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El 90% de los ingresos de Mozilla en 2012 provino de Google
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El dato procede del informe financiero anual de Mozilla correspondiente al año 2012. El total de ingresos de la Fundación Mozilla y sus filiales en 2012 fue de 311 millones de dólares, casi el doble (un 90,2% más) de los 163,5 millones que ingresó en 2011. Casi la totalidad de estos ingresos llegaron en concepto de royalties: 304,5 millones.
De estos 311 millones, podemos ver que el contrato de Mozilla con Google trajo casi 280 millones de dólares el pasado año, lo que indica hasta qué punto los ingresos de la organizacion dependen de forma sustancial del gigante de las búsquedas. Según TNW, aunque Mozilla ha firmado contratos con otros buscadores, como Bing de Microsoft, los usuarios de Firefox utilizan Google más que sus competidores.
Una buena noticia para la fundación presidida por Mitchell Baker es que sus gastos no han crecido tan rápido como sus ingresos. En 2011, fueron de 145 millones de dólares, y en 2012 subieron el 43,4%, hasta 208 millones de dólares. De estos, el desarrollo de software se lleva la parte del león: 149 millones.
El anterior contrato de Mozilla con Google expiró en noviembre de 2011, pero fue renovado hasta noviembre de 2014. Cada vez que el contrato entre ambas entidades se acerca a su renovación, los miembros de la organización empiezan a sentir preocupación por que Google le dé la espalda a Mozilla, lo que convertiría sus proyectos en inviables económicamente.
Fuente: ITespresso.es
Por qué fallan las baterías de ion-litio
Los materiales en los electrodos de las baterías de iones de litio se expanden y se contraen durante la carga y descarga. Estos cambios de volumen favorecen la fractura de las partículas, lo que acorta la vida de la batería. Un grupo de científicos de ETH junto con colaboradores de la ISP cuantifican este efecto, por primera vez, mediante el uso de películas en 3D de alta resolución grabadas mediante tomografía de rayos x en Swiss Light Source.
Las baterías de litio se encuentran en nuestros teléfonos móviles celulares, ordenadores portátiles y cámaras digitales. Existen pocos dispositivos electrónicos portátiles que no dependan de estas fuentes de energía. Actualmente los electrodos de la batería contienen materiales activos conocidos como compuestos de intercalación. Almacenan la carga en su estructura química sin sufrir un cambio estructural importante. Eso hace que estas baterías tengan comparativamente larga vida y sean seguras. Sin embargo, los materiales de intercalación tienen un inconveniente: su densidad de energía, la cantidad de energía que pueden almacenar por unidad de volumen y masa es limitada.
En la búsqueda de baterías de mayor densidad de energía, los científicos han experimentado durante más de 20 años con materiales capaces de procesos repetitivos de aleación y desaleación con litio. Experimentos a escala de laboratorio han demostrado que las baterías con este tipo de materiales tienen densidades de energía varias veces mayores que la de los materiales de intercalación, sin embargo, estos materiales de aleación aún no son explotados en la industria debido a que su tiempo de vida es limitado. Martin Ebner, Ph.D. estudiante en el Laboratorio de Nanoelectrónica en el Departamento de Tecnología de la Información e Ingeniería Eléctrica (D-TET ) explica: » su capacidad normalmente desaparece después de un par de ciclos de carga y descarga». Esto se atribuye a una masiva – hasta tres veces – expansión del material del electrodo durante la carga. Durante la descarga, se contraen los materiales de nuevo, pero no llegan a su estado original. Partículas de los electrodos se rompen, la estructura del electrodo se desintegra, y los fragmentos pierden contacto con el resto de la célula.
Baterías, rayos X durante la operación
Para entender mejor este complejo de la degradación electroquímica y mecánica del electrodo y para comprender mejor cómo desarrollar mejores baterías, Martin Ebner el profesor de ETH y Vanessa Wood, jefe del Laboratorio de Nanoelectrónica en D – ITET, reconocieron la necesidad de estudiar en una batería los electrodos de forma no invasiva durante el funcionamiento. Para ello, recurrieron a una herramienta de imagen desarrollada por el profesor Marco Stampanoni. El professsor Stampanoni, trabaja en el Instituto de Ingeniería Biomédica de D – ITET y ejecuta la tomografía de rayos X en el Swiss Light Source, la instalación sincrotrón en el Instituto Paul Scherrer. La radiación de rayos X del sincrotrón espectralmente pura e intensa permite la adquisición rápida de imágenes de rayos X de alta resolución que pueden ser computacionalmente ensambladas en películas tridimensionales.
Los investigadores observaron en el interior de la batería, cargar y descargar más de 15 horas. Se reunieron las películas únicas, tridimensionales que captan los mecanismos de degradación que ocurren en la batería y se cuantifican los procesos que ocurren dentro de cada partícula para los miles de partículas en el electrodo. Los resultados de este estudio serán publicados en la revista Science, una versión pre-print está disponible en línea en Science Express .
Cambios estructurales irreversibles
Los datos ilustran que las partículas de óxido de estaño (SnO) se expanden durante la carga debido a la afluencia de iones de litio causando un aumento en volumen de la partícula. Los científicos demuestran que el material de litiación actúa como un proceso de núcleo-corteza, progresando de manera uniforme desde la superficie de la partícula hacia el núcleo. El material al someterse a esta reacción se expande linealmente con la carga almacenada. Las imágenes de rayos X muestran que la carga destruye la estructura de las partículas de forma irreversible con las grietas que se forma dentro de las partículas. «Esto – la formación de grietas no es al azar «, enfatiza Ebner. Las grietas crecen en lugares donde la red cristalina contiene defectos preexistentes. Durante la descarga, el volumen de la partícula disminuye, sin embargo, el material no llega a su estado original de nuevo, el proceso por lo tanto no es completamente reversible .
El cambio de volumen de las partículas individuales impulsa la expansión de todo el electrodo de 50 micrómetros a 120 micrómetros. Sin embargo, durante la descarga, los electrodos sólo se contraen a 80 micrómetros. Esta deformación permanente del electrodo demuestra que el aglutinante de polímero que contiene al electrodo aún no está optimizado para los materiales de expansión de gran volumen. Esto es crítico para el rendimiento de la batería debido a la deformación del aglutinante hace que las partículas individuales que se desconectan desde el electrodo y la batería pierdan capacidad .
Además de demostrar que la microscopía tomográfica de rayos X proporciona una idea de cambios morfológicos en las partículas y los electrodos, los investigadores muestran que esta técnica también se puede utilizar para obtener información química cuantitativa y espacial. Por ejemplo, los investigadores analizan la composición química a lo largo del electrodo de la batería para observar las diferencias en la dinámica de litiación a nivel de una sola partícula y comparar esto con el comportamiento medio de las partículas. Este enfoque es esencial para la comprensión de la influencia del tamaño de partícula, forma, y la homogeneidad de electrodo en el rendimiento de la batería .
Estas ideas sobre el funcionamiento de una batería no sería posible sin la configuración de tomografía de rayos X muy avanzada en el Swiss Light Source. «La visualización de las baterías en funcionamiento era esencialmente imposible hasta los últimos avances en tomografía de rayos X. Gracias a las instalaciones de clase mundial desarrolladas por el profesor Stampanoni y su equipo, podemos ver que hace la batería en el trabajo», añade Wood con entusiasmo.
Alternativas a los materiales cristalinos
Los investigadores eligieron óxido de estaño cristalino como un material modelo porque sufre una serie de transformaciones complejas también presentes en otros materiales, lo que permite una comprensión más profunda en el comportamiento de una variedad de materiales de la batería. Las ideas son la base para el desarrollo de nuevos materiales de los electrodos y de las estructuras de electrodos que sean tolerantes a la expansión de volumen. Para el Prof. Wood los resultados de este trabajo indican el beneficio del uso de materiales amorfos o nanoestructurados en lugar de los cristalinos». En la búsqueda de nuevos materiales, también hay que tener en cuenta que sólo son de interés industrial si pueden ser producidos en grandes cantidades a un bajo costo. Sin embargo, los materiales amorfos y nanoestructurados ofrecen un campo de juego suficiente para la innovación» subraya Wood.
Más información: Ebner M, Marone F, Stampanoni M, Wood V. Visualization and quantification of electrochemical and mechanical degradation in Lithium ion batteries. Science Express, publicado en línea 17 octubre 2013.
Skyrmion, la partícula que puede revolucionar la informática
No es la partícula de Dios, y seguramente su estudio jamás merezca un premio Nobel -además, su descubridor ya está muerto-, pero el halo de misterio que rodea a los skyrmions guarda similitudes con el bosón de Higgs. También su trayectoria es parecida. La partícula que podría inaugurar una nueva era de la informática desde el punto de vista del almacenamiento de datos fue formulada a principios de los 1960, poco antes que las primeras teorías sobre el bosón. Su padre, el físico británico Tony Skyrme, fallecido en 1987, ha pasado de puntillas por la historia de la ciencia.
Se le recuerda como un investigador modesto, de poca ambición, y a pesar de que su modelo matemático -al principio, la existencia de los skyrmions era sólo una hipótesis- solucionaba de manera solvente un problema físico de la época, a saber, el comportamiento de las partículas subatómicas, no alcanzó una gran repercusión. Tuvo mala suerte. Al menos, fue lo suficientemente audaz como para nombrar la partícula con su propio apellido.
En los 60, su hallazgo fue eclipsado por la formulación teórica de un elemento esencial de la física de partículas, los quarks, por culpa de los cuales los skyrmions llegaron al final de los 70 fatigados, como un pariente pobre de este componente fundamental de la materia.
Sin embargo, los 80 arrancaron con la aceptación del modelo de Skyrme por parte de sus colegas, pero entonces apareció en escena la teoría de cuerdas, centrando de nuevo el interés de la comunidad científica. El skyrmion desapareció del mapa: se convirtió en una partícula de culto sólo recordada por algunos nostálgicos.
Skyrme falleció, sin honores, justo antes del desarrollo de una aplicación científica que, de rebote, representaría un revulsivo para el skyrmion. En 1985, Klaus von Klitzing había obtenido el Nobel de Física por sus avances en el campo del efecto hall cuántico. Desde entonces, los dispositivos electrónicos basados en esta nueva vía fueron capaces de testar múltiples estructuras, entre ellas los skyrmions. En los 90, por fin, los científicos los vieron con sus propios ojos. La edad dorada de la partícula estaba a punto de iniciarse.
La primera aplicación
En la literatura científica, se describe a los skyrmions como un vórtice de átomos que surge al aplicar, de forma controlada, una carga magnética sobre las partículas de ciertos materiales, de tal forma que los espines de los electrones, que en condiciones normales se alinean en la misma dirección, adquieren en los skyrmions una forma de trenza.
El skyrmion halló su utilidad en una tecnología emergente emparentada con la computación cuántica, la espintrónica, cuyo principal objetivo es el desarrollo de sistemas de almacenamiento y procesamiento de datos más potentes y dotados de una mayor capacidad, gracias al desarrollo de los bits cuánticos.
Ha sido ahora cuando un equipo de investigadores del grupo Wiesendanger de la Universidad de Hamburgo ha logrado, por primera vez, leer y escribir datos utilizando skyrmions, un hito científico que se postula como una posible revolución en el futuro de los discos duros. No sólo desde el punto de vista de su capacidad: atendiendo también a una reducción significativa de su tamaño. Esto puede dar lugar a discos duros del tamaño de un grano de arroz.
Artículo completo en: Teknautas
No surgió el ojo para ver
NO surgieron los oídos para oír, ni los ojos para ver, ni las piernas para andar. Oímos porque tenemos oídos, vemos porque tenemos ojos, y andamos porque tenemos piernas. La primera expresión denota la existencia de propósitos; la segunda, no. Y esa distinción es muy importante. De modo similar, Watson y Crick no investigaron la estructura del ADN para que se pudieran crear organismos transgénicos; y sin embargo, décadas después -gracias, entre otras, a sus investigaciones- se han podido crear esas modernas «quimeras».
Desde comienzos del siglo XX, ciencia y tecnología no han dejado de interaccionar. La ciencia ha sustentado el progreso tecnológico y la tecnología ha apoyado el científico. Ambas han progresado conjuntamente gracias a la curiosidad y la creatividad humana. La curiosidad ha impulsado la búsqueda de explicaciones a los fenómenos de la naturaleza, y gracias a la creatividad se han encontrado buenas explicaciones y hallado soluciones para resolver muchos problemas. A científicos e ingenieros les mueve su curiosidad y todos ellos se valen de su creatividad. La innovación es otra cosa. Innovar consiste en convertir ideas en nuevos productos, servicios o procedimientos y si, mediante su difusión, se imponen en el mercado, tienen éxito. Hay innovaciones basadas en conocimiento científico-tecnológico, y las hay basadas en otras formas de conocimiento, o en intuiciones y chispazos de unos pocos. Pero la esencia de las actividades científico-tecnológicas es diferente de la de las innovaciones. El motor de la ciencia es la curiosidad; el de la innovación es la búsqueda del éxito económico. El desarrollo científico reporta a nuestra sociedad beneficios múltiples, porque la ciencia genera conocimiento, mejora el nivel educativo y cultural de la ciudadanía, promueve la tolerancia, propicia la transparencia y es, por todo ello, un componente esencial de las sociedades abiertas. Y además, cuando es fuente de innovaciones, genera riqueza y bienestar.
La innovación es un factor de crecimiento económico y de mejora del bienestar, tanto si se basa en descubrimientos científico-tecnológicos, como si se fundamenta en otros procesos; por eso es tan importante. Pero que algo sea importante no quiere decir que su promoción deba ligarse a la de otras actividades también importantes. Raro será el joven bachiller que quiera estudiar ciencia para innovar, y raro el científico que se dedique a esa tarea con ese propósito; lo hacen para satisfacer su curiosidad.
Muchos piensan que la ciencia debe justificar su práctica y desarrollo porque es fuente de innovación. Pero eso es un error. Cuando la ciencia acaba siendo fuente de innovación ello ha sido el resultado de un proceso que bien podría haber cursado de otro modo, porque la conexión entre ciencia e innovación es azarosa, difusa. Por eso, no es bueno justificar el apoyo a la ciencia en función de la innovación que generará, porque quizás esta o aquella investigación no traigan innovación alguna; a pesar de ello, seguirá siendo socialmente beneficiosa. Al ligar a la innovación el interés de la ciencia y la tecnología se renuncia a valorar éstas por sus propios méritos, se las convierte en subsidiarias de un proceso cuyo motor y condicionantes son diferentes, y se las desposee de los atributos que las hacen atractivas y merecedoras de especial atención. En el fondo, es como si se desconfiase de su potencial, como si se considerase necesario reforzarlas con un aditamento, por el temor, quizás, de que carezcan de genuino interés. Muchas innovaciones tienen detrás investigación científica y tecnológica, pero pasa lo mismo que con el ojo: ni surgió el ojo para ver, ni se hace ciencia para innovar.
Fuente: Deia
Selenio y fotófono
En 1873 un ingeniero británico, Willoughby Smith, descubrió algo realmente inusual en el selenio, por total y completa casualidad una vez más. Willoughby estaba involucrado en la fabricación e instalación de cables submarinos de telégrafo eléctrico, y se hallaba intentando diseñar circuitos de prueba que permitiesen comprobar que el cable submarino transmitía perfectamente según se iba soltando bajo el agua.
Para su circuito de prueba hacía falta un semiconductor, y Willoughby empleó cilindros de selenio gris (recuerda, la forma cristalina), que no funcionaron bien: eran inconsistentes en sus propiedades eléctricas, de modo que presentaban una resistencia en el laboratorio y otra distinta –mucho mayor –al meterlos bajo el agua. El británico no hizo lo que imagino que hubiera hecho yo –sustituir el selenio por otro semiconductor– sino que intentó determinar por qué el selenio cambiaba su resistencia eléctrica.
Tras realizar experimentos en laboratorio Willoughby llegó a una conclusión sorprendente, que publicó en Nature bajo el título Effect of Light on Selenium during the passage of an Electric Current (Efecto de la luz sobre el selenio durante el paso de una corriente eléctrica): el selenio gris era extraordinariamente sensible a la luz. Al iluminarlo su resistencia eléctrica disminuía, de modo que al probar los circuitos bajo la luz del Sol el selenio gris conducía relativamente bien –para ser un semiconductor, por supuesto– pero al sumergirlo en las profundidades y la consecuente oscuridad su resistencia aumentaba mucho. Esto era un problema para probar cables telegráficos, pero una propiedad utilísima para muchas otras cosas.
Se trataba del primer semiconductor fotosensible que conocíamos, y los ojos de los ingenieros de todo el mundo se pusieron a hacer chiribitas. Entre ellos se encontraba nada menos que Alexander Graham Bell, que se planteó lo siguiente: ¿no sería posible convertir la voz en pulsos luminosos en un emisor y luego recibir esos pulsos con un receptor de selenio para convertirlos en impulsos eléctricos? Junto con su ayudante, Charles Sumner Tainter, Bell puso manos a la obra y los dos hombres consiguieron su propósito en 1880.
El aparato, bautizado con el magnífico nombre de fotófono, era de una sencillez propia de los genios. El emisor tenía un espejo parabólico de gran tamaño con una bombilla en su foco, que recibía directamente la voz de quien hablaba. El sonido hacía vibrar el espejo, con lo que los rayos de luz eran reflejados en distintas direcciones cuando el espejo vibraba: el haz se “esparcía” o se “concentraba” según la forma del espejo vibrante.
El receptor, a su vez, tenía otro espejo parabólico con una pieza de selenio en el foco unida a un circuito eléctrico: allí pasaba justo lo contrario. El receptor de selenio recibía pulsos de luz acompasados a la luz que llegaba al espejo, de modo que el circuito recibía pulsos eléctricos cuando el selenio recibía luz y, en consecuencia, disminuía su resistencia eléctrica. El aparato funcionaba estupendamente bien e imagino que a muchos les hubiera parecido magia. A mí lo que me sorprende es su absoluta sencillez.
El fotófono fue eclipsado unos años más tarde por la radio, pero siguió utilizándose con usos muy concretos pero importantísimos. A diferencia de las ondas de radio, mucho más difíciles de enfocar, el fotófono permitía comunicarse a distancia y sin cables de un modo muy preciso, con lo que en la guerra era muchísimo más útil que la radio… siempre que hubiera una línea de visión ininterrumpida entre emisor y receptor, por supuesto. Ése era uno de sus puntos flacos, ya que la niebla, la lluvia o una cadena montañosa lo dejaban fuera de juego.
Sin embargo, Alexander Graham Bell lo consideró hasta su muerte su mayor invento –más importante que el teléfono–, y el concepto no es tan diferente del que utilizaríamos muchos años más tarde al desarrollar la fibra óptica, que también convierte la información en pulsos luminosos que luego se transforman, en el receptor, en impulsos eléctricos. Sin embargo, ahora ya no usamos selenio como hizo Bell.
Durante un tiempo el selenio fue muy utilizado como fotorreceptor en muchos circuitos fotosensibles, como los de los fotómetros en fotografía o incluso células fotoeléctricas que usaban luz en vez de radiación ultravioleta o infrarroja como las modernas. Y es que el selenio, como otros semiconductores fotosensibles, es capaz no sólo de disminuir su resistencia eléctrica ante la luz: es capaz, si las condiciones son las adecuadas, de generar una corriente eléctrica al exponerlo a la luz. Es un material no sólo fotosensible, sino fotovoltaico. De hecho, algunos de los fotómetros de selenio usados en fotografía ni siquiera necesitan una pila para funcionar, sino que la pieza de selenio genera el suficiente voltaje para el aparato al exponerlo a la luz.
Ampliar en: El Tamiz
Nanoantenas de grafeno para una wifi de terabits por segundo
Imagina una red WiFi capaz de alcanzar velocidades de varios terabits por segundo, capaz de transferir una película en alta definición en menos de un segundo. Quizás parece utopía, pero Ian Akyildiz, del Instituto Técnico de Georgia (Georgia Tech), han desarrollado una nanoantena de grafeno capaz de lograrlo. Lo más interesante es que a distancias cortas (de pocos centímetros) se alcanzan velocidades de 100 Tbits/s lo que puede tener interés en la comunicación interna entre componentes de dispositivos electrónicos o entre redes de sensores en sistemas confinados (útiles en química, biología o medicina). Por supuesto, el mayor problema a día de hoy es el coste prohibitivo del grafeno (unos 3000 euros por metro cuadrado); en la nanoantena hay que fabricar dos trozos de grafeno de entre 2 y 100 nanómetros de ancho y un micrómetro de largo, que han de ser colocados en el lugar adecuado de la nanoantena. Quizás el grafeno trabajando a frecuencias de terahercios sea el futuro de la tecnología 5G que se podría implantar alrededor del año 2020. Nos lo ha contado Alex Wright, “Tuning In to Graphene,” News, Communications of the ACM 56: 15-17, Oct 2013 [pdf gratis].
Fuente: La Ciencia de la Mula Francis
El futuro de la medicina ya esta aquí y se llama IBM Watson
Uno de los aportes de la medicina basada en la evidencia menos reconocidos pero no menos importante que otros en al de haber dado un marco conceptual a la utilización de la información por el medico practico. Con aportaciones de las ciencias de la información y sentido práctico han creado conceptos como la pregunta clínica y su formulación o el modelo piramidal 4-6 S que introduce a las búsquedas no solo la pertinencia o exactitud sino el concepto de tiempo o esfuerzo empleado en localizar y utilizar la información requerida.
En este modelo piramidal el piso más alto, y por tanto el que utilizar primero, está representado por los denominados Sistemas, en los que las características individuales del paciente se ligan automáticamente a la mejor y más actualizada evidencia que coincida con las circunstancias específicas del paciente y del médico, y que le proporciona a este los aspectos clave de la gestión del caso. En el artículo donde se explica el modelo se ponen como ejemplo, los sistemas informatizados de apoyo a la toma de decisiones, si bien se hace hincapié en que pocos de estos, por no decir ninguno, sistemas estaban disponibles en ese momento.
La cima de la pirámide estaría ocupada por un sistema de información clínica que integra y resume todas las evidencias provenientes de la investigación, pertinente e importante sobre un determinado problema clínico, que se actualiza conforme aparezcan nuevas evidencias y que se vincula automáticamente a través de la historia clínica electrónica. En estos sistemas informatizados de apoyo a la toma de decisiones, los datos detallados de cada paciente se introducen en un programa de ordenador y se parean con programas o algoritmos de una base informatizada de conocimiento médico, lo que resulta es la generación de recomendaciones para los médicos específicas para cada pacientes. Si la historia clínica electrónica incorporara un SIATDs que vinculara de forma fiable las características de un paciente con guías de atenciones actuales y basadas en la evidencia, no es necesario ir más allá (hacia abajo) en el modelo piramidal.
Curiosamente en una reseña de Oncology Expert Advisor una aplicación medica de una nueva generación de ordenadores “cognitive computing” en concreto Watson de IBM, se dice:
“Oncology Expert Advisor estará disponible para los oncólogos afiliados al hospital MD Anderson a través de ordenadores de sobremesa y dispositivos móviles. La plataforma tendrá los datos del paciente, tanto la contenida en formularios estructurados como en notas clínicas no estructuradas, y harán coincidir con todo tipo de información, desde los datos clínicos, protocolos de investigación, las guías de tratamiento, para hacer una recomendación de tratamiento más personalizado”.
Al identificar y ponderar las conexion de los datos del perfil de un paciente y el corpus de conocimiento de la literatura médica publicada y guías Watson y Oncology Expert Advisor del MD Anderson puede proporcionar un tratamiento basado en la evidencia y las opciones de gestión personalizadas a la paciente, para ayudar al tratamiento del médico y las decisiones de atención.
Fuente: PRIMUM NON NOCERE 2013
Gafas de sol que cargan móviles
La capacidad inventiva de los ingenieros parece no tener limite y hemos conocido un proyecto liderado por un grupo de estudiantes de la Miami Ad School en colaboración con la marca de gafas Ray-Ban.
Estos estudiantes han desarrollado unas gafas de sol que incorporan en sus patillas unas placas solares con capacidad suficiente para cargar un terminal como el iPhone 5.
La solución no solamente es cómoda y liviana sino que además podría abrir nuevos caminos para que la autonomía de los móviles deje de ser un problema.
Fuente: GADGETMANIA
Un solo átomo, la memoria más pequeña
Un átomo es igual a un bit: de acuerdo con este principio de diseño, sería posible construir memorias de datos magnéticos en el futuro. Actualmente, se necesita un compuesto de varios millones de átomos para estabilizar un bit magnético de manera que los datos del disco duro permanezcan seguros durante varios años. Sin embargo, los investigadores apenas han dado un gran paso hacia un único átomo como bit, se ha fijado un solo átomo sobre una superficie de tal forma que el espín magnético se mantuvo estable durante diez minutos. El artículo aparece en la revista Nature (DOI 10.1038/nature12759).
«A menudo, un solo átomo fijado a un sustrato es tan sensible que su orientación magnética es estable solo durante fracciones de un microsegundo (200 nanosegundos),» según explica Wulf Wulfhekel del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) . Junto con colegas de Halle, han logrado extender este período por un factor de alrededor de mil millones, hasta varios minutos. «Esto no sólo abre la posibilidad de diseñar memorias de ordenadores más compactas, sino que también podría ser la base para la configuración de los ordenadores cuánticos», dice Wulfhekel. Los ordenadores cuánticos están basados en propiedades físicas cuánticas de los sistemas atómicos. Al menos en teoría, su velocidad puede ser superior a la de los ordenadores clásicos por varios factores.
En su experimento, los investigadores colocaron un solo átomo de holmio sobre un substrato de platino. A temperaturas cercanas al cero absoluto, es decir, alrededor de un Kelvin, se mide la orientación magnética de los átomos con la fina punta de un microscopio de efecto túnel. El espín magnético cambió después de sólo unos 10 minutos. «Por lo tanto, el espín magnético del sistema es estable durante un período que es aproximadamente mil millones de veces más largo que el de los sistemas atómicos comparables,» hace hincapié Wulfhekel. Para el experimento, se aplicó un análisis novedoso del microscopio de efecto túnel. Gracias a su sistema de refrigeración especial para el rango de temperaturas cercanas al cero absoluto, está casi libre de vibraciones y permite largos tiempos de medida.
«Para estabilizar el momento magnético por períodos más largos de tiempo, se suprimió el impacto del entorno en el átomo,» indica Arthur Ernst, del Instituto Max Planck de Física de la microestructura. Realizó los cálculos teóricos para el experimento. Normalmente, los electrones del sustrato y del átomo interactúan cuánticamente y desestabilizan el espín del átomo en microsegundos o incluso más rápidamente. Cuando se utiliza holmio y platino a bajas temperaturas, las interacciones perturbadoras se excluyen debido a las propiedades de simetría del sistema cuántico. «En principio, holmio y platino son invisibles el uno al otro en la medida que se refiere a la dispersión del espín,» dice Ernst. Ahora, el espín del holmio podría ajustarse y la información puede ser escrita por medio de campos magnéticos externos. Este sería el requisito previo para el desarrollo de memorias de datos compactas u ordenadores cuánticos.
Karlsruhe Institute of Technology (KIT) es una corporación pública de acuerdo con la legislación del estado de Baden-Württemberg (Alemania). Cumple con la misión de una universidad y la misión de un centro de investigación nacional de la Asociación Helmholtz. Las actividades de investigación se centran en la energía, el medio ambiente natural y construido, así como en la sociedad y la tecnología y cubren todo el rango que va desde los aspectos fundamentales de la aplicación. Con cerca de 9000 empleados, incluyendo cerca de 6000 miembros del personal en el sector de la ciencia y la educación, y 24000 estudiantes, KIT es una de las instituciones de educación más grande de investigación de Europa. La obra de KIT se basa en el triángulo del conocimiento de la investigación, la docencia y la innovación.
Este comunicado de prensa está disponible en http://www.kit.edu .
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 «.
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