Urriaren 3an EHU ingenieritza eskolan dagoen behatoki astronomikora joan ginen bisitan, Botikazar BHIko 2. mailako Fisika ikasle batzuk.

Han, Santiagon Perez Hoyos irakaslearen esku, dauzkaten bi teleskopioak aztertu genituen. Bat eguzkia behatzeko eta bere aktibitatearen jarraipena egiteko eta komentatu ziguten zein eragina izan dezaken eguzkiaren aktibitatea gure eguneroko jardueratan: sateliteak, komunikazioak, GPS-ak eta abar. Eguzkia behatzeko aukera izan genuen, benetan ederra, prefosta!

Beste teleskopioa zerua gauean aztertzeko: planetak, izarrak, nebulosak… Zein txikiak garen! izarren hautsa garela ulertu genuen.

Azken finean, bi behatokietan, gauza izan ginen ulertzen nola oinarrizko fisika ezagupenak, teknologia, ingeniaritza desberdinak nola batzen dira, elkarlenean, gure unibertsoa eta bere jatorria hobeto ezagutzeko.

Hor lortu duten irudi ederrak ikus dezakezue espazio gelan web orrialdean, disfruta dezakezue.

Infinitoraino eta harago!

2023ko Fisikako Nobel saria Pierre Agostini, Ferenc Krausz eta Anne L'Huillier fisikarientzat da, attosegundoen iraupeneko argi-pultsuak sortzeko metodo berriengatik, Suediako Zientzien Akademiak gaur jakinarazi duenez.

Akademiak nabarmendu duenez, sarituek ikertutako metodo horiek elektronikan eta medikuntzan izan ditzakete aplikazioak.

Agostini Frantzian jaio zen 1968an, eta Ohioko Unibertsitateko (AEB) irakaslea da. Krausz Hungarian jaio zen 1962an, eta Alemaniako Max Planck Institutuan dihardu lanean. L 'Huilllier Frantzian jaio zen 1958an, eta Lundeko Unibertsitatean (Suedia) ikertzen ari da.

Saria eman aurretik, mundu zientifikoak balioetsi egin du hirurek iraultza eragin dutela fisikan, fenomeno subatomikoak orain arte gizakiak harrapatu duen denbora-eskala laburrenean behatu ahal izateko.

Akademiak azpimarratu duenez, hirurek "atomo eta molekulen barruan elektroien mundua esploratzeko tresna berriak eskaini dizkiote gizateriari".

Iturria:    https://www.eitb.eus

La semana pasada, la Conferencia General de Pesos y Medidas, reunida en Versalles, Francia, en su vigesimoséptima conferencia aprobó, entre otros puntos, nuevos prefijos que se aplicarán al Sistema Internacional de Unidades (SI): ronna, ronto, quetta y quecto.

Las nuevas medidas. Las nuevas nomenclaturas afectan tanto al límite superior de la escala del SI como al inferior. Así, el prefijo ronna (R), se referirá a los mil cuatrillones o 10 elevado a 27 (o un uno seguido de 27 ceros). Un ronnagramo será equivalente por tanto a mil cuatrillones de gramos, o lo que es lo mismo, un cuatrillón de kilogramos o mil trillones de toneladas. La masa de la Tierra sería equivalente a seis ronnagramos.

Las nuevas medidas abarcan una escala más todavía, mil veces superior: quetta. Quetta (Q) alcanza el quintillón, o 10 elevado a 30. El quettagramo sería por tanto equivalente a un cuatrillón de toneladas. La masa de Júpiter es, aproximadamente, de dos quettagramos.

De lo inmenso a lo infinitesimal. Las otras dos medidas pueden entenderse como las inversas a las primeras. Ronto (r) haría referencia a la milésima parte de una cuatrillonésima parte, es decir, uno partido de 10 elevado a 27. La masa de un electrón se situaría en, aproximadamente, un rontogramo. Si dividimos la escala ronto por mil llegaremos a quecto (q), la quintillonésima parte. Esto es una fracción de uno partido entre 10 elevado a 30.

Primera expansión en tres décadas. Esta es la última actualización de prefijos y sufijos del sistema, y la primera en 30 años. El último ajuste se realizó a principios de los 90. Entonces se añadieron los prefijos zetta (Z), yotta (Y) y sus inversos, zepto (z) y yocto (y).

Las nuevas expansiones vienen justificadas por la presión que implican las ingentes cantidades de datos que hoy en día son capaces de procesar los ordenadores, tal como explica el propio Comité Internacional de Pesos y Medidas (BIPM) en el documento en el que anuncia las resoluciones de su última Conferencia General.

Richard Brown, miembro del National Physics Laboratory británico, una de las instituciones que ha liderado la ampliación del SI, explicaba en una nota de prensa que “este último cambio es esencial para cumplir con las necesidades de la ciencia de datos y la creciente dataesfera, crecimiento que esperamos que acelere con la digitalización generalizada y el advenimiento de nuevas tecnologías como la computación cuántica.”

Necesidad de adelantarse. En el documento también explica que se quiere prevenir que expresiones no oficiales (como “hellabyte”, expresión que venía siendo utilizada en lugar que ahora ocupará el término ronnabyte) pudieran acabar calando en algunas comunidades.

Otras resoluciones. Ésta no es la única medida que la Conferencia General del BIPM ha tomado en su reunión. Dos de sus resoluciones tienen de hecho que ver con una medida que escapa en cierto modo del área “decimal” del sistema: el tiempo.

La primera de estas resoluciones tiene que ver con los segundos intercalares. El (polémico) mecanismo que tenemos para ajustar ciertas diferencias entre las formas que tenemos de medir el tiempo, las basadas en aspectos astronómicos (como el día o el año) con las que hoy por hoy utilizamos para estandarizar el tiempo (el segundo).

La segunda de estas resoluciones tiene precisamente que ver con el segundo. Los avances tecnológicos y científicos han hecho necesaria una redefinición del segundo para basarlo en una medida más precisa. El BIPM quiere tener lista una nueva definición de esta unidad para ser aprobada en su 28ª conferencia general, que debería tener lugar dentro de cuatro años.

Fuente: https://www.xataka.com

Bartzelonako Itsas Zientzien Institutuko laborategietan egindako ikerketa batek frogatu du plastikoen degradazioak nabarmenki azidifikatu dezakeela itsasoko ura. Erreferentzia gisa, Iraultza Industrialetik hona, ozeanoen pH-a 0,1 unitate azidifikatu da, giza jardueren ondorioz sortutako CO2-a dela eta (hamarkada bakoitzean, 0,02 unitate murriztu da, gutxi gorabehera). Bada, plastiko-kutsadura handiko kostako guneeetan, 0,5 unitate azidifikatu daiteke, uretako plastiko zaharkitua eguzkiaren erradiazioaz degradatzean. Hain zuzen, CO2-aren igorpen-tasa ezkorrenetan, mende honen bukaerako eta ozeano zabalean aurreikusia dagoen azidifikazio-maila bera.

Zientzialariek bazekiten plastikoak lixibiatzeak itsasoko uraren ezaugarri biogeokimikoak eraldatzen zituela, baina ez zekiten azidifikazioa ere eragiten ote zuen. Laborategian egindako ikerketak argitu du plastikoak degradatzean, uretara azido organikoak askatzen direla, polimero plastikoen eta gehitzen zaizkien aditiboen osagaiak baitira. Azido organiko horiek itsasoko ura azidifikatzen dutela frogatu dute. Are gehiago, eguzki-erradiazioak plastiko zaharkituak fotooxidatzen ditu, eta horren ondorioz sortzen den CO2-ak ere zuzenean eragiten du uraren pH-a murriztea.

Ikertzaileek argitu dute esperimentuetan erabilitako plastiko kontzentrazioa kutsadura-maila ertaineko badiatan azaltzen denaren parekoa dela. Beraz, kutsadura handiko guneetan, are handiagoa izango dela uste dute. Era berean, gogorarazi dute plastikoen kutsadurak, itsas ekosistemetan dituen ondorio kaltegarriez gain, giza osasunean ere ondorio zuzenak izango dituela, giza elikadurara eta ur edangarrira iritsi baitira dagoeneko mikroplastikoak.

Iturria: https://aldizkaria.elhuyar.eus

La Sociedad Estadounidense de Física ha reconocido por su labor a la investigadora getxoztarra Maia García-Vergniory, investigadora del Donostia International Physics Center (DIPC), por sus pioneras contribuciones a la identificación de nuevos materiales topológicos. Gracias al desarrollo de una nueva teoría conocida como Química Cuántica Topológica, la investigadora acaba de ser nombrada APS Fellow en la sociedad científica estadounidense.

"Ser seleccionada como American Physical Society Fellow y formar parte de una lista tan selecta de investigadores que han trabajado en Donostia como Pedro Miguel Etxenike, Emilio Artacho, Daniel Sánchez-Portal o Ángel Rubio, es un gran honor para mí", ha dicho Maia García-Vergniory tras el nombramiento. "Es un privilegio estar entre los grandes científicos y científicas que constituyen la comunidad APS Fellow", ha añadido.

Según explica Elhuyar en una nota, los materiales topológicos representan la segunda revolución en física cuántica, ya que violan la clasificación de la materia que veníamos considerando, mostrando propiedades antagónicas en su interior y en su superficie. De esta manera, son aislantes en su interior, pero conducen la corriente eléctrica en sus bordes sin apenas disipación y con una conductividad constante. Gracias a estos fascinantes comportamientos su potencial tecnológico es abrumador, entre otros son plataformas ideales para la construcción de computadores cuánticos universales.

El programa APS Fellowship reconoce a los miembros que han realizado avances en el mundo de la física, así como a las personas que han hecho contribuciones innovadoras significativas en la aplicación de la física a la ciencia y la tecnología. Según Elhuyar, solo un 0.5 % de los miembros de la APS lo consiguen, y significa el reconocimiento de los compañeros y compañeras de profesión.

Fuente: https://www.eitb.eus

Los científicos Alain Aspect, John F. Clauser y Anton Zeilingier han sido galardonados con el Premio Nobel de Física 2022 por sus investigaciones sobre mecánica cuántica. Sus experimentos innovadores utilizando estados cuánticos entrelazados han despejado el camino para nuevas tecnologías basadas en información cuántica. Innovadoras tecnologías como la criptografía cuántica, la computación cuántica y los sensores cuánticos son aplicaciones en las que ya se está trabajando y que derivan directamente del trabajo de estos tres físicos. 

2015an, Europako Espazio Agentziaren Rosetta espazio-ontzi ezagunak oxigeno molekularra topatu zuen 67P/Churyumov-Gerasimenko kometan. Aurkikuntza hark harritu egin zituen ikertzaileak, inoiz ez baitzen ikusi oxigenoa igortzen zuen kometarik; are gutxiago, hain kantitate handian. Horrek Eguzki Sistemaren sorreraz zekitena kolokan jartzera behartu zituen zientzialariak. Johns Hopkins Unibertsitateko ikertzaileek egindako analisi berri batek, ordea, aurkikuntza hari azalpen logikoa aurkitu dio oraingoan: kometak bi oxigeno-gordailu ditu barruan, eta, ondorioz, benetan dagoena baino oxigeno gehiago dagoela ematen du.

Biltegi horietatik kontzentratuago askatzen denez, kometak oxigeno asko zuela ondorioztatu zuten 2015an. Hain zuzen, kometaren laugarren molekularik ugariena zela ondorioztatu zuten (H2O, CO2 eta COaren ondoren). Orain ikusi dute ez dela hala, biltegietan baino ez dagoela.

Gainera, ikertzaileen arabera, oxigeno hori ez zen sortu Eguzki Sistema sortu zenean (hasiera batean hala pentsatu bazen ere), baizik eta gerora pilatu da kometan, kanpoko geruzetan harrapatuta geratzen joan denean.

2015an, ikusi zuten oxigeno molekularra urarekin batera ateratzen zela kometatik, eta ondorioztatu zuten Eguzki Sistema jaiotzean bertan elkartu zirela ura eta oxigenoa, eta horregatik jaso zituela hala kometak. Horrek hankaz gora jartzen zituen Eguzki Sistemaren sorrerako teoria guztiak. Bigarren aukera zen kometan bertan sortu izana oxigenoa, uretatik bertatik. Ikerketa berriak bertan behera utzi ditu bi hipotesiak.

Izan ere, ikusi dute askatzen den oxigenoa ez dela beti urarekin batera ateratzen. Kometak Eguzkiarekiko duen kokapenaren arabera, eta, hortaz, kometaren urtaroaren arabera, ura izoztuta azaltzen da, eta garai horietan oxigenoa ez da urarekin lagunduta ateratzen kometatik.

Ikertzaileek adierazi dute sakonago ikertu behar dela oxigenoak kometako beste molekula batzuekin duen harremana (batez ere, metanoarekin eta etanoarekin duena), horrek lagundu dezakeelakoan oxigenoak urarekin duena zehazten eta oxigenoaren jatorria argitzen.

Iturria: https://zientzia.eus

Mundu ezezagun eta iradokitzaileak ireki dizkigu fisikak, gure zentzumenek hauteman ezin dituztenak. Azken hamarkadetan zientziak eta teknologiak egin dituzten aurrerapen asko etorri dira fisikaren eskutik, hasi unibertsoaren ikerketatik eta nanoteknologiaraino. Baina zein dira fisikak mende honetan dituen erronka nagusiak?

Askotarikoak izango dira, zalantza gabe. Materia iluna eta energia iluna zer den argitzea dela, fusio nuklearraz energia mugagabea lortzea dela, nanoteknologiak medikuntzan eta materialen zientzian eman dezakeena garatzea dela, ordenagailu kuantikoak direla… Fisikari adina iritzi izango dela jakitun, bi esparrutako fisikariak gonbidatu ditugu hausnarketa egitera:

“Aurreko mendeko iraultza mende honetan biribilduko da”

Ion Errea Lope

Fisikaria. EHU, CFM eta DIPCko ikertzailea

Lord Kelvin fisikari handiak fisikan deskubritzeko ezer ez zegoela esan zuen 1900. urtean. Neurketa are zehatzagoak egitea baino ez zela gelditzen, horrek ezer berririk ekarriko ez zuela sinetsita.

XX. mendeak fisikaren iraultza ekarri zuen, ordea. Ordura arteko paradigma guztiak hankaz gora jarri zituzten fisika kuantikoak eta erlatibitatearen teoriak. Lehenak erakutsi digu nolakoa den mundurik txikiena, atomoena eta oinarrizko-partikulena. Bigarrenak unibertsoaren dimentsio berri bat zabaldu du. XX. mendea fisikarena izan zen, teoria berri horiek iraultza teknologiko handi bat ekarri baitute, gaur egungo digitalizazioan eta medikuntzan islatzen dena.

Muturrak ukitzea

Mende hau ez da izango fisikarena, baina fisikak aurreko mendean izan zuen itzelezko garapen kontzeptual horren eragina ez da guztiz gorpuztu oraindik. Asko dago garatzeko. Agian, hori da fisikaren egungo erronkarik handiena: aurreko mendearen fisika moderno berri hori puntaraino garatzen jarraitzea eta aplikazioak muturreraino eramatea. Eta honek, noski, eragin handia izango du beste diziplina batzuetan gauzatuko diren iraultzetan; hots, pil-pilean dauden neurozientzietan zein biologian. Izan ere, diagnosi medikoan gaur egun arrunta dugun erresonantzia magnetikoa fisika kuantikorik gabe ulertu ezin den moduan, burmuinaren portaera neuronaz neurona aztertzeko erabiliko diren teknika berriak ere neuronen, proteinen eta eremu elektromagnetikoen arteko interakzioa atomoz atomo ulertzetik garatuko dira.

Aurreko mendean, materia osatzen duten oinarrizko partikulen teoriak garatu ziren. 2012an, Higgs bosoiaren aurkikuntza esperimentalarekin biribildu zen eredu estandar deritzona. Eredu horrek deskribatzen dituen partikulez harago, fisikariak sinetsita daude partikula berri astunagoak egon behar dutela, oraingo partikula-azeleragailuetan sortu ezin daitezkeenak. Unibertsoaren materia ilunaren erantzule izan litezke partikula horiek. Higgs bosoia aurkitzeko erabili zen LHC azeleragailua geldirik egon da azken urteotan, baina aurten berriro ere jarriko da martxan, hobekuntza nabarmenen ostean. Nahikoak izango dira berrikuntza horiek partikula berriak behatzeko? Itxaropena badago. Partikula edo fenomeno berriak behatuz gero, litekeena da gaur egun teorian dagoen nahasmena argitzea, asko baitira oinarrizko partikulen eredu estandarra gainditzen dituzten proposamenak, eta noski, denak ezin dira zuzenak izan.

Giro-tenperaturan supereroale?

Materialen fisikaren ezustekorik handienetakoa izan zen supereroankortasuna aurkitzea 1911. urtean. Inork ez zuen espero metal batek bere erresistentzia elektriko guztia gal zezakeenik tenperatura batetik behera. Ordutik, fisikaren galdera nagusietakoa da supereroakortasunik posible ote den giro-baldintzetan. Azken urteotan egin diren esperimentuek erakutsi dute, presio altuan, behintzat, giro-tenperaturako supereroankortasuna posible dela hidrogenoz aberatsak diren konposatuetan. Datozen urteotako erronka nagusia giro-presioan hain tenperatura altuan supereroalea den hidrogenodun konposaturik existitzen den zehaztea izango da. Galdera horri erantzuteko, kalkulu teorikoen laguntza ezinbestekoa izango da; alde batetik, haien bitartez aurresan baitaiteke zein tenperaturatan bihurtzen den material bat supereroale, eta, bestetik, material berri posibleak egonkorrak ote diren zehaztu baitezakete.

Fisikak XX. mendeko iraultza gauzatzen jarraituko duela pentsatzen badut ere, ez nuke lord Kelvinen akatsa errepikatu nahi. Sorpresak etor litezke, fisikarion ikerketa-norabidea alda lezaketenak.

"Sistema kuantikoak eraiki eta kontrolatzeko baliabideak garatzea da erronka”

Maia García Vergniory

Fisikaria. DIPCko ikertzailea

Fisikaren erronka handienak ez du zertan etorri problema zehatz bat argitzetik. Nire ustez, lortutako ezagutzak eta erreminta berriek irekitzen dizkiguten ate berriak ustiatzea da fisikak duen erronka nagusia. Esaterako, mundu kuantikoak ireki duen atea.

Etorkizuneko teknologia teknologia kuantikoetan oinarrituko dela esaten da, baina zer dira teknologia kuantikoak? Egia esan, 1947an Bell laborategiek siliziozko lehen transistorea diseinatu zutenetik erabiltzen ari gara teknologia kuantikoa. Harrezkero, funtsean, gure teknologia guztia fisika kuantikoaren printzipioetan oinarritzen da.

Teknologia kuantikoen oinarria

Orain arte erabili izan ditugun transistoreek, ordea, aipatutako mundu kuantikoaren bi propietate baino ez dituzte erabiltzen: uhin-partikula bikoiztasuna eta estatistika kuantikoa. Uhin-partikula bikoiztasunak partikula batek portaera bikoitza izan dezakeela esaten digu; hots, uhin gisa eta partikula gisa. Estatistika kuantikoak, berriz, transistorearen kasuan elektroien estatistikari egiten dio erreferentzia.

Bestetik, fisika kuantikoaren arabera bi partikula-mota ditugu: bosoiak eta fermioiak. Bosoiak (fotoiak, adibidez, bosoiak dira) Bose-Einstein izenarekin ezagutzen den estatistikak gobernatzen ditu; hau da, 0 absolutuko tenperaturan denek egoera kuantiko bera hartzen dute, denek energia bera dutelarik. Baina fermioiekin (elektroiak, adibidez, fermioiak dira) ez da gauza bera gertatzen, bi fermioik ezin baitute egoera berdin-berdinean egon, egoera bera okupatzea debekatua dute; beraz, nahiz eta 0 absolutuan egon, fermioi bakoitzak bere energia-maila propioa izango du.

Kualitate horri esker, elektroiek, korronte elektrikoa daramaten partikulek, energia-egoera desberdinak hartzen dituzte atomoen inguruan orbitatzen dutenean. Transistore arruntaren eraikuntza elektroi energetikoenen mailen manipulazioan oinarritu izan da, hain zuzen ere. Orduan, zertan oinarritzen dira teknologia kuantiko berriak?

Teknologia kuantiko berriak

Teknologia berriak gainezarmen kuantikoan eta korapilatze kuantikoan oinarritzen dira. Fenomeno horiek uhin-partikula bikoiztasunaren ondorioa dira. Uhinek interferentziak sortzen dituzten modu berean, egoera kuantikoek ere interferentziak dituzte; ondorioz, elektroi bat egoera batean edo bestean egon liteke, edo bi egoeren arteko gainezarmenean. Bit kuantikoa (quantum-bit - Qbit, ingelesez, bit kuantikoa) bi mailatako sistema gisa definitzen dugu, zeinean elektroiak egoera batean edo bestean edo bietan egon daitezkeen aldi berean. Hori izango litzateke ordenagailu kuantiko baten informazio-unitatea.

Bestalde, Qbit-ak elkarren artean konektatzen dira korapilatze kuantikoa izeneko fenomenoaren bidez. Bi objektu edo gehiago elkarren artean korapilatuta daudenean, sistemaren egoeran objektu guztiak kontuan hartzen dira, eta sistema osoa egoera bakar baten bidez deskriba dezakegu, baita objektuak espazioan elkarrengandik bananduta edo urrun daudenean ere. Frogatu daiteke N qbitek 2N biten informazioa dutela; beraz, ordenagailu klasikoak baino askoz azkarragoak dira.

Haien potentzial osoa erabiliz gero, ordenagailu kuantikoek emaitza hauek lortuko lituzkete, besteak beste: milioika atomo dituzten molekula konplexuen propietateetan sakondu, oinarrizko partikulen propietateak simulatu, zulo beltz baten portaera kuantikoa edo unibertsoaren eboluzioa aztertu.

Dena den, aipatu ditugun propietate berri horiek aspalditik ezagutzen ziren; Einsteinek, Podolskyk eta Rosenek 1935ean, EPR paradoxa deritzonaren formulazioan, korapilatze kuantikoa iragarri zuten jadanik. Zergatik behar izan dugu hainbeste denbora teknologia hori garatzeko?

Arazoaren muina da ezin dugula mundu kuantikoa behatu, manipulatu edo neurtu sistema perturbatu gabe. Sistema kuantiko bat informazioa prozesatzeko nahi badugu, kanpotik isolatuta mantendu behar dugu, eta hori ez da teknikoki erraza. Laborategian pausoak eman dira, baina lan asko geratzen da. Beraz, etorkizunerako dugun erronka da sistema kuantiko konplexuak eraiki eta kontrolatzeko baliabide zientifiko eta teknologikoak garatzea, teknologia kuantikoa berriak erabiltzeko gai izateko.

Iturria: https://zientzia.eus

Fisika kuantikoak lurpea ezagutzeko baliabide interesgarriak eskaintzen dituela adierazi dute Birmingham-eko Unibertsitateko ikertzaileek, Birmingham hirian (Erresuma Batua) probak egiten aritu ondoren. Sentsore kuantiko batez lurpearen grabitazio-aldaketak detektatu dituzte, interferometria atomikoa erabilita, eta lortu dute lurpeko azpiegituren ezaugarriak zehaztasunez identifikatzea, lurrazaletik datozen soinuak, mugimenduak, bibrazioak eta hondoko zaraten eragina saihestuta.

Gaur egun monitorizazio geofisikoko hainbat teknika erabiltzen bada ere, oraindik ere zulatzea izaten da lurpea ezagutzeko erremintarik eraginkorrena. Alabaina, ikertzaileek uste dute sentsore kuantiko berriek erabilera asko izan ditzaketela: besteak  beste, lurpean dagoen edozein tunel edo azpiegitura mapatzea, eraikuntzarako arriskutsuak izan daitezkeen guneak identifikatzea, aurreko zibilizazioek lurpea nola erabili zuten ikertzea (ehorzketa-guneak eta bestelako egitura arkeologikoak identifikatzea, esaterako), akuiferoak mapatzea, maila freatikoan egon den edozein inpaktu ebaluatzea, eta sumendien erupzioak hobeto iragartzea. Laborategiko baldintzetatik kanpo egiten den lehen gradiometro kuantikoa da. Nature aldizkarian argitaratu dituzte ikerketaren emaitzak.

Erreakzio kimikoak elektroiek molekuletan izaten duten mugimenduaren ondorio dira. Hala, zientzialariek uste dute molekuletan elektroien mugimendua jarraitu ahal izatea gakoa litzatekeela edozein erreakzio kimiko benetan ulertu eta kontrolatu ahal izateko. Baina orain arte ez da posible izan. Izan ere, eta elektroien mugimendua attosegundoen eskalan ematen da, segundo bat baino trilioi bat aldiz txikiagoa den denbora-eskalan. Berez, attosegundoaren zientziak baliatzen dituen teknikek aukera ematen dute mugimendu hori denbora errealean jarraitzeko, baina ez, ordea, espazio errealean. Era berean, tunel efektuko mikroskopiak (STM) elektroien dentsitatea sondea dezake lokalki, baina ezin du eman informaziorik denbora-eskala ultraazkar horretan. Bi teknikak konbinatuta, ordea, elektroien mugimendua zuzenean ikustea lortu berri dute, denbora eta espazio errealean.

Alemaniako Max Planck Institutuan egin dute esperimentua. Hain zuzen, dianhidrido perilentetrakarboxilikoaren molekula erabili da, urrezko azalera batean ezarria. Bi laser-pultsu igorri dizkiote, 6 femtosegundoko iraupena zutenak, eta bigarrena lehenarekiko atzerapen txiki eta kontrolatua zuena. Aipatutako bi teknologiak uztartuta lortu dute elektroien mugimendua ikustea, angstrom-aren eskala espazialean (1 Å = 10-10 m) eta subfemtosegundoaren denbora-eskalan (1 fs = 10⁻¹⁵ s).

Orain arte, zuzeneko behaketa errealik gabe, algoritmo konputazional konplexuetan oinarritutako kalkuluak besterik ez zeuden. Gainera, sistema sinpleetarako bakarrik egin zitezkeen. Zientzialarien arabera, lorpen berriak sistema molekular konplexuetan dinamika elektronikoa benetan ulertzen hasteko balioko du. Nature Photonics aldizkarian argitaratu dute lorpena.

A 24-year-old nuclear-fusion record has crumbled. Scientists at the Joint European Torus (JET) near Oxford, UK, announced on 9 February that they had generated the highest sustained energy pulse ever created by fusing together atoms, more than doubling their own record from experiments performed in 1997.

“These landmark results have taken us a huge step closer to conquering one of the biggest scientific and engineering challenges of them all,” said Ian Chapman, who leads the Culham Centre for Fusion Energy (CCFE), where JET is based, in a statement. The UK Atomic Energy Authority hosts JET, but its scientific programme is run by a European collaboration called EUROfusion.

If researchers can harness nuclear fusion — the process that powers the Sun — it promises to provide a near-limitless source of clean energy. But so far, no experiment has generated more energy than has been put in. JET’s results do not change that, but they suggest that a follow-up fusion-reactor project that uses the same technology and fuel mixture — the ambitious US$22-billion ITER, scheduled to begin fusion experiments in 2025 — should eventually be able to reach this goal.

“JET really achieved what was predicted. The same modelling now says ITER will work,” says fusion physicist Josefine Proll at Eindhoven University of Technology in the Netherlands, who works on a different kind of reactor called a stellarator. “It’s a really, really good sign and I’m excited.”

Two decades’ work

The experiments — the culmination of almost two decades of work — are important for helping scientists to predict how ITER will behave, and will guide its operating settings, says Anne White, a plasma physicist at the Massachusetts Institute of Technology in Cambridge who works on tokamaks, reactors that, like JET, have a doughnut shape. “I am sure I am not alone in the fusion community in wanting to extend very hearty congratulations to the JET team.”

JET and ITER use magnetic fields to confine plasma, a superheated gas of hydrogen isotopes, in the tokamak. Under heat and pressure, the isotopes fuse into helium, releasing energy as neutrons.

To break the energy record, JET used a fuel made of equal parts tritium and deuterium — the same mixture that will power ITER, which is being built in southern France. Tritium is a rare and radioactive isotope of hydrogen; when it fuses with the isotope deuterium, the reactions produce many more neutrons than do reactions between deuterium particles alone. That ramps up the energy output, but JET had to undergo more than two years of renovation to prepare the machine for the onslaught. Tritium was last used by a tokamak fusion experiment when JET set its previous record in 1997.

ITERra martxan (GIF)

In an experiment on 21 December 2021, JET’s tokamak produced 59 megajoules of energy over a fusion ‘pulse’ of 5 seconds — more than double the 21.7 megajoules released in 1997 over around 4 seconds. Although the 1997 experiment still retains the record for ‘peak power’, that spike lasted for only a fraction of a second, and the experiment’s average power was less than half that of the latest test, says Fernanda Rimini, a plasma scientist at the CCFE who oversaw last year’s experimental campaign. The improvement took 20 years of experimental optimization, as well as hardware upgrades that included replacing the tokamak’s inner wall to waste less fuel, she says.

Power ratio

Producing the energy over a number of seconds is essential for understanding the heating, cooling and movement happening inside the plasma that will be crucial to run ITER, says Rimini.

Five seconds “is a big deal”, adds Proll. “It is really, really impressive.”

Last year, the US Department of Energy’s National Ignition Facility set a different fusion record: it used laser technology to produce the highest recorded fusion power output relative to power in, a value called Q, where 1 would be generating as much power as is put in. The facility achieved a Q of 0.7 — a landmark for laser fusion that beat JET’s 1997 record. But the event was short-lived, producing just 1.3 megajoules over less than 4 billionths of a second.

JET’s latest experiment sustained a Q of 0.33 for 5 seconds, says Rimini. JET is a scaled-down version of ITER, at one-tenth of the volume — a bathtub compared to a swimming pool, says Proll. It loses heat more easily than ITER, so it was never expected to hit breakeven. If engineers applied the same conditions and physics approach to ITER as to JET, she says, it would probably reach its goal of a Q of 10, producing ten times the energy put in.

Fusion researchers are far from having all the answers. A remaining challenge, for example, is dealing with the heat created in the exhaust region of the ITER reactor. ITER’s exhaust will have a bigger area than JET’s, but the increase will not be in proportion to the surge in power it will have to deal with. Research is under way to work out which design should best withstand the heat, but researchers are not there yet, says Proll.

JET’s record-breaking run happened on the last day of a five-month campaign from which Rimini says scientists gleaned a wealth of information that they will analyse over the next few years. The final experiment pushed the device to its “absolute maximum”, adds Rimini, who witnessed the landmark test in real time. “We didn’t jump up and down and hug each other — we were at 2 metres distance — but it was very exciting.”

The tritium experiments could be JET’s swansong. Last year, EUROfusion decided to end JET’s operations at the end of 2023, 40 years after they began. The UKAEA has said that it plans to decommission the experiment; JET hardware and operational expertise are to find homes in other projects at the site.

Source: https://www.nature.com

Gure galaxiak inoiz eman duen irudirik eder eta esanguratsuena lortu dute SARAO behatoki afrikarrean. Galaxien urrutiko irudiak ikustera ohituta, harrigarria da Esne Bidearen bihotzean halako aktibitate elektrikoa dagoela ikustea. Ekaitz elektrikoek argitzen dute galaxiaren erdigunea: lehertzen eta hiltzen ari diren izarrak ikusten dira; leherketa horiek eraginda zabaltzen ari den materia; jaiotzen ari diren izarrak… Galaxiaren erdian dagoen zulo beltz supermasiboa ere ageri da: Sagitario A, Eguzkiaren halako 4 milioi izarren masa duena. Eta, agian bereziena, energia-harizpi luzeak. 100 argi-urteko luzera duten zuntzak dira. Duela 35 urte ikusi zituzten lehenengoz zientzialariek, baina oraindik ez dute ulertzen nola sortu diren.

Hego Afrikako SARAO behatokiko MeerKAT irrati-teleskopio berriaz lortu dute irudi berria. Argi ikuskorreko teleskopioek ezin dituzte hauteman Esne Bideko egitura asko, eremu asko ilun azaltzen baitzaizkie, hauts kosmikoz osatutako hodeien erruz. Erradio-uhinek, ordea, zeharka ditzakete hautsezko hodeiak, eta galaxiaren bihotza gertutik ikusteko aukera eman dute.

MeerKAT sentikortasun handiko irrati-teleskopioa da: 64 antena ditu, Hego Afrikako desertu batean barreiatuta. Hogei behaketa luze eta hiru urteko lana behar izan dituzte irudia lortzeko. Nazioarteko ikertzaile-talde handi bat aritu da datuak prozesatzen.

Lortutako irudian Esne Bidearen eremu bat bakarrik azaltzen da, galaxiaren bihotza eta eremurik aktiboena dena. 1.000 argi-urteko zabalera jaso du irudiak. Galaxiak 100.000 argi-urteko diametroa duenez, eremu txiki bat. Hala eta guztiz ere, irudiak aukera zientifiko handiak eskaintzen dituela adierazi dute ikertzaileek. Komunitate astronomikoarentzat probetxuzkoa izango dela uste dute, eta aurrerantzean informazio esanguratsua eskuratzeko aukera emango duela.

Energia-harizpi misteriotsuak dira arreta gehien eman dutenak. Beheko irudian ageri dira. 1.000 argi-urte zabalera duen energia-burbuila ikaragarri handi baten parte dira, Sagitario A zulo beltz supermasiboaren gainean azaltzen dena. Zuntz luzeak, paraleloak eta bihurrituak dira, eta inoiz ez dira halako zehaztasunez ikusi. Galaxiaren irudi berriak hainbat harizpi-multzo jaso ditu; beraz, haien ezaugarriak ikertzeko bidea emango duela uste dute ikertzaileek.

Beste eremu honetan, G359.1-0.5 izenez ezagutzen den hodeia azaltzen da. Supernoba baten eztandaren arrasto distiratsuak dira. Eta, ezkerrean, Sagua izenez ezagutzen dena, supernoban sortu baina handik ateratako pulsar bat. Eskubian, Sugea, ezagutzen den energia-harizpirik luzeena:

Supernoba esferiko eta ia perfektu baten hondarrak ere ikusi dituze galaxiaren bihotzean, MeerKAT mosaikoaren ertzean azaldu dena (eskuineko argazkian). Bestelako energia-puntu asko ere ageri dira irudian: horietako asko, gure galaxiatik urruti dauden beste galaxia batzuren erdigunean dauden zulo beltz supermasiboak. Irudiaren eskuinaldean, isats argitsua utzi duen objektu ezezaguna ikusten da. Abiadura handian mugitzen den objektua dela uste dute ikertzaileek.

The Astrophysical Journal aldizkari zientifikoan argitaratu dute MeerKAT irrati-teleskopioari esker egindako lana. Are handiagoa izango den beste irrati-teleskopio baten aurrekaria da MeerKAT. Datorren hamarkada honetan eraikiko dute Square Kilometer Array, antena gehiago izanik, Lurreko irrati-teleskopiorik ahaltsuena izango dena.

Iturria: https://zientzia.eus

Aurtengo Emakumeak Zientzian programa otsailaren 11tik 18ra ospatuko da. Hainbat jarduera proposatu dira, aurrez aurrekoak eta online, "zientzia nesken kontua da" mezua ahalik eta pertsona gehienengana hurbiltzeko, eta zientziaren eta teknologiaren esparruan berdintasunezko sarbide eta garapen profesionala lortzearen garrantzia azpimarratzeko.

2016an erabaki zuen Nazio Batuen Batzar Nagusiak otsailaren 11 Emakume eta Neska Zientzialarien Nazioarteko Eguna izendatzea. Eta egun hau ospatzeko, mundu mailako ekimen honekin bat egin dute EAEko zientzia eta teknologiaren sarearen erakusle diren 17 erakundek, tartean Elhuyar Zientziak, eta denen indarrak batuz publiko guztiei zuzendutako jardueren programa oso bat aurkeztuko dute.

Hemen irakur daiteke egitarau osoa.

Elhuyarrek bideratutakoak hauek dira:

-Dendetako erakusleihoen ekimena. Donostian, lehenengoz, 12 dendarik hartuko dute parte.

-Eureka! Zientzia Museoarekin elkarlanean, erakusketa antolatu da otsailaren 11tik martxoaren 13ra. 12 emakume zientzialariren inguruan Elhuyarrek prestatutako istorioetatik abiatuta egingo dira saioak. Eureka! Zientzia Museoko sarreran egongo dira ikusgai.

-Eureka! Zientzia Museoarekin elkarlanean familientzako tailerrak ere antolatu dira. Horiek ere, Elhuyarrek 12 emakume zientzialariren inguruan prestatutako istorioetatik abiatuta egingo dira.

-STEAM hezkuntzaren inguruko trebakuntza-saioa izango da, DBH eta Batxilergoko irakasleentzat. Parke Teknologikoarekin elkarlanean antolatutako saioak dira.

-Itziar Garate elkarrizketatuko du Elhuyarrek Ernest Llucheko zikloan, otsailaren 17an.

 Jardunaldiaren helburua da zientzian diharduten emakumeen lana ikusaraztea, jarduera zientifiko-teknikoak gizonezkoen kontua direlako ustea apurtzea eta neskek zientziako ikasketak hauta ditzaten sustatzea.

Gainera, Elhuyarren hedabideek ere berariazko egitatarua izango dute aste horretan. Esaterako, Teknopolisek saio berezia antolatu du, eta Elhuyar aldizkariak Ekinean atala argitaratuko du.

Iturria: https://zientzia.eus

2022a Garapenerako oinarrizko zientzien nazioarteko urtea izendatu du Nazio Batuen Erakundeak. Hain zuzen, 2015ean NBEk 2030 Agenda onartu zuen, garapen iraunkorrerako 17 helbururekin. Zuzenean ala zeharka, denek dute lotura estua aurrerapen zientifikoekin. Eta bide horretan etorri da aurtengo izendapena, IUPAP fisika puruen eta aplikatuen nazioarteko batasunak proposatuta (ehungarren urteurrena du aurten).

Bost lerrotan garatuko da: oinarrizko zientziak garapen iraukorrerako; oinarrizko zientziak eta gizarte-zientziak; gazteak eta oinarrizko zientziak; emakumeak eta oinarrizko zientziak; eta oinarrizko zientziak Afrikan. Horrenbestez, aurten, hainbat ekimen, inbertsio eta proiektu gauzatuko dira ildo horien barruan.

Partikulen fisika eta espazioa

Fisikan, LHCa eta grabitazio-uhinak detektatzeko lau behatokiak berriro hasiko dira lanean; lehena ekainean eta bigarrenak abenduan. Horrez gain, James Webb teleskopioak lehen irudiak jasoko ditu. 

Ilargian, misio bat baino gehiago daude aurreikusita: NASAk, astronautak Ilargira berriro eramateko lehen pauso gisa (tartean, lehen emakumea eta lehen pertsona arrazializatua), Artemis I orbitatzailea jaurtiko du; eta Indiako, Japoniako eta Errusiako espazio-agentziek ibilgailu edo modulo bana jarri nahi dute satelitearen luzoruan. Koreakoak, berriz, orbitatzaile bat bidaltzeko asmoa du. Espazio-agentzia pribatuek ere irekitako bidean sakontzeko ahalegina egingo dute.

Txinak bere espazio-estazioa, Tiangong, osatuko du, eta Martek zeresana ematen jarraituko du. Besteak beste, irailean abiatuko da Exomars misio errusiar-europarra, bi urteko atzerapenarekin. Halaber, martxan jarraituko dute BepiColombo misioak Merkurion, eta Parker zundak Eguzkian.

Zalantzarik ez dago beste arlo askotan ere izango direla aurrerapenak, bereziki puri-purian dauden horietan, hala nola adimen artifiziala, telekomunikazioa eta digitalizazioa, materialak, eta energia.

Iturria: https://zientzia.eus