La sensibilidad de un microscopio, mejor hallazgo de 2004

La medici¨®n de un par¨¢metro cu¨¢ntico de un electr¨®n individual, el espin, con un microscopio que combina dos avanzadas tecnolog¨ªas de sensores -la resonancia magn¨¦tica y la microscop¨ªa de fuerzas at¨®micas- merecen el primer puesto en la lista de los descubrimientos m¨¢s destacados de 2004 seg¨²n el Instituto Americano de F¨ªsica (AIP). El dispositivo se denomina microscopio de fuerza de resonancia magn¨¦tica (MRFM en sus siglas inglesas) y su objetivo final es trazar el mapa del interior de una muestra de material, ya sea la estructura de un complicado semiconductor o una biomol¨¦cula, con resoluci¨®n de escala at¨®mica. En total, el AIP resalta 25 descubrimientos o acontecimientos del mundo de la f¨ªsica en 2004, incluidos entre estos ¨²ltimos la llegada de la misi¨®n espacial Cassini-Huygens a Saturno y el 50 aniversario del Laboratorio Europeo de F¨ªsica de Part¨ªculas (CERN) celebrado este a?o. Los 15 primeros seleccionados son:

- Microscopio MRMF.

Este sistema no hab¨ªa alcanzado hasta ahora una sensibilidad tan alta como para detectar la presencia del espin de un electr¨®n. El logro lleg¨® en julio pasado de la mano de investigadores del Centro IBM Almaden en San Jos¨¦ (EE UU).

- Grandes galaxias

Cab¨ªa esperar que en el censo de las galaxias m¨¢s lejanas, y por tanto m¨¢s j¨®venes, del universo, predominaran las peque?as, calientes, azuladas. Sin embargo, un estudio realizado con el telescopio gigante Gemini, en Hawai, ha descubierto que poco tiempo despu¨¦s del Big Bang el universo ya ten¨ªa grandes galaxias el¨ªpticas, rojizas y maduras.

- Supers¨®lido

Un supers¨®lido de ¨¢tomos de helio-4 que parecen comportarse como un superfluido en forma s¨®lida fue presentado por cient¨ªficos de la Penn State University (EE UU).

- Materia nuclear extrema

Cient¨ªficos del Laboratorio de Brookhaven (EE UU) presentaron en enero resultados obtenidos en un colisionador de iones pesados que se consideran evidencias de la creaci¨®n una forma extrema de materia nuclear. La explicaci¨®n es que los efectos relativistas cuando un n¨²cleo at¨®mico viaja a velocidades pr¨®ximas a la de la luz, m¨¢s la proliferaci¨®n de gluones (part¨ªculas que mantienen unidos los quarks en el n¨²cleo at¨®mico) pueden generar esta nueva forma de materia.

- Nueva materia at¨®mica

Otro avance destacado por la AIP en este f¨¦rtil campo de los nuevos estados de la materia es un condensado fermi¨®nico jam¨¢s visto hasta ahora, una nueva forma de materia at¨®mica lograda en la Universidad de Colorado.

- Elemento 115

Cient¨ªficos rusos y estadounidenses descubrieron este a?o el elemento 115. Ellos crearon cuatro ¨¢tomos del nuevo elemento haciendo chocar un haz de iones de calcio-48 contra un blanco de ¨¢tomos de americio-243.

- Expansi¨®n del universo

Nuevas observaciones del telescopio espacial Hubble a?adieron este a?o datos a favor de la expansi¨®n del universo, un sorprendente fen¨®meno que se vislumbr¨® con estudios previos. Seg¨²n estas observaciones, la expansi¨®n del universo no est¨¢ ralentiz¨¢ndose tras el Big Bang inicial, como cabr¨ªa esperar, sino que est¨¢ aceler¨¢ndose.

- Enfoque en materiales zurdos

Dos nuevos experimentos (realizados en Canad¨¢ y en Mosc¨²) mostraron que es posible utilizar paneles planos -y no con la forma tradicional de las lentes- de materiales zurdos para enfocar la luz en un punto. El tama?o del punto es inferior a la mitad de la longitud de onda de la luz utilizada en los experimentos. Los materiales zurdos tienen un ¨ªndice de refracci¨®n negativo, lo que conduce a los nuevos efectos ¨®pticos observados.

- Sedna, objeto como un planeta

Un objeto parecido a un planeta y bautizado Sedna es el cuerpo del sistema Solar m¨¢s distante de la estrella descubierto hasta ahora. Sedna fue hallado por astr¨®nomos de Caltech (EE UU). Se cree que tarda 10.500 a?os en cumplir una ¨®rbita alrededor del Sol y est¨¢ actualmente a unos 13.000 millones de kil¨®metros de distancia. Los expertos creen que es m¨¢s peque?o que Plut¨®n y que puede tratarse del primero objeto visible de la nube de Oort.

- Im¨¢n de nanofoam

Un material de nanofoam, completamente hecho de ¨¢tomos de carbono -considerados normalmente no magn¨¦ticos- se comporta como un material ferromagn¨¦ticos y adem¨¢s es un semiconductor, seg¨²n experimentos realizados por un grupo internacional de investigadores.

- Uni¨®n con un fot¨®n

La uni¨®n entre un fot¨®n y un ¨¢tomo atrapado ha sido directamente observada a por primera vez en un laboratorio de la Universidad de Michigan. Este tipo de uni¨®n s¨®lo se hab¨ªa medido entre part¨ªculas de la misma especie, y el nuevo logro puede servir para establecer enlaces entre memorias cu¨¢nticas a distancia.

- Paridad

En un experimento de f¨ªsica de part¨ªculas se ha observado por primera vez un fen¨®meno denominado violaci¨®n de paridad en un proceso de dispersi¨®n electr¨®n-electr¨®n, lo que permite a los cient¨ªficos profundizar en la comprensi¨®n de la fuerza d¨¦bil, una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza.

- Agujeros en fluido

Unos agujeros persistentes se observaron en un fluido agitado (una mezcla de f¨¦cula de ma¨ªz y agua) en un ensayo hecho en la Universidad de Texas. Normalmente en un fluido se cierra inmediatamente cualquier agujero realizado en la superficie, pero en este caso los investigadores observaron la persistencia de los agujeros en la mezcla mientras se manten¨ªa agitada.

- Acero amorfo

Cient¨ªficos del Laboratorio de Oak Ridge (EE UU) lograron fabricar un acero amorfo -un viejo sue?o de lo smetal¨²rgicos- el doble de resistente que el m¨¢s fuerte acero convencional.

- Agua unidimensional

Una forma de agua unidimensional, consistente en un hilo de mol¨¦culas de agua confinadas en un nanotubo de carbono de pared simple, fue estudiada por cient¨ªficos del Laboratorio Nacional Argone (EE UU). El resultado de esta nueva arquitectura fue la observaci¨®n de un comportamiento similar al de los fluicos a temperaturas muy por debajo del punto de congelaci¨®n del agua normal.