Cinco asombrosos descubrimientos de la Física en 2017

La fusión de estrellas de neutrones

No hay lista de hallazgos científicos del año en la que no aparezca este descubrimiento. Y no es para menos. Por primera vez, los científicos lograban observar con telescopios y escuchar con ondas gravitacionales el mismo fenómeno cósmico, la fusión de dos estrellas de neutrones que formó una brutal kilonova en una galaxia a 130 millones de años luz.

Todo empezó el 17 de agosto de 2017, cuando los observatorios LIGO y Virgo detectaron una posible señal de ondas gravitacionales. Dos segundos después, el telescopio espacial Fermi de la NASA captó un estallido de rayos gamma, una potente emisión de energía que se sospecha se origina en la fusión de estrellas de neutrones. Astrónomos de todo el mundo se pusieron en alerta y el fenómeno se convirtió en el evento astrofísico más estudiado de la historia: 70 observatorios y 3.674 científicos de todo el mundo estuvieron pendientes del mismo.

Esta observación inauguraba una nueva disciplina: la llamada Astrofísica de múltiples mensajeros , que se encarga de observar el Universo a través de telescopios y «escuchar» a través de ondas gravitacionales. Además, la observación aportó una serie de descubrimientos científicos, como el origen del oro y el de los estallidos de rayos gamma, además de volver a confirmar las predicciones de la Relatividad de Einstein, entre otras aportaciones.

El lejano origen de los rayos cósmicos

Un consorcio internacional compuesto por más de 400 investigadores de 18 países y 100 instituciones diferentes ha confirmado que los rayos cósmicos, que golpean continuamente la Tierra con una energía cien veces mayor que la de nuestros más poderosos aceleradores, se originan fuera de nuestra Vía Láctea. En un artículo publicado el pasado septiembre en la revista «Science», los científicos ayudaban a resolver un enigma que duraba ya cincuenta año. En el estudio, describían cómo lograron detectar una anisotropía, una asimetría en la distribución de las direcciones de llegada de los rayos cósmicos en el momento en el que impactan con la atmósfera terrestre.

Utilizando el Observatorio Pierre Auger , en Argentina, pudieron determinar que la dirección predominante en el momento de la llegada de los rayos apunta a una amplia zona del cielo, pero se desvía en unos 90 grados de la dirección que deberían tener si procedieran de nuestra propia galaxia. La investigación, sin embargo, sigue sin aclararse cuál es exactamente la procedencia exacta de los rayos cósmicos. Eso todavía está por verse.

Crean cristales de tiempo

Los cristales normales, como el diamante, están formados por una red de átomos que se repite en el espacio. Pero varios estudios recientes sugerían que sería posible obtener materiales que se repitan también en el tiempo. Y eso es lo que han conseguido dos equipos de físicos, uno de la Universidad de Harvard y otro del Joint Quantum Institute de la Universidad de Maryland. Por primera vez y de forma independiente, crearon cristales de tiempo en sus laboratorios y confirmaron experimentalmente la existencia de estas extraordinarias estructuras que, según el Nobel de Física Frank Wilczek, que las propuso en 2012, tendrían la capacidad del movimiento perpetuo, violando una de las simetrías fundamentales de las leyes de la Física.

El vacío de la pirámide de Keops

Una colaboración internacional llamada Scan Pyramids anunciaba en noviembre el hallazgo de una cámara oculta y hasta ahora desconocida en la gran pirámide de Guiza , que sirvió de tumba al faraón Keops, gracias a una tecnología increíble. El hallazgo, publicado por la revista «Nature», se realizó a partir de imágenes de la pirámide basadas en muones, partículas que son un subproducto de los rayos cósmicos y que son capaces de atravesar la roca con facilidad. Alrededor de 10.000 muones caen sobre cada metro cuadrado de la superficie de la Tierra por minuto. Los muones siguen trayectorias diferentes cuando se mueven por el aire o a través de la roca sólida, lo que permitió a los científicos distinguir fácilmente las cavidades dentro de la pirámide.

Un microscopio de superresolución

Investigadores del Instituto Max Planck de Química Biofísica, la Universidad de Uppsala y la Universidad de Buenos Aires desarrollaron un nuevo tipo de microscopio de superresolución que puede rastrear moléculas biológicas en células vivas en tiempo real. La nueva técnica , denominada Minflux, combina los avances de dos técnicas ganadoras del premio Nobel, una de las cuales fue desarrollada por Stefan W. Hell, «padre» también de este nuevo microscopio. Se trata del nanoscopio, el microscopio fluorescente de alta resolución que permite ver los objetos a una escala nanométrica, como las moléculas dentro de células vivas. Esto resulta fundamental para estudiar enfermedades como el alzheimer o el parkinson. Pero Minflux alcanza la resolución a escala nanométrica más rápidamente y con menos fotones emitidos que antes, según explican en Physics World .

Más información: Los diez hallazgos de la Física más impactantes de 2016