El trabajo exigió 350.000 horas de cálculo con el supercomputador Finisterrae
Los puntos de Ferkete eran uno de los retos más importantes por resolver

Un grupo de investigadores catalanes se acaba de enfrentar con éxito a uno de los problemas matemáticos más viejos e importantes que quedaban por resolver, y que se llevaba resistiendo a científicos de todo el mundo desde hace un siglo.

Gracias al superordenador Finisterrae, situado en Galicia y considerado entre los más poderosos del planeta, un equipo de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) ha sentado las bases para resolver, a falta de que la comunidad internacional refrende sus resultados, el llamado problema de los puntos de Fekete, uno de los desafíos matemáticos más importantes de los últimos tiempos.

Los científicos españoles, encabezados por Enrique Bendito, usaron un algoritmo que ellos mismos habían desarrollado hace unos años y mediante el cual el supercomputador Finisterrae ha logrado alcanzar soluciones sin precedentes para el problema de Fekete, el cual se encuentra en el número siete de la lista Smale, que agrupa los retos matemáticos más importantes que aún no han podido ser resueltos.

El problema plantea cómo se han de distribuir una serie de partículas sobre una superficie -en concreto, una esfera- para alcanzar una configuración estable. Cuanto menor es la energía potencial del conjunto de los puntos, más estable será la configuración, algo que, más allá del reto teórico, se ha de tener en cuenta en la industria química para crear moléculas estables.

“Hemos podido realizar con el Finisterrae cálculos que con ordenadores normales no podíamos. Gracias a esto, se ha desvelado que tenemos un algoritmo que permite resolver esta clase de problemas”, ha indicado Bendito a elmundo.es.

El grupo de la UPC ha logrado soluciones para decenas de miles de puntos de Feteke, mientras que los anteriores intentos de otros expertos se solían quedar en los 1.000 o, como mucho, 2.000.

Gracias a estos resultados, Bendito y sus colegas confían en el problema de Fekete, tal y como quedó establecido en la lista de Smale, podrá darse por resuelto de forma oficial, pero esto no ocurrirá hasta que la comunidad internacional dé su refrendo al equipo de la UPC.

El trabajo con el superordenador, que llevó dos semanas en febrero, exigió unas 350.000 horas de cálculo; de haberse usado sólo una de las CPUs del FinisTerrae, hubiera hecho falta nada menos que 40 años. En el cálculo con un millón de puntos, 1.024 CPUs trabajaron en paralelo durante día y medio.

Según el Centro de Supercomputación de Galicia (CESGA), “este reto ha demostrado la alta capacidad de cálculo” de FinisTerrae, el superordenador de mayor memoria compartida de Europa

Publicado por admin | No hay Comentarios »

Universidad de Duke, Carolina del Norte, EE.UU.

Científicos desarrollan una capa de invisibilidad que funciona

El manto logra ’desaparecer’ cosas en el espectro de las microondas
En el laboratorio, la capa fue usada para hacer invisible un cilindro de cobre
Un equipo de investigadores estadounidenses e ingleses ha creado una capa de invisibilidad… ¡que funciona!

Si bien no es un material que logra hacer un objeto invisible al ojo humano –como la capa que posee el joven mago Harry Potter, el afamado personaje creado por la escritora J.K. Rowling–, la incipiente capa de invisibilidad logra que un objeto se vuelva invisible en el espectro del microondas.

Posible

Este experimento demuestra que la invisibilidad es una meta alcanzable
 
De unos 12 centímetros de diámetro, el manto de la invisibilidad construido no es una tela. Consiste más bien en un conjunto de diez anillos concéntricos, todos hechos de fibra de vidrio cubierto por elementos de cobre.

Se trata de un material fabricado por el hombre, un metamaterial, que por su estructura es capaz de ‘engañar’ a las microondas y hacerlas viajar alrededor del objeto que se oculta, en lugar de chocar contra él y hacerlo visible.

Justamente es el rebote de las ondas contra un objeto –como las ondas de la luz, visibles al ojo humano— las que hacen perceptible un objeto.

Si las ondas, por arte de la magia –o de la ciencia– lograsen no rebotar y seguir recto, o pasar alrededor, el objeto se volvería invisible.

En el laboratorio, un equipo liderado por David Schurig y David Smith, de la Universidad de Duke, y John Pendry, del Imperial College de Londres, utilizó los anillos del metamaterial para hacer prácticamente invisible al microondas un pequeño cilindro de cobre.

El manto de invisibilidad, aunque aún imperfecto, redujo las reflexiones y la sombra del cilindro en la porción del espectro de las microondas, según reportaron los investigadores en un artículo publicado ayer en la versión en línea de la revista científica Science (www.sciencemag.org)

El experimento demuestra que los planes en el sentido de construir una capa de invisibilidad esbozados por ellos mismos, hace tan solo cinco meses en la revista Science, sí pueden funcionar.

Pequeñísimas arandelas. El metamaterial confeccionado por la ingeniería del hombre para lograr la invisibilidad es una estructura compuesta de pequeñísimas arandelas de cobre.

Creado al manipular la estructura física del material, y no al variar su composición química, el material es capaz de cambiar la dirección de las ondas electromagnéticas.

Cuando las ondas chocan contra el metamaterial estas hacen que los electrones en el metal empiecen a vibrar; esa vibración, a su vez, hace que la velocidad de las ondas de luz varíe.

Un metamaterial, confeccionado con los elementos metálicos indicados, puede hacer que las ondas de luz de un específica longitud de onda viajen alrededor de él, y evitar, por tanto, que aquello que se encuentra en su interior sea chocado por las ondas.

Al igual que una piedra en un arroyo, las ondas fluyen en torno al objeto cubierto por el metamaterial y vuelven a juntarse detrás de él.

Aunque la construcción de la primera capa de invisibilidad que funciona es emocionante, sus creadores son los primeros en advertir que aún falta mucho trabajo para algún día poder crear un material que vuelva invisible un objeto al ojo humano.

Para que un metamaterial logre ‘engañar’ a una onda de luz, su estructura interna tiene que ser más pequeña que la longitud de esa onda (el tamaño de la onda).

En el caso de radar es sencillo, pues sus ondas tienen una longitud de unos tres centímetros, pero en las ondas de la luz visible, el asunto se complica porque su longitud es muy pequeña.

Será necesario esperar hasta que la nanotecnología avance lo suficiente para desarrollar esas diminutas estructuras capaces de variar el camino de una onda de luz visible.

Por ahora, el avance de estos investigadores estadounidenses e ingleses puede ser aplicado para hacer un objeto invisible a ciertos sensores

Publicado por admin | No hay Comentarios »

Los nanotubos de carbono son estructuras básicas de la nanotecnología.

La sustancia “más oscura” conocida por la ciencia fue creada en un laboratorio de Estados Unidos.

El material fue fabricado a partir de nanotubos de carbono: láminas de carbono de apenas un átomo de espesor, enrolladas en forma de cilindros.

Los investigadores dicen que es lo más aproximado que existe a un material negro ideal que absorba la luz perfectamente, desde todos los ángulos y en todas las longitudes de onda.

Se espera que el invento tenga aplicaciones en los ámbitos de la electrónica y de la energía solar.
Haga clic aquí para ver posibles aplicaciones de la nanotecnología
“Absorbente perfecto”

Un objeto negro ideal absorbe todos los colores de la luz y no refleja ninguno.
Según algunos estudios, los nanotubos de carbono pueden tener efectos tóxicos.
En teoría, es posible fabricar algo parecido al “absorbente perfecto”, pero ha resultado difícil crear un objeto que no refleje la luz.

Los investigadores, del Instituto Politécnico Rensselaer de Troy, Nueva York, recurrieron a nanotubos de carbono, estructuras microscópicas que tienen propiedades únicas.

La teoría indica que con los nanotubos se puede construir un objeto supernegro, algo que los especialistas están comenzando a poner a prueba.

Matriz de nanotubos

Un equipo dirigido por el Dr. Pulickel Ajayan -quien en la actualidad trabaja en la Universidad Rice de Houston, Texas- fabricó una matriz de nanotubos de carbono de baja densidad, dispuestos de forma vertical. Las propiedades ópticas fueron medidas por el Dr. Shawn Lin.
El Premio Nobel de Química Harry Kroto, con un modelo de moléculas cilíndricas de carbono.
La aspereza de la superficie del material se puso de manera tal que minimizara su índice de reflexión óptica.

Los experimentos mostraron que este “bosque” de nanotubos de carbono era muy bueno a la hora de absorber la luz, pero muy malo para reflejarla.

En un artículo publicado en la revista especializada Nano Letters, Ajayan, Lin y sus colegas señalan que el índice de reflexión del material es tres veces menor de lo que se había logrado hasta ahora.

Como resultado, éste “es el material más oscuro creado por los seres humanos hasta la fecha”.

Cultivo de luz

“Las estructuras periódicas de nanotubos constituyen un candidato ideal para la creación de materiales superoscuros, porque nos permiten regular el nivel de absorción de la luz, mediante el control de las dimensiones y periodicidades de los nanotubos en la estructura”, dijo el Dr. Ajayan.

  Se le podrá utilizar en células y paneles solares más eficientes, y en cualquier otro tipo de aplicación donde sea necesario cultivar luz

John Pendry, físico teórico
El físico teórico británico John Pendry, quien fue el primero en predecir que este tipo de descubrimiento era posible, le dijo a la BBC que los resultados son prometedores.

“Han fabricado el material más oscuro conocido por la ciencia. Se le podrá utilizar en células y paneles solares más eficientes, y en cualquier otro tipo de aplicación donde sea necesario cultivar luz”, señaló.

Publicado por admin | No hay Comentarios »

Descubren que el agua puede formar puentes
En determinadas condiciones la estructura puede medir 2,5 centímetros y resistir 45 minutos

Una investigación realizada en Austria ha producido un fenómeno que nunca había sido observado: agua contenida en dos cubetas de laboratorio, separadas un milímetro la una de la otra, y sometida a cargas eléctricas positiva y negativa, se salió de dichas cubetas para unirse entre ellas formando un puente de hasta 2,5 centímetros de longitud durante 45 minutos. Los científicos creen que el campo eléctrico es el que genera cargas electroestáticas en la superficie del agua, provocando el efecto puente.  -| Seguir leyendo la noticia completa …

Publicado por admin | No hay Comentarios »