Agencia de Desarrollo Espacial promete hacer más con menos



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La Agencia de Desarrollo Espacial se creó oficialmente la semana pasada y ya está causando un gran revuelo. La Secretaria de la Fuerza Aérea Heather Wilson y algunos legisladores han desafiado a los líderes del Departamento de Defensa a explicar por qué se necesita una nueva agencia cuando hay otras organizaciones en el Departamento de Defensa que ya están desarrollando tecnologías espaciales de próxima generación. Los defensores de SDA descartan las críticas como "pensamiento heredado" e insisten en que este es un movimiento necesario para garantizar que el DoD se mantenga por delante de la curva tecnológica.

Ahorro de costes

Por ley, el Departamento de Defensa tiene que compensar el costo de una nueva agencia con ahorros en otros lugares. El SDA más que compensará su costo, de acuerdo con una nota de "cuantificación de ahorros" presentada por el director de la agencia, Fred Kennedy. La SDA operará con mucha menos burocracia que la agencia típica del Departamento de Defensa y comprará tecnología a proveedores comerciales. Eso "reducirá los requisitos para la infraestructura y la mano de obra asociada, reducirá el tiempo de procesamiento administrativo y acelerará el despliegue de nuevos sistemas", dice la nota. El DoD está solicitando $ 149 millones en el año fiscal 2020 para que se inicie el SDA.

Los ahorros adicionales provendrán de la consolidación de las adquisiciones de espacio en todo el DoD, por lo que una arquitectura puede abordar múltiples requisitos, dice la nota. SDA utilizará "hardware y software de comando y control comunes, terminales de usuario interoperables, protocolos y estándares consolidados".

'Capa de transporte' en Leo

El SDA desarrollará una capa de transporte de datos y comunicaciones de sensores proliferados en órbita terrestre baja. Consistirá en un gran número de satélites pequeños producidos en masa, cada uno con múltiples enlaces cruzados entre satélites y enlaces redundantes de espacio a tierra, conectados en red para proporcionar una transferencia de datos global, persistente y de baja latencia. La capa de transporte se usaría para desarrollar capacidades espaciales militares, como un sistema alternativo de posicionamiento, navegación y sincronización; focalización de baja latencia; y detección y seguimiento de amenazas de misiles balísticos y avanzados.

Tener una capa de transporte común para las comunicaciones militares reduciría las necesidades de personal en la Dirección de Comunicaciones por Satélite Militar (MILSATCOM) del Centro de Sistemas de la Fuerza Aérea y de Misiles de la Fuerza Aérea. Esa dirección emplea a unos 650 empleados. El memorándum de Kennedy estima que ya no serían necesarios unos 20 billetes de civiles y 30 militares.

Del mismo modo, hasta 15 puestos civiles y 30 militares ya no serían necesarios en la Dirección de Teledetección de SMC, responsable del desarrollo y despliegue de la nave espacial y el segmento terrestre de los Sistemas de infrarrojos basados ​​en el espacio (SBIRS). Esa dirección emplea a 370 personas. Y hasta 20 puestos civiles y 15 militares podrían reducirse en la Agencia de Defensa de Misiles, que emplea a 2,900 empleados del gobierno.

Requisitos de personal de SDA

Estas reducciones de personal ascienden a 55 puestos civiles y 75 militares en las oficinas del programa espacial de la Fuerza Aérea y la MDA. Esto excede el requisito proyectado del personal del gobierno de SDA de 112 personal (67 civiles, 45 militares) y da como resultado una reducción neta de 18 personal a DoD. El requisito general de personal de la SDA es 225: 112 gubernamentales y militares, y 113 contratistas de apoyo.

Esta historia fue proporcionada por SpaceNews, dedicada a cubrir todos los aspectos de la industria espacial.

Se espera que esas inundaciones del medio oeste se pongan mucho, mucho peor


Las crecidas récord inundar el Medio Oeste está a punto de empeorar mucho más. Alimentados por la nieve que se derrite rápidamente y el pronóstico de más tormentas en las próximas semanas, los funcionarios federales advierten que 200 millones de personas en 25 estados enfrentan un riesgo hasta mayo. Las inundaciones que recorren Nebraska ya han obligado a huir a decenas de miles de personas y han causado daños por 1.300 millones de dólares.

La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica emitió su pronóstico de inundaciones de primavera el jueves, y pronosticó que dos tercios del país están en riesgo de "inundaciones importantes a moderadas", desde Fargo, Dakota del Norte, en el Río Rojo del Norte hasta Nashville, Tennessee. , en el río Cumberland. Las inundaciones de las últimas dos semanas han comprometido 200 millas de diques en Nebraska, Iowa, Missouri y Kansas, según el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU.

Se espera que las lluvias e inundaciones continúen hasta mayo y se vuelvan más graves, según Ed Clark, director del Centro Nacional del Agua de NOAA en Tuscaloosa, Alabama. "Esto se perfila como una temporada de inundaciones potencialmente sin precedentes", dijo Clark, "con más de 200 millones de personas en riesgo de inundaciones en sus comunidades".

Una combinación de fuertes nevadas a fines de febrero, las lluvias tropicales y la nieve húmeda del "ciclón bomba" que azotó el país hace una semana, y las superficies del suelo congeladas o saturadas han preparado el escenario para las inundaciones. Los atascos de hielo en la parte superior de los cursos de agua congelados se están sumando al problema al desviar las aguas de la inundación de los canales de los ríos y enviarlos a tierra. "No parece que veamos ningún tramo seco en el corto plazo", dice Thomas Graziano, director del centro de predicción de agua en el Servicio Nacional de Meteorología.

Las autoridades dicen que toda la cuenca del río Mississippi ha recibido tres veces más lluvia que en un año normal.

Y aún no ha terminado de caer. Se espera que más tormentas de lluvia golpeen el Medio Oeste durante los próximos ocho a 10 días. Esa precipitación será "como el agua que corre sobre el concreto", dice Graziano. Él espera que los niveles de inundación de este año superen las desastrosas inundaciones que azotaron el río Missouri en mayo de 2011 y el río Red en Dakota del Norte y Minnesota en 2009.

La gran capa de nieve de este invierno está alimentando las inundaciones. En las Dakotas orientales y Minnesota, más de 20 pulgadas de nieve permanecen en el suelo. Los ríos Missouri, Ohio y Mississippi drenan el centro de los Estados Unidos, pero el agua tarda varias semanas en fluir río abajo. Mientras tanto, los funcionarios de emergencia están advirtiendo a los residentes locales que hagan planes de evacuación y que también compren seguros contra inundaciones en ciertas áreas.

Los científicos del clima dicen que es demasiado pronto para decir exactamente hasta qué punto el cambio climático inducido por el hombre ha afectado este ciclo de inundaciones de primavera, pero observan que el desastre acuático está siguiendo un patrón de eventos climáticos extremos en los Estados Unidos. Hay un 10 por ciento más de humedad disponible en el medio ambiente como resultado del cambio climático global, dice Kevin Trenberth, científico principal del Centro Nacional de Investigación Atmosférica en Boulder, Colorado.

Según Trenberth, Trenberth explica que bajo la condición adecuada, esa humedad adicional se puede amplificar en 30 por ciento más de lluvia durante un evento climático extremo, como un huracán, un ciclón de bomba o la serie de tormentas que han afectado al Medio Oeste.

"El combustible extra del calentamiento global es lo que mantiene [a storm] va ", dice." Y es lo que lo convierte de un desastre de mil millones de dólares en un desastre de entre 10 y 50 mil millones de dólares ".


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Una sola nube tormentosa es más poderosa que cualquier central nuclear en la Tierra. Los rayos cósmicos lo demuestran.


Cuando Benjamin Franklin ató una llave a una cometa y la lanzó a una tormenta eléctrica, se convirtió brevemente en un aparato conectado al generador de energía más potente de la Tierra.

Franklin sabía, como la mayoría de las personas, que las tormentas eléctricas son increíblemente poderosas. Los investigadores han tratado de estimar con precisión cómo poderosos durante más de un siglo, pero siempre se han quedado cortos, incluso los sensores aerotransportados más sofisticados son inadecuados porque las nubes de tormenta son demasiado grandes e impredecibles para medir.

Ahora, en un artículo publicado el 15 de marzo en la revista Physical Review Letters, los investigadores en Ooty, India, han encontrado una nueva respuesta sorprendente, gracias a la ayuda de algunos rayos cósmicos. [Electric Earth: Stunning Images of Lightning]

Usando una serie de sensores diseñados para medir los campos eléctricos y la intensidad de los muones, partículas pesadas que constantemente caen de la atmósfera superior de la Tierra, decayendo a medida que pasan a través de la materia, el equipo midió el voltaje de una gran nube de tormenta que rodó sobre Ooty durante 18 minutos. el 1 de diciembre de 2014. Los investigadores encontraron que, en promedio, la nube estaba cargada con aproximadamente 1.3 gigavoltios de electricidad, que es 1.3 veces 10 ^ 9 voltios, aproximadamente 10 millones de veces más voltaje que el que proporciona una toma de corriente típica en Norteamérica.

"Esto explica por qué las nubes de tormenta son tan destructivas", dijo a Live Science el coautor del estudio Sunil Gupta, investigador de rayos cósmicos en el Instituto Tata de Investigación Fundamental de la India. "Si disipa esta cantidad masiva de energía a través de cualquier cosa, va a causar una devastación severa".

Gupta y sus colegas estudian principalmente los muones, partículas similares a los electrones que se crean cuando los rayos cósmicos golpean varios átomos en la atmósfera de la Tierra. Estas partículas tienen aproximadamente la mitad del giro de los electrones, pero 200 veces el peso, y son muy buenas para penetrar la materia. Un muón que llueve desde la atmósfera puede viajar hacia el océano o millas bajo tierra en tan solo una fracción de segundo, siempre que tenga suficiente energía.

Los muones pierden su energía cuando algo se interpone en su camino, por ejemplo, una pirámide, por ejemplo. A principios de 2018, los científicos descubrieron dos cámaras previamente desconocidas dentro de la Gran Pirámide de Giza al instalar detectores de muones alrededor de la estructura y medir dónde las partículas perdían (y no perdían) energía. Los muones que pasan a través de las paredes de piedra de la pirámide perdieron más energía que los muones que pasan por las grandes cámaras vacías. Los resultados permitieron a los investigadores crear un nuevo mapa del interior de la pirámide sin poner un pie dentro de ella.

Gupta y sus colegas utilizaron un método similar para mapear la energía dentro de la nube tormentosa Ooty. Sin embargo, en lugar de enfrentarse con la piedra, los muones que caen a través de la nube se enfrentan a un campo eléctrico turbulento.

"Las tormentas eléctricas tienen una capa cargada positivamente en la parte superior y una capa cargada negativamente en la parte inferior", dijo Gupta. "Si un muón cargado positivamente golpea la nube cuando llueve desde la atmósfera superior, será repelido y perderá energía". [Infographic: How Lightning Works]

Usando una serie de sensores de detección de muones y cuatro monitores de campo eléctrico repartidos a lo largo de varias millas, los investigadores midieron la caída promedio de energía entre los muones que pasaron a través de la nube tormentosa y los que no lo hicieron. A partir de esta pérdida de energía, el equipo pudo calcular cuánto potencial eléctrico habían atravesado las partículas en la nube de trueno.

Era masivo

"Los científicos estimaron que las nubes de tormenta podrían tener un potencial de gigavoltas en la década de 1920", dijo Gupta, "pero nunca se demostró, hasta ahora".

Una vez que los investigadores conocieron el potencial eléctrico de la nube, quisieron ir un paso más allá y medir con precisión cuánta potencia transportaba la nube de truenos cuando rugía sobre Ooty.

Usando los datos de sus monitores de campo eléctrico ampliamente dispersos, el equipo completó algunos detalles importantes sobre la nube, es decir, viajaba a aproximadamente 40 mph (60 km / h) a una altitud de 7 millas (11.4 kilómetros) sobre el nivel del mar. tenía un área estimada de 146 millas cuadradas (380 km2, un área aproximadamente seis veces más grande que Manhattan), y alcanzó su potencial eléctrico máximo solo 6 minutos después de aparecer.

Armados con este conocimiento, los investigadores finalmente pudieron calcular que la tormenta transportaba alrededor de 2 gigavatios de potencia, lo que hace que esta única nube sea más poderosa que las centrales nucleares más poderosas del mundo, dijo Gupta.

"La cantidad de energía almacenada aquí es suficiente para satisfacer todas las necesidades de energía de una ciudad como la Ciudad de Nueva York durante 26 minutos", dijo Gupta. "Si usted podría aprovecharlo ".

Con la tecnología actual, esa es una posibilidad poco probable, señaló Gupta: la cantidad de energía disipada por una tormenta de este tipo es tan alta que probablemente derretiría a cualquier conductor.

Sin embargo, el potencial violentamente poderoso de las tormentas podría ayudar a resolver un misterio cósmico que científicos como Gupta y sus colegas han preguntado durante décadas: ¿Por qué los satélites a veces detectan rayos gamma de alta energía que salen de la atmósfera de la Tierra cuando deberían llover desde el espacio? ?

Según Gupta, si las tormentas eléctricas pueden crear un potencial eléctrico superior a un gigavoltio, también podrían acelerar los electrones lo suficientemente rápido como para romper otros átomos en la atmósfera, produciendo destellos de rayos gamma.

Esta explicación requiere más investigación para verificar su exactitud, dijo Gupta. Mientras tanto, asegúrese de maravillarse con la próxima nube de tormenta que ve, porque es una fuerza de la naturaleza insondable y poderosa, y, por favor, piense dos veces antes de volar una cometa.

Publicado originalmente en Ciencia viva.

Día y noche se equilibran perfectamente en la foto del equinoccio de primavera tomada desde el espacio



La Tierra acaba de recibir otro disparo de glamour deslumbrante, gracias a un satélite que tomó su foto en el equinoccio de primavera del 20 de marzo. Esta foto muestra la mitad del planeta iluminado por la luz, y el otro sumido en la oscuridad, como una galleta en blanco y negro.

Esta hermosa simetría no es una sorpresa para cualquiera que sepa algo sobre el equinoccio. En latín, equinoccio significa "noche igual". Dos veces al año, en marzo y septiembre, el equinoccio ocurre cuando la cantidad de luz diurna y oscuridad son casi iguales en todas las latitudes, según la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA).

¿Por qué los equinoccios no son más comunes? La respuesta tiene que ver con la inclinación de la Tierra. Debido a que el planeta está inclinado sobre su eje aproximadamente 23.5 grados, la luz del día generalmente se distribuye de manera desigual en todo el planeta. Dependiendo de dónde se encuentre la Tierra en su órbita alrededor del Sol, el hemisferio norte o el hemisferio sur tendrán días o noches más largos. [Earth Pictures: Iconic Images of Earth from Space]

"Durante dos ocasiones especiales dos veces al año, la inclinación es en realidad perpendicular al sol, lo que significa que la Tierra está igualmente iluminada en los hemisferios norte y sur", C. Alex Young, director asociado de ciencia en la División de Ciencia Heliofísica en Goddard de la NASA El Centro de Vuelo Espacial, dijo previamente a Live Science.

En otras palabras, el sol está directamente sobre el ecuador al mediodía durante un equinoccio.

La semana pasada, el equinoccio ocurrió a las 5:58 p.m. EDT el miércoles (20 de marzo), que marca el primer día astronómico de la primavera para el hemisferio norte. Sin embargo, la nueva imagen fue tomada varias horas antes de eso, a las 8 a.m. EDT, por el satélite GOES EAST.

Luego, los satélites GOES, también conocidos como sistema de satélites ambientales geoestacionarios, son una red de satélites de observación de la Tierra operados por NOAA. Recopilan información sobre el pronóstico del tiempo, el seguimiento de tormentas severas y la investigación meteorológica.

Publicado originalmente en Ciencia viva.

Puedes jugar con Escape Velocity, sin dejar el planeta


Si te gusta términos científicos que suenan bien, la velocidad de escape debería encajar en el proyecto de ley. Pero, ¿qué diablos significa eso? Permítame explicarle:

Todo lo que sube tiene que bajar. Seguro que has escuchado esto antes. Pero ¿qué tal un experimento para ver si es realmente cierto? Voy a tomar una pelota y la tiraré. Veamos qué pasa. Puedes probar esto en casa.

Rhett Allain

Eso parece funcionar. ¿Y si lo lanzo aún más alto?

Rhett Allain

Aún funciona. Sube Se baja ¿Pero por qué? Aquí hay un diagrama de fuerza para la bola justo después de que la arroje.

Rhett Allain

Como la bola se está moviendo hacia arriba, puse una flecha discontinua para representar la velocidad. Solo quiero señalar que la velocidad no es una fuerza. La fuerza real es la baja. mg flecha. Esta es la fuerza debida a la interacción gravitacional entre la Tierra y la bola. En este caso, la fuerza depende de la masa de la pelota (metro) y el campo gravitatorio local (sol), que tiene un valor de alrededor de 9.8 newtons por kilogramo.

¿Pero qué tienen que ver las fuerzas con el movimiento? En general, las fuerzas. cambio El movimiento de un objeto. Sí, la parte de "cambio" es super importante. Cuando una fuerza actúa en la dirección opuesta a la velocidad, el objeto disminuye la velocidad. Esto significa que la bola que se mueve hacia arriba se ralentiza. Con una fuerza gravitatoria constante, el objeto se ralentiza hasta que se detiene. Una vez que se detiene, la fuerza hacia abajo hace que el objeto aumente la velocidad, ya que la fuerza y ​​la velocidad están en la misma dirección.

No importa qué tan alto lances la pelota, la fuerza de gravedad hacia abajo eventualmente la frenará hasta detenerse. Excepto que esto está mal. De hecho, la fuerza gravitacional no es constante.

Nos gusta escribir la fuerza gravitacional en la superficie de la Tierra como mg (la masa es multiplicada por el campo gravitatorio), pero eso es solo un atajo. Aquí hay una mejor expresión para la magnitud de la fuerza gravitacional.

Rhett Allain

Esta es la gravedad "universal", porque da una expresión de la fuerza entre dos objetos con masa, no solo para cosas en la superficie de la Tierra. Tal vez esta imagen ayude.

Rhett Allain

La fuerza gravitatoria actúa sobre ambas masas para atraerlas una hacia la otra. La magnitud de esta fuerza depende de los valores de ambas masas y de la distancia entre sus centros. los sol es la constante gravitacional universal, con un valor de aproximadamente 6,67 x 10-11 Nuevo Méjico2/kg2.

Si las dos masas son un objeto de 1 kilogramo y la Tierra, entonces las dos masas son 1 kg (el objeto) y 5.97 x 1024 kg (la masa de la tierra). La distancia entre sus centros es aproximadamente el radio de la Tierra (6.371 millones de metros). Usando esos valores, obtienes una fuerza gravitacional de 9.8 newtons, que es lo mismo que usar el mg fórmula. ¿Ves cómo funciona eso?

¿Qué pasa si te mueves 1.000 metros sobre la superficie de la Tierra? En ese caso, la distancia entre el objeto y el centro de la Tierra aumenta en 1.000 metros. En lugar de 6.371 millones de metros, ahora son 6.372 millones de metros. Eso no es un cambio significativo en la fuerza gravitatoria. Entonces, está completamente bien usar el mg Versión de gravedad para la mayoría de los casos.

Pero cuando se trata de escapar de la velocidad, no estamos tratando la mayoría de los casos. Si lanzas algo súper rápido, va a ser súper alto. Si es lo suficientemente rápido, entonces el objeto se alejará lo suficiente del centro de la Tierra para que la fuerza gravitacional se haga notablemente más pequeña. Esto significa que hay una oportunidad de escapar. Ya no hay una fuerza de tracción constante hacia atrás; más bien hay una fuerza de tracción hacia atrás que disminuye lentamente. De hecho, es posible escapar del planeta de los humanos.

Ahora para la pregunta real: ¿Qué tan rápido? ¿Cuál es la velocidad de escape para la Tierra (o para cualquier planeta)? Para responder a esto, necesitamos considerar la energía. Si pensamos en el planeta y el objeto como un sistema cerrado, entonces la energía total debe ser constante. Así es como funciona la energía. Para este sistema, la energía total consistirá en la energía cinética del planeta (que realmente no cambia), la energía cinética del objeto y la energía potencial gravitatoria del planeta más el objeto.

La energía cinética depende tanto de la masa del objeto como de la velocidad.

Rhett Allain

Observe que aunque la velocidad es un vector (y depende de la dirección del movimiento), la energía cinética es un escalar, ya que tiene una velocidad al cuadrado. No depende de la dirección. La energía potencial gravitatoria del sistema sería:

Rhett Allain

Algunos comentarios importantes sobre la energía potencial gravitatoria: Sí, hay un signo negativo allí. Debe haber un signo negativo para que las cosas funcionen. Técnicamente, esta es la energía potencial gravitatoria con respecto a una distancia infinita. Realmente, no es el potencial lo que importa, sino que es el cambio en la energía potencial lo que vemos.

Ahora vamos a poner esto juntos. Comencemos con el objeto en la posición 1 en la superficie del planeta, moviéndonos con cierta velocidad v1. Más tarde, el objeto está súper lejos del planeta (porque escapó) con velocidad cero (apenas escapó). Aquí está la ecuación de conservación de la energía (de nuevo, suponiendo que el planeta no cambia la energía cinética porque es muy masivo).

Rhett Allain

Si sustituyes las expresiones por U y K arriba, puedes ver que la masa del objeto se cancela. Resolviendo la velocidad inicial, obtienes la velocidad de escape.

Rhett Allain

Algunas cosas a tener en cuenta: Esta velocidad de escape depende tanto de la masa y El radio de un planeta. Además, no hay dirección en esta expresión. No importa de qué manera te mueves para escapar. No tienes que lanzar un objeto directamente desde el centro del planeta para que funcione.

Sabes que no puedo dejar esto solo sin un modelo numérico. Aquí está. Puede cambiar la masa del planeta, el radio del planeta, la velocidad de lanzamiento y el ángulo de lanzamiento. Simplemente haga clic en el botón Reproducir para iniciarlo. Es divertido y asombroso.

Finalmente, quiero incluir una gráfica de la energía en función de la distancia del planeta. Aquí está:

Esta es una gráfica de la energía de un objeto que comienza con una velocidad menor que la velocidad de escape. Observe que cuando la energía total es igual al potencial, el objeto tiene que detenerse y girar. Esta es la única opción, ya que un objeto no puede tener una energía cinética negativa que se requeriría para moverse más allá de este punto (donde la energía total es menor que el potencial). No puedes tener energía cinética negativa porque eso implicaría una masa negativa o una velocidad imaginaria (que obtendrías al tomar la raíz cuadrada de un número negativo).

Pero en realidad, no vas a entender completamente la velocidad de escape hasta que juegues con ella. Recomiendo jugar con el programa de python arriba. Si juegas con velocidad de escape en la vida real, podrías escapar del planeta, eso probablemente sería malo.


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El mas grande Atom Smasher del mundo podría haber encontrado evidencia de por qué existe nuestro universo


El mas grande Atom Smasher del mundo podría haber encontrado evidencia de por qué existe nuestro universo

El detector de LHCb en el CERN.

Crédito: CERN

Por primera vez en la historia, los físicos del mayor destructor de átomos del mundo han observado diferencias en la descomposición de partículas y antipartículas que contienen un componente básico de la materia, llamado el quark del encanto.

El hallazgo podría ayudar a explicar el misterio de por qué la materia existe en absoluto.

"Es un hito histórico", dijo Sheldon Stone, profesor de física en la Universidad de Syracuse y uno de los colaboradores en la nueva investigación.

Cada partícula de materia tiene una antipartícula, que es idéntica en masa pero con una carga eléctrica opuesta. Cuando la materia y la antimateria se encuentran, se aniquilan mutuamente. Eso es un problema. El Big Bang debería haber creado una cantidad equivalente de materia y antimateria, y todas esas partículas deberían haberse destruido entre sí rápidamente, sin dejar nada atrás, solo energía pura. [Strange Quarks and Muons, Oh My! Nature’s Tiniest Particles Dissected]

Claramente, eso no sucedió. En cambio, aproximadamente 1 de cada mil millones de quarks (las partículas elementales que forman protones y neutrones) sobrevivieron. Así, el universo existe. Lo que significa es que las partículas y antipartículas no deben comportarse de forma totalmente idéntica, dijo Stone a Live Science. En su lugar, deberían decaer a tasas ligeramente diferentes, permitiendo un desequilibrio entre la materia y la antimateria. Los físicos llaman a esa diferencia de comportamiento la violación de paridad de carga (CP).

La idea de la violación del PC provino del físico ruso Andrei Sakharov, quien la propuso en 1967 como una explicación de por qué la materia sobrevivió al Big Bang.

"Este es uno de los criterios necesarios para que existamos", dijo Stone, "por lo que es un poco importante comprender cuál es el origen de la violación de PC".

Hay seis tipos diferentes de quarks, todos con sus propias propiedades: arriba y abajo, arriba y abajo y encanto y extraño. En 1964, los físicos observaron por primera vez la violación del PC en la vida real en extraños quarks. En 2001, vieron que sucedía con partículas que contenían quarks del fondo. (Ambos descubrimientos condujeron a premios Nobel para los investigadores involucrados). Los físicos habían teorizado durante mucho tiempo que también ocurría con partículas que contenían quarks de encanto, pero nadie lo había visto nunca.

Stone es uno de los investigadores en el experimento de belleza Gran Colisionador de Hadrones (LHC), que utiliza el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, el anillo de 16.5 millas (27 kilómetros) en la frontera franco-suiza que envía partículas subatómicas cargando entre sí para re Crea los destellos de energía alucinante que siguieron al Big Bang. A medida que las partículas se chocan unas contra otras, se rompen en sus partes constituyentes, que luego se descomponen en fracciones de segundo a partículas más estables.

Las últimas observaciones involucraron combinaciones de quarks llamados mesones, específicamente el mesón D0 ("d-cero") y el mesón anti-D0. El mesón D0 está formado por un quark de encanto y un quark anti-up (la antipartícula del quark up). El mesón anti-D0 es una combinación de un quark anti-charm y uno de quark up.

Ambos de estos mesones se descomponen de muchas maneras, pero un pequeño porcentaje de ellos termina como mesones llamados kaones o piones. Los investigadores midieron la diferencia en las tasas de descomposición entre los mesones D0 y anti-D0, un proceso que implicaba tomar mediciones indirectas para garantizar que no solo estuvieran midiendo una diferencia en la producción inicial de los dos mesones, o diferencias en lo bien que El equipo podría detectar varias partículas subatómicas.

¿La línea de fondo? Las proporciones de decaimiento diferían en una décima de porcentaje.

"Lo que significa que el D0 y el anti-D0 no se deterioran al mismo ritmo, y eso es lo que llamamos violación CP", dijo Stone.

Y eso hace las cosas interesantes. Las diferencias en las caries probablemente no son lo suficientemente grandes como para explicar lo que sucedió después del Big Bang para dejar atrás tanta materia, dijo Stone, aunque es lo suficientemente grande como para sorprender. Pero ahora, dijo, los teóricos de la física obtienen su turno con los datos. [Big Bang to Civilization: 10 Amazing Origin Events]

Los físicos confían en algo llamado el Modelo Estándar para explicar, bueno, todo a la escala subatómica. La pregunta ahora, dijo Stone, es si las predicciones hechas por el Modelo Estándar pueden explicar la medición del quark charm que el equipo acaba de hacer, o si requerirá algún tipo de nueva física, lo cual, dijo Stone, sería el resultado más emocionante.

"Si esto solo pudiera ser explicado por la nueva física, esa nueva física podría contener la idea de de dónde viene esta violación de PC", dijo.

Los investigadores anunciaron el descubrimiento en un webcast del CERN y publicaron una preimpresión de un artículo que detallaba los resultados en línea.

Publicado originalmente en Ciencia viva.

'Océano interior' de una de las peores tormentas del hemisferio sur vistas desde el espacio


Un ciclón mortal que golpeó el sur de África dejó grandes inundaciones que parecían "océanos interiores" en imágenes del espacio tomadas solo días después de que la tormenta tocó tierra.

Sentinel-1, una misión satelital que forma parte del programa de observación de la Tierra de la Unión Europea, Copernicus, capturó imágenes el 19 de marzo que mostraban profundas inundaciones alrededor de la ciudad de Beira, Mozambique, en la costa del Océano Índico.

El ciclón Idai podría convertirse en "uno de los peores desastres relacionados con el clima" en el hemisferio sur, dijo Clare Nullis, portavoz de la Organización Meteorológica Mundial.

En Mozambique, al menos 1,000 personas se temen muertas y decenas de miles han perdido sus hogares, según las Naciones Unidas, después de que el ciclón tocó tierra el 14 de marzo, lo que provocó fuertes lluvias, tormentas y vientos fuertes de hasta 105 mph ( 170 km / h). Malawi y Zimbabwe también se vieron gravemente afectados ya que Idai continuó viajando hacia el oeste como una tormenta tropical. [Earth from Above: 101 Stunning Images from Orbit]

El ciclón Idai visto desde el espacio el 13 de marzo de 2019, al oeste de Madagascar y en dirección a Mozambique.

(Imagen: © ESA, CC BY-SA 3.0 IGO)

Herve Verhoosel, del Programa Mundial de Alimentos de los Estados Unidos, dijo que las inundaciones en Mozambique desde arriba se parecen a los "océanos continentales que se extienden por millas y millas.

"Esta es una gran emergencia humanitaria que se está haciendo cada vez más grande", dijo Verhoosel el martes (19 de marzo). Según la Cruz Roja, el 90 por ciento de Beira, que tiene una población de aproximadamente 600,000, ha sido dañado o destruido.

Con las líneas de comunicación y las carreteras destrozadas, los esfuerzos de rescate han sido lentos y muchas personas siguen sin recibir ayuda.

Sentinel-1 tiene la tarea, en parte, de mapear áreas inundadas, como la reciente inundación en el Medio Oeste, para ayudar en los esfuerzos de socorro en tales situaciones.

Según la Agencia Espacial Europea, las imágenes adquiridas antes y después de la tormenta ofrecen información inmediata a los primeros respondedores sobre el alcance de las inundaciones y la ubicación de las áreas afectadas; eventualmente, esos datos satelitales también podrían usarse para evaluar daños ambientales y de propiedad.

El primer satélite Sentinel-1 se lanzó en 2014 y el segundo se lanzó en 2016. El par de satélites en órbita polar tiene instrumentos de radar que pueden "ver" en la oscuridad, así como a través de nubes y lluvia.

Sentinel-1 también ha proporcionado imágenes para mapear inundaciones repentinas en Laos y para mostrar que una isla donde el gobierno de Bangladesh quiere albergar a los musulmanes rohingya es vulnerable a las frecuentes inundaciones y ciclones.

Publicado originalmente en Ciencia viva.

¡Finalmente! Una computadora de ADN que realmente puede ser reprogramada


Se supone que el ADN Para rescatarnos de una rutina informática. Con los avances en el uso del silicio que se están agotando, las computadoras basadas en el ADN prometen arquitecturas de computación paralelas masivas que hoy son imposibles.

Pero hay un problema: los circuitos moleculares construidos hasta ahora no tienen ninguna flexibilidad. Hoy en día, usar el ADN para calcular es "como tener que construir una nueva computadora con nuevo hardware solo para ejecutar una nueva pieza de software", dice el científico informático David Doty. Así que Doty, un profesor de UC Davis, y sus colegas se dispusieron a ver qué se necesitaría para implementar una computadora de ADN que de hecho era reprogramable.

Como se detalla en un artículo publicado esta semana en Naturaleza, Doty y sus colegas de Caltech y Maynooth University demostraron eso. Demostraron que es posible utilizar un disparador simple para persuadir al mismo conjunto básico de moléculas de ADN a implementar numerosos algoritmos diferentes. Aunque esta investigación aún es exploratoria, en el futuro podrían usarse algoritmos moleculares reprogramables para programar robots de ADN, que ya han entregado con éxito medicamentos a células cancerosas.

"Este es uno de los documentos más importantes en el campo", dice Thorsten-Lars Schmidt, profesor asistente de biofísica experimental en la Universidad Estatal de Kent que no participó en la investigación. "Antes había un autoensamblaje algorítmico, pero no en este grado de complejidad".

En computadoras electrónicas como la que estás usando para leer este artículo, los bits son las unidades binarias de información que le dicen a una computadora qué hacer. Representan el estado físico discreto del hardware subyacente, generalmente la presencia o ausencia de una corriente eléctrica. Estos bits, o más bien las señales eléctricas que los implementan, pasan a través de circuitos compuestos por puertas lógicas, que realizan una operación en uno o más bits de entrada y producen un bit como salida.

Al combinar estos simples bloques de construcción una y otra vez, las computadoras pueden ejecutar programas muy sofisticados. La idea detrás de la computación de ADN es sustituir los enlaces químicos por señales eléctricas y ácidos nucleicos por silicio para crear software biomolecular. Según Erik Winfree, un científico informático de Caltech y coautor del artículo, los algoritmos moleculares aprovechan la capacidad de procesamiento de información natural incorporada al ADN, pero en lugar de dejar que la naturaleza tome las riendas, dice, "la computación controla el proceso de crecimiento. ”

Durante los últimos 20 años, varios experimentos han usado algoritmos moleculares para hacer cosas como jugar tic-tac-toe o ensamblar varias formas. En cada uno de estos casos, las secuencias de ADN tenían que ser cuidadosamente diseñadas para producir un algoritmo específico que generara la estructura del ADN. Lo que es diferente en este caso es que los investigadores diseñaron un sistema donde las mismas piezas básicas de ADN pueden ordenarse para producir algoritmos totalmente diferentes y, por lo tanto, productos finales totalmente diferentes.

El proceso comienza con el origami de ADN, una técnica para doblar una pieza larga de ADN en una forma deseada. Esta pieza de ADN doblada sirve como la "semilla" que impulsa la línea de ensamblaje algorítmica, de manera similar a la forma en que una cuerda sumergida en agua azucarada actúa como una semilla cuando se cultivan caramelos de roca. La semilla sigue siendo en gran parte la misma, independientemente del algoritmo, con cambios realizados en solo unas pocas secuencias dentro de él para cada nuevo experimento.

Una vez que los investigadores han creado la semilla, se agrega a una solución de aproximadamente otras 100 cadenas de ADN, conocidas como tejas de ADN. Estas fichas, cada una de las cuales se compone de un arreglo único de 42 nucleobases (los cuatro compuestos biológicos básicos que forman el ADN), se toman de una colección más grande de 355 fichas de ADN creadas por los investigadores. Para crear un algoritmo diferente, los investigadores elegirían un conjunto diferente de fichas de inicio. Por lo tanto, un algoritmo molecular que implementa un recorrido aleatorio requiere un grupo diferente de mosaicos de ADN que un algoritmo utilizado para contar. A medida que estos bloques de ADN se unen durante el proceso de ensamblaje, forman un circuito que implementa el algoritmo molecular elegido en los bits de entrada proporcionados por la semilla.

Usando este sistema, los investigadores crearon 21 algoritmos diferentes que podrían realizar tareas como reconocer múltiplos de tres, elegir un líder, generar patrones y contar hasta 63. Todos estos algoritmos se implementaron utilizando diferentes combinaciones de las mismas 355 fichas de ADN.

Por supuesto, escribir código descargando mosaicos de ADN en un tubo de ensayo está alejado de la facilidad para escribir en un teclado, pero representa un modelo para futuras versiones de computadoras de ADN flexibles. De hecho, si Doty, Winfree y Woods se salen con la suya, los programadores moleculares del mañana ni siquiera tendrán que pensar en la biomecánica subyacente de sus programas, al igual que los programadores de computadoras de hoy no necesitan entender la física de los transistores para escribir buen software

Este experimento fue la ciencia básica en su máxima expresión, una prueba de concepto que generó resultados hermosos, aunque inútiles. Sin embargo, según Petr Sulc, profesor asistente en el Instituto Biodesign de la Universidad Estatal de Arizona que no participó en la investigación, el desarrollo de algoritmos moleculares reprogramables para el ensamblaje a nanoescala abre la puerta a una amplia gama de aplicaciones potenciales. Sulc sugirió que esta técnica podría algún día ser útil para la creación de fábricas a nanoescala que ensamblan moléculas o robots moleculares para la administración de fármacos. Dijo que también podría contribuir al desarrollo de materiales nanofotónicos que podrían allanar el camino para computadoras basadas en luz, en lugar de electrones.

"Con estos tipos de algoritmos moleculares, un día podríamos ensamblar cualquier objeto complejo a nivel de nanoescala usando un conjunto general de azulejos programables, al igual que las células vivas pueden ensamblarse en una célula ósea o neurona simplemente seleccionando qué proteínas se expresan ", Dice Sulc.

Los posibles casos de uso de esta técnica de ensamblaje a nanoescala sorprenden a la mente, pero estas predicciones también se basan en nuestra comprensión relativamente limitada del potencial latente en el mundo de la nanoescala. Después de todo, Alan Turing y los otros progenitores de la informática no podrían haber predicho Internet, por lo que quizás también nos esperen algunas aplicaciones igualmente insondables para la informática molecular.


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'Océano interior' de una de las peores tormentas del hemisferio sur vistas desde el espacio


'Océano interior' de una de las peores tormentas del hemisferio sur vistas desde el espacio

Las imágenes capturadas por Sentinel-1 el 19 de marzo muestran el alcance de las inundaciones (representadas en rojo) alrededor de Beira, Mozambique, después de que el ciclón Idai tocó tierra.

Crédito: ESA

Un ciclón mortal que golpeó el sur de África dejó grandes inundaciones que parecían "océanos interiores" en imágenes del espacio tomadas solo días después de que la tormenta tocó tierra.

Sentinel-1, una misión satelital que forma parte del programa de observación de la Tierra de la Unión Europea, Copernicus, capturó imágenes el 19 de marzo que mostraban profundas inundaciones alrededor de la ciudad de Beira, Mozambique, en la costa del Océano Índico.

El ciclón Idai podría convertirse en "uno de los peores desastres relacionados con el clima" en el hemisferio sur, dijo Clare Nullis, portavoz de la Organización Meteorológica Mundial.

En Mozambique, al menos 1,000 personas se temen muertas y decenas de miles han perdido sus hogares, según las Naciones Unidas, después de que el ciclón tocó tierra el 14 de marzo, lo que provocó fuertes lluvias, tormentas y vientos fuertes de hasta 105 mph ( 170 km / h). Malawi y Zimbabwe también se vieron gravemente afectados ya que Idai continuó viajando hacia el oeste como una tormenta tropical. [Earth from Above: 101 Stunning Images from Orbit]

El ciclón Idai visto desde el espacio el 13 de marzo de 2019, al oeste de Madagascar y en dirección a Mozambique.

El ciclón Idai visto desde el espacio el 13 de marzo de 2019, al oeste de Madagascar y en dirección a Mozambique.

Crédito: ESA, CC BY-SA 3.0 IGO

Herve Verhoosel, del Programa Mundial de Alimentos de los Estados Unidos, dijo que las inundaciones en Mozambique desde arriba se parecen a los "océanos continentales que se extienden por millas y millas.

"Esta es una gran emergencia humanitaria que se está haciendo cada vez más grande", dijo Verhoosel el martes (19 de marzo). Según la Cruz Roja, el 90 por ciento de Beira, que tiene una población de aproximadamente 600,000, ha sido dañado o destruido.

Con las líneas de comunicación y las carreteras destrozadas, los esfuerzos de rescate han sido lentos y muchas personas siguen sin recibir ayuda.

Sentinel-1 tiene la tarea, en parte, de mapear áreas inundadas, como la reciente inundación en el Medio Oeste, para ayudar en los esfuerzos de socorro en tales situaciones.

Según la Agencia Espacial Europea, las imágenes adquiridas antes y después de la tormenta ofrecen información inmediata a los primeros respondedores sobre el alcance de las inundaciones y la ubicación de las áreas afectadas; eventualmente, esos datos satelitales también podrían usarse para evaluar daños ambientales y de propiedad.

El primer satélite Sentinel-1 se lanzó en 2014 y el segundo se lanzó en 2016. El par de satélites en órbita polar tiene instrumentos de radar que pueden "ver" en la oscuridad, así como a través de nubes y lluvia.

Sentinel-1 también ha proporcionado imágenes para mapear inundaciones repentinas en Laos y para mostrar que una isla donde el gobierno de Bangladesh quiere albergar a los musulmanes rohingya es vulnerable a las frecuentes inundaciones y ciclones.

Publicado originalmente en Ciencia viva.

Arcturus: hechos sobre la estrella gigante roja brillante


Arcturus es una estrella gigante roja en el hemisferio norte del cielo de la Tierra y la estrella más brillante en la constelación de Boötes (el pastor). Arcturus también se encuentra entre las estrellas más brillantes que se pueden ver desde la Tierra. Los astrónomos dicen que Arcturus terminará como una enana blanca al final de su vida.

La luz de Arcturus es tan brillante que la estrella se utilizó para ayudar a abrir la Feria Mundial de Chicago en 1933.

Localizando Arcturus

La forma más fácil de detectar Arcturus es siguiendo la curva del "mango" de la Osa Mayor (Big Dipper). Una forma sencilla de recordar cómo encontrar la estrella es recordar la famosa frase "Sigue el arco hasta Arcturus y luego apúntate a Spica". La última parte de esa frase se refiere a la estrella brillante Spica, que en realidad es una estrella binaria.

La ubicación de Arcturus es:

  • Ascensión recta: 14 horas, 15 minutos, 39.7 segundos.
  • Declinación: +19 grados, 10 minutos, 57 segundos

Feria Mundial de Chicago

Los organizadores de la Feria Mundial de Chicago en 1933 buscaban una forma memorable de abrir su exposición. La anterior feria mundial en la ciudad había ocurrido 40 años antes, en 1893. Como en ese momento, se creía que Arcturus estaba a unos 40 años luz de distancia de la Tierra, los organizadores de la feria consideraron la idea de usar la luz de la estrella como parte de la nueva exposición y como una forma de conmemorar la anterior Feria Mundial de Chicago.

A las 9:15 p.m. La hora central, el 27 de mayo de 1933, los telescopios enfocaron la luz de la estrella en varias células fotoeléctricas. La corriente eléctrica de las células fotoeléctricas impulsadas por estrellas. Se utilizó para accionar un interruptor que encendía los proyectores. en el recinto ferial.

Años más tarde, las mediciones refinaron la distancia a Arcturus a 37 años luz de la Tierra. Entonces, la luz que se utilizó en la Feria Mundial de Chicago comenzó su viaje a la Tierra en 1896, no en 1893.

La comprensión moderna de Arcturus

Hoy en día, los astrónomos saben que Arcturus tiene una gran cantidad de golpes a pesar de ser solo alrededor de 1.5 veces la masa del sol. A simple vista, Arcturus parece brillar unas 113 veces más que el sol, según Jim Kaler, un profesor emérito de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign.

Arcturus, sin embargo, tiene una temperatura más baja que el sol, lo que significa que gran parte de la energía de la estrella gigante roja se irradia como calor. Una vez que esto se explica, Arcturus en realidad libera 215 veces más calor que el sol de la Tierra. Arcturus tiene una magnitud aparente de -0.04 y una magnitud absoluta de 0.2. (Cuanto más brillante es la estrella, más baja es su Magnitudes aparentes y absolutas..) La estrella se encuentra en las últimas etapas de su vida. Considerado como un gigante rojo, Arcturus ha dejado de fundir hidrógeno en su núcleo, como lo hace el sol, y los astrónomos creen que ahora está empezando a fusionar elementos más pesados ​​como el carbono. [The Brightest Stars in the Sky: A Starry Countdown]

"No se espera que tales estrellas tengan actividad magnética como el sol, pero una emisión de rayos X muy débil sugiere que Arcturus, de hecho, es magnéticamente activo y tiene una 'corona enterrada' difícil de observar", escribió Kaler, refiriéndose a cáscara brillante de una estrella que es más fácilmente visible cuando el cuerpo principal de la estrella se eclipsa.

Una vez que Arcturus agote su suministro de helio, es probable que sus capas externas se desangren, dejando un resto de enana blanca.

Justin Ng de Singapur capturó esta imagen compuesta de la Vía Láctea y un halo lunar sobre Mersing, Malasia. El planeta Venus aparece en la parte inferior derecha de la imagen con el planeta Saturno cerca de la parte superior de la luna. La cuarta estrella más brillante del cielo nocturno, Arcturus, se ve cerca de la esquina superior derecha de la foto. La imagen fue lanzada el 14 de agosto de 2013.

Justin Ng de Singapur capturó esta imagen compuesta de la Vía Láctea y un halo lunar sobre Mersing, Malasia. El planeta Venus aparece en la parte inferior derecha de la imagen con el planeta Saturno cerca de la parte superior de la luna. La cuarta estrella más brillante del cielo nocturno, Arcturus, se ve cerca de la esquina superior derecha de la foto. La imagen fue lanzada el 14 de agosto de 2013.

Arcturus en la ficción

No se han encontrado planetas alrededor de esta estrella, aunque la ciencia ficción ha explorado ese tema. Un ejemplo temprano es el libro de David Lindsay "A Voyage to Arcturus" (Methuen & Co. Ltd., 1920). El protagonista del libro viaja a Tormance, un planeta ficticio que orbita a Arcturus.

Arcturus, ya sea la estrella o un planeta ficticio con el mismo nombre, también ha aparecido en muchas otras series de ciencia ficción, incluidas la serie de libros "Foundation" de Isaac Asimov, las series de televisión "Doctor Who" y "Star Trek", y la película " Aliens ". En el universo de "The Hitchhiker's Guide to the Galaxy", una frase famosa dice: "No importa lo rápido que viaje el cuerpo, el alma viaja a la velocidad de un megacamel Arcturan".

Recursos adicionales: