Quan la màgia es va convertir en nombres

Durant els seus primers 300.000 anys d'existència, l'ésser humà explicava els fenòmens que l'envoltaven (la pluja, la mort, la collita) mitjançant la màgia i la influència dels déus. Així va ser fins que en l'Antiga Grècia, al voltant del segle VI aC, va començar una revolució, a la recerca dels principis bàsics per comprendre la natura.
El pensament racional va començar a obrir-se pas davant del mitològic; va ser el despertar de la ciència. L'escola pitagòrica va ser un dels pilars d'aquell esclat cultural i també el primer corrent filosòfic en què van participar i van destacar dones.
Pitàgores de Samos (569 aC - 475 aC, aprox.) i els seus seguidors pretenien desxifrar els fonaments de la realitat a través dels números i, en aquest camí van crear l'abstracció matemàtica. La matemàtica prèvia, desenvolupada de manera empírica per egipcis i mesopotàmics, era una col·lecció de regles per qüestions pràctiques com dividir un terreny. És possible que Pitàgores aprengués d'ells en els seus viatges, però va portar la geometria i l'aritmètica més enllà: va ser el primer a observar que hi ha un conjunt d'axiomes a partir dels quals es poden deduir la resta de raonaments mitjançant la demostració, que els pitagòrics van establir com a eina bàsica per construir l'edifici de la matemàtica.

Pitàgores impartint una classe a dones. Font: Wikimedia

La matemàtica va deixar de ser un mitjà per esdevenir un fi en si mateix. Per als pitagòrics, la recerca del coneixement era la forma de realitzar-se plenament. Al voltant d'aquesta idea van crear la comunitat pitagòrica, que estava dirigida també per principis ètics i morals, traduïts en una sèrie de normes dictades pel seu líder. "Eren una comunitat tancada, guiada per una estricta disciplina que marcava des de la seva dieta, a la seva vestimenta i el moment adequat per mantenir relacions sexuals", assegura la historiadora clàssica Sara B. Pomeroy en el seu llibre Pythagorean Women: Their History and Writting.

La primera dona matemàtica de la història
A més de la misteriosa figura de Pitàgores, fundador del grup, moltes altres persones van consolidar aquest corrent de pensament. Entre elles hi havia dones com Téano, considerada per alguns autors com la primera matemàtica de la història. "Pitàgores va ser el primer filòsof grec que va admetre a dones entre els seus deixebles", assenyala Pomeroy. El filòsof neoplatònic Jàmblic (segle III dC) enumera 17 dones entre els 235 noms de pitagòrics coneguts. "No van ser silenciades com les seves contemporànies", afirma Pomeroy. "Les seves declaracions, prudents i enginyoses, van ser citades per autors posteriors", afegeix. De totes elles, Téano va ser la dona pitagòrica més esmentada i influent.
Malgrat la seva indiscutible notorietat, hi ha una gran confusió respecte a la seva biografia. Habitualment se la considera com la dona de Pitàgores i filla de Brontino (un altre membre de l'escola pitagòrica); però altres fonts la identifiquen com a deixebla de Pitàgores i dona de Brontino. Alguns autors afirmen que Téano va ser una de les supervivents del sagnant atac a la secta en què va morir Pitàgores -segons diverses versions i llegendes-, després del que es va dedicar a difondre la doctrina del mestre.
Més enllà d'aquesta tasca, és possible que Téano escrivís alguns textos propis que no van ser publicats. A més d'alguns comentaris morals, va investigar sobre cosmologia, medicina i matemàtiques. En concret es va interessar per la teoria de la proporció àuria i pels poliedres regulars, també coneguts com sòlids platònics. Un d'ells, el dodecaedre, tenia un lloc destacat en el misticisme aritmètic dels pitagòrics. Només hi ha cinc poliedres regulars: el tetraedre (format per 4 triangles equilàters), el cub (constituït per 6 quadrats), l'octàedre (8 triangles equilàters), el dodecaedre (12 pentàgons regulars) i l'icosàedre (20 triangles equilàters). (Font: Максим Пе).

Devoció cap els números
Per als pitagòrics el nombre era el material essencial de totes les coses. A partir dels seus propis experiments amb el monocordi van comprovar que els números descrivien la teoria dels sons musicals i també explicaven el moviment dels planetes, com ja sabien els matemàtics de Babilònia.
Guiats per aquesta devoció cap als números, els van estudiar i van classificar de moltes maneres diferents: d'entrada, van diferenciar entre parells i senars; després els van classificar en nombres primers (els que només es poden dividir entre un i ells mateixos) i compostos (els que tenen més divisors); i, sorprenentment, van arribar a trobar nombres perfectes i, fins i tot parelles de nombres amics. Els perfectes són nombres iguals a la suma dels seus divisors (Ex: 6 = 1 + 2 + 3), i un nombre és amic d'un altre si en sumar els divisors d'un obtenim l'altre, i viceversa. Per exemple, el 220 i el 284:
- els divisors de 220 són 1, 2, 4, 5, 10, 11, 20, 22, 44, 55 i 110, que sumen 284
- els divisors de 284 són 1, 2, 4, 71 i 142, que sumen 220.

Els Pitagòrics van comprovar que els números descrivien la teoria dels sons musicals. Font: Melchoir

A més, els pitagòrics atribuïen característiques místiques als números. L'un representava l'origen, els parells eren femenins i els imparells masculins. Creien que tota la naturalesa i els objectes estaven caracteritzats per números, que eren el seu principi material i la causa de les seves modificacions i estats permanents.
Precisament aquesta visió, que retornava del nombre a la màgia, va ser el principi de la fi dels pitagòrics. Van descobrir que la realitat no podia mesurar-se amb nombres enters (ni quocients d'ells), sinó que calien valors més complicats: els nombres irracionals, amb infinites xifres decimals que no es repeteixen periòdicament (com el nombre π). Va ser un dels descobriments més sorprenents que van fer els pitagòrics, possiblement en aplicar el teorema de Pitàgores a una cosa tan senzilla com calcular la diagonal d'un quadrat de costat 1. Aquests números incommensurables destruïen la seva visió i mostraven que la matemàtica, i el món, eren molt més complexos del que ells esperaven.

Font: OpenMind

Alessandro Volta, del corrent amb granotes a la pila elèctrica

Condecorat per Napoleó Bonaparte per l'invent de la pila elèctrica, l'italià Alessandro Volta (18 de febrer de 1745 - 5 març de 1827) no sempre va tenir la comunitat internacional a favor seu. El físic va demostrar que no eren els cossos dels animals, sinó el contacte de dos metalls el que produïa un corrent elèctric, una cosa llavors revolucionaria que desmuntava les teories anteriors i que va provocar fortes controvèrsies entre els científics de l'època.

Les piles actuals són una evolució de l'invent de Volta. Font: Peter Miller.

La seva vida també va començar sortint-se dels cànons establerts. Nascut en una família aristocràtica, els seus pares es van alarmar perquè no va començar a parlar fins als quatre anys, com recull el llibre Alessandro Volta (1999), d'Umberto F. Molteni. Però aquesta tardança no va perjudicar al seu desenvolupament intel·lectual posterior. A més de l'italià, va aprendre llatí, francès, alemany, anglès, espanyol, holandès, rus i grec antic.
Educat pels jesuïtes, després de cursar estudis humanístics es va interessar per l'experimentació i amb només divuit anys va mantenir correspondència amb el físic francès Jean-Antoine Nollet sobre l'atracció elèctrica.
I el 1775, quan treballava a les Escoles Reals de Como (Itàlia), va desenvolupar el seu primer invent (o més concretament, va millorar, va donar nom i va popularitzar una versió anterior): l'electròfor perpetu, un aparell que, per inducció electrostàtica, produïa un corrent elèctric continu i que transferia electricitat a altres objectes.

Il·lustració del electróforo perpetu dissenyat per Volta. Font: Gillard, Leçons de Physique; Éditions Vuibert et Nony.

Interessat també per la química, Volta va descobrir que l'aire inflamable emanat dels pantans era en realitat un gas, el metà, que provenia de la matèria vegetal i animal en descomposició. La troballa va portar a substituir l'oli de les làmpades per metà i a crear el llum de Volta.

Descarta l'electricitat animal
Aquests anys, l'inventor va viatjar també per Europa i va entrar en contacte amb reconeguts intel·lectuals de l'època com Horace-Bénédict de Saussure o Voltaire. I al 1778 va aconseguir la càtedra de física experimental de la Universitat de Pavia (Itàlia), on faria classes durant gairebé trenta anys.
En aquesta època, un altre científic italià, Luigi Galvani, de la Universitat de Bolonya, investigava el que va denominar electricitat animal. De forma accidental, la pota d'una granota morta que estava al costat d'una màquina d'electricitat estàtica es va contraure quan li va fregar la punta d'un ganivet.
Arran d'això, Galvani va realitzar experiments amb altres animals i va arribar a la conclusió que les contraccions les produïa un fluid elèctric dels òrgans dels animals. Volta va quedar sorprès pel descobriment, que va qualificar com a meravellós, però va decidir investigar- ho per si mateix.

La pila voltaica estava feta de discos alternatius de coure i de zinc i capes humides. Font: GuidoB

En fer-ho va descobrir que en realitat no feien falta animals per produir aquest corrent elèctric. "Tots aquests experiments no proven de manera concloent que hi hagi electricitat animal, ja que els òrgans romanen passius, mentre que els metalls estan sempre actius", va afirmar. El que calia per originar aquest flux era el contacte entre dos metalls.
La troballa va enfrontar als dos científics, a les seves universitats i dividir a la comunitat internacional, que finalment es rendiria davant Volta pel seu invent més famós: la pila voltaica. Dissenyada al 1799, en ella se succeïen discos conductors de coure i zinc amb una capa humida. El contacte entre els metalls produïa electricitat en forma d'espurnes.

Napoleó Bonaparte, el seu gran admirador
La pila es va convertir en la primera font contínua de corrent elèctric i va ser decisiva en el estudi de l'electromagnetisme i en el desenvolupament dels equips elèctrics. Al 1800, Volta escriu a Joseph Banks, president de la Royal Society de Londres (Regne Unit), explicant el seu invent.

Alessandro Volta va aconseguir reconeixement internacional com a inventor de la pila elèctrica. Font: Garavaglia Giovita - Gaetano Bonatti / Edgar Fahs Smith collection

Validada per la institució britànica, la pila ràpidament es coneix a tot el món i Napoleó Bonaparte li demana a l'inventor una demostració a l'Institut Nacional de Ciències de França. Meravellat amb el dispositiu, l'emperador el nomena comte i senador del Regne de Llombardia. També va ser elegit membre de l'Institut Nacional de Ciències i condecorat com Cavaller Comandant de la Legió d'Honor.
Després de superar una apoplexia, Volta va morir a casa envoltat de la seva esposa i els seus dos fills el 5 de març de 1827 als vuitanta-dos anys. En el seu honor, el Congrés Internacional d'Electricitat va aprovar el volt com a unitat de la força electromotriu i un cràter lunar i un asteroide porten el seu cognom.


Font: OpenmMind

La història del làser

Tot i que encara soni a arma de ciència ficció, el làser és un fill de la física quàntica tan sofisticat com d'ús quotidià: als lectors de la caixa del supermercat, en els reproductors de CD o DVD i també en les operacions per corregir la miopia. El seu fonament teòric el va apuntar Einstein, però el camí de la teoria a la pràctica no va ser una línia recta: van haver de passar dècades fins que un cúmul d'encerts i despropòsits, de col·laboracions i rivalitats, de ciència pura i interessos militars, van fer realitat el làser.

El màser (o làser de microones) primer dispositiu d'aquest tipus, va ser patentat el 24 de març de 1959 per Charles Townes i Arthur Schawlow. Tot i que la seva empresa no li veia una aplicació clara a aquell invent. La idea per amplificar ones de la mateixa freqüència (longitud d'ona) la va plasmar Albert Einstein en dos articles del 1916. No obstant això, la seva realització pràctica, amb tots els nous elements teòrics i experimentals que això va comportar no va arribar fins a la dècada del 1950. Els responsables d'aquest èxit van ser, de manera independent, els físics soviètics Aleksandr Prokhorov i Nikolai Basov, i el nord-americà Charles Townes. I, al marge de qui va ser primer i de la lluita entre les dues superpotències de la Guerra Freda, aquesta vegada els tres van compartir el reconeixement, en rebre el Premi Nobel de Física de 1964.

Al maig del 1952, durant una conferència sobre ràdio-espectroscòpia a l'Acadèmia de Ciències de la URSS, Basov i Prokhorov van descriure el principi del màser, tot i que no van publicar res fins a dos anys després (Basov i Prokhorov 1954). I no només van descriure el seu principi, sinó que també Basov en va construir un com a part de la seva tesi doctoral, uns pocs mesos després que Townes fes el mateix.
Val la pena resumir com Townes va arribar per la seva banda a la mateixa idea del màser, ja que il·lustra sobre com de diversos poden ser els elements que formen part dels processos de descobriment científic. Després de romandre en els laboratoris Bell entre el 1939 i el 1947, on es va ocupar, entre altres temes, de la recerca relacionada amb el radar, Townes va passar al Radiation Laboratory de la Universitat de Columbia, creat durant la Segona Guerra Mundial per desenvolupar radars, essencials per al desenvolupament de la guerra.

Igual que altres institucions, aquest laboratori va continuar rebent diners dels militars després de la contesa, dedicant el 80% del seu pressupost al desenvolupament de tubs que generessin microones. A la primavera de 1950, Townes va organitzar, a Columbia i per a l'Oficina d'Investigació de la Marina, un comitè assessor per a considerar noves formes de generar microones de menys d'un centímetre. Després d'un any de considerar la qüestió, se li va ocórrer un nou enfocament abans d'assistir a una de les sessions del seu comitè: era la idea de màser. Quan va aconseguir, al 1954 i en col·laboració amb un jove doctor, Herbert J. Zeiger, i un doctorand, James P. Gordon, fer realitat operacional aquesta idea utilitzant un gas de molècules d'amoníac, va resultar que les oscil·lacions produïdes pel màser es caracteritzaven no només per la seva alta freqüència i potència, sinó també per la seva uniformitat. El màser, en efecte, produeix una emissió coherent de microones; és a dir, radiació altament concentrada, d'una única longitud d'ona.

Fins i tot abans que els màsers comencessin a proliferar, alguns físics van començar a intentar estendre la seva idea a altres longituds d'ona. Entre ells hi havia el propi Townes (també Basov i Prokhorov) qui, a partir de la tardor de 1957 va iniciar treballs per anar des de les microones a la llum visible, col·laborant amb el seu cunyat, Arthur Schawlow, un físic dels laboratoris Bell. Fruit dels seus esforços va ser un article bàsic en el qual mostraven com es podria construir un làser, al qual encara denominaven màser òptic. No està de més esmentar que els advocats dels laboratoris Bell, per als quals treballava Schawlow i amb els quals Townes tenia un contracte d'assessor, van pensar que la idea del làser no tenia interès suficient com per ser patentada; únicament ho van fer davant la insistència de Townes.
La cursa per construir un làser es va intensificar a partir de llavors. Encara que la història posterior no sempre ha estat prou clara en aquest punt, el primer que va tenir èxit va ser Theodore Maiman, que va aconseguir posar en funcionament un làser de robí el 16 de maig de 1960 a les Hughes Research Laboratories.
Maiman va enviar a la llavors recentment establerta Physical Review Letters un manuscrit amb els seus resultats, però va ser rebutjat com només un altre article sobre el màser. Així que ho va intentar a Nature, en el número del 6 d'agost de 1960 va aconseguir publicar el resultat del seu treball. Poc després, Schawlow anunciava a Physical Review Letters (el seu article sí que va ser acceptat) que havia posat en funcionament un altre làser, també de robí i considerablement més gran i potent que el de Maiman.

Font: OpenMind

La re-col·lisió d'electrons basada en làser

Científics de l'Institut Max Born d'òptica no lineal i espectroscòpia de pols curt (MBI) de Berlín han combinat experiments d'última generació i simulacions numèriques per provar una hipòtesi fonamental subjacent a la física del camp fort. Els seus resultats refinen la comprensió de processos de camp sòlid com la generació d'alta component harmònica (HHG) i la difracció d'electrons induïda per làser (LIED).

Els polsos forts de làser infrarrojos, poden extreure un electró d'una molècula (ionització), accelerar-lo en espai lliure, girar-lo (propagació) i, finalment, fer-lo xocar amb la molècula recollision. Aquest és el model de tres passos molt utilitzat de la física del camp hard. En el pas de la re-col·lisió, l'electró pot, per exemple, recombinar-se amb el ió primari, donant lloc a una alta generació harmònica o dispersió elàstica, donant lloc a la difracció d'electrons induïda pel làser.
Una de les suposicions més freqüents a la física de l'àtom és que, en el pas de propagació, l'estructura inicial de l'electró ionitzat és rentat, perdent així la informació sobre l'orbital provinent. Fins ara, aquesta hipòtesi no va ser verificada experimentalment en sistemes moleculars.

Un estudi experimental i teòric combinat a l'Institut Max Born de Berlín va permetre investigar la dinàmica de recollida d'electrons impulsada per camps forts en la molècula de 1,3-trans-butadiè. En aquesta molècula, la interacció amb el camp làser hard, condueix principalment a la ionització dels dos electrons més externs que presenten densitats força diferents. Els experiments i simulacions d'última generació van permetre als científics mesurar i calcular la probabilitat de rescatat de l'alt angle per cada electró i per separat. Aquestes probabilitats van resultar ser força diferents, tant en les mesures com en les simulacions. Aquestes observacions demostren clarament que els electrons que tornen retenen informació estructural sobre el seu orbital molecular inicial.

Font: Forschungsverbund Berlin eV (FVB)

Mesures cent vegades més precises a nivell de nanoescala

La precisió de mesurar les estructures nanoscòpiques es pot millorar substancialment gràcies a la investigació en sensors òptics que porten a terme la Universitat de Warwick i els investigadors de QuantIC de la Universitat de Glasgow i la Universitat Heriot Watts.
QuantIC és el Centre de Tecnologia Quantica del Regne Unit a Quantum Enhanced Imaging i forma part del Programa Nacional de Quantum Technologies del Regne Unit.
Utilitzant parells de fotons com a components fonamentals de l'energia que conformen la llum, els investigadors han concebut una manera de mesurar el gruix d'objectes que són menys d'un 1/100.000 d'amplada d'un cabell humà.
La nova tècnica consisteix a disparar dos fotons idèntics propers a un component conegut com a transmissor de llum i controlar el seu comportament posterior, amb uns 30.000 fotons detectats per segon i 500.000 en ús durant tot un experiment.
A causa de la tendència de fotons idèntics a buddy up i que continuen viatjant junts -és el resultat d'un delicat efecte d'interferència quàntica-, la nova configuració dels investigadors ofereix la mateixa precisió i estabilitat que les tècniques existents d'un fotó que, a causa dels equips necessaris, són més costoses.
Oferint una sèrie d'usos potencials, inclosa la recerca per comprendre millor les membranes cel·lulars i l'ADN, així com el control de qualitat per a materials nanoscòpics de 2D d'un únic gruix d'àtoms, com el grafè, la nova recerca també és una millora notable en les tècniques actuals de dos fotons amb una resolució millor de 100x.

Per mesurar el gruix d'un objecte transparent (qualsevol objecte a través del qual pugui passar un fotó), cadascun d'un parell de fotons idèntics es dispara per camins separats:
El fotó A continua en un transmissor de velocitat, mentre que el fotó B, s'alenteix amb un objecte transparent abans d'entrar al mateix generador de feix.
Es registra la probabilitat que els fotons surtin del conjunt d'amples junts permetent així, als investigadors mesurar el gruix de l'objecte transparent que ha passat el fotó B. A mesura que s'incrementa el gruix de la mostra, els fotons tenen més probabilitats de sortir del separador de feix per separat.
El doctor George Knee, del Departament de Física de la Universitat de Warwick, que va desenvolupar la teoria darrere del nou mètode, va dir: "El que és realment interessant sobre aquests resultats és que ara podem investigar objectes a nanoescala amb un sensor òptic que funciona amb un efecte físic fonamentalment diferent".

Fins ara, l'anomenada interferència de dos fotons no havia estat capaç d'aconseguir una resolució tan gran, és a dir, que s'estava atrapat amb alguns dels desavantatges dels mètodes establerts basats en la interferència d'un fotó individual -que requereix una tecnologia més cara que la tècnica amb de dos fotons.
S'ha aconseguit una gran millora ajustant l'interferòmetre a un mode operatiu més sensible i eliminant la deriva lenta canviant repetidament la mostra dins i fora.
Per tant, un dels avantatges de ser impermeables a fluctuacions de fase i tenir un rang dinàmic gran, fan que aquests sensors puguin tenir un gran impacte en la imatge biològica i la recerca associada que s'introdueixi. El co-investigador de QuantIC i investigador principal del projecte, el professor Daniele Faccio, que va utilitzar la seva tecnologia de detecció de dos fotons per generar dades va dir: "Els resultats de la nostra col·laboració amb la University of Warwick ofereixen un ventall d'usos potencials, incloent la recerca per comprendre millor les membranes cel·lulars i l'ADN, així com un control de qualitat per a materials nanoscòpics de 2D d'un únic gruix d'àtom, com el grafè. Això permet avançar en l'obtenció d'imatges quàntiques i ajudar a mantenir la posició del Regne Unit en el desenvolupament de noves tecnologies quàntiques".

Font: Universitat de Warwick

Una pedra gravada en el Paleolític prova la capacitat simbòlica dels neandertals

Una pedra gravada durant el Paelolític Mitjà, fa uns 35.000 anys, podria haver estat obra de la mà hàbil d'un Homo sapiens neanderthalensis, cosa que demostraria la seva capacitat cognitiva, segons un estudi publicat a la revista especialitzada PLOS One.
La pedra va ser trobada a la cova Kiik-Koba de la península de Crimea, un lloc en el qual s'han trobat també restes de extints neandertals; de manera que els investigadors consideren que la gravació la va fer un home d'aquesta espècie.

Els enregistraments en pedres són pistes importants sobre la història de la cultura i la cognició de les diferents espècies humanes, tot i que en alguns casos és difícil determinar si l'acció que va provocar la incisió va ser accidental o intencional.
Per abordar aquest tema, investigadors de la Universitat de Bordeus (França) van crear un marc que permet als paleontòlegs classificar l'estructura i els patrons de les superfícies gravades i verificar aquests atributs amb una llista de possibles accions causals.

Després de l'examen microscòpic de les línies dibuixades a l'exterior de la pedra de sílex, l'equip liderat per Ana Majkic va concloure que les incisions representen gravats deliberats que haurien requerit habilitats motores fines i atenció als detalls.
Així, van determinar que els gravats en qüestió semblen haver-se realitzat "amb intenció simbòlica o comunicativa", van indicar els autors. Majkic i els seus col·legues suggereixen que és un error mirar simplement els solcs de forma aïllada: els neandertals, van especular, els contrastaven deliberadament amb el fons blanquinós de la pedra, amb l'objectiu de "recordar una informació a l'usuari de la mateixa o eventualment comunicar quan va passar a mans d'una altra persona".
Si aquesta interpretació és correcta, aquesta pedra gravada s'uniria a una creixent llista de signes que els neandertals tenien activitats simbòliques, juntament amb evidència de celebracions d'enterraments, adorns personals i altres objectes decoratius.
"Això té implicacions per a la pregunta de quan i quantes vegades ha evolucionat aquest tipus d'expressions culturals entre les poblacions homínides", van assenyalar els investigadors.
Majkic i els seus col·legues esperen ara perfeccionar el seu marc encara més per al seu ús amb objectes de diferents edats prehistòriques i contextos culturals.


Font: Terrae Antiquae

Rússia inaugura la primera central nuclear flotant del món

La central nuclear que està navegant pel Mar Bàltic, es diu Akademik Lomonsov, i és la primera de la seva classe del món, un generador flotant amb dos reactors nuclears capaços de donar electricitat a una ciutat de 100.000 persones i el seu cinturó industrial.

La idea de construir una central nuclear a una barcassa no és nova. Xina i Estats Units han desenvolupat el mateix projecte, però mai han arribat a fer-ho realitat. Aquest honor se l'ha emportat la companyia Rosatom, dependent del govern rus.
L'Akademik Lomonsov (nomenada així en honor al científic rus Mikhaïl Vasilyevich Lomonosov) va començar a construir-se en les drassanes de Sant Petersburg el 2007, i ha costat al voltant de 232 milions de dòlars. El destí de la central de 70 megawatts és subministrar energia a la remota ciutat de Pevek, al nord de Sibèria. La localitat de 100.000 habitants és un important centre petrolier per a Rússia. La central flotant no només alimentarà els pous petrolífers de la zona. També proveirà d'energia a la pròpia ciutat i a una planta dessalinitzadora. Quan entri en servei en el 2019 substituirà la vella central nuclear de Bilbino, construïda el 1974, i a la central tèrmica de Chaunskaya, que és una instal·lació altament contaminant pel seu ús de combustibles fòssils.

La construcció de la central no ha estat del gust de tothom. Greenpeace no ha dubtat a qualificar el projecte de Txernòbil flotant. L'expert en energia nuclear de l'organització mediambiental, Jan Haverkamp, ha declarat a ABC News que la central suposa un risc evident per a l'ecosistema de l'àrtic pel qual viatjarà fins al seu emplaçament definitiu.

En certa manera ja hi ha altres centrals nuclears navegant pel mar. Els submarins o els trencagels nuclears porten un petit reactor també. El que preocupa als defensors del medi ambient és que Akademik Lomonsov és, en essència, una barcassa. No te mitjans de locomoció propis, sinó que serà remolcada fins a la seva destinació definitiva. La preocupació és que una topada amb mal temps pugui trencar el cable amb els remolcadors i deixi la central a la deriva.

De moment, la central viatja des de Sant Petersburg fins Mursmank. Per a això ha de recórrer al Mar Bàltic passant per davant de ciutats com Hèlsinki, Estocolm, Copenhaguen i Oslo. Després virarà al nord i navegarà per la costa de Noruega fins Murmansk. Ara mateix, Akademik Lomonsov no és perillosa des del punt de vista de la contaminació nuclear, perquè els seus reactors estan apagats i buits. La central es proveirà de combustible nuclear a Murmansk i posarà en marxa els seus sistemes allà. Està previst que les proves d'inici durin fins ben entrada la tardor.


Font: Rosatom

Espanya tindrà en breu la primera xarxa de llarga distància de 200 Gbps

Huawei i Orange ultimen la construcció a Espanya d'una de les xarxes fixes de transmissió nacional de llarga distància amb major capacitat en el món (fins 96x200 Gigabit per segon -Gbps, per les seves sigles en anglès-), que cobrirà distàncies de gairebé 1.000 km sense necessitat de regeneració del senyal òptic.

Gràcies a la tecnologia Flexgrid de multiplexació òptica, aquesta nova xarxa d'Orange a Espanya arribarà a una capacitat total de 19,2 terabits per segon (Tbps, per les sigles en anglès) en una sola parella de fibres. Això permetrà a l'operadora estar preparada per al repte que suposa el desplegament de la tecnologia 5G, desenvolupar la seva capacitat de transport per a vídeo 4K i optimitzar el seu negoci majorista.

La construcció d'aquesta xarxa de llarga distància de 200Gbps sorgeix a partir de la consolidació reeixida de les diferents infraestructures de xarxes de telecomunicacions IP & DWDM coexistents després de les diferents fusions de l'operador. Es tracta d'una experiència inèdita en el sector de les comunicacions a Espanya i, cal destacar que només hi ha una altra referència similar a Europa.
Huawei demostra, una vegada més amb aquest projecte, el nivell de maduresa i qualitat que ha assolit a Espanya, tant en termes d'equipament com de capacitat local de serveis.
Cal ressenyar, així mateix, el temps ajustat en què Orange, amb la col·laboració de Huawei, ha portat la consolidació 100% satisfactòria d'aquestes xarxes, suposant un exemple d'eficiència en aquest tipus d'operacions en l'àmbit europeu de les telecomunicacions.

Per l'operadora, aquesta consolidació d'infraestructures contribueix a millorar l'eficiència operativa de la seva xarxa, accelerant els temps de comercialització de la seva oferta de telecomunicacions i capacitant a la companyia per donar un servei òptim als seus clients finals, la qual cosa reforça encara més la seva posició com a segon operador del mercat espanyol.


Font: RedesTelecom

Les guies de freqüència amb làser poden ser el futur del Wi-Fi

El tràfic de dades de la telefonia mòbil i el Wi-Fi augmenten de forma exponencial però, a no ser que es pugui augmentar la capacitat d'enllaços sense fils, tot aquest trànsit està obligat a generar colls d'ampolla inacceptables.
Les properes xarxes 5G són una solució temporal, però no a llarg termini. Per a això, els investigadors s'han centrat en les freqüències de terahertz (THz) i en les longituds d'ona de submilímetre de l'espectre electromagnètic. Les dades que viatgen a freqüències de terahertz podrien viatjar centenars de vegades més ràpid que les de les xarxes sense fils actuals.

Al 2017, els investigadors de l'Escola Harvard John A. Paulson d'Enginyeria i Ciències Aplicades (SEAS) de Cambridge, Massachusetts, van descobrir que una guia de freqüència infraroja en un làser quàntic en cascada, podria oferir una nova forma de generar freqüències de terahertz. Ara, aquests investigadors han descobert un nou fenomen quàntic de freqüència làser en cascada, que permetrien a aquests dispositius actuar com a transmissors o receptors integrats que poden codificar de forma eficient la informació.

Aquest treball representa un canvi de paradigma complet per a la manera com es pot operar un làser, segons diu Federico Capasso, professor de física aplicada al Robert L. Wallace, investigador sènior en enginyeria elèctrica del Vinton Hayes i autor principal del document: "Aquest nou fenomen transforma un làser -un dispositiu que funciona en freqüències òptiques- en un modulador avançat a freqüències de microones, que té un significat tecnològic per a un ús eficient de l'ample de banda en els sistemes de comunicació".
Les guies de freqüència són àmpliament utilitzades, eines d'alta precisió per mesurar i detectar diferents freqüències. A diferència dels làsers convencionals, que emeten una sola freqüència, aquests làsers emeten simultàniament múltiples freqüències, uniformement espaiades per assemblar-se a les pues d'una pinta. Actualment, es fan servir guies de freqüència òptica per a tot, des de la mesura de les empremtes dactilars de molècules específiques fins a per detectar exoplanetes distants.

Aquesta investigació, però, no estava interessada en la producció òptica del làser.
"Estàvem interessats en el que estava passant dins del làser, en l'esquelet d'electrònica del làser", va dir Marco Piccardo, becari postdoctoral del SEAS i primer autor del document. "Mostrem, per primera vegada, que un làser a longituds d'ona òptica funciona com a dispositiu de microones".
A l'interior del làser, les diferents freqüències de llum pugen juntes per generar radiació de microones. Els investigadors van descobrir que la llum a l'interior de la cavitat del làser fa que els electrons oscil·lin a les freqüències de microones, que es troben dins de l'espectre de comunicacions. Aquestes oscil·lacions poden ser modulades externament per codificar la informació en un senyal portador.
"Aquesta funcionalitat mai s'ha demostrat abans en un làser", va dir Piccardo. "Hem demostrat que el làser pot actuar com un modulador de quadratura anomenat, permetent enviar dos elements d'informació diferents simultàniament a través d'un únic canal de freqüència i, successivament, recuperar-se a l'altre extrem d'un enllaç de comunicació".

"Actualment, les fonts terahertz tenen serioses limitacions a causa d'un ample de banda limitat", va dir Capasso. "Aquest descobriment obre un aspecte completament nou de les pintes de freqüència i podria conduir, en un futur proper, a una font terahertz per a comunicacions sense fils".

Font: Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences

La NASA pot millorar els futurs satèl·lits d'observació de rius

Les inundacions fluvials són un dels desastres naturals més comuns i devastadors de la Terra. En l'última dècada, els rius han matat milers de persones cada any al món i causen pèrdues per ordre de desenes de milers de milions de dòlars anuals. El canvi climàtic, que es preveu augmentarà la precipitació a determinades zones del planeta, podria fer que les inundacions fluvials en aquests llocs siguin més freqüents i severes en les properes dècades.

Ara, un nou estudi liderat per investigadors del Laboratori de Propulsió Jet de la NASA a Pasadena, Califòrnia, analitza el que suposaria que el satèl·lit d'observació de rius es converteixi en una eina encara més útil per mitigar els danys a les inundacions i millorar la gestió de l'embassament a nivell mundial en gairebé temps real.
Els primers sistemes d'alerta d'inundacions tradicionals depenen de les xarxes de mesura que detecten inundacions més lluny del riu, però les dades que cal mesurar són cada vegada més escasses. L’estudi demostra que hi ha espai per a satèl lits que ajuden a omplir el buit, però per als satèl·lits que informen de la mitigació de les inundacions en temps real, han de proporcionar dades als gestors de l'aigua en un temps de retard suficientment curt.
Les inundacions fluvials es produeixen quan un canal s'omple d'aigua més enllà de la seva capacitat, normalment a causa de les fortes pluges. La inundació recorre el curs del riu com una onada. Diverses missions de satèl·lit han estat capaces de detectar inundacions com a canvis bruscos en l'altura o l'amplada de les aigües del riu. Una vegada que s'observa una inundació, és relativament fàcil predir amb precisió com es desplaçarà pel riu. Aquesta informació és summament útil en els sistemes d'alerta d'inundacions inicials i en altres aplicacions de gestió de rius en temps real.

Per estudiar la velocitat en què les inundacions es propaguen a través dels rius del planeta, cal executar un model numèric senzill d'ones de flux que utilitzen informació com l'ample, el pendent, la profunditat i la rugositat, entre d’altres. Després d'analitzar les velocitats d'ona a través dels 11,7 milions de quilòmetres de rius de tot el planeta, els investigadors van descobrir que les ones d'inundació que viatjaven a la seva màxima velocitat prenien una mitjana de tres dies per arribar a la presa següent, quatre dies per arribar a la propera ciutat aigues avall i sis dies per sortir del sistema del riu completament.
L'equip va comparar els resultats del seu model amb registres de descàrrega de més de 20.000 estacions geològiques dels Estats Units a unes 40.000 milles (64.400 quilòmetres) de diversos sistemes fluvials als Estats Units. Van trobar que el model va estimar velocitats d'ona més ràpides que les dades rebudes per sensors.

Els científics van utilitzar la seva velocitat d'ona i les troballes per calcular la latència de les dades: la rapidesa amb què s'han de baixar, processar i posar a disposició del públic per a sistemes d'alerta primerenca d'inundacions i altres estratègies de mitigació d'inundacions en temps real, així com la gestió de l'embassament. En concret, es van centrar en dades futures de la propera missió de Surface Water and Ocean Topography (SWOT). El SWOT, programat per al seu llançament el 2021, està específicament dissenyat per observar els rius. Això és degut a que té una òrbita de 21 dies i pot detectar ones d'inundació, especialment en rius grans de latitud superior. Els investigadors van trobar que fer que les dades SWOT estiguessin disponibles pocs dies després de ser adquirits per la nau espacial podria ser útil per a la mitigació de les inundacions en temps real. En comparació amb els satèl·lits passats o actuals que proporcionen informació sobre els rius i les inundacions.
Si les dades es processessin en dos dies o menys, podrien estar disponibles per als administradors d'emergències abans que almenys dos terços de les ones observades arribessin a la següent ciutat aigues avall. Per a les preses, la ràpida resposta de les mesures de satèl·lit donaria avís previ als embassaments situats a la part inferior de la meitat dels casos quan SWOT detecta una ona d'inundació.

Hi ha una compensació entre la latència de les dades i la qualitat d'aquestes per tant, es vol obtenir les millors dades possibles, o es vol obtenir una versió aproximada del que està passant ara, per la qual cosa es pot proporcionar informació per actuar? A mesura que es preparen noves missions de satèl·lit com el SWOT, és quan es comencen a fer aquest tipus de preguntes.
Les dades dels satèl·lits que podrien informar els sistemes d'alerta de les inundacions serien especialment útils per als països en desenvolupament, on hi ha insuficients països que no comparteixen dades amb els seus veïns aigües avall.


Font: NASA

Xina evidencia les ambicions de la indústria del vehicle elèctric

El major expositor d'automòbils mundial de l'any va mostrar l'abril passat les ambicions de la Xina per convertir-se en el líder en cotxes elèctrics i la lluita multimilionària de la indústria per llançar models que apel·lin als conductors xinesos, que són conscients del preu, però també exigents.
Auto Xina 2018, continua amb la decisió que Beijing atregui la propietat estrangera total de fabricants d'automòbils xinesos en un moviment per fer més flexible la indústria, ja que promou la electricitat.
El governant Partit Comunista ha transformat la Xina en el mercat més gran d'electricitat amb milers de milions de dòlars en subvencions pels productors i compradors. Ara, Pequín explota aquest suport i canvia la càrrega financera als fabricants d'automòbils amb quotes de vendes que els impulsen a desenvolupar models per promoure que els xinesos comprin aquests vehicles.

Això es reflecteix en la línia d'exhibició d'automòbils: les marques mundials i xineses, incloses General Motors Co., Volkswagen AG i Nissan Motor Co planifiquen desenes de vehicles elèctrics i híbrids, des de luxosos fins a compactes, de baix preu d'uns 152.000 iuans (24.000 U$).
Els líders comunistes veuen els cotxes elèctrics com una forma de netejar ciutats afectades per la contaminació, i també com un ingredient clau en els plans per transformar la Xina en un competidor global, en una gran varietat de camps tecnològics que van des de la robòtica fins a l'energia solar i la biotecnologia.

Només en els últims dos o tres anys, la Xina va passar de ser un jugador residual en el mercat global del vehicle elèctric fins a ser gairebé el 50 per cent de les vendes al 2017.

Atraure gairebé tots els fabricants d'automòbils del món
A partir del 2019, els fabricants d'automòbils hauran de guanyar crèdits mitjançant la venda d'electricitat o bé comprar-los dels competidors. Els estàndards d'eficiència de combustible més estrictes requereixen una gran part de les vendes de cada marca per ser models que no siguin de gasolina.
Els fabricants d'automòbils mundials diuen que els elèctrics haurien de representar entre el 35 i el 50 per cent de les vendes de la Xina per a l'any 2025. Per tant, hi ha un gran potencial per a l'electrificació de vehicles.
Les vendes xineses de vehicle elèctric i híbrids gasolina-elèctrics van augmentar un 154 per cent en el primer trimestre d'un any abans a 143.000 unitats, segons l'Associació de Fabricants d'Automòbils de la Xina. Això es compara amb vendes de poc menys de 200.000 unitats per a tot l'any passat als Estats Units, el mercat número 2.

El fabricant de cotxes de Detroit, que treballa amb VW per a l'estat de la marca més gran de la Xina, està posant en marxa 10 models de vehicle elèctric o híbrids al país asiàtic des del 2016 fins al 2020.
VW té previst llançar 15 models elèctrics i híbrids en els pròxims dos o tres anys, com a part del pla de desenvolupament de 10 mil milions d'euros (U$ 12 mil milions) anunciat al novembre passat.
Nissan posa a la venda un model elèctric a l'espectacle d'automòbils dissenyat per a la Xina i mostrarà una versió actualitzada del seu full i un cotxe conceptual elèctric.
El fabricant d'automòbils japonès també planeja desenvolupar un elèctric a menor preu amb un soci local, Dongfeng Motor Co. Dues versions més d'aquestes vendran sota la seva marca Venucia, de propietat conjunta.

BYD Auto de Xina, el major fabricant global d'elèctrics amb vendes de 113.669 unitats al 2017, planeja donar a conèixer dos nous SUVs híbrids i un cotxe conceptual elèctric. L'empresa també planeja mostrar nous models híbrids i connectors elèctrics.
Infiniti planifica mostrar un concept sedan, la Q Inspiration, que el president de a companyia, Roland Krueger va dir que serà la base per als futurs models elèctrics. L'elegant Q Inspiration no té un motor de dibuix d'aire, i per tant cap reixeta frontal, un canvi que Krueger, va dir, va ser suggerit pels dissenyadors xinesos a l'estudi de Pequín de Infiniti.
El cotxe té el seient posterior més espaiós que s'ha convertit en un estàndard entre les marques de luxe que volen apel·lar als clients xinesos, que tenen un conductor i passen al darrere. Es preveu que el primer cotxe respongui específicament a les necessitats del mercat xinès.

Ford Motor Co ha anunciat un "atac de productes" properament per a la Xina que inclou almenys 15 vehicles elèctrics i altres 35 models fins el 2025. El primer híbrid de plug-in de Ford a la Xina, el Mondeo Energi, va sortir a la venda fa uns pocs mesos.
Washington i altres socis comercials han estat rebutjats pels controls xinesos que requereixen que els fabricants d'automòbils mundials treballin a través de socis locals de propietat estatal i imposin altres restriccions.
Els fabricants d'automòbils es van queixar que les empreses conjuntes eren complicades i costoses, però que es complien perquè van accedir a un mercat que va passar als Estats Units al 2009 com el més gran del món. Les vendes de SUVs, sedans i minivans de l'any passat van ascendir a 24,7 milions d'unitats, enfront dels 17,2 milions d'euros als Estats Units. L'agència de planificació del gabinet va anunciar a l'abril passat que Pequín deixarà anar aquests controls permetent la propietat exterior total de la indústria, començant amb els productors de vehicles elèctrics aquest any. Els límits per als vehicles comercials acabarien el 2020 i per a tots els vehicles de passatgers, el 2022.

Això acabaria amb un límit del 50 per cent sobre la propietat estrangera d'una empresa automobilística, un límit que exigia als fabricants d'automòbils compartir tecnologia amb possibles competidors, sumant-se a les denúncies comercials del president Donald Trump contra Beijing. Ara es podrà veure la diferència entre els socis que volen i els socis que han imposat.
Amb l'electricitat, la conducció autònoma i altres innovacions, les empreses tenen una nova oportunitat de considerar una associació o treballar de forma independent.

Tot i així, mentre que el vehicle elèctric pot ser el futur de la Xina, la majoria de les marques perden diners fent-los. Els beneficis provenen de les vendes de SUV, que són tremendament populars entre els conductors xinesos que els veuen com l'opció més segura en els camins difícils i caòtics del país.
Les vendes dels SUV dels primers trimestres van augmentar un 11,3 per cent més que l'any anterior a 2,6 milions, o gairebé el 45 per cent de totes les vendes d'automòbils, segons CAAM. Els elèctrics van representar poc més del 2 per cent

Font: PHYSorg

Un nou model per a gravastars

La gravetat és, sens dubte, una força molt diferent a totes les altres. Entre altres coses és la més feble de totes les forces. Només cal fregar un tros de plàstic amb un drap perquè atregui per electricitat estàtica a petits trossos de paper, davant de la gravetat provocada per un planeta sencer. L'electromagnetisme és molt més poderós que la gravetat, a més permet l'existència d'àtoms, de molècules, de química i de la vida. La força forta permet l'existència dels nuclis atòmics i de les reaccions nuclears. Sense aquesta força no hi hauria elements, només una sopa de partícules. La força nuclear feble és responsable de les desintegracions i, encara que és concebible un Univers amb vida sense ella, també és fonamental.

Però la força que construeix l'Univers a gran escala és la gravetat. Potser, el problema dels últims 100 anys de la Física teòrica hagi estat desenvolupar una teoria del tot en què la gravetat estigui en peu d'igualtat a les altres forces. Potser tot plegat sigui un producte de la nostra ment, dels nostres prejudicis de d'anomenar força a ens que són molt diferents.
Tot i que la gravetat és dèbil, el creixement de massa-energia fa que aquesta força acabi al final guanyant a qualsevol altra cosa, excepte, potser, a l'energia fosca.
En una estrella hi ha tal acumulació de massa que la gravetat és immensa. Una estrella és una esfera de plasma en equilibri. L'agitació de les partícules de l'interior, a causa de l'elevadíssima temperatura, provoca una pressió cap a l'exterior que contraresta la gravetat i impedeix el col·lapse. Si l'estrella es refreda, la gravetat contreu l'estrella i augmenta la temperatura del seu nucli.

L'estrella pot anar passant a fusionar elements cada vegada més pesats fins que no pot més. Si es tracta d'una estrella lleugera com el Sol, o encara més petita, acaba sortint de la seqüència principal i es torna una geganta vermella, mentre que el seu nucli es transformarà en una nana blanca que finalment serà una nana negra un cop es refredi del tot.
Si té suficient massa, les reaccions de fusió arriben fins al ferro, la fusió no proporciona energia i, per tant, no es genera calor i no es pot impedir el col·lapse per gravetat. Part de la massa en caiguda lliure rebota empesa amb un gran flux de neutrins en el que constitueix una supernova de tipus II. La resta tindrà un final que dependrà de la massa restant del romanent que hagi quedat. Si és poca massa s'obté un estel de neutrons, bàsicament un objecte d'uns 10 km amb una densitat de nucli atòmic sota una gravetat intensíssima. Les partícules de l'estrella de neutrons (bàsicament neutrons) impedeixen el col·lapse a causa del principi d'exclusió de Pauli a ser fermions.

Però si la massa és superior a aquesta massa, llavors se suposa que no hi ha res que impedeixi el col·lapse total i es forma un forat negre, una singularitat de densitat infinita voltant de la qual la curvatura de l'espai també s'ha fet infinita i que estigui envoltada per un horitzó de successos que impedeix a la resta de l'Univers contemplar aquesta singularitat. A causa de la curvatura de l'espai que envolta al forat, bàsicament amb forma d'embut afilat, res a encreuament l'horitzó pot tornar a sortir, ni tan sols la llum.
Un forat negre sembla l'inevitable fi de les estrelles de gran massa. L'únic més enllà d'una estrella de neutrons és el forat negre. No obstant això, des de fa un parell de dècades es ve especulant amb la possibilitat d'un cas intermedi: 1 gravastar o un estel negre, uns objectes ultradensos i iguals a un forat negre en aparença, però sense singularitat central ni horitzó de successos. La paraula gravastar és un acrònim de l'anglès (Gravitational Vacuum Star, estrella de buit gravitacional).

En principi es van suggerir aquests ens com una solució al problema de destrucció d'informació que representen els forats negres i tema sobre el qual, a dia d'avui, no hi ha una solució satisfactòria.
La qüestió és si realment aquest tipus d'objectes es poden formar i com. Per a això es necessita algun mecanisme que pari el col·lapse irremeiable.
Ara, Raúl Carballo-Rubio (Escola Internacional d'estudis avançats d'Itàlia) publica un estudi que proporciona un nou model que podria permetre l'existència d'una alternativa als forats negres.
Com tots sabem ja, la teoria quàntica de camps permet l'existència fluctuant de partícules virtuals que omplen l'espai i que apareixen i desapareixen contínuament. D'aquesta manera, el buit no està buit del tot.
En estudis previs es va comprovar que sota les energies implicades en els col·lapses abans descrits, aquestes partícules virtuals poden polaritzar i disposar-entre elles segons les seves propietats a la manera com ho poden fer un conjunt d'imants.
Carballo-Ros va calcular que la polarització d'aquestes partícules pot produir un efecte col·lateral que generaria una força que és de repulsió en lloc d'atracció, alguna cosa similar a com funciona l'energia fosca. Aquesta força impediria el col·lapse total i la formació d'un forat negre tradicional. En el seu lloc es produiria un gravastar.
L'efecte repulsiu es basa en que quan les partícules virtuals estan polaritzades, el buit que ocupen té energia negativa i aquesta energia negativa corba l'espai en sentit contrari a la massa-energia tradicional.
En altres models previs s'arribava a dos casos diferents. En un d'ells un buit d'aquest tipus que estaria envoltat d'una petxina de matèria, en el que seria un gravastar pròpiament dit. Un altre model suggeria un objecte constituït matèria i energia de buit entrellaçats formant el que s'ha anomenat una estrella negra. En tots dos casos es tractaria d'objectes molt densos que curvarien fortament l'espai que els envoltés, afectat a la llum que passés a prop. Serien bastant indistingibles d'un forat negre tradicional, sobretot per la seva negror.

El model de Carballo-Ros dóna com a resultat un objecte mixt o híbrid entre aquests dos objectes, un en què la matèria i el buit quàntic polaritzat s'estenen per l'espai, però amb la matèria més concentrada en la capa externa que en el nucli central.
Aquest resultat proporciona una nova solució a les equacions d'Einstein de la Relativitat General per objectes ultradensos en col·lapse que són diferents a les típiques dels forats negres i que no presenta singularitats ni horitzons de successos.
Potser aquest tipus d'objectes exòtics siguin matemàticament possibles, això no vol dir necessàriament que hi hagi a la Natura. No està clar que un romanent estel·lar pugui evolucionar fins a tenir aquest tipus d'estructura. I, si s'arriba, tampoc està clar que sigui estable i que més tard no es produeixi un col·lapse cap a un forat negre. A més, no se sap si l'efecte és o no prou intens com per permetre la suficient pressió que s'oposi a la gravetat.
La millor manera de comprovar si aquest tipus d'objectes existeixen en la realitat és a través de les ones gravitacionals (OG) que es generarien en el xoc entre dos d'ells i que es podrien detectar ara amb LIGO i Virgo. En no haver-hi horitzó de successos en aquest cas, les OG generades rebotarien sobre ells (en lloc de ser absorbides), produint ecos que podrien ser registrats. Ecos que en els esdeveniments detectats fins ara no s'han vist, però que es podran veure en el futur.

Font: Cornell University Library

La gent està darrere dels rumors d'Internet

Les persones i no els bots estan darrere dels rumors d'Internet. Segons un estudi, el més ampli en el seu camp fins al moment, les notícies falses es propaguen a Internet més ràpida i àmpliament que les notícies veritables.

Les notícies falses són tan velles com la tafaneria, però la seva proliferació s'ha tornat particularment problemàtica en aquesta era de les xarxes socials d'Internet. Les falses històries són amplificades per Facebook i Twitter, com aquella que deia que el Papa donava suport a Donald Trump com a candidat a la presidència dels EUA.
Si alguna cosa sona bojament estúpida pensaríem que no acapararà gaire atenció, però són precisament aquest tipus de rumors els que es fan massivament virals.

El problema és que, de vegades, els rumors poden fer mal a la gent o perjudicar una investigació policial. Com quan es va propagar el rumor per Internet que un estudiant de Brown University estava darrere de l'atemptat a la marató de Boston, i va resultar que el seu suïcidi no tenia res a veure amb l'atemptat.
S'ha arribat a dir que aquestes notícies van tenir un cert pes en l'elecció de Donald Trump i en el referèndum sobre el Brexit al Regne Unit. Fins i tot s'ha arribat a proposar que darrere d'aquestes notícies hi havia els serveis secrets russos utilitzant brossa (programes automàtics).
D'altra banda, se sap que molta gent, a més de consumir rumors, també s'informa per fonts legítimes, de manera que la por als rumors d'Internet no estaria fundat.
Segons Sinan Aral i els seus col·laboradors del MIT, part de l'efecte que tenen aquests rumors és la velocitat a la qual viatgen per Internet. El seu estudi es basa en l'anàlisi de 126.000 notícies que han circulat a través de 3 milions de twitters entre 2006 i 2017 a partir de dades subministrades per la pròpia companyia.
L'anàlisi mostra que les notícies veritables s'expandeixen més lentament que els rumors i arriben a menys gent.

Fins i tot les notícies veritables més populars rarament arriben a més de 1.000 persones, mentre que l'1% dels rumors més reeixits arriben a entre 1.000 i 100.000 persones. A més, els rumors que arribaven a 1.500 persones o més ho feien sis vegades més ràpid que les notícies veritables i són un 70% més propensos a ser retuitejats. Aquests aspectes de la propagació són particularment evidents en el cas de les notícies i rumors sobre política.
Una pega a l'estudi podria ser que una notícia veritable que s'estengui per la xarxa pot consistir en compartir un enllaç a la font original en lloc de consistir en retuits, de manera que anàlisi de propagació anterior que fan els autors de l'estudi estaria esbiaixat.
Aquests investigadors van utilitzar un programari especial per descobrir brossa automàtica de Twitter, que és sospitosa de distorsionar la manera en què les notícies i rumors viatgen per Internet a través d'aquesta xarxa social. Però fins i tot traient les dades referides a aquests bots, els rumors sembla que es propaguen a més velocitat i extensió que les notícies veritables. Això implica que serien els humans els culpables de propagar-los.

Els bots són una cosa tan nova que els experts encara no saben bé què és el que estan fent o l'impacte que tenen. Normalment es creu que els bots distorsionen el tipus d'informació que arriba a la gent però, almenys segons aquest estudi, no sembla que desplacin els titulars cap als rumors. Sembla que propaguen les notícies veritables i els rumors per igual.
Els investigadors van puntuar la novetat dels tuits i van trobar que els rumors sorgeixen d'un corpus aleatori de tuits. L'anàlisi de les paraules dels mateixos suggereix que els rumors destil·len por, fàstic i sorpresa, mentre que les notícies veritables inclouen sentiments que inclouen tristesa, confiança i gaudi. Segons els investigadors, aquestes característiques dels rumors, especialment la novetat, són d'esperar que captin més atenció que les altres.
No obstant això, els experts creuen que no és fàcil trobar una fórmula que exploti aquestes característiques per llançar rumors. De vegades, una condició necessària no és suficient.

Al final, la propagació de rumors i el mal que puguin fer, depèn de la nostra responsabilitat com a humans. Se'ns ha donat la possibilitat de poder-nos comunicar amb qualsevol altre habitant del globus de forma instantània i tenir a l'abast de la mà tot el coneixement humà aconseguit durant segles. Però, no sabem o no volem fer servir aquesta capacitat correctament.

Font: NeoFronteras

Equació de Schrödinger en macroescala astrofísica

L'equació de Schrödinger pot descriure els discos d'acreció gegantins que hi ha al voltant de forats negres supermassius.

Tota la física i l'enginyeria estan escrites en el llenguatge de les equacions diferencials.
Aquestes descriuen els ritmes de canvi i relacions entre les diferents variables que descriuen un fenomen. Quan es parla d'un model, aquest no és més que una equació diferencial que tracta de descriure una realitat. Per tant, l'equació diferencial del model no és més que una bona suposició de com funciona aquest sistema físic.
Que es tingui una equació diferencial no vol dir necessàriament que se sàpiga resoldre analíticament. Resoldre significa, en aquest context, obtenir una funció que relacioni les diferents variables sota un determinat conjunt de condicions inicials i de contorn.

Si es tracta d'una equació diferencial en derivades ordinàries, se saben resoldre (analíticament) diversos tipus, sobretot les lineals i bastants de primer ordre, però no les altres. Si es tracta d'equacions diferencials en derivades parcials, només se saben resoldre uns pocs casos.
Per resoldre moltes de les equacions diferencials s'ha de recórrer a algun sistema numèric que corri en algun programa computacional.
Una de les equacions en derivades parcials que sí se sap resoldre analíticament per a molts casos és l'equació de Schrödinger.

Igual que d'altres que sí que se saben resoldre, això es deu al fet que és de tal importància que, en el moment oportú, es va invertir molt esforç en resoldre-la, de la mateixa manera que l'equació de la calor o la de la corda vibrants. A més, és prou senzilla com perquè la seva resolució no sigui un calvari. Encara que, com sempre, per un problema de n cossos no se sap solucionar.
L'equació de Schrödinger descriu l'evolució en el temps d'un sistema quàntic. Malgrat el seu nom i a les males descripcions que circulen per aquí, aquesta equació no té res a veure amb les existència de gats viu-morts (superposició d'estats i col·lapse de la funció d'ones), ja que descriu l'evolució temporal d'un sistema (la funció d'ones), no altres coses.
Ara, Konstantin Batygin (Caltech) se sorprèn en un treball realitzat per ell mateix que l'equació de Schrödinger aparegui per descriure la dinàmica dels discos d'acreció, que no són objectes quàntics, sinó estructures astronòmiques.
Hi ha diversos tipus d'objectes massius astrofísics que estan envoltats per un anell o disc. Pot ser un forat negre, un estel o fins i tot planetes. Aquests discos estan formats per partícules de diferents mides que orbiten al voltant de l'objecte massiu. Això vol dir que les partícules que hi ha en ells estan subjectes no només a la influència gravitatòries l'objecte central, sinó a la que hi ha entre elles i a altres forces a curta distància.

Aquests discos poden ser increïblement grans en alguns casos, arribant a anys llum de ràdio, i mostrar formes que no se circumscriuen a simples discos plans circulars perfectes, sinó que, al llarg de milions d'anys, pateixen distorsions a gran escala, amb doblecs i arrugues. Com sorgeixen i es propaguen aquestes distorsions és un tema d'interès astrofísic, de manera que s'intenta fer simulacions d'aquest tipus de sistemes per comprendre'ls millor.
Un podria pensar que es pot simular aquest tipus de sistemes sense res més que emprar les lleis de Kepler, de Newton i la interacció entre totes les partícules en un model de n cossos, però el que es puguin escriure les equacions no vol dir que aquestes es puguin resoldre en un temps prudencial fins i tot amb els ordinadors més potents. Així que per a poder resoldre aquest tipus de sistemes es desenvolupen models que introdueixen aproximacions. Gràcies a aquestes aproximacions es poden obtenir solucions en un temps prudencial que ens descriguin la dinàmica d'aquests objectes.

Una manera de modelar aquests discos és substituir el disc de partícules per un disc amb moltes circumferències de material sòlid. Cadascun d'aquests fils en forma de circumferència representaria a les partícules que hi ha en un radi donat del centre. Així que un disc d'aquests es pot aproximar a una sèrie de fils massius circulars concèntrics en vibració. Aquests fils massius interactuen uns amb altres a través de la gravetat i poden intercanviar moment angular entre ells. Pel que sembla, aquest model aproximat funciona prou bé i descriu la realitat física i la seva evolució per a milions d'anys amb força precisió. Ha estat usat en el passat en moltes ocasions.
Batygin, en la seva recerca d'una millor vista general, porta aquest model a l'extrem: una situació en la qual hi ha una infinita quantitat de fils concèntrics, de tal manera que el sistema és portat al continu. Doncs, bé, just en aquest cas li apareix l'equació de Schrödinger.
Una variant no lineal d'aquesta equació també es fa servir per descriure sistemes clàssics (no quàntics) com a sistemes òptics o les ones del mar. Però, fins ara, no havia aparegut l'ús de l'equació de Schrödinger tradicional per descriure un sistema clàssic.
El treball d'aquest investigador suggereix que els grans discos astrofísics es comporten de manera similar a les partícules subatòmiques i que la propagació de les seves distorsions poden ser descrites per les mateixes matemàtiques que una partícula quàntica; la funció d'ones ve i va entre la vora exterior i interior del disc. Podem dir que la forma del disc és com la funció d'ones d'una partícula quàntica i que ressona dins una cavitat creada per les vores d'un disc, que són els que defineixen les condicions de contorn.
Gràcies a aquest model, Batygin dedueix les condicions sota les quals el disc es comporta com un sòlid o presenta distorsions que són el resultat d'una sèrie de maneres de vibració.
Si el moment angular dels objectes del disc és transferit d'un a un altre molt més ràpidament que la durada de les pertorbacions, llavors el disc roman rígid. Si, d'altra banda, l'escala de temps d'auto-interacció és gran comparada amb el l'escala temporal de la pertorbació, el disc es distorsiona.
Batygin es mostra intrigat per aquesta connexió entre els mons quàntic i astrofísic que, en principi, no estan relacionats i que, no obstant això, estan governats per matemàtiques similars.
Però no hem de perdre la perspectiva. Els discos d'acreció astrofísics no són objectes quàntics. Per a sistemes amb suficient complexitat, és normal que les matemàtiques implicades donin lloc a equacions que ja es coneixen, com la de Schrödinger que, dit sigui de passada, és relativament senzilla. Ni tan sols l'equació de Schrödinger depèn de la quanticitat, sinó que pot obtenir-se de la física coneguda des del segle XVIII.

No és la primera vegada que passa una cosa semblant. Així, per exemple, les equacions que descriuen cert tipus de reaccions químiques també modelen el crim als carrers. Un altre cas és la descripció matemàtica de sistemes magnètics, que pot usar-se també per a descriure les fructificacions en camps d'arbres de festucs, tal com vam veure fa poc en aquestes mateixes pàgines.
Com el mateix Batygin diu, en cert sentit, les ones que representen les distorsions del disc no són tan diferents de les ones en una corda vibrant que, al seu torn, no és molt diferent del moviment d'una partícula quàntica dins d'una caixa (un pou de potencial). "Sembla que no és una connexió òbvia, però és excitant descobrir l'espina dorsal darrere d'aquesta reciprocitat", afegeix.
El gran avantatge és que l'equació de Schrödinger ha estat profusament estudiada des dels anys vint del passat segle, així que pot ser molt útil per a l'estudi dels objectes astrofísics que posseeixin disc de partícules. Això fa que l'aplicació d'aquesta idea sigui ideal, sobretot, per als objectes astrofísics amb un cos central molt massiu envoltat per un disc, com el dels forats negres supermassius o discs protoplanetaris, però no per a discos galàctics. L'aproximació falla quan l'objecte central no té una massa molt més gran que la del disc. En aquests casos cal anar-se'n a simulacions de n cossos, que són computacionalment molt més costoses.

Font: NeoFronteras