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Una nueva fase nemática para cristales LCD
Las pantallas LCD utilizan cristales líquidos en una denominada fase nemática torsionada. Una cuarta fase nemática fue descubierta hace unos años y tiene que ser estudiada más a fondo. Se puede controlar más rápidamente con un campo eléctrico, lo que abre el camino para que las pantallas LCD consuman menos energía .
Tres de las cuatro fases nemáticas actualmente conocidas para cristales líquidos, se diferencian en la orientación espacial de las moléculas, como se ve en la imagen. La llamada Ntb por fase nemática twist-bend es prometedora para aplicaciones tales como pantallas de visualización o televisión.
Los cristales líquidos son una parte integral de nuestra vida diaria, ya que se utilizan en dispositivos como teléfonos móviles, monitores de ordenador y televisores. La gran mayoría de estos dispositivos utilizan moléculas que se llaman de cristal líquido nemático trenzado. Los pioneros del estudio de los cristales líquidos, probablemente se sorprenderían de estas aplicaciones, que no podían prever.
El estudio de los cristales líquidos se inició entre 1850 y 1880, con la observación de las sustancias biológicas teniendo varios puntos de fusión . Un poco más tarde, se descubrió que era un estado de la materia que combina las propiedades de un líquido convencional y las de un sólido cristalino . El físico alemán Otto Lehmann propuso el nombre de cristal líquido, en 1890, para estas sustancias extrañas .
Los cristales líquidos, una nueva fase de la materia
Fueron divididas en tres familias principales que se llamaron mesofases o estado mesomorfo ( «formas intermedias » en griego) por el minerólogo George Friedel en 1922. El investigador distinguió tres mesofases que se refieren a menudo bajo los términos de fase nemática , esméctica y colestérica .
Georges Friedel (1865-1933) fue un minerólogo francés autor de importantes trabajos sobre los cristales líquidos. Definió las tres principales fases de cristales líquidos conocidos en el siglo XX, y fue responsable de la expresión nemática a cualquiera de estas fases.
Existen subdivisiones, como se sabía había tres fases nemáticas en el siglo XX, incluyendo la famosa fase llamada de cristal líquido nemático torsionado, usado para pantallas LCD. Recordemos que en la fase nemática, aunque las moléculas que la componen están casi orientadas al azar como en líquidos convencionales , están preferentemente orientadas en la misma dirección. Es posible usar un campo eléctrico para controlar la dirección, de modo que las moléculas se pueden utilizar como interruptores, dejando pasar o no la luz .
Nuevos cristales líquidos para LCD
Resulta que en 2010, una cuarta fase nemática fue descubierta por investigadores de las universidades de Dublín y Hull. Esta fase se identificó algún tiempo después, se predijo en 1973. Recibió la fase nemática el nombre «twist -bending «. Los físicos y los químicos han publicado los resultados de un nuevo estudio de esta nueva etapa, en un artículo en la revista Nature Communications, también disponible en arXiv . Entre los probablemente interesados se encuentra Pierre- Gilles de Gennes, uno de los grandes maestros de la teoría de los cristales líquidos.
Los investigadores descubrieron , a través de microscopía electrónica de transmisión, que las moléculas están dispuestas en una estructura de «torsión – flexión» con una periodicidad de aproximadamente 8 nm . Esto es aproximadamente 10000 veces la longitud más pequeña que el grosor de un cabello humano .
Según Corrie Imrie , uno de los químicos de la Universidad de Aberdeen , que estuvo involucrado en el descubrimiento, «esta nueva fase nemática tiene propiedades fascinantes que ofrecen verdaderos desafíos para nuestra comprensión de la materia condensada, pero también potencial real para aplicaciones » . Y el investigador añade que «estas aplicaciones podrían ser los dispositivos de visualización de conmutación rápida de pantallas realmente impresionantes, para mejorar la televisión en color, o sensores biológicos «.
Nuevo récord de almacenamiento de un cubit de estado sólido
La memorias cuánticas para cubits de larga duración suelen trabajar a temperaturas criogénicas. Se publica en Science una memoria cuántica de estado sólido que almacena un cubit durante más de 3 horas a una temperatura de 1,2 K (el anterior récord era de 3 minutos a 4,2 K). Lo más sorprendente es que además supera los 39 minutos a temperatura ambiente (298 K); el anterior récord, utilizando un cubit implementado en diamante, era de 2 segundos. Se ha utilizado silicio (28Si) dopado con fósforo (31P) como donor y con boro (B) como aceptor. El artículo técnico es Kamyar Saeedi et al., “Room-Temperature Quantum Bit Storage Exceeding 39 Minutes Using Ionized Donors in Silicon-28,” Science 342: 830-833, 15 Nov 2013. Nos lo cuenta Gabriel Popkin, “Quantum information storage that lasts and lasts,” Science News, 14 Nov 2013.
Ampliar en: La Ciencia de la Mula Francis
Detección cuántica no destructiva de un solo fotón
Albert Einstein recibió el Premio Nobel por explicar el efecto fotoeléctrico como un proceso de absorción y aniquilación de fotones. Todo detector de un solo fotón aniquila dicho fotón impidiendo medidas repetidas del mismo fotón. Parece imposible diseñar un detector no destructivo de fotones, sin embargo, Andreas Reiserer (Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, Garching, Alemania) y dos colegas han logrado lo imposible gracias a acoplar el estado del fotón con un átomo de rubidio-87 atrapado en una cavidad óptica y medir dicho átomo para deducir la presencia del fotón o su ausencia mediante fluorescencia. El nuevo método tiene una eficiencia del 74%, que se puede incrementar utilizando medidas repetidas en sucesión sobre el mismo fotón (dos medidas subirían la eficiencia al 87% y tres medidas hasta el 89%). Se esperan muchas aplicaciones en metrología cuántica, computación cuántica, comunicación cuántica e incluso en la futura web cuántica. El artículo técnico es Andreas Reiserer, Stephan Ritter, Gerhard Rempe, “Nondestructive Detection of an Optical Photon,” Science, AOP 14 Nov 2013 (arXiv:1311.3625 [quant-ph]).
Ampliar en: La Ciencia de la Mula Francis
La nanotecnología permitirá guardar información durante un millón de años
Los discos duros magnéticos actuales pueden guardar nuestros datos durante una década aproximadamente. Los CDs/DVDs teóricamente aguantan un máximo de 30 años, aunque su vida media suele rondar los quince si se guardan correctamente. Pero estas fechas son bastante limitadas y si nos fijamos en los últimos años no parece que vayan a mejorar mucho. Desde que IBM creó sus primeros discos en 1956 se ha aumentado la capacidad de almacenamiento y su eficiencia energética, pero hay algo que no ha cambiado; la vida media de los discos no ha mejorado.
Ahora gracias al trabajo de Jeroen de Vries y sus colaboradores de la Universidad de Twente, Holanda han conseguido un avance muy significativo. Han creado el primer modelo de disco capaz de guardar la información en una escala de tiempo muchísimo mayor, en concreto han testado y experimentado con un disco de un millón de años de vida, e incluso más.
Para conseguir este disco se fijaron en la energía mínima que se necesita para separar un estado de otro. En la energía de potencial necesaria para corromper un dato y convertirlo de un 0 a un 1. En definitiva, estudiaron a través de la Ley de Arrhenius cual es la relación entre la temperatura y la vibración atómica que hace que los datos se pierdan. Para que el disco aguante el millón de años que buscaban, la energía de activación tenía que estar entre 63KbT y 70KbT, valores que con la tecnología actual se pueden perfectamente lograr.
El modelo de disco es simple. Los nanotecnólogos almacenaron los datos en una lineas introducidas en un fino disco de tungsteno cubierto de una capa protectora de nitruro de silicio (Si3N4). Estos materiales fueron elegidos por sus bajos coeficientes de expansión térmica, lo que los hace perfectos para aguantar altas temperaturas. El siguiente paso es guardar la información, códigos QR con líneas de 100nm de ancho y calentarlos para ver como los datos se corrompen.
Según sus cálculos el modelo debería sobrevivir durante una hora a 445 Kelvin para que en condiciones normales el disco aguantara un millón de años. En el experimento el disco aguantó hasta los 848 Kelvin, aunque con graves pérdidas de información. Todo un éxito sin embargo que sobrepasó las expectativas de los propios científicos.
Hoy por hoy el libro de papel sigue siendo el medio más longevo que tenemos para almacenar nuestra cultura e información. Pero con estos nuevos discos magnéticos se nos abre una puerta increíble, una nueva oportunidad para el Proyecto Rosetta y una manera de despreocuparnos porque las futuras generaciones no puedan saber de nosotros. ¿Igualará algún día la escritura magnética a la impresa?
Ref: arxiv.org/abs/1310.2961 : Towards Gigayear Storage Using a Silicon-Nitride/Tungsten Based Medium
Fuente: omicrono
Teleportación cuántica de fotones
Gracias a una tecnología híbrida, es posible realizar una transmisión muy fiable de bits cuánticos fotónicos, como se ha demostrado en un experimento cuyos resultados han sido analizados cuidadosamente.Mediante el entrelazamiento cuántico de campos de luz separados en el espacio, unos investigadores japoneses y alemanes han conseguido teleportar qubits (bits cuánticos) fotónicos con notable fiabilidad. Esto significa que se ha logrado dar un paso decisivo una década y media después de los primeros experimentos en el campo de la teleportación óptica. El éxito del experimento llevado a cabo en la ciudad japonesa de Tokio es atribuible al uso de una técnica híbrida en la cual se han combinado dos enfoques tecnológicos conceptualmente distintos y que antes se consideraban del todo incompatibles.En la teleportación cuántica se transfieren estados cuánticos arbitrarios desde un emisor, a quien aquí podemos referirnos como Isabel, hasta un receptor, a quien podemos llamar Miguel, que está alejado en el espacio. Esto requiere que Isabel y Miguel inicialmente compartan un estado de entrelazamiento cuántico a través del espacio que les separa, un entrelazamiento cuántico que puede por ejemplo estar en la forma de fotones entrelazados cuánticamente.
La teleportación cuántica es de importancia fundamental para el procesamiento de información cuántica (la base de la computación cuántica) y la comunicación cuántica. Los fotones son particularmente valiosos como portadores de información ideales para la comunicación cuántica, ya que se les puede usar para transmitir señales a la velocidad de la luz. Un fotón puede representar un bit cuántico, al que se llama abreviadamente «qubit» y que es comparable a un dígito binario (bit) de un sistema clásico de procesamiento de información.
Los primeros intentos de teleportar fotones (partículas de luz) individuales fueron realizados por el físico austriaco Anton Zeilinger. Desde entonces, se han realizado varios experimentos relacionados con este concepto. Sin embargo, la teleportación de bits cuánticos fotónicos utilizando métodos convencionales ha demostrado tener limitaciones debido a deficiencias experimentales y dificultades con principios fundamentales.
En la teleportación cuántica determinista de un bit cuántico fotónico, cada qubit que vuela desde la izquierda y hacia dentro del teleportador, sale de éste por el lado derecho y con una pérdida de calidad de tan sólo un 20 por ciento, un valor que no se puede alcanzar bajo condiciones clásicas, o sea sin entrelazamiento cuántico.
Lo que hace que el experimento realizado en Tokio sea tan diferente es el uso de una técnica híbrida. Con su ayuda se ha logrado la teleportación cuántica completamente determinista, y de fiabilidad bastante buena, de qubits fotónicos. La precisión de la transferencia fue de entre un 79 y un 82 por ciento para cuatro qubits diferentes. Además, se teleportaron los qubits con una eficiencia mucho mayor que en experimentos anteriores, incluso con un grado bajo de entrelazamiento cuántico.El concepto de entrelazamiento cuántico fue formulado por primera vez por Erwin Schrödinger, y describe una situación en la que dos sistemas cuánticos, como por ejemplo dos partículas de luz, están en un estado conjunto, por lo que sus comportamientos son mutuamente dependientes a un nivel mayor del que es posible normalmente (bajo condiciones clásicas). En el experimento de Tokio, se consiguió el entrelazamiento continuo mediante la estrategia de entrelazar muchos fotones en «parejas». Los experimentos previos sólo tuvieron un fotón entrelazado cuánticamente con otro fotón, una solución menos eficiente.»El entrelazamiento de fotones funcionó muy bien en el experimento realizado en Tokio, prácticamente al pulsar un botón, tan pronto como el láser se encendía», destaca el profesor Peter van Loock de la Universidad Johannes Gutenberg en Maguncia, Alemania. Como físico teórico, van Loock asesoró a los físicos experimentales del equipo de investigación dirigido por el profesor Akira Furusawa, de la Universidad de Tokio, sobre cómo podían realizar más eficientemente el experimento de teleportación para poder lograr el éxito de la teleportación cuántica. Este entrelazamiento continuo se logró con la ayuda de «luz comprimida».
Lo que hace que el experimento realizado en Tokio sea tan diferente es el uso de una técnica híbrida. Con su ayuda se ha logrado la teleportación cuántica completamente determinista, y de fiabilidad bastante buena, de qubits fotónicos. La precisión de la transferencia fue de entre un 79 y un 82 por ciento para cuatro qubits diferentes. Además, se teleportaron los qubits con una eficiencia mucho mayor que en experimentos anteriores, incluso con un grado bajo de entrelazamiento cuántico.El concepto de entrelazamiento cuántico fue formulado por primera vez por Erwin Schrödinger, y describe una situación en la que dos sistemas cuánticos, como por ejemplo dos partículas de luz, están en un estado conjunto, por lo que sus comportamientos son mutuamente dependientes a un nivel mayor del que es posible normalmente (bajo condiciones clásicas). En el experimento de Tokio, se consiguió el entrelazamiento continuo mediante la estrategia de entrelazar muchos fotones en «parejas». Los experimentos previos sólo tuvieron un fotón entrelazado cuánticamente con otro fotón, una solución menos eficiente.»El entrelazamiento de fotones funcionó muy bien en el experimento realizado en Tokio, prácticamente al pulsar un botón, tan pronto como el láser se encendía», destaca el profesor Peter van Loock de la Universidad Johannes Gutenberg en Maguncia, Alemania. Como físico teórico, van Loock asesoró a los físicos experimentales del equipo de investigación dirigido por el profesor Akira Furusawa, de la Universidad de Tokio, sobre cómo podían realizar más eficientemente el experimento de teleportación para poder lograr el éxito de la teleportación cuántica. Este entrelazamiento continuo se logró con la ayuda de «luz comprimida».
Fuente: resolviendo.co
Disco que durará un millón de años
Un equipo de investigadores desarrolla un disco de almacenamiento de datos capaz de conservar la información durante un millón de años e incluso mil veces más. La idea es preservar un legado digital que reciban civilizaciones futuras.
“Estamos buscando la forma de almacenar datos incluso para que llegue a una inteligencia no humana en un futuro lejano”, explica a Materia el flamante doctor Jeroen de Vries. Su tesis, aprobada hace dos semanas, consistía en desarrollar un disco de datos que resistiera un millón de años. Pero podría durar incluso mil veces más, según sus cálculos.
“Actualmente no hay casi nadie trabajando en las escalas de tiempo que nosotros buscamos. He visto algunas otras investigaciones por parte de grupos de almacenamiento de datos a largo plazo, pero que están siempre pensadas para el humano actual”, afirma De Vries.
La manera de calcular cómo logra un material resistir un millón de años es partiendo de fórmulas preestablecidas para ese trabajo: según la ecuación de Arrhenius, debería aguantar al menos una hora a 188 grados centígrados (461 Kelvin) para simular el deterioro que sufren los materiales en ese período. El disco se usa para freír un huevo, se cocina a la parrilla con hamburguesas y se le quema junto a piedras de carbón. Y el material grabado no sufre en exceso. El disco resiste hasta 574º centígrados, aunque en ese caso con un gran deterioro de la información. Los CD y DVD actuales apenas aguantan 40 o 50 a temperatura ambiente.
Fuente: Materia
Feministas desarrollan un cajero que da menos dinero a los hombres
En EE.UU. una mujer que trabaja a tiempo completo gana 77 centavos por cada dólar que su homólogo masculino. En Suiza, las mujeres ganan un 20% menos que los hombres.
Para promover el «Día de la Igualdad Salarial» en Suiza, la organización de mujeres Zürcher Frauenzentrale trabajó con un banco suizo y la agencia de publicidad Publicis Zurich para construir un cajero automático que dispensara un 20% menos que la cantidad que los usuarios habían pedido – pero sólo si eran hombres.
En el vídeo de la campaña, los hombres se enojaron cuando el cajero automático dispensa menos de lo que pedían, pero fueron informados de la campaña y que el 20% no se deducen de sus cuentas bancarias.
Miedo a la impresión 3D
La policía de Manchester detuvo a una serie de personas sospechosas de imprimir armas con una impresora 3D. El miedo pareció instalarse en la Red, cuando finalmente resultaron ser piezas de otro tipo.
A partir de ahí, la información comenzó a expandirse en la Red como la pólvora (nunca mejor dicho), despertando de nuevo el eterno «miedo a la tecnología». Curiosamente, horas después de publicarse la noticia, se desmentía que las piezas encontradas formaran parte de ningún arma de plástico.
La información era publicada por varios periódicos británicos (como The Telegraph), donde se puede leer que la policía de Manchester detenía a una serie de personas, supuestamente relacionadas con el crimen organizado, acusadas de fabricar armas con una impresora 3D. Horas más tarde, después de que la psicosis 3D se expandiera por Internet, se confirmaba que esas piezas encontradas no tenían ninguna relación con una pistola, etc.
Siempre que existe una brecha tecnológica, llegan los miedos, algunos justificados y otros no tanto. A la impresión 3D se le empiezan a colgar los mismos demonios que, por ejemplo, a los videojuegos. Que juegues a Grand Theft Auto no te convierte automáticamente en una persona violenta o que piense seriamente en iniciar su carrera en el mundo del tráfico de drogas. Como siempre, culpamos a la tecnología, cuando el error es humano.
A finales del mes de julio se hablaba de que las impresoras 3D podían perjudicar seriamente la salud, algo que tampoco era del todo cierto. Como vemos, vuelve a repetirse el cuento del «miedo al avance». Está claro que las herramientas adecuadas en las manos equivocadas pueden ser un problema, pero no nos equivoquemos, no culpemos a un objeto que hemos creado, el error siempre es humano.
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Licencia CC
Diferencia de archivos jpg y png
No todas las imágenes tienen las mismas características. Una foto, un plano o un logo requieren de un tratamiento distinto a la hora de manejarlas o almacenarlas. Además, como producto tecnológico que son, están sometidas a los rigores de la tecnología de ese momento, las leyes de mercado, los derechos de autor, y la pericia de quiénes los diseñan.
El formato PNG (Portable Network Graphics) surge como un intento de mejorar al formato GIF (y de paso eludir el copyright al que estaba sometido), que había dado muy buenos resultados para trabajar con dibujos, en un momento en que los ordenadores no eran capaces de manejar imágenes con la misma velocidad que ahora. Como su antecesor, PNG comprime las imágenes con un algoritmo sin pérdida de datos (es decir, recuperamos el dibujo tal como lo almacenamos, luego veremos que esto no tiene por qué ser así), y además es capaz de soportar paletas de colores más grandes e imágenes con más profundidad.
Sin embargo, el JPG es un formato que parte de la compresión JPEG (Joint Photographic Expert Group), un método ingenioso de ahorrar espacio en las imágenes con gran cantidad de colores – como las fotografías- que aprovecha que el ojo humano no es capaz de distinguir variaciones mínimas de color para comprimir con pérdida. Es decir, la trampa consiste en representar con el mismo código de color áreas que formadas por varios colores muy parecidos entre sí.
Voy a intentar explicarlo con un símil. Imaginemos que vamos a una hamburguesería y tomo nota de lo que quieren mis amigos: Cinco hamburguesas completas, una de ellas sin cebolla y otra con mucho pepinillo, dos perritos calientes completos y uno más solo con ketchup. Imaginemos ahora que quiero ahorrarme molestias y pido cinco hamburguesas completas y tres perritos completos. Desde luego he perdido parte de la información deliberadamente, pero me compensa.
La versatilidad de JPG estriba en que es posible comprimir gran cantidad de datos sin que el usuario perciba el cambio. Además, se puede regular esa tasa de compresión. Sin embargo, la compresión JPG da malos resultados para los dibujos, donde lo más recomendables es usar PNG.
Como dije antes, los formatos están sujetos a los vaivenes de la tecnología. Es por ello que el formato JPG, siendo más antiguo que PNG, ha tenido la capacidad de adaptarse a los cambios que exigía el tiempo, como el uso de paletas CMYK -importantísimo para la impresión de calidad- y el uso de metadatos (información adicional como fecha, hora, localización…) que utiliza el formato de datos intercambiable Exif.
Fuente: HABLANDO DE CIENCIA
Autor: Jorge Frías Perles
Licencia CC
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