El Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME), en Columbia Británica, Canadá. (The Varsity)

Un avanzado sistema de aprendizaje maquinal ha localizado decenas de estallidos rápidos de radio (FRBs), un tipo de señal cuya causa no es conocida, pero procedente del núcleo de una galaxia situada a 3.000 millones de años luz

En 2007 astrónomos australianos detectaron el primero de una extraña serie de fenómenos al que pusieron el nombre de estallidos rápidos de radio (en inglés, «Fast Radio Burst» o FRB). Son una serie de pulsos de radio de muy alta energía que apenas duran unos cuantos milisegundos y que parecen proceder de fuera de la Vía Láctea. Sin embargo, durante este tiempo no se ha podido esclarecer su origen, e incluso algunos han especulado con que hubieran sido creados por extraterrestres. ¿Qué otra cosa puede producir esas explosiones de energía tan intensas pero efímeras en la longitud de onda de las radiofrecuencias?

El año pasado, los investigadores situaron por fin el origen de uno de estos estallidos, llamado FRB 121102, en el núcleo activo de una pequeña galaxia situada a 3.000 millones de años luz de la Tierra. Una de sus peculiaridades, según se averiguó entonces, es que esta señal se repite cada cierto tiempo. Ahora, los investigadores del Breaktrough Listen, un proyecto de búsqueda de vida inteligente (SETI, en inglés) de la Universidad de California en Berkeley (EE.UU.), ha descubierto un total de 72 estallidos rápidos de radio en dicha fuente usando técnicas de inteligencia artificial. Sus resultados han sido aceptados para ser publicados en The Astrophysical Journal.

«Este trabajo es muy interesante no solo porque ayuda a comprender el comportamiento dinámico de los estallidos rápidos de radio, sino también porque muestra que la inteligencia artificial puede detectar señales pasadas por alto por algoritmos clásicos», ha dicho en un comunicado Andrew Siemion, director Centro de Investigación SETI de Berkeley e investigador principal de Breaktrough Listen.

Señales de origen desconocido

El descubrimiento lo hizo una Inteligencia Artificial

Por lo que sabemos hasta el momento, los estallidos rápidos de radio (FRBs) solo duran durante unos cuantos milisegundos y proceden de galaxias distantes. Se desconoce cuál puede ser su origen. Entre las teorías más aceptadas está que procedan de estrellas de neutrones altamente magnetizadas y bombardeadas por corrientes de gas procedentes de agujeros negros supermasivos.

Dichas señales ¿Por qué no? podrían tener su origen en civilizaciones extraterrestres

Otras teorías sostienen que su origen podría estar en civilizaciones extraterrestres avanzadas. Por eso Breaktrough Listen está aplicando sus avanzados algoritmos para detectar señales que pudieran ser producidas con un propósito y no por la naturaleza.

En esta ocasión, los algoritmos se pusieron a analizar los datos recogidos por un gran radiotelescopio, el Green Bank, situado en Virginia occidental (EE.UU.) durante cinco horas completas, el pasado 26 de agosto de 2017. En un trabajo anterior, allí se captaron 21 estalllidos en un periodo de una hora.

FRB 121102, la misteriosa fuente

Señales misteriosas que, si vienen de una galaxia situada a 3.0o0 a.l. del Sistema Solar, tendremos complicado el poder contestarles si.finalmente, podemos entender los mensajes enviados.

En esta ocasión, el estudiante Gerry Zhang y otros han desarrollado un nuevo algoritmo para analizar los mismos datos, que acumularon un total de 400 terabytes de información. Así han captado 72 nuevos FRBs. En total, desde que FRB 121102 se descubrió en 2012, se han descubierto ahí 300 de estos estallidos rápidos.

La inteligencia artificial dotada de algoritmos especiales han hecho mucho por la ciencia

«Este trabajo es solo el primero que ha usado estos poderosos métodos para encontrar estos eventos de radio», ha dicho Zhang. «Esperamos que nuestro éxito pueda inspirar otras búsquedas serias centradas en aplicar la inteligencia artificial a la radioastronomía».

Parecido al motor de búsqueda de Google

Curiosamente, la técnica usada por Zhang tiene algo en común con la optimización de los motores de búsqueda (SEO) destinada a clasificar imágenes. Básicamente, Zhang y los demás lograron entrenar a un algoritmo para reconocer estallidos ya detectados por otros investigadores. A continuación, lo pusieron a trabajar con el grueso de los datos para tratar de identificar estallidos no encontrados antes.

No podremos saber qué o quien pudo emitir dichas señales pero, sin descartar nada.

Los nuevos resultados han permitido aprender sobre la periodicidad de los estallidos procedentes de FRB 121102, lo que es clave para las hipótesis de búsqueda de vida alienígena. Pues bien, los datos muestran que los pulsos no se reciben en patrones regulares, al menos si el periodo de repetición considerado es mayor de 10 milisegundos.

Sin embargo, todo esto ayudará, según Siemion, a estrechar el cerco sobre las potenciales fuentes de estos FRBs. Por ello, este investigador ha dicho que, tanto si los FRBs provienen de civilizaciones alienígenas como si no, escucharlos con esta avanzada tecnología «está ayudándonos a empujar las fronteras del conocimiento» y «nuestra comprensión del Universo que nos rodea».

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Una vez que se ha puesto orden entre las numerosas especies de partículas, se puede reconocer una pauta. Igual que Dimitri Ivanovich Mendeleev descubrió el sistema periódico de los elementos químicos en 1869, así también se hizo visible un sistema similar para las partículas. Esta pauta la encontraron independientemente el americano Murray Gell-Mann y el israelí Yuval Ne’eman. Ocho especies de mesones, todos con el mismo espín, u ocho especies de bariones, con el mismo espín, se podían reagrupar perfectamente en grupos que llamaremos multipletes. El esquema matemático correspondiente se llama SU(3). Grupletes de ocho elementos forman un octete “fundamental”. Por esta razón Gell-Mann llamó a esta teoría el “óctuplo camino”. Lo tomó prestado del budismo de acuerdo con el cual el camino hacia el nirvana es el camino óctuplo.

                              Rueda del dharma.

El Noble Camino Óctuple es considerado, según el budismo, como la vía que lleva al cese del sufrimiento. Este cese del sufrimiento se conoce como nirvana. Puede ser que eso fuese lo que sintiera Gell-Mann al finalizar sus trabajos, y, de ahí la adopción del nombre y todo lo que lleva consigo de simbología.

El noble camino es una de las enseñanzas budistas fundamentales; la cuarta parte de las Cutro Nobles Verdades. En la simbología budista, el noble camino es usualmente representado con la rueda del dharma, donde cada rayo representa un elemento del sendero. Este símbolo también se utiliza para el budismo en general.

Los elementos del noble camino óctuple se subdividen en tres categorías básicas: sabiduría, conducta ética y entrenamiento de la mente (o meditación); para rehabilitar y desacondicionar la mente. En todos los elementos del noble camino, la palabra «correcta» es una traducción de la palabra “sammā” (en pali), que significa ‘plenitud’, ‘coherencia’, ‘perfección’ o ‘ideal’. El noble camino es: Sabiduría.

Pero sigamos con el trabajo.

Las matemáticas SU(3) también admiten multipletes de diez miembros. Cuando se propuso este esquema se conocían nueve bariones con espín 3/2. Los esquemas SU(3) se obtienen al representar dos propiedades fundamentales de las partículas, la extrañeza S frente al isoespín I₃ , en una gráfica.

Imagen de trazas en la cámara de burbujas del primer evento observado incluyendo bariones Ω, en el Laboratorio Nacional Brookhaven. Dependiendo de su masa y tamaño las partículas producen distintos remolinos en la cámara de burbujas.

De esta manera, Gell-Mann predijo un décimo barión, el omega-menos (Ω¯), y pudo estimar con bastante precisión su masa porque las masas de los otros nueve bariones variaban de una forma sistemática en el gráfico (también consiguió entender que las variaciones de la masa eran una consecuencia de una interacción simple). Sin embargo, estaba claro que la Ω¯, con una extrañeza S = -3, no tenía ninguna partícula en la que desintegrarse que no estuviera prohibida por las leyes de conservación de la interacción fuerte. De modo que, la Ω¯ sólo podía ser de tan sólo 10¯²³ segundos como los demás miembros del multiplete, sino que tenía que ser del orden de 10¯¹⁰ segundos. Consecuentemente, esta partícula debería viajar varios centímetros antes de desintegrarse y esto la haría fácilmente detectable. La Ω¯ fue encontrada en 1964 con exactamente las mismas propiedades que había predicho Gell-Mann.

Se identificaron estructuras multipletes para la mayoría de los demás bariones y mesones y Gell-Mann también consiguió explicarlas. Sugirió que los mesones, igual que los bariones, debían estar formados por elementos constitutivos “más fundamentales aún”. Gell-Mann trabajaba en el Instituto de Tecnología de California en Pasadena (CalTech), donde conversaba a menudo con Richard Feynman. Eran ambos físicos famosos pero con personalidades muy diferentes. Gell-Mann, por ejemplo, es conocido como un entusiasta observador de Pájaros, familiarizado con las artes y la literatura y orgulloso de su conocimiento de lenguas extranjeras.

A comienzos de los años sesenta, un profesor del Instituto de Tecnología de California (Caltech) imparte un curso completo de física ante una cada día más numerosa. Su nombre: Richard Feynman

Feynman fue un hombre hecho a sí mismo, un analista riguroso que se reía de cualquier cosa que le recordara la autoridad establecida. Hay una anécdota que parece no ser cierta de hecho, pero que me parece tan buena que no puedo evitar el contarla; podía haber sucedido de esta forma. Gell-Mann le dijo a Feynman que tenía un problema, que estaba sugiriendo un nuevo tipo de ladrillos constitutivos de la materia y que no sabía qué nombre darles. Indudablemente debía haber de haber pensado en utilizar terminología latina o griega, como ha sido costumbre siempre en la nomenclatura científica. “Absurdo”, le dijo Feynman; “tú estás hablando de cosas en las que nunc ase había pensado antes. Todas esas preciosas pero anticuadas palabras están fuera de lugar. ¿Por qué no los llamas simplemente “shrumpfs”, “quacks” o algo así?”.

Los pequeños componentes de la materia ordinaria

Cuando algún tiempo después le pregunté a Gell-Mann, éste negó que tal conversación hubiera tenido lugar. Pero la palabra elegida fue quark, y la explicación de Gell-Mann fue que la palabra venía de una frase de Fynnegan’s Wake de James Joyce; “¡Tres quarks para Muster Mark!”. Y, efectivamente así es. A esas partículas les gusta estar las tres juntas. Todos los bariones están formados por tres quarks, mientras que los mesones están formados por un quark y un antiquark.

Los propios quarks forman un grupo SU(3) aún más sencillo. Los llamaremos “arriba (u)”, “abajo” (d), y “extraño” (s). Las partículas “ordinarias” contienen solamente quarks u y d. Los hadrones “extraños” contienen uno o más quarks s (o antiquarks ŝ).

La composición de quarks de espín 3/2 se puede ver en cualquier tabla de física.. La razón por la que los bariones de espín ½ sólo forman un octete es más difícil de explicar. Está relacionada con el hecho de que en estos estados, al menos dos de los quarks tienen que ser diferentes unos de otros.

Junto con los descubrimientos de los Hadrones y de sus componentes, los Quarks, durante la primera mitad del sigo XX, se descubrieron otras partículas. Los Hadrones forman dos ramas, los mesones formados por dos qiuarks y los bariones por tres.

               La Mecánica cuántica es muy extraña

Realmente, la idea de que los hadrones estuvieran formados por ladrillos fundamentales sencillos había sido también sugerida por otros. George Zweig, también en el Cal Tech, en Pasadena, había tenido la misma idea. Él había llamado a los bloques constitutivos “ases!, pero es la palabra “quark” la que ha prevalecido. La razón por la que algunos nombres científicos tienen más éxito que otros es a veces difícil de comprender.

Pero en esta teoría había algunos aspectos raros. Aparentemente, los quarks (o ases) siempre existen en parejas o tríos y nunca se han visto solos. Los experimentadores habían intentado numerosas veces detectar un quark aislado en aparatos especialmente diseñados para ello, pero ninguno había tenido éxito.

Loa quarks –si se pudieran aislar- tendrían propiedades incluso más extrañas. Por ejemplo, ¿cuáles serían sus cargas eléctricas? Es razonable suponer que tanto los quarks u como los quarks s y d deban tener siempre la misma carga. La comparación de la tabla 5 con la tabla 2 sugiere claramente que los quarks d y s tienen carga eléctrica -1/3 y el quark u tiene carga +2/3. Pero nunca se han observado partículas que no tengan carga múltiplo de la del electrón o de la del protón. Si tales partículas existieran, sería posible detectarlas experimentalmente. Que esto haya sido imposible debe significar que las fuerzas que las mantienen unidas dentro del hadrón son necesariamente increíblemente eficientes.

Todos sabemos que los Lepotines son: El elentrón, el Muón y la partícula Tau y, cada una de ellas tiene su tipo de neutrino: el electrónico, el muónico y el tauónico.

Aunque con la llegada de los quarks se ha clarificado algo más la flora y la fauna de las partículas subatómicas, todavía forman un conjunto muy raro, aún cuando solamente unas pocas aparezcan en grandes cantidades en el universo (protones, neutrones, electrones y fotones). Como dijo una vez Sybren S. de Groot cuando estudiaba neutrinos, uno realmente se enamora de ellos. Mis estudiantes y yo amábamos esas partículas cuyo comportamiento era un gran misterio. Los leptones, por ser casi puntuales, son los más sencillos, y por tener espín se ven afectados por la interacción que actúa sobre ellos de forma muy complicada, pero la interacción débil estaba bastante bien documentada por entonces.

Los hadrones son mucho más misteriosos. Los procesos de choque entre ellos eran demasiado complicados para una teoría respetable. Si uno se los imagina como pequeñas esferas hachas de alguna clase de material, aún quedaba el problema de entender los quarks y encontrar la razón por la que se siguen resistiendo a los intentos de los experimentadores para aislarlos.

emilio silvera

Si queréis saber más sobre el tema, os recomiendo leer el libro Partículas de Gerard ´t Hooft

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Si en realidad existe… ¿Dónde está esa materia esquiva e invisible que llaman oscura?

Uno de los mayores misterios a los que se enfrenta la Física es el hecho de que la mayor parte de la materia que existe es oscura. Es decir, un tipo de materia que no interactúa en modo alguno con los fotones, y que, por lo tanto, es totalmente invisible para nuestros ojos y para los telescopios de los astrónomos.

La masa del Universo esta compuesta por un 5% de materia ordinaria, un 23% de materia oscura y un 72% de la energía oscura (eso es lo que nos dicen, sin que dicha afirmación haya sido demostrada, y, tal manera de actuar de la Ciencia, me recuerda a la religión que, es cosa de fe.)

De hecho, los del LHC dicen que están buscando el fotón oscuro y, se podría dar el caso de que dicho “fotón” no aparezca nunca y que lo que creen que es “materia oscura”, finalmente sea otra cosa muy distinta… ¡Sabemos tan poco!

           En el CERN disponen el LHC para tratar de encontrar la dichosa materia oscura

Algunas teorías sugieren que, además de a través de la gravedad, las partículas de materia oscura podrían interaccionar con la materia visible por medio de una fuerza desconocida, la fuerza oscura, que podría transmitirse a través de fotones oscuros.

Localizar los fotones oscuros es la misión del experimento NA64 del CERN.

Fuente: Revista mensual electrónica de la Real Sociedad Española de Física.

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La NASA lanza con éxito la sonda Parker con el objetivo de ‘tocar’ el Sol

Agencias | Redacción

12/08/2018

La misión, que pretende ayudar a esclarecer los misterios que esconde el Sol y que está previsto que llegue en el mes de noviembre, ha dado comienzo con su cuarto intento de lanzamien.

La sonda solar Parker, la primera astronave que transitará por la corona del Sol, fue lanzada hoy con éxito 24 horas después del aplazamiento del despegue desde la base de Cabo Cañaveral (Florida). La misión, que pretende ayudar a esclarecer los misterios que esconde el Sol y que está previsto que llegue en el mes de noviembre.

El cohete Delta IV Heavy de la compañía United Launch Alliance ha despegado a las 03:31 hora local (07:31 GMT) desde la base aérea de Cabo Cañaveral de la NASA con la sonda a bordo.

Pocos minutos después del lanzamiento el cohete se ha desprendido de sus tres propulsores, como estaba programado.

Con unas predicciones meteorológicas favorables del 95 % y tras haber resuelto los problemas que habían hecho cambiar las fechas de lanzamiento dos veces, la NASA reprogramó ayer para este domingo el inicio de esta misión, que considera “histórica”.

La sonda pretende recoger información más cerca del Sol que ninguna otra astronave ha hecho hasta ahora.

Y así puede contribuir a resolver cuestiones como la diferencia de la temperatura de la atmósfera del Sol que está a más de un millón de grados mientras que la propia superficie solar está a 6.000 grados.

Años de investigación

Tras años de investigación, el equipo dio con la manera de que la sonda resista a un calor equivalente a 500 veces lo que experimentamos en la Tierra y realizar, así, observaciones “in situ”.

Se trata de un escudo térmico que soportará temperaturas de 1.400 grados centígrados y mantendrá los instrumentos del interior de la aeronave a temperatura ambiente (30 grados centígrados).

  Toda esta parafernalia para un objeto tan pequeño (1)

La sonda, de dimensiones pequeñas (65 kilos y 3 metros de altura), llegará a una distancia de 6 millones de kilómetros del Sol.

Además, la sonda alcanzará los 700.000 kilómetros por hora, la mayor velocidad que hasta ahora ha desarrollado cualquier otra nave construida por el hombre.

Una velocidad que equivale a viajar entre Nueva York y Tokio en un minuto y que permitirá a la sonda alcanzar el Sol en noviembre.

Fuera de la noticia:

Instalar esta pequeña base en Marte… ¡Nos costará media vida!

Por cada kilo que sacamos al Espacio, se necesitan mil kilos de combustible. Estamos muy atrasados en este campo y hay que encontrar otra forma de energía para que sea más fácil enciar material al Espacio. Es un gran problema para el día que comencemos a poblar lunas y planetas exteriores.

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