Mapa tridimensional de galaxias

M.BLANTON / SLOAN DIGITAL SURVEY | 23-06-2010

La distribución de galaxias se presenta en este mapa tridimensional del Sloan Digital Survey desde la perspectiva de la Tierra en el centro

Los cosmólogos toman medidas a la 'partícula fantasma'

La masa máxima del neutrino es inferior a una milmillonésima de la de un átomo de hidrógeno

Los neutrinos apenas interaccionan con la materia, por lo que la atraviesan sin inmutarse, son como partículas fantasmas que podrían pasar a través de un bloque de plomo de un grosor de un año luz (nueve billones y medio de kilómetros) sin chocar con un átomo del metal. Están por todo el universo y billones de ellas atraviesan constantemente cada de centímetro cuadrado de tierra, agua o persona. Desde hace unos años se sabe, en contra de lo que se pensaba, que estas partículas tienen masa, pero muy pequeña, y es muy difícil medirla. Ahora, un equipo de cosmólogos del University College of London (UCL, Reino Unido) anuncia que la masa del neutrino no supera los 0,28 electronvoltios, lo que significa menos de una milmillonésima de la masa de un átomo de hidrógeno. Su conclusión se basa en el análisis de la distribución de galaxias en el universo y es, según afirman estos científicos, la medida más precisa hasta ahora de la masa del neutrino.

La investigación tiene implicaciones cosmológicas porque los neutrinos, tan abundantes como ligeros, podrían constituir una parte, aunque muy pequeña, de la enigmática materia oscura del universo, o parte de ella. Los cálculos más actuales indican que sólo el 4,6% del cosmos está hecho de materia corriente, mientras que un 23,3% debe ser materia oscura, cuya presencia se nota por su efecto gravitacional, pero no brilla de ningún modo; el resto, un 72,1% sería energía oscura, algo mucho más misterioso aún.

Ofer Lahav, Filipe Addalla y Shaun Thomas (cuya tesis doctoral es la investigación en cuestión sobre la masa máxima del neutrino) presentarán sus resultados detallados en la revista Physical Review Letters, pero de momento han dado a conocer sus conclusiones en un congreso celebrado en Londres. "Aunque los neutrinos suponen menos del 1% de toda la materia, son una parte importante del modelos cosmológico, es fascinante cómo la esquiva y minúscula partícula puede tener tal efecto sobre el Universo", afirma Thomas en un comunicado del UCL.

El descubrimiento de la masa de los neutrinos y la mayoría de los experimentos en curso para determinar su valor se basan en experimentos en los que estas partículas, tras recorrer grandes distancias, se transmutan de un tipo en otro (hay tres tipos de neutrinos). Las observaciones se hacen tanto midiendo los neutrinos procedentes del Sol, por ejemplo, como registrando en un detector los tipos de neutrinos que llegan de un haz de estas partículas disparado a centenares de kilómetros y que también en ese caso se transmutan de un tipo a otro mientras viajan.

Pero Lahav y sus colegas han recurrido a otra estrategia completamente distinta, aprovechando la información que proporciona el mayor mapa tridimensional de galaxias que se ha hecho hasta ahora: el MegaZ, con 700.000 galaxias registradas en el proyecto de observación Sloan Digital Survey. Tal es la abundancia de neutrinos en el universo que su efecto acumulativo influye en la distribución de la materia, en gran medida condensada en grupos galaxias. Ellos han analizado el efecto de los neutrinos en la distribución de las galaxias en combinación con la apariencia del cosmos primitivo tal y como se refleja en la llamada radiación de fondo, que se emitió cuando el universo tenía algo más de 300.000 años (ahora tiene 13.700 millones) y que se mide en todo el cielo. Este análisis ha permitido establecer la máxima masa del neutrino, pero Abadlla considera que la técnica es tan eficaz que permitirá en el futuro afinar aún más ese valor.

El telescopio digital más grande del mundo investigará la materia oscura del Universo

El telescopio Pan-STARRS (siglas en inglés del Sistema de Telescopio de Inspección Panorámica y Respuesta Rápida) creado con el apoyo financiero de la Fuerza Aérea de EEUU investigará la materia oscura del Universo, comunica el periódico británico The Daily Mail.

Considerado el telescopio digital más grande del mundo, Pan-STARRS va equipado con una cámara de 1.400 megapíxeles y puede hacer imágenes de las tres cuartas partes del cielo de una vez, así como seguir objetos en movimiento rápido y explosiones cósmicas.

El telescopio está instalado en Hawai y al principio se destinaba para descubrir nuevas supernovas en las galaxias y seguir asteroides peligrosos en el espacio circunterrestre.

Los datos que obtendrá el telescopio permitirán comprender mejor la evolución de las galaxias y, posiblemente, desvelar la naturaleza de la materia y energía oscuras, misteriosos componentes que controlan el desarrollo del Universo.

"Pan-STARRS tiene un enorme potencial para elaborar mapas de distribución de la materia en el Universo e incluso de la materia oscura", comentó el investigador británico Alan Heavens de la Universidad de Edimburgo (Escocia).

Física Atómica

La física atómica es un campo de la física que estudia las propiedades y el comportamiento de los átomos (electrones y núcleos atómicos). El estudio de la física atómica incluye a los iones así como a los átomos neutros y a cualquier otra partícula que sea considerada parte de los átomos.

La física atómica y la física nuclear tratan cuestiones distintas, la primera trata con todas las partes del átomo, mientras que la segunda lo hace sólo con el núcleo del átomo, siendo este último especial por su complejidad. Se podría decir que la física atómica trata con las fuerzas electromagnéticas del átomo y convierte al núcleo en una partícula puntual, con determinadas propiedades intrínsecas de masa, carga y espín.

POSTULADOS DE BOHR

En los tres artículos que publicó en el Philosophical Magazine en 1913, enunció cuatro postulados:

1) Un átomo posee un determinado número de órbitas estacionarias, en las cuales los electrones no radian ni absorben energía, aunque estén en movimiento.

2) El electrón gira alrededor de su núcleo de tal forma que la fuerza centrífuga sirve para equilibrar con exactitud la atracción electrostática de las cargas opuestas.

3) El momento angular del electrón en un estado estacionario es un múltiplo de h/2p (donde h es la constante cuántica universal de Planck).

4) Cuando un electrón pasa de un estado estacionario de más energía a otro de menos (y, por ende, más cercano al núcleo), la variación de energía se emite en forma de un cuanto de radiación electromagnética (es decir, un fotón). Y, a la inversa, un electrón sólo interacciona con un fotón cuya energía le permita pasar de un estado estacionario a otro de mayor energía. Dicho de otro modo, la radiación o absorción de energía sólo tiene lugar cuando un electrón pasa de una órbita de mayor (o menor) energía a otra de menor (o mayor), que se encuentra más cercana (o alejada) respecto al núcleo. La frecuencia f de la radiación emitida o absorbida viene determinada por la relación: E1-E2=hf, donde E1 y E2 son las energías correspondientes a las órbitas de tránsito del electrón.