Viajes interestelares, más cerca que nunca

Oaxaca, Oaxaca, Martes 04 de Febrero, 2025 (Fuente: Debate, El Universal y Xataka MX).- Investigadores del Instituto de Tecnología de California encontraron de qué forma medir las delgadas membranas de una vela que usa luz como propulsor, permitiendo probar un concepto de viajes futuristas que fueron imaginados por Johannes Kepler hace más de 4 siglos.

La investigación del equipo fue publicada por Nature Photonics este mes, y describe una lightsail en miniatura, en entorno de laboratorio. Los responsables de este trabajo realizaron una medición de la presión de radiación de un rayo láser sobre la vela, revelando cómo reaccionaba el material ante el rayo.

Los hallazgos permitirán ayudar a desarrollar lightsails para viajes especiales, uno de los conductos más prometedores para los viajes interestatales, ya que dependen de una fuente de energía que esencialmente es limitada: la luz.

A través de un comunicado del Caltech, Harry Atwater, físico del Caltech y uno de los autores de la investigación, indicaron que “hay muchos desafíos en el desarrollo de una membrana que pudiera usarse como vela propulsada a luz, una lightsail. Tiene que resistir el calor, mantener su forma bajo presión, y avanzar de manera estable a lo largo del eje de un rayo láser”.

“Queríamos saber si podíamos determinar la fuerza que se ejerce sobre una membrana con solo medir sus movimientos”, detalló Atwater, para después añadir: “y resulta que podemos”.

El equipo de investigadores usó una lightsail en miniatura (40 micrones por 40 micrones de superficie) hecha de nitruro de silicio. Utilizaron un láser de argón a largos de onda visibles que apuntaron hacia la vela aferrada, para observar cómo se movía y reaccionaba al claro generado por el láser.

“No solo evitamos los indeseados efectos del calor, sino que usamos lo que aprendimos de la conducta del dispositivo para crear una nueva forma de medir la fuerza de la luz”, explicó Lior Michaeli, físico del Caltech y coautor del trabajo.

Tanto las velas a luz como los lightsails podrían ser el futuro de los vuelos espaciales. De hecho, el año pasado, Gizmodo premió a la Lightsail 2 de la Sociedad Planetaria en la Feria de Ciencias de Gizmodo por la prueba del experimento de factibilidad de los fotones como medio de propulsión de satélites.

Cabe destacar que, en el año 2016, el grupo Breakthrough Initiatives propuso una flota de naves espaciales propulsadas con velas lightsail, que podían acelerarse al 20% de la velocidad de la luz, que es demasiado rápido, pues a tales velocidades la nave podría llegar a Alpha Centauri, la estrella más próxima a la Tierra además del sol, y esto en sólo un par de décadas.

Pese a que el experimento se realizó en laboratorio, es un gran avance hacia las velas a luz que sean funcionales y sirvan para propulsar naves espaciales que recorran las distancias del espacio.

El planeta que acompaña a la Luna; ¿cuál es y por qué aparece en febrero 2025?

Por otra parte, a medida que febrero de 2025 avanza, el cielo nocturno se convierte en un escenario ideal para la observación astronómica. Durante este mes, la Luna estará acompañada por distintos planetas en fechas clave, permitiendo que astrónomos y aficionados puedan presenciar espectaculares conjunciones celestes.

Este fenómeno es parte de la alineación planetaria que inició en enero y tendrá su punto culminante a finales de febrero, cuando hasta siete planetas serán visibles en el firmamento.

La Luna y sus acompañantes celestes

De acuerdo con National Geographic,el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra provoca que, en distintas noches de febrero, se alinee visualmente con diversos planetas. Aunque estos astros no se acercan físicamente a nuestro satélite, su brillo y posición generan impresionantes espectáculos nocturnos. A continuación, te contamos cuándo y con qué planetas se encontrará la Luna:

*1 de febrero: Luna y Venus, la Luna, en su fase creciente con menos del 20% de su cara iluminada, se acercará a Venus, el planeta más brillante del cielo nocturno. Ambos podrán observarse en dirección oeste poco después del atardecer, aunque su visibilidad será limitada a aproximadamente una hora y media antes de ocultarse en el horizonte.

*6 de febrero: Luna y Júpiter, el gigante gaseoso Júpiter acompañará a la Luna creciente desde el atardecer hasta la medianoche. Su gran tamaño y su alta reflectividad lo convierten en el tercer objeto más brillante del cielo, después de la Luna y Venus.

*9 de febrero: Luna y Marte, durante la noche del 9 y la madrugada del 10 de febrero, Marte aparecerá junto a la Luna casi llena. Con su característico brillo anaranjado, el llamado ‘planeta rojo’ se destacará en el firmamento, siendo fácilmente visible a simple vista.

Un desfile planetario sin precedentes

Uno de los eventos astronómicos más esperados del año ocurrirá entre el 25 y el 28 de febrero, cuando todos los planetas del sistema solar serán visibles simultáneamente.

*Cinco planetas (Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno) podrán verse a simple vista en distintos puntos del cielo nocturno

*Urano y Neptuno, aunque también estarán presentes, requerirán el uso de binoculares o telescopios para su observación

Este fenómeno es resultado de la alineación de los planetas en la eclíptica, la línea imaginaria que representa la trayectoria del Sol en la esfera celeste. Si bien no es un evento inédito, la posibilidad de ver tantos planetas simultáneamente es poco frecuente y representa una oportunidad única para la observación astronómica.

Por primera vez conocemos la forma de los electrones; el responsable: un avance en la física cuántica

Finalmente y, en otro orden de ideas, los electrones no son solo pequeñas partículas de carga negativa. También tienen una naturaleza ondulatoria, lo que significa que pueden adoptar formas extrañas y complejas en el mundo cuántico. Hasta ahora, su geometría solo podía deducirse teóricamente, pero un equipo de científicos del MIT ha logrado medir por primera vez la forma real de los electrones dentro de un sólido.

Este descubrimiento, publicado en Nature Physics, podría transformar la comprensión de la materia y abrir nuevas puertas en la computación cuántica y la electrónica avanzada. Desde hace décadas, los científicos han estudiado los electrones en términos de energía y velocidad, pero su estructura geométrica permanecía inexplorada, hasta ahora.

Los electrones no solo se comportan como partículas, sino también como ondas descritas por funciones matemáticas llamadas funciones de onda. Estas funciones de onda pueden adoptar formas inesperadas en espacios de múltiples dimensiones, lo que influye en la manera en que los electrones interactúan entre sí y con su entorno.

El equipo liderado por el físico Riccardo Comin, del MIT, utilizó una técnica llamada espectroscopia de fotoemisión con resolución angular (ARPES) para medir directamente estas formas. Esta técnica avanzada dispara fotografías sobre un material y analiza los electrones expulsados, lo que permite reconstruir su estructura cuántica. «Básicamente, hemos desarrollado un plan para obtener información completamente nueva que no se podía obtener antes», explicó Comin a Earth.com.

Los metales Kagome: el laboratorio perfecto para estudiar la forma de los electrones

Para llevar a cabo su experimento, los investigadores estudiaron una clase especial de materiales llamados metales Kagome, conocidos por su estructura atómica en forma de triángulos entrelazados. Esta geometría inusual influye en la manera en que los electrones se mueven dentro del material y producen fenómenos cuánticos únicos, como superconductividad avanzada y emparejamiento de electrones en patrones sincronizados.

El estudio de estos materiales permitió al equipo de Comin observar directamente cómo la geometría de las funciones de onda afecta el comportamiento de los electrones. Esta medición es crucial porque confirma predicciones teóricas de largos datos y abre nuevas vías para manipular los materiales a nivel cuántico.

Por qué importa la forma de los electrones y qué impacto tendrá este descubrimiento

La forma de los electrones no es solo una curiosidad científica. Según MSN, la geometría cuántica juega un papel fundamental de la manera en que los electrones interactúan en los materiales, lo que puede dar lugar a propiedades exóticas como la superconductividad, donde los electrones viajan sin resistencia. Este hallazgo tiene implicaciones directas en diversas áreas tecnológicas:

*Computación cuántica: La estabilidad de los estados electrónicos es clave para el desarrollo de qubits más eficientes

*Electrónica de bajo consumo: Materiales con geometrías electrónicas optimizadas podrían reducir la pérdida de energía en forma de calor

*Sensores cuánticos y telecomunicaciones: Un mejor control de la geometría electrónica permitiría mejorar dispositivos de medición ultra preciso

Según el Departamento de Energía de Estados Unidos, este avance podría contribuir al desarrollo de materiales cuánticos con aplicaciones en computación, electrónica y almacenamiento de energía.

ARPES: la tecnología detrás del descubrimiento y sus desafíos

El experimento de Comin y su equipo no habría sido posible sin el uso de ARPES, una técnica que permite «fotografiar» la estructura cuántica de los electrones dentro de un material. Según Earth.com, ARPES dispara fotografías sobre una superficie y analiza los electrones que emergen, permitiendo reconstruir su movimiento y forma con precisión. Sin embargo, esta técnica presenta desafíos:

*Requiere equipos altamente especializados que solo están disponibles en algunos laboratorios del mundo

*Los datos son difíciles de interpretar, ya que dependen de modelos matemáticos complejos

*Se necesita una colaboración multidisciplinaria, combinando física teórica, nanotecnología y materiales avanzados