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Grace Hopper, el ordenador que procesó los datos del satélite Planck
E telescopiol Planck, con cuyos datos se acaba de hacer pública la imagen más detallada y antigua de nuestro universo, genera unas 10000 mediciones por segundo.
Además, es necesario separar esas mediciones del ruido y de cualquier posible sesgo causado por los propios sensores del telescopio, para lo que se hacen simulaciones de cómo distintas condiciones afectarían a los datos y así poder quedarse con los datos de verdad.
Claro que hacer esto con el aproximadamente billón de mediciones que se utilizaron para producir la imagen en cuestión no es trivial y ahí entra el superordenador Cray XE6 Grace Hopper del NERSC, el National Energy Research Scientific Computing Center, el centro de computación que comparten el Lawrence Berkeley National Laboratory y el Departamento de Energía de los Estados Unidos.
Se trata de una máquina con 217 terabytes de memoria y 153.216 núcleos, con una capacidad de proceso de 1,28petaFLOPS, lo que permite triturar todos esos datos en apenas unas semanas.
Grace Hopper, el ordenador, no la mítica programadora, ocupa el puesto 19 de la lista TOP500.
Fuente: microsiervos
Análisis de ingeniería inversa a los registros del microprocesador 8085
El microprocesador Intel 8085 se fabricó en 1997 y era compatible con el famoso 8080 pero optimizado, para poder crear sistemas más simples y sobre todo baratos.
La conclusión de este análisis revela que los registros del 8085 no son para nada simples almacenes de bits, sino que aparecen muchos trucos interesantes en su implementación que los hacen más rápidos y compactos. También aparecen algunos registros ocultos a los programadores (de uso exclusivamente internos) como el WZ y dos de 8 bits para la ALU: ACT y TMP.
Es increíble que este chip sólo tiene 40 patillas para comunicarse con el mundo exterior, comparado con las más de 1000 de los procesadores actuales.
Análisis que puedes ver al completo aquí y que vimos en HackerNews.
Fuente: CyberHades
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Lograr algo a partir de la nada, partículas virtuales
Efecto Casimir
Artículo publicado por Charles Q. Choi el 12 de febrero de 2013 en Scientific American
Las “partículas virtuales” pueden convertirse en fotones reales – bajo las condiciones adecuadas.
El vacío podría parecer espacio sin nada, pero los científicos han descubierto una nueva forma de, aparentemente, lograr algo, como la luz, a partir de la nada. Y el hallazgo podría, finalmente, ayudar a los científicos a construir computadores cuánticos increíblemente potentes, o arrojar luz sobre los primeros momentos de la historia del universo.
La física cuántica explica que existen límites a la precisión con la que se pueden conocer las propiedades de las unidades más básicas de la materia – por ejemplo, no se puede conocer, simultáneamente, con certeza la posición de una partícula y su momento. Una extraña consecuencia de esta incertidumbre es que el vacío nunca está completamente vacío, sino que bulle con lo que se conoce como “partículas virtuales”, que aparecen y desaparecen constantemente.
Estas partículas virtuales aparecen a menudo en parejas que, casi instantáneamente, se aniquilan entre sí. Aun así, antes de desvanecerse, pueden tener efectos muy reales sobre sus alrededores. Por ejemplo, los fotones – paquetes de luz – pueden aparecer y desaparecer en un vacío. Cuando se colocan dos espejos uno frente a otro en un vacío, hay más fotones virtuales fuera de los espejos que entre ellos, lo que genera una aparentemente misteriosa fuerza que empuja los espejos uno contra el otro.
Este fenómeno, predicho en 1948 por el físico holandés Hendrick Casimir, y conocido como efecto Casimir, se observó por primera vez con espejos fijos. Los investigadores también predijeron un efecto Casimir dinámico, que aparece cuando se mueven los espejos, o los objetos sufren cambios, Ahora, el físico Pasi Lähteenmäki y sus colegas, de la Universidad de Aalto en Finlandia, revelan que, al variar la velocidad a la que puede viajar la luz, pueden hacer que aparezca luz en la nada.
La velocidad de la luz en el vacío es una constante, de acuerdo con la teoría de la relatividad de Einstein, pero su velocidad cuando atraviesa un material depende de una propiedad del mismo, conocida como índice de refracción. Variando el índice de refracción del material, los investigadores pueden influir en la velocidad a la que viajan dentro del mismo tanto fotones reales como virtuales. Lähteenmäki dice que puede verse este sistema como un espejo, y si su grosor cambia lo bastante rápidamente, los fotones virtuales que se reflejan puede recibir suficiente energía del rebote como para transformarse en fotones reales. “Imagina que te encuentras en una sala muy oscura y, de pronto, el índice de refracción [de la sala] cambia”, explica Lähteenmäki. “La sala empezaría a brillar”.
Los investigadores empezaron con un conjunto de 250 dispositivos superconductores de interferencia cuántica, o SQUIDs—circuitos que tienen una sensibilidad extraordinaria a los campos magnéticos. Colocaron el conjunto dentro de un refrigerador. Aplicando cuidadosamente campos magnéticos a este conjunto, pudieron variar la velocidad a la que viajaban los fotones de microondas a través del mismo en unos puntos porcentuales. Los investigadores enfriaron luego este conjunto hasta 50 milésimas de grado Celsius por encima del cero absoluto. Debido a que este entorno es superfrío, no debería emitir radiación, comportándose, básicamente, como un vacío. “Simplemente estudiamos estos circuitos con el propósito de desarrollar un amplificador, algo que logramos”, dice el investigador Sorin Paraoanu, físico teórico en la Universidad de Aalto. “Pero entonces nos preguntamos, ¿qué pasa si no hay señal a amplificar? ¿Qué pasa si el vacío es la señal?”.
Los investigadores detectaron fotones que encajaban con las predicciones de un efecto Casimir dinámico. Por ejemplo, tales fotones deberían mostrar la extraña propiedad del entrelazamiento cuántico — es decir, que al medir las propiedades de uno, los científicos podrían, en principio, conocer exactamente cómo es su homólogo, sin importar en qué punto del universo esté, un fenómeno al que Einstein se refería como “acción fantasmal a distancia”. Los científicos detallan sus hallazgos en la edición en línea del 11 de febrero de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Esta investigación podría ayudar a los científicos a aprender más sobre los misterios del entrelazamiento cuántico, que es clave para los computadores cuánticos – máquinas avanzadas que podrían, en principio, realizar más cálculos en un instante que átomos hay en el universo. Los fotones de microondas entrelazados generados por en conjunto experimental “pueden usarse para una forma de computación conocida como procesado de información cuántica de ‘variable continua’”.
Fuente: Ciencia Kanija
Tatuaje electrónico
Desarrollado por ingenieros de las universidades de Illinois y San Diego (EE UU.) es un dispositivo inalámbrico, capaz de evaluar la actividad del cerebro y el corazón, con la misma precisión con que lo hacen hoy los centros de salud con su equipamiento.
Una tecnología útil para registrar todo tipo de signo o actividad vital en detalle. Desde monitorear a bebés prematuros a estudiar pacientes con apnea del sueño, y hacerlo sin que tengan que estar conectados mediante cables durante la noche.
Y todo esto en un tatuaje temporal que se adhiere sobre la piel y que, aunque tiene sólo el grosor de un pelo, sobre él van incorporados sensores, sistema de luces LED, transistores, antenas inalámbricas, células solares para obtener energía, entre otros.
Fuente: Enroque de ciencia
¿La probabilidad proviene de la física cuántica?
Desde que el científico austriaco Erwin Schrodinger puso su desafortunado gato en una caja, sus colegas físicos han estado usando algo llamado teoría cuántica para explicar y comprender la naturaleza de las ondas y partículas. Pero un nuevo estudio por el profesor de física Andreas Albrecht y el estudiante graduado Dan Phillips de la Universidad de California, Davis, argumenta que estas fluctuaciones cuánticas en realidad son los responsables de la probabilidad de que todas las acciones, con implicaciones de largo alcance para las teorías del universo.
La teoría cuántica es una rama de la física teórica que se esfuerza por comprender y predecir las propiedades y el comportamiento de los átomos y las partículas. Sin ella, no existirían transistores y ordenadores, por ejemplo. Un aspecto de la teoría es que las propiedades exactas de una partícula no se determinan hasta que se observa y «colapsa la función de onda» en la jerga de la física.
El famoso experimento mental de Schrodinger extiende esta idea a nuestra escala. Un gato es atrapado en una caja con un frasco de veneno que se libera cuando un átomo radiactivo se desintegra al azar. No se puede saber si el gato está vivo o muerto sin abrir la caja. Schrodinger argumentó que hasta que se abra la caja y se mire dentro, el gato no está ni vivo ni muerto, sino en un estado indeterminado. Para muchas personas, esto es un concepto difícil de aceptar. Pero Albrecht dice que, como físico teórico, concluyó hace unos años que así es como funciona probabilidad a todas las escalas, aunque hasta hace poco, no se veía como algo con un impacto crucial en la investigación.
Eso cambió con un documento de 2009 por Don Page de la Universidad de Alberta, Canadá. «Me di cuenta de nuestra forma de pensar acerca de las fluctuaciones cuánticas y cómo afecta la probabilidad acerca de nuestras teorías sobre el universo», dijo Albrecht, un cosmólogo teórico.
Una de las consecuencias de las fluctuaciones cuánticas es que cada función de onda cuando colapsa da realidades diferentes: una donde el gato está con vida y otra donde muere, por ejemplo. La realidad tal como la experimentamos toma su camino a través de este próximo al infinito de alternativas posibles. Múltiples universos podrían ser incorporados en un vasto «multiverso».
Hay básicamente dos maneras teóricas que han tratado de abordar el problema de la adaptación de la física cuántica al «mundo real», dijo Albrecht: se aceptar ésta y la realidad de muchos mundos o universos múltiples, o se puede asumir que hay algo mal o que falta en la teoría. Albrecht cae firmemente en el primer bando. «Nuestras teorías de la cosmología dice que la física cuántica funciona a través del universo», dijo. Por ejemplo, las fluctuaciones cuánticas en el universo temprano explican por qué las galaxias se forman como lo hicieron -una predicción que puede ser confirmado con observaciones directas.
El problema con los universos múltiples, dijo Albrecht, es que si hay un gran número de universos de bolsillo diferentes, se hace muy difícil obtener respuestas sencillas a las preguntas de la física cuántica, como la masa de un neutrino, una partícula subatómica eléctricamente neutra. «Don Page mostró que las reglas cuánticas de probabilidad simplemente no puede responder a preguntas clave en un multiverso grande donde no estamos seguros en qué universo de bolsillo realmente residen», dijo Albrecht. Una respuesta a este problema ha consistido en añadir un nuevo ingrediente a la teoría: un conjunto de números que nos dice la probabilidad de que nos encontramos en cada universo de bolsillo. Esta información puede ser combinada con la teoría cuántica, y puede conseguir con sus matemáticas (y el cálculo de la masa de un neutrino) volver a la pista. No tan rápido, dice Albrecht y Phillips. Mientras que las probabilidades asignadas a cada universo de bolsillo puede parecer simplemente más de lo usual, son en realidad un cambio radical de los usos cotidianos de las probabilidades, ya que, a diferencia de cualquier otra aplicación de la probabilidad, estas ya han demostrado que no tienen ninguna base en la la teoría cuántica. «Si toda probabilidad es realmente la teoría cuántica, entonces no se puede hacer», dijo Albrecht. «Universos de bolsillo son mucho, mucho más de una desviación de la teoría actual de lo que la gente había asumido».
El documento está publicado en el servidor de pre-impresión ArXiv.org y presentado para su publicación y ya ha estimulado una discusión considerable, dijo Albrecht. «Nos obliga a pensar en las diferentes clases de probabilidad, a menudo se confunden, y tal vez puede ayudar a trazar una línea entre ellos», dijo.
Más información: albrecht.ucdavis.edu
Carga eléctrica con bebidas frías o calientes
El dispositivo, llamado Epiphany One Puck, tiene dos caras que aprovechan la temperatura de lo que depositemos encima. Una parte azul, donde pondríamos las bebidas frías y por el otro lado el rojo, donde depositaríamos las bebidas calientes. El funcionamiento del Epiphany One es mediante un principio que no es nuevo, si no que data de 1800. Mediante el principio en el que se basa el motor Stirling este práctico cargador aprovechará el calor o el frío para cargar nuestros gadgets.
Evidentemente gracias a las ventajas de la tecnología y electrónica actual es posible aprovechar el principio de contracción / expansión de Stirling y hacer que este cargador no necesite ningún tipo de alimentación externa. Tan sólo una buena bebida fría o caliente. Evidentemente para que funcione realmente bien se necesita que la bebida que pongamos se encuentre entre los dos extremos, o caliente como un te recién salido del fuego o una cerveza helada.
Página del proyecto en Kickstarter
Fuente: omicrono
Li-Fi, uso de LEDs de iluminación para transmitir datos
La luz es la parte del espectro electromagnético que podemos ver, un conjunto de longitudes de onda que conocemos como espectro visible y cuyas frecuencias están muy por encima de las ondas de radio, por ejemplo (el espectro visible se encuentra en la banda de los 384 THz). En el ámbito de las comunicaciones, solemos trabajar con ondas electromagnéticas (ya sea en la banda de radio o en las microondas) que propagamos a través de un soporte físico o a través del aire o, en su defecto, usando infraestructuras como los cables de fibra óptica (o incluso comunicaciones con haces láser sin usar fibras).
Si bien es cierto que los LEDs se llevan utilizando desde hace bastante tiempo en comunicaciones, por ejemplo, en infrarrojos e, incluso, para alimentar comunicaciones basadas en fibras ópticas; la Universidad de Strathclyde, en Reino Unido, se ha propuesto convertir el parpadeo constante de las luces basadas en LED en una tecnología de comunicación que sea capaz de transmitir datos usando el espectro de luz visible.
Esta universidad ha creado un centro de investigación, denominado Intelligent Lighting Centre, junto a otras entidades que forman el Li-Fi Consortium para investigar el desarrollo de LEDs de pequeño tamaño que, además de alumbrar, sirvan para transmitir datos y, para ello, contarán con la nada despreciable cifra de 7,28 millones de dólares para trabajar en esta materia.
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La teoría de cuerdas explicada en tres minutos
La teoría de cuerdas es un modelo (hasta ahora no probado experimentalmente) de la física que básicamente asume que las partículas materiales aparentemente puntuales son en realidad “estados vibracionales” de un objeto extendido más básico llamado “cuerda” o “filamento”.
Sin embargo, tal y como señala Sheldon Glashow, «La teoría de las supercuerdas es tan ambiciosa que sólo puede ser del todo correcta o del todo equivocada. El único problema es que sus matemáticas son tan nuevas y tan difíciles que durante varias décadas no sabremos cuáles son».
Más vídeos en: Explainers.tv
Investigadores del MIT descubren un nuevo tipo de magnetismo
Los experimentos demuestran un ‘líquido de espín cuántico’, el cual podría tener aplicaciones en nuevos medios de almacenamiento de memoria para ordenadores.
Basándose en anteriores predicciones teóricas, investigadores del MIT han demostrado ahora experimentalmente la existencia de un tipo fundamentalmente nuevo de comportamiento magnético, añadiéndose a los dos estados anteriormente conocidos de magnetismo.
El ferromagnetismo —el magnetismo simple de una barra imantada o la aguja de un compás – se conoce desde hace siglos. En un segundo tipo de magnetismo, el antiferromagnetismo, los campos magnéticos de los iones dentro de un metal o aleación se cancelan entre sí. En ambos casos, los materiales son magnéticos solo cuando se enfrían por debajo de cierta temperatura crítica. La predicción y descubrimiento del antiferromagnetismo — la base para las cabezas de lectura de los discos duros de los ordenadores actuales — ganó el premio Nobel de Física de 1970, otorgado a Louis Neel, y en 1994 para el profesor emérito del MIT Clifford Shull.
“Estamos demostrado que hay un tercer estado fundamental del magnetismo”, dice el profesor de física en el MIT Young Lee. El trabajo experimental que demuestra la existencia de este nuevo estado, conocido como líquido de espín cuántico (QSL), se publica en la revista Nature, con Lee como autor sénior y Tianheng Han, que logró su doctoriado en física a principios de 2012, como autor principal.
El QSL es un cristal sólido, pero su estado magnético se describe como un líquido: al contrario que los otros dos tipos de magnetismo, las orientaciones magnéticas de las partículas individuales dentro del mismo fluctúan constantemente, lo que recuerda al movimiento constante de las moléculas dentro de un verdadero líquido.
Ampliar en: Ciencia Kanija
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