Bienvenidos todos a las noticias científicas de esta semana. Hoy hablaremos sobre ingeniería climática, computadoras cuánticas, cómo distinguir una bomba nuclear de TNT, cómo se ve realmente un átomo, claves aleatorias de los rayos cósmicos, quién presenta la mayor cantidad de patentes y sobre qué, etiquetas climáticas para alimentos, un rayo tractor que no estuvo a la altura de mis expectativas. Y por supuesto, el teléfono sonará. Una pequeña empresa emergente en los EE. UU. está impulsando la ingeniería climática al inyectar productos químicos en la atmósfera antes de que alguien pueda detenerlos. Sabemos que inyectar ciertas sustancias en la atmósfera a gran altura refleja la luz solar de regreso al espacio y enfría el planeta. Sabemos que esto funciona porque los volcanes a veces lanzan polvo tan alto en el aire que continúa a decenas de kilómetros de altura durante años.
Esto sucedió, por ejemplo, en la erupción de 1991 del Monte Pinatubo en Filipinas, que expulsó veinte millones de toneladas de dióxido de azufre. Causó que la temperatura promedio global cayera medio grado durante varios años. La empresa Make Sunsets quiere hacer básicamente lo mismo, solo que sin el volcán. Quieren poner dióxido de azufre en un globo meteorológico y liberarlo a gran altura. El nombre de la empresa se refiere a un efecto secundario de inyectar sustancias en la atmósfera superior. Debido a que dispersan la última luz del sol del día, hacen que las puestas de sol sean más coloridas. La compañía ya hizo una prueba en diciembre y planea lanzar al menos tres globos en enero, desde un sitio en el sur de Baja California, México.
No se alarme demasiado, estos globos meteorológicos no pueden cargar mucho peso, por lo que la cantidad de dióxido de azufre que pueden inyectar en la atmósfera es de aproximadamente una libra por cada carrera. Según un estudio de la Universidad de Rutgers de 2018, se necesitarían alrededor de 5 millones de toneladas al año para enfriar el planeta un grado centígrado.
Eso es aproximadamente una cuarta parte de lo que escupió el Monte Pinatubo . Pero esos 5 millones de toneladas deben inyectarse con precisión en los lugares correctos, preferiblemente cerca del ecuador, y probablemente tendría que hacerlo una flota de aviones. Lo que *debe alarmarte es que actualmente no hay leyes que regulen el clima o la modificación del clima. En este momento cualquiera puede comprar un globo meteorológico e inyectar mierda en la atmósfera. Si se hiciera a gran escala, inyectar dióxido de azufre en la estratosfera ciertamente reduciría la temperatura global promedio , pero no revertiría los efectos del dióxido de carbono en nuestro planeta porque el dióxido de carbono permanecería en la atmósfera.
Y el dióxido de carbono hace más que calentar el planeta, también conduce a la acidificación de los océanos. Además, inyectar cosas en la estratosfera podría cambiar los patrones de lluvia de formas inesperadas, y tendría que repetirse mientras los niveles de dióxido de carbono se mantengan altos, tal vez durante miles de años. Desearía que las nuevas empresas estadounidenses siguieran con la ingeniería social, al menos estamos acostumbrados a eso. Según un comunicado de prensa de la puesta en marcha de computación cuántica Diraq: "Ingenieros australianos han descubierto una nueva forma de controlar con precisión electrones individuales ubicados en puntos cuánticos para ejecutar puertas lógicas". Esto puede parecer que lo que han descubierto es principalmente una nueva forma de confundir a las personas con términos técnicos, y eso puede ser parte de ello, pero eso no es todo. Construir una computadora cuántica requiere varios ingredientes. Primero necesitas los bits cuánticos, los qubits. Entonces necesitas una forma de controlar los qubits.
Necesitas un algoritmo para hacer tu cálculo. Y luego necesitas una forma de leer el resultado. La nueva investigación, que acaba de publicarse en Nature Nanotechnology, mejora el control de los qubits basados en silicio. Los qubits basados en silicio son populares en algunas empresas porque se pueden producir en masa con la tecnología existente para computadoras estándar. Los dos estados de esos qubits son estados de espín, ya sea de un electrón o de un núcleo atómico. Estos qubits de silicio no funcionan con superconductividad, pero aún deben enfriarse a unos 20 mili-Kelvin para mantener estables los estados de espín. Esta es una temperatura "mucho más alta" que los qubits superconductores que deben enfriarse a una temperatura de unos pocos mili-Kelvin. Aunque diría que 20 mili-Kelvin tampoco es exactamente cálido. En cualquier caso, la nueva investigación aborda la cuestión de cómo controlar esos qubits. Los investigadores suelen controlar los spin-qubits con imanes microscópicos. Pero la parte difícil es manipular los espines de los electrones sin molestar a sus vecinos, algo así como tratar de levantar la mano en una sala de conferencias llena de gente sin tirar el teléfono de la mano de tus vecinos.
El equipo había estado experimentando con diferentes campos magnéticos y materiales para aumentar la precisión con la que se podían operar los qubits. Y lo consiguieron, pero no de la forma que esperaban. Por coincidencia o quizás por buena suerte, la antena de microondas emitió un campo eléctrico más poderoso de lo planeado, y notaron que en realidad podían usar un campo eléctrico para manipular los espines al explotar un tipo diferente de acoplamiento de espín. Lo bueno de esto es que controlar qubits con campos eléctricos es más sencillo y el equipo ocupa menos espacio, por lo que este spin-off bastante inesperado, perdón por el juego de palabras, podría ser útil para construir computadoras cuánticas más grandes. Se podría pensar que sabría si una bomba nuclear explotara, con la nube de hongo y la indignación de Twitter y todo eso. Pero explota un arma bajo tierra y es fácil confundir una bomba nuclear con unos pocos megatones de TNT, un problema con el que todos estamos familiarizados . Afortunadamente, una nueva investigación del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico puede ayudarlo.
Si bien es relativamente simple determinar la hora y la ubicación de dicha explosión con sismómetros, no son de mucha ayuda para determinar si su origen fue químico o nuclear. Tradicionalmente, la detección de un incidente nuclear, ya sea una bomba o la explosión de un reactor, proviene de la detección de partículas radiactivas, en particular el xenón radiactivo, que puede viajar distancias muy largas.
Esos son rastreados por un Sistema de Monitoreo Internacional y los analistas luego analizan estos datos para distinguir las posibles pruebas de bombas nucleares del ruido de fondo, por ejemplo, de la producción de isótopos médicos. Una mejor manera de hacerlo sería combinar datos sísmicos con la emisión de partículas radiactivas. Esto es más difícil de lo que parece porque necesitas saber cuánto tarda el gas en filtrarse a través de las grietas de las rocas hasta la superficie. Para averiguar qué sucede, los investigadores no probaron una bomba nuclear, sino que volaron una pequeña parte de Nuevo México. Desencadenaron explosiones químicas subterráneas a través de pozos y utilizaron corrientes eléctricas para obtener imágenes de las estructuras rocosas antes y después de las explosiones. Estos modelos facilitarán la estimación de cuánto tiempo tardarán los gases en filtrarse e identificarán mejor las explosiones nucleares subterráneas. Hola Joe, Ah, quién no ha extraviado algunos documentos clasificados.
De lo que hables, no menciones la energía nuclear. Realmente divide a la audiencia. De nada. A menudo dibujamos átomos como este. Pero lo creerías, no es lo que parecen. Los electrones no se deslizan alrededor del núcleo atómico como pequeños planetas, sino que flotan a su alrededor en forma de nubes. Pero créanlo, en realidad tampoco parecen nubes. El aspecto exacto de un átomo es muy difícil de decir porque no se parece a nada que podamos ver. Los electrones alrededor de un núcleo atómico se describen mediante una función de onda, generalmente denotada como Psi, que toma valores complejos. Pero, ¿cómo se ve eso? Una forma de tomar una imagen de un átomo que los físicos han ideado es usar la luz para liberar los electrones y luego medir sus propiedades. Investigadores de la Universidad de Waseda en Japón ahora han tomado la imagen más detallada de un átomo de neón utilizando pulsos de luz de attosegundos.
Un attosegundo es una milmillonésima de una milmillonésima de segundo, y aproximadamente la capacidad de atención del usuario promedio de Twitter. Usan estos pulsos para lanzar los electrones y luego miden su impulso, es decir, una combinación de su masa y velocidad. Según su artículo que se acaba de publicar en PRA, los investigadores usaron dos pulsos diferentes que expulsan los electrones de dos maneras diferentes. Los electrones pueden entonces interferir, lo que revela información sobre la fase de la función de onda del electrón.
El resultado es impresionante. En esas imágenes a la derecha se ven los resultados de la medición ya la izquierda la reconstrucción computacional. Estas son las funciones de onda en el espacio de momento, el color codifica la fase de la función de onda y la intensidad de el color muestra la amplitud, es decir, la probabilidad de que el electrón tenga este valor. Encuentro esto fascinante. De hecho, te da una idea de lo que es un átomo. Ahora, las órbitas de electrones en un átomo de neón no son exactamente investigaciones de vanguardia.
Pero este método se puede aplicar a moléculas y materiales más complejos y encontrar aplicaciones en nanotecnología, química cuántica y biología molecular. Pero nada nos impedirá dibujar átomos como este. Aceptar la aleatoriedad cósmica suena como un viejo consejo de la nueva era, pero tal vez haya algo en ello. Hiroyuki Tanaka, de la Universidad de Tokio, sugiere que utilicemos la llegada aleatoria de partículas del espacio exterior para compartir claves aleatorias de forma segura.
El comercio web se basa en números aleatorios para su seguridad, insertándolos en claves de cifrado para asegurarse de que las transacciones no se puedan descifrar. Pero generar números verdaderamente aleatorios es difícil para las computadoras que fueron diseñadas para *no hacer cosas aleatorias, y compartir números aleatorios sin que se crucen es aún más difícil. Pero los rayos cósmicos son una fuente natural de aleatoriedad. Los rayos cósmicos suelen ser núcleos atómicos despojados de sus electrones que provienen del espacio exterior y golpean la atmósfera superior. Algunos provienen de nuestro Sol, algunos de otras estrellas en la Vía Láctea, algunos incluso de otras galaxias. Cuando golpean nuestra atmósfera, crean una lluvia de partículas secundarias conocida como "lluvia de rayos cósmicos". Muchas de las partículas en esas lluvias de rayos cósmicos son muones, que son versiones más pesadas de electrones. Se pueden detectar con bastante facilidad. Son estos muones en los que se basa el nuevo sistema criptográfico.
Los muones llegan al suelo en momentos aleatorios, por lo que el tiempo exacto de llegada puede servir como un número aleatorio. Pero estos muones tienen tanta energía que no se detienen en el detector; pasan. Esto significa que se pueden medir por segunda vez. Suponga que tiene un muón que pasa a través de dos detectores de los que conoce la distancia exacta. Luego puede, en el segundo detector, reconstruir el tiempo de llegada al primero.
Es una clave aleatoria compartida . Pero cualquiera que no sepa la distancia exacta no puede recrear el número aleatorio. El problema es que para que este método funcione, debe haber una probabilidad suficiente de que un muón atraviese ambos detectores y debe poder determinar la distancia entre los detectores con extrema precisión. En el experimento cuyos resultados se acaban de publicar, los dos dispositivos que compartían una clave aleatoria estaban separados por 70 centímetros.
No soy un experto en seguridad, pero tal vez a esa distancia podrías mostrarles tu tarjeta de crédito. El autor cree que el método se puede extender hasta 10 metros y luego se pueden usar estaciones repetidoras. Un nuevo informe sobre las tendencias en las patentes estadounidenses de IFI CLAIMS viene con algunas sorpresas. El número de solicitudes de patentes alcanzó un máximo histórico en 2022 con más de cuatrocientas mil. IBM, campeón desde hace mucho tiempo, ha sido derribado de la primera posición por la empresa surcoreana Samsung. Tenga en cuenta que el eje vertical de este gráfico comienza en 4k, no en cero. IBM había encabezado la tabla de número de patentes registradas en los EE. UU. cada año desde 1993. Y este no es el único cambio.
Si bien la mayoría de las patentes de EE. UU. se otorgan a empresas de EE. UU., la participación de EE. UU. está disminuyendo, mientras que la proporción de patentes que van a Asia está aumentando. El mayor aumento de patentes este año proviene de China. Los sectores de tecnología de más rápido crecimiento son en parte lo que cabría esperar, pero también tienen algunas sorpresas. En el Lugar número 10 contamos con Mascarillas Respiratorias. Increíble lo que un pequeño virus puede hacerle al mundo. Tenga en cuenta que esta es una lista de los sectores de más rápido crecimiento, no necesariamente de grandes sectores. El número 9 es el aprendizaje automático.
Más evidencia de que el mundo será tomado pronto por robots artificialmente inteligentes. El número 8 son cultivos biológicos en 3D, es decir, células cultivadas en laboratorio. Actualmente se usa principalmente para estudios médicos y la mayoría de las patentes provienen de instituciones académicas, pero tal vez algún día sea útil para la carne artificial. En el lugar 7 tenemos cigarrillos y cigarros, y la mayoría de las patentes provienen de Philip Morris supuestamente para beneficiar la "reducción de daños". El lugar 6 lo ocupan las computadoras cuánticas. La mayoría de las patentes de computación cuántica actualmente provienen de IBM, seguida de Google. En el lugar 5 tenemos más fumadores, pero esta vez del tipo eléctrico.
También dirigido por Philip Morris. Algunas cosas no cambian. El número cuatro son modelos informáticos para biología, es decir, modelos 3D de vasos sanguíneos y órganos y cosas como esta. El líder en esta área también es IBM. En el lugar 3 hay simulacros y todo lo relacionado con perforaciones. Principalmente para petróleo y gas, pero también para la exploración de energía geotérmica. Estamos trabajando en un video sobre eso. En Place 2 tenemos un área con el nombre pegadizo "Procesamiento de datos digitales eléctricos" que es todo, desde impresión 3D hasta sensores automatizados. Boeing lidera la manada. Y en un lugar tenemos, tambores, por favor, vehículos autónomos, también conocidos como autos sin conductor, y Toyota actualmente está presentando la mayor cantidad de patentes al respecto.
IFI Claims, que publica este informe, es parte de Digital Science, una empresa de tecnología que está trabajando silenciosamente para revolucionar la ciencia y que merece que le echemos un vistazo. Poseen, entre otros, Altmetrics, ReadCube y Overleaf. Hola, Elon, sí, la broma de Biden fue bastante mala, lo siento. Algunas cosas no estaban destinadas a volar, los cerdos, las bromas de Biden, los cohetes de Richard Branson. Sabía que te gustaría ese.
Hablamos pronto. Si alguna vez miró un paquete de fresas peruanas y se maravilló con la cadena de suministro mundial que se necesitó para llevarlas a su plato, es posible que su maravilla pronto obtenga un código de color. Los científicos de la Escuela de Salud Pública Bloomberg de Johns Hopkins reclutaron a 5000 estadounidenses para probar las etiquetas de los alimentos que les decían cuán ecológico era el artículo. Los participantes fueron asignados aleatoriamente a tres grupos.
A todos se les mostró un menú de comida rápida y se les pidió que eligieran un artículo que les gustaría ordenar para la cena. Pero dependiendo del grupo en el que estuvieran, el menú contenía diferentes etiquetas: una etiqueta de control neutral; una etiqueta verde de impacto climático en alimentos ecológicos; o etiqueta roja en alimentos no amigables con el clima como la carne roja y otras cosas por las que se supone que debes sentirte mal. Los participantes a quienes se les dijo que su elección contribuía positiva o negativamente al cambio climático, tenían casi un 25 por ciento más de probabilidades de elegir algo asociado con menores emisiones de carbono. Las mujeres eran más propensas que los hombres a responder al etiquetado. Las personas que eligieron alimentos más sostenibles también pensaron que eran más saludables, lo que creo que es realmente el principal problema.
Alguien tiene que venir con comida rápida neutral en carbono que no sea realmente saludable, podría salvar el planeta. Hablando de alimentos y cambio climático, un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Cornell dice que a medida que aumenta la temperatura, el brócoli comenzará a parecerse más a la coliflor. Si aún tenías dudas de que el cambio climático es malo, esto debería resolverlo.
Y si el próximo verano será tan caluroso como dicen, será una gran oportunidad para estudiar cómo las cabezas europeas comenzarán a parecerse más a los tomates. El rayo tractor es un elemento básico de la ciencia ficción, y se ve con frecuencia metiendo en problemas a Starship Enterprise. Pero en realidad, si bien existen, es más probable que muevan polvo que naves espaciales. Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de QingDao en China ahora han establecido un nuevo récord al usar lo que llaman un rayo tractor para mover el objeto más grande hasta el momento, que es una placa delgada de unos 5 centímetros de largo. Un rayo tractor está hecho de radiación, ya sea luz o sonido.
Puede atrapar un objeto con él y moverlo , lo que incluye tirar de él hacia usted. ¿Cómo tiras de algo disparándole? ¿No viola eso una ley de la naturaleza o se considera al menos como un incumplimiento de alguna regulación federal? No necesariamente. Porque un rayo tractor puede estimular el objeto para que emita radiación en otras direcciones, lo que crea un impulso y eso puede mover el objeto hacia ti. Es como si le gritas a alguien y viene a golpearte en la cara, es la reacción lo que hace que suceda. En esta nueva investigación, utilizaron un láser para calentar una placa especialmente preparada a partir de grafeno y dióxido de silicio. Lo pusieron en una caja con aire a muy baja presión, unas 20 mil veces menos que la presión atmosférica normal, e iluminaron la placa con un láser. La placa conduce el calor hacia el lado opuesto a la fuente de luz.
De esa manera, se transfiere más energía a las moléculas de gas en la parte posterior de la placa, por lo que la placa se empuja hacia el láser. Los investigadores dicen que el método podría tener el potencial de algún día dirigir vehículos o aeronaves en Marte. Creo que podría ser más fácil usar el láser para encender un motor, pero tal vez me falte imaginación.
Este video fue patrocinado por mi amigo y colega, Brian Keating. Brian es profesor de física experimental en la Universidad de California y dirige algunos de los experimentos de cosmología más emocionantes del mundo. También es un podcaster fenomenal y YouTuber. En su programa, puedes escuchar a verdaderos expertos como Neil Turok, Juan Maldacena, Jill Tarter, Sir Roger Penrose y Anna Ijjas. Hasta ahora ha recibido a 14 ganadores del Premio Nobel además de astronautas como Chris Hadfield, comunicadores científicos como la Dra. Becky, Fraser Cain, Neil DeGrasse Tyson y un puñado de multimillonarios como Jim Simons, probablemente el multimillonario más inteligente del mundo, y Michael Saylor, el mayor campeón de bitcoin.
. También he estado en su podcast algunas veces. Si los podcasts largos no son lo tuyo, Brian también tiene videos explicativos cortos. Similares a las que hago yo, pero de él obtendrás el punto de vista de un experimentador. Es por eso que estoy suscrito al canal de Brian. Hay que tener cuidado con lo que hacen esos experimentalistas . Más en serio, echa un vistazo al canal de Brian y suscríbete, no te arrepentirás. Brian tiene una oferta especial para las próximas 200 personas que se suscriban a su newsletter. Él te enviará un pedazo de polvo espacial de la vida real, un meteorito real, cuando te registres en briankeating dot com slash list.
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