Los 10 mejores avances de la Física en el 2011, según "Physics World" ~ Quantum-Magazine.com

Se han anunciado los diez descubrimientos más importantes de la física en 2011, seleccionados por la revista Physics World. Los diez avances más importantes identificados en la lista fueron compilados por el equipo editorial de Physics World, quienes revisaron más de 350 artículos de noticias y avances en las ciencias físicas publicados en physicsworld.com en 2011.

Veamos los seleccionados para 2011:

1er lugar: Cambio de la medición cuántica

El trabajo de Steinberg destacó porque desafía la noción generalizada de que la mecánica cuántica nos prohíbe tener conocimiento de los caminos tomados por los fotones individuales a medida que viajan a través de dos ranuras muy próximas entre sí para crear un patrón de interferencia.

Esta interferencia es exactamente lo que cabría esperar si pensamos en la luz como una onda electromagnética. Pero la mecánica cuántica también nos permite pensar en la luz como fotones - aunque con la consecuencia extraña de que si se determina que los fotones viajan a través de hendiduras individuales, entonces el patrón de interferencia desaparece. Mediante el uso de mediciones débiles, Steinberg y su equipo, fueron capaces de ganar un poco de información acerca de los caminos tomados por los fotones sin destruir el modelo.

En el experimento, la doble rendija se sustituye por un divisor de haz y un par de fibras ópticas. Un solo fotón golpea el divisor de haz y se desplaza por la derecha o la izquierda de la fibra. Después de salir de los extremos muy próximos de las fibras paralelas, se crea un patrón de interferencia en una pantalla del detector.

2do lugar: Medición de la función de onda

El segundo lugar va a otro grupo dirigido por Jeff Lundeen del Consejo de Investigación Nacional de Canadá en Ottawa - un ex colega de Steinberg - quien ha utilizado la medición débil para trazar la función de onda de un conjunto de fotones idénticos sin tener que destruir ninguna de ellas. La función de onda normalmente desaparece cuando se busca obtener su información. Para calcular una función de onda, los científicos normalmente recopilan grandes cantidades de medidas indirectas usando una técnica conocida como tomografía de estado cuántico.

3er lugar: Encubrimiento en el espacio-tiempo

Llegando al tercer lugar están los dos equipos - uno en la Universidad de Cornell en los EE.UU. con Alexander Gaeta a la cabeza, y el otro en el Imperial College de Londres, dirigida por Martin McCall. A principios de 2011 el equipo de McCall publicó un análisis teórico de cómo un acontecimiento en el espacio y el tiempo puede ser encubierto. Unos meses más tarde, Gaeta y sus colegas construyeron un dispositivo que utiliza dos "lentes de tiempo parcial" para hacer precisamente eso.

4to lugar: Medir el universo usando agujeros negros

El cuarto lugar en la lista va a Darach Watson y sus colegas de la Universidad de Copenhague, Dinamarca, y la Universidad de Queensland, Australia, que han encontrado una forma de utilizar un agujero negro supermasivo como "candelas estándar "para hacer mediciones precisas de distancias cósmicas. El trabajo es importante porque estos agujeros se pueden encontrar en casi todo el universo; a diferencia de las supernovas (que se utilizan actualmente como candelas estándar), la luz de un agujero negro permanece por largos períodos de tiempo.

5to lugar: Convertir la oscuridad en luz

Christopher Wilson y sus colegas de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia, junto con los físicos en Japón, Australia y los EE.UU. se embolsaron el quinto lugar, por ser los primeros en ver el efecto Casimir dinámico en el laboratorio. El efecto se produce cuando un espejo se mueve muy rápidamente a través de un vacío haciendo que los pares de fotones virtuales - que siempre aparecen y luego se aniquilan - se separen para crear fotones reales que pueden ser detectados. Así como también arroja nueva luz sobre el efecto Casimir, el uso de un dispositivo superconductor de interferencia cuántica (SQUID), como el espejo usado en el experimento, es un hecho extremadamente inteligente que merece ser tomado en cuenta.

6to lugar: Tomando la temperatura de los inicios del universo

Justo después del Big Bang, el universo era una sopa complicada de quarks y gluones libres que finalmente se condensaron para formar los protones y neutrones que vemos hoy en día. El sexto lugar en nuestro top 10 va a un equipo de físicos en los EE.UU., India y China, que ha hecho el mejor cálculo hasta ahora de esta temperatura de condensación: dos billones de grados Kelvin. Además de proporcionar importantes conocimientos sobre el universo en sus inicios, el trabajo también avanza nuestra comprensión de la cromodinámica cuántica, que describe las propiedades de los neutrones, protones y otros hadrones.

7mo lugar: Capturan el sabor de una oscilación de neutrinos

El séptimo lugar es otorgado al equipo internacional de físicos que trabajan en el experimento Tokai a Kamioka (T2K) en Japón. Los investigadores dispararon un haz de neutrinos muón 300 kilometros bajo tierra a un detector, donde se encontró que seis neutrinos habían cambiado (oscilado) en neutrinos electrón. La medición no es suficiente para reclamar el descubrimiento de la oscilación neutrino muón a electrón, sin embargo es la mejor prueba de como un "sabor" de los neutrinos pueden oscilar en otro.

8vo lugar: láser de vida trajo a la vida

En un hecho fascinante de la biofísica, Malte Reúna y Seok Hyun Yun de la Harvard Medical School en EE.UU. lograron hacer un láser a partir de una célula biológica de vida. Para ello utilizaron el resplandor de una luz azul intensa sobre las moléculas de proteína en el interior de una célula del riñón embrionario, provocando asi que las moléculas generaran una luz verde intensa, direccional y monocromática. Este asombroso fenómeno podría ser utilizado para en un futuro distinguir las células cancerosas de las sanas.

9no lugar: Ordenador cuántico hecho en un solo chip

El noveno lugar corresponde a Matteo Mariantoni y sus colegas en la Universidad de California en Santa Bárbara por ser el primero en implementar un procesador cuántico (con arquitectura von Neumann) cuya memoria podría ser utilizada para almacenar datos e instrucciones, y hacer posible la realización de cálculos complejos que están mucho más allá del poder de las computadoras convencionales. Este avance en la computación cuántica marca un hito similar al ocurrido en el diseño de la computación convencional en los años ’40. Su desarrollo nos acerca a la creación de ordenadores cuánticos prácticos que resolver problemas reales.

10mo lugar: ver las reliquias puras del Big Bang

Michele Fumagalli y Xavier Prochaska, de la Universidad de California, Santa Cruz y John O'Meara de la Universidad de Saint Michael en Vermont se quedaron con el lugar 10 para ser los primeros en avistar nubes de gas que son reliquias puras del Big Bang. A diferencia de otras nubes en el universo distante (que parecen contener los elementos creados por las estrellas) estas nubes contienen sólo el hidrógeno, helio y litio creado por el Big Bang. Este hecho, además de confirmar las predicciones de la teoría las nubes del Big Bang, proporcionan una visión única de los materiales de los que fueron hechas las primeras estrellas y galaxias.

Fuente: Physics World
por Hamish Johnston, editor de physicsworld.com

Traducido por: Juan Carlos Jiménez

Quantum Opina:

El premio fue fundado en 2009. Los ganadores anteriores son Jonathan Home y sus colegas del NIST por "la primera computadora cuántica completa” en 2009; para el 2010 el primer lugar fue para los investigadores del CERN quienes lograron producir durante una décima de segundo 38 átomos de antihidrógeno con su experimento ALPHA, abriendo así la puerta a la comprensión de las diferencias entre la materia y la antimateria. Este año (2011) el primer lugar en la lista pertenece al profesor Aephraim Steinberg y sus colegas en el Centro de Información Cuántica y Control Cuántico en la Universidad de Toronto por su trabajo con las mediciones débiles para mapear la trayectoria de los fotones en un experimento de doble canal. El grupo fue elegido por un equipo de jueces porque su trabajo utiliza técnicas de medición débil de vanguardia para arrojar resultados más claros sobre una vieja y bien conocida paradoja de la mecánica cuántica.

Los criterios para seleccionar a los ganadores incluyen:

Importancia fundamental de la investigación
Avance significativo en el conocimiento
Fuerte conexión entre la teoría y el experimento
Interés general para todos los físicos