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viernes, 3 de febrero de 2017

ESTE FÍSICO ASEGURA QUE LA CONCIENCIA PODRÍA SER UN ESTADO DE LA MATERIA.

ESTA DESAFIANTE HIPÓTESIS SUGIERE QUE LO QUE CREÍAMOS SOBRE LA CONCIENCIA PODRÍA ESTAR MUY ALEJADO DE LA VERDAD.

Los científicos no suelen hablar mucho de la conciencia. Aunque es una de las características que suelen enlistarse al momento de distinguirnos de otros seres, definirla o explicarla resulta intrincado: no es algo observable y mucho menos medible, es un laberinto que pocos se atreven a explorar desde la ciencia.

Lo que es innegable es que la conciencia existe y, así como la materia o la energía oscuras, puede ser utilizada para explicar algunos vacíos teóricos dentro de nuestro actual modelo físico.

Pese a que esto aún se encuentra en el campo de la especulación, el cosmólogo y teórico físico, Max Tegmark del MIT, propone que así como existe la materia en estado líquido, sólido y gaseoso, la conciencia podría tener una manifestación física que permite el proceso de cierta información que da forma a nuestra subjetividad.

La física y la química, al estudiar distintos estados de la materia, descubrieron que sus comportamientos no dependían tanto del tipo de átomos que los componían como del patrón que sus éstos adopotaban. Para Tegmark, la conciencia puede ser entendida como otro estado de la materia que puede actuar de muchas maneras, igual que toda la variedad de líquidos que existen, y que se podrían identificar sus características generales.

A grandes rasgos, propone que puede ser interpretada como un patrón matemático que resulta de cierto número de condiciones que dan forma a distintos tipos de conciencia. Descubrir en qué circunstancias se desarrollan distintos tipos de conciencia nos ayudaría a definir diferencias y similitudes entre animales, humanos y computadoras.
Este trabajo fue basado en la teoría de la información integrada (TII) del neurocirujano Giulio Tononi, de la Universidad de Wisconsin. De acuerda con ésta, para comprobar que algo tiene conciencia hacen falta dos elementos: primero, capacidad para almacenar, procesar y recordar vastos pedazos de información; segundo, que dicha información consituya un todo y resulte indivisible. Así, la conciencia en un ser tendría que estar compuesta de información que no pueda funcionar de manera independiente o ser separada.  

En entrevista para The New York Times, Tononi supone que algunos dispositivos simples podrían tener algunos destellos de conciencia, lo que no implica un sistema complejo, sino unidades más pequeñas a las que llamó phi, utilizadas para medir el grado de consciencia.

Tegmark, al retomar el trabajo de Tononi, dividió a la conciencia en dos estados de la materia: Elcomputronium, que serían las capacidades de almacenamiento y procesamiento de información, y el perceptronium, que incluye todas las anteriores más la condición de funcionar como un todo indivisible. Además identificó los cinco principios básicos que podrían utilizarse para distinguir a la materia en conciencia de otras formas físicas de la materia: la información, la integración, la independencia, las dinámicas y los principios de utilidad.

El gran problema radica en que no hay forma confiable de medir esto.
Otros intentos que apuntan hacia este camino son los grupos que buscan transferir conciencias humanas a cuerpos artificiales o la explicaciones de un grupo de físicos suizos que sugiere que la conciencia existe en laspsos temporales diminutos separados por milisegundos.

En todo caso, y como ha sugerido Matthew Davidson de la Monash University en Australia, aún no sabemos mucho sobre la conciencia pero se hace cada vez más evidente que debemos comenzar a pensar en ella lejos de las fronteras de lo humano. 

feunte/pijamasurf.com

miércoles, 17 de agosto de 2016

El lado oscuro de la naturaleza.

Según recientes observaciones astronómicas (WMAP), sólo una ínfima parte del contenido del universo es materia como la que hay en nuestro planeta. Hasta hoy nadie sabe qué es lo que forma el restante 96 por ciento. Debido no sólo a su origen poco claro, sino también a que no emite luz escapando a toda observación, decimos que allá afuera hay “materia y energía oscuras”. El hecho es que el movimiento de las galaxias nos dice que el universo está repleto de algo desconocido. ¿Qué es, de dónde surgió, qué efectos tiene en la Tierra? Desafiantes teorías se dibujan en la mente de quienes intentan descifrar el lado oscuro de la naturaleza.

Los puntos luminosos en el cielo de una noche apacible han cautivado al humano desde siempre. Hoy sabemos que son galaxias, estrellas, planetas, lunas y otros cuerpos celestes que conviven en el universo. Los astrónomos han descubierto que si nuestros ojos fueran muy sensibles, el cielo nocturno entero sería un espectáculo de luces: luces que nacen, que se mueven, que explotan, que desaparecen. Sin embargo, para poder ver semejante recreación se requieren sofisticadas lentes que permiten ver no sólo la luz visible emitida por las estrellas más distantes, sino también la radiación que nuestros ojos no pueden captar.

Desde el siglo XVII, cuando Newton publicó su teoría de la gravedad, se sabe que las estrellas atraen a los objetos a su alrededor. Entre más pesadas éstas sean, mayor es la atracción ejercida. Esto explica la formación de sistemas solares como el nuestro y de estructuras mayores como las galaxias. No obstante, para Einstein la teoría newtoniana de la gravedad estaba incompleta. En 1916, Einstein publicó su teoría general de la relatividad, la cual predijo que no sólo los planetas se atraen mutuamente por efecto de la gravedad, sino que, debido a que la energía y la materia son en esencia lo mismo, también cualquier tipo de energía, incluyendo la luz, puede percibir la gravedad. Los astrónomos no tardaron mucho en confirmarlo.

Las estrellas desvían la trayectoria de la luz en el espacio. De hecho, grandes cantidades de materia y energía son capaces de desviar notoriamente todo tipo de radiación. La teoría de la relatividad determina con exactitud esta desviación, la cual depende de la cantidad de materia y energía presentes. Observaciones astronómicas indican, empero, que la luz se desvía excesivamente al pasar cerca de algunos grupos de galaxias. Esto podría indicar que, aparte de la materia y la energía observadas en estos grupos de galaxias, existe materia y energía inobservables que generan un campo gravitacional muy intenso, un campo cerca de diez veces más intenso que el producido por la materia común.

Aun más preocupante es la certeza de que nuestro universo se expande cada vez más rápido. Esto contradice la intuición. Por ponerlo de alguna manera, si un globo de agua explota, se espera que las gotas de agua salgan volando rápidamente del globo y que luego pierdan fuerza y caigan quedándose sin velocidad. Contrariamente, en nuestro universo, originado por la Gran Explosión (o Big Bang), parece que las "gotas de materia" siguen adquiriendo cada vez mayor velocidad. Esta paradoja indica que, en lugar de vacío, entre estrella y estrella hay cierta cantidad de energía desconocida e indetectable: la misteriosa energía oscura.

¿Pero qué son y de dónde surgen estas substancias oscuras? El ingenio humano ha creado teorías en búsqueda de respuestas. Probablemente, durante la historia del universo partículas diminutas volaban aleatoriamente con enorme rapidez. Quarks, fotones y electrones jugueteaban con partículas no descubiertas aún. Estas partículas pertenecían a una clase algo diferente a la de las partículas que forman los objetos que nos rodean. Eran partículas de peso enorme, eran las así llamadas partículas supersimétricas. Cuando los planetas se formaron, sólo sobrevivieron las partículas supersimétricas más ligeras, muy parecidas a algunas partículas conocidas, pero casualmente incapaces de emitir o reflejar luz: he ahí la materia oscura.

El origen de la energía oscura requiere más imaginación. El vacío podría contener una partícula bautizada "quinta esencia", o bien, una forma de energía intrínseca asociada a la forma del universo. Cualquiera que sea la respuesta, esta energía debe cubrir el 75% del contenido del universo. Eso querría decir que eso que llamamos “vacío” está, en realidad, “lleno” de una forma mágica de energía que proyecta nuestra galaxia al infinito.

Estas teorías podrían ser la respuesta a las preguntas que origina la existencia de la materia y la energía oscuras. Por otra parte, para los científicos hay preguntas abieras. ¿Podría ser que ninguna de estas especies desconocidas de materia y energía existe? Quizá la teoría de la gravedad no es del todo correcta. Tal vez las contradictorias observaciones astronómicas son sólo indicios de que nuestra comprensión de la gravedad requiere modificaciones. ¿Partículas desconocidas son la fuente de la oscuridad del universo o es nuestra ignorancia lo que lo hace oscuro? Los científicos del mundo saben que éstas son preguntas importantes que nos hunden en la más tenebrosa oscuridad. Y saben también que es urgente que alguien encienda la luz.

*Universidad de Bonn, Alemania

Por:  Saúl Ramos Sánchez
fuente/ciencias.jornada.com.mx

martes, 5 de abril de 2016

Demuestran la existencia de un nuevo estado cuántico de la materia.

El 'espín líquido cuántico' fue predicho hace 40 años


Investigadores de Cambridge (Reino Unido) y EE.UU. han observado un nuevo estado cuántico de la materia, predicho hace 40 años: el 'espín líquido cuántico', en el cual los electrones se dividen en trozos. El descubrimiento se ha realizado en un material bidimensional, similar al grafeno.


Excitación de espín líquido en una cuadrícula-panal con neutrones. Imagen: Genevieve Martin. Fuente: Laboratorio Nacional Oak Ridge.


Un equipo internacional de investigadores ha observado la "huella digital" de un nuevo y misterioso estado cuántico de la materia en un material de dos dimensiones, en el que los electrones se rompen en partes. 

El estado, predicho hace 40 años, es conocido como espín líquido cuántico, y hace que los electrones -pensados para ser bloques de construcción indivisibles de la naturaleza- se rompan en pedazos. 

Los investigadores, entre ellos físicos de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), midieron las primeras huellas de estas partículas fraccionadas, conocidas como fermiones de Majorana, en un material de dos dimensiones con una estructura similar al grafeno. Sus resultados experimentales coincidieron con uno de los principales modelos teóricos del espín líquido cuántico, conocido como modelo Kitaev. Los resultados se presentan en la revista Nature Materials

Los espines líquidos cuánticos son misteriosos estados de la materia que se cree que se esconden en ciertos materiales magnéticos, pero no se habían visto de manera concluyente en la naturaleza. 

La observación de una de sus propiedades más intrigantes -la división o fraccionalización de electrones- en materiales reales es un gran avance. Los fermiones de Majorana resultantes pueden ser utilizados como bloques de construcción de ordenadores cuánticos. 

"Este es un nuevo estado cuántico de la materia, que había sido predicho, pero no se había visto", resalta Johannes Knolle, del Laboratorio Cavendish de Cambridge, uno de los co-autores del artículo. 

En un material magnético típico, los electrones se comportan como diminutos imanes de barra. Y cuando un material se enfría a una temperatura suficientemente baja, los imanes se auto-ordenan de manera que todos los polos magnéticos norte apuntan en la misma dirección, por ejemplo. 

Pero en un material que contiene un estado espín líquido cuántico, incluso si se enfría hasta el cero absoluto, los imanes de barra se alinean pero forman una sopa enredada provocada por las fluctuaciones cuánticas.

Huellas 

"Hasta hace poco, ni siquiera sabíamos que las huellas experimentales de un espín líquido cuántico tendrían este aspecto", dice en la nota de prensa de Cambridge el coautor Dmitry Kovrizhin, también del grupo de Teoría de la Materia Condensada del Laboratorio Cavendish. "En trabajos anteriores nos plantéabamos la pregunta: ¿Si estuviéramos realizando experimentos sobre un posible líquido de espín cuántico, qué observaríamos?" 

Otros co-autores, liderados por Arnab Banerjee y Stephen Nagler, del Laboratorio Nacional de Oak Ridge (Tennesse, EE.UU.), utilizaron técnicas de dispersión de neutrones para buscar evidencia experimental de fraccionalización en cloruro de alfa-rutenio (α-RuCl3). Los investigadores probaron las propiedades magnéticas del polvo de α-RuCl3 iluminándolo con neutrones, y observaron el patrón de ondas que producían los neutrones en una pantalla cuando se dispersaban. 

Un imán normal crearía líneas nítidas, pero era un misterio qué tipo de patrón formarían los fermiones de Majorana en un espín líquido cuántico. La predicción teórica realizada por Knolle y sus colaboradores en 2014 se adapta bien a las grandes jorobas en lugar de líneas cortantes que los experimentadores observaron en la pantalla. 

"Esta es una nueva adición a la lista de estados cuánticos de la materia conocidos ", dice Knolle. "Es un paso importante para nuestra comprensión de la materia cuántica", añade Kovrizhin.

Referencia bibliográfica: 

A. Banerjee et al.: Proximate Kitaev quantum spin liquid behaviour in a honeycomb magnetNature Materials(2016). DOI: 10.1038/nmat4604.

fuente/Tendencias21

lunes, 20 de octubre de 2014

INSÓLITO. Detectan por primera vez materia oscura emanando del Sol .

Por primera vez se detectan directamente axiones --las elusivas partículas de la materia oscura--, aparentemente generados en el núcleo del Sol y que son convertidos en rayos X.

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Científicos habrían realizado la primera medición de partículas de materia oscura, según han dado a conocer investigadores de la Universidad de Leicester.

La materia oscura no puede ser vista, pero se cree que compone 85% del total de la materia del universo y otorga al cosmos su estructura. Su existencia se teoriza debido a los efectos que ejerce y a su acoplamiento matemático a distintas teorías.

Analizando 15 años de mediciones realizadas por el observatorio espacial XMM-Newton, los investigadores advirtieron una misteriosa señal: se dieron cuenta de que la intensidad de los rayos X registrados por este satélite aumentaba 10% cada vez que se observaban los límites del campo magnético de la Tierra de cara al Sol. Este efecto no podía ser explicado usando métodos convencionales, por lo que los astrofísicos de Leicester debieron considerar opciones más exóticas.

Probaron la hipótesis de que partículas de materia oscura, conocidas como axiones, podrían estar fluyendo del núcleo del Sol y produciendo los rayos X que chocan contra el campo magnético de nuestro planeta. Los datos recopilados son consistentes con la explicación de que los axiones se generan en el núcleo del Sol y se convierten en rayos X en el campo magnético de la Tierra.

Según Martin Barstow, presidente de la Royal Astronomical Society, este descubrimiento sería ”la primera detección directa de las partículas de la elusiva materia oscura” y tendría un impacto fundamental en nuestras teorías del universo”.

fuente/pijamasurf.com