for a quantum computer.

Tomado de/Taken from ETH Zurich

Resumen de la publicación/Abstract of the research paper
A single-molecule optical transistor
J. Hwang, M. Pototschnig, R. Lettow, G. Zumofen, A. Renn, S. Götzinger & V. Sandoghdar
Nature 460, 76-80 (2 July 2009) doi:10.1038/nature08134
The transistor is one of the most influential inventions of modern times and is ubiquitous in present-day technologies. In the continuing development of increasingly powerful computers as well as alternative technologies based on the prospects of quantum information processing, switching and amplification functionalities are being sought in ultrasmall objects, such as nanotubes, molecules or atoms. Among the possible choices of signal carriers, photons are particularly attractive because of their robustness against decoherence, but their control at the nanometre scale poses a significant challenge as conventional nonlinear materials become ineffective. To remedy this shortcoming, resonances in optical emitters can be exploited, and atomic ensembles have been successfully used to mediate weak light beams7. However, single-emitter manipulation of photonic signals has remained elusive and has only been studied in high-finesse microcavities or waveguides. Here we demonstrate that a single dye molecule can operate as an optical transistor and coherently attenuate or amplify a tightly focused laser beam, depending on the power of a second 'gating' beam that controls the degree of population inversion. Such a quantum optical transistor has also the potential for manipulating non-classical light fields down to the single-photon level. We discuss some of the hurdles along the road towards practical implementations, and their possible solutions.