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Los físicos han propuesto un sistema de teleportación cuántica de un haz de luz, que podría tener aplicaciones como la computación cuántica

Por lo general, cuando los físicos hablan de teleportación cuántica, se están refiriendo a la transferencia de estados cuánticos de una partícula a otra sin un vínculo físico. Ahora, los físicos han investigado una forma ligeramente diferente de teletransporte, en el que se teleptorta un campo cuántico, o un haz de luz completo, de un lugar a otro. Se necesita este tipo de teleportación “fuerte” para algunas aplicaciones de información cuántica, y podría llevar a la teleportación cuántica de imágenes.

En su estudio, Changsuk Noh, MJ Collett y HJ Carmichael de la Universidad de Auckland en Nueva Zelanda, junto con A. Chia de la Universidad Griffith de Queensland, Australia, y Nha Hyunchul de la Universidad Texas A & M en Qatar, en Dohar, Qatar, han propuesto un plan para teleportar un haz de luz, incluyendo sus fluctuaciones en el tiempo. Esperan demostrar que es posible que un objeto físico en un lugar (por ejemplo, un campo cuántico) podría surgir en otro lugar en el mismo estado cuántico, de modo que cualquier tipo de medición produciría el mismo resultado en ambos lugares. En contraste, los anteriores planes de teletransporte no consideraban seriamente la posibilidad de reproducción de algunos elementos, tales como las fluctuaciones en el tiempo.

En su propuesta, los científicos investigaron una corriente de fotones espaciados uniformemente, o desagrupados. Si se detectan fotones individuales en un flujo que estén espaciados de manera similar al flujo de fotones en la entrada, eso verificaría la teleportación del campo cuántico completo. Los científicos deseaban encontrar las condiciones en las que podría producirse esta detección. Ellos encontraron que la compresión de la luz —una técnica que se utiliza para mejorar la precisión de las mediciones— podría permitir la teleportación cuántica de un flujo cuántico de fotones, si la compresión se realiza en un amplio ancho de banda.

“Yo diría que la mayor importancia de nuestro estudio es a nivel de clarificación de los principios fundamentales”, dijo Carmichael a PhysOrg.com. “La propuesta original de teleportación cuántica es conceptualmente sencilla, ya que el estado cuántico que consideramos es transportado por un objeto material: una partícula. A Alice y Bob les damos partículas similares, el estado de la partícula de Alice es destruido y es adquirido por la de Bob. Cuando se transfiere esta idea a la teleportación de la luz, uno se enfrenta con un cambio fundamental, porque el estado de “no luz” (el vacío) también es un estado cuántico, y hay una infinidad de “objetos” (modos o frecuencias de luz) en este estado de “no luz”. Cada uno de estos estados tiene que ser reproducido en el mismo estado de “no luz” en el teletransporte. Nuestro documento aclara esta distinción y muestra cómo lograr la reproducción necesaria”.

Los científicos observan que los niveles de compresión son exigentes, pero nuevas investigaciones en el diseño de experimentos podría revelar métodos más óptimos. Uno de los mayores retos para la realización de esta propuesta, tal como explicó Carmichael, es la exigencia de fuentes flexibles de luz comprimida de alta calidad.

“La tecnología para hacer realidad el sistema ya está disponinle, a nivel fundamental, pero hay graves problemas en hacer la tecnología suficientemente buena para llevar a cabo un experimento”, dijo. “El paso principal que se necesita es mejorar la fuente de luz comprimida. Se necesitan mejoras en dos sentidos: en primer lugar, alcanzar mayores niveles de compresión y, en segundo lugar, comprimir a un alto nivel en un amplio ancho de banda en el rango de frecuencias de la luz de entrada”.

Si los físicos pueden superar estos desafíos, la capacidad de transportar haces de luz podría dar lugar a muchas aplicaciones interesantes. Por ejemplo, los investigadores sugieren que se podría utilzar una versión multi-canal —en la cual se teletransportan en paralelo dos o más haces— para teleportar imágenes cuánticas.

“Los sistemas de comunicaciones del tipo de tipo clásico actual envian información en una secuencia de impulsos de luz; una secuencia de patrones en el tiempo, algo así como los dientes de un peine con dientes que faltan en varios lugares”, explicó Carmichael. “Nuestro método de teletransporte es capaz de enviar una secuencia de patrones de pulsos… en principio, aun cuando cada pulso es un exótico estado cuántico o cuando el estado de toda la cadena de pulsos está enlazado (un peine cuántico cuyos dientes toman colores cuánticos interrelacionados)”. Las ideas anteriores sobre cómo hacer esto requerían un modelo de pulsos de luz comprimida y un modelo combinado con éste de medición de pulsos, ambos necesarios para llevar a cabo el protocolo de teletransporte. Por lo tanto, nuestra propuesta encuentra aplicación cuando se necesita la transmisión de estas secuencias de patrones de pulsos como, por ejemplo, en algunos sistemas de computación cuántica en un registro de qubits. ”

Lo que es más importante, es probable que la teleportación de haces de luz ofrezca potenciales sin descubrir. “Es de esperar que la mayor importancia de nuestro estudio, por lo tanto, se haga realidad en la mente de los lectores que entiendan claramente lo que significa teleportar un campo cuántico (haz de luz), y cuáles son los desafíos técnicos si se va a explotar toda el potencial de este modo de teletransporte”, dijo Carmichael.

Para más información: Changsuk Noh, A. Chia, Hyunchul Nha, MJ Collett, y HJ Carmichael. “Quantum Teleportation of the Temporal Fluctuations of Light.” (”Teleportación cuántica de las fluctuaciones temporales de la Luz”). Physical Review Letters 102, 230501 (2009).

Fuente: PhysOrg. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Un equipo de científicos de la Universidad de Copenhague y el Instituto Max Planck de Alemania, utilizando la tecnología innovadora, ha identificado no menos de 3.600 interruptores moleculares en el cuerpo humano

Estos interruptores, proteínas que regulan funciones, puede ser un factor crucial en el envejecimiento humano y la aparición y el tratamiento de enfermedades como el cáncer, la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson.

Nuevas perspectivas en el tratamiento de las enfermedades

El equipo, dirigido por el Profesor Matthias Mann, del Centro Novo Nordisk de Investigación de Proteínas de la Universidad de Copenhague y el Instituto Max Planck de Bioquímica de Alemania, ha detectado 3.600 interruptores de acetilación en 1.750 proteínas diferentes.

“Esto es más que un logro tecnológico, también ha aumentado el número de interruptores de acetilación conocidos en un factor de seis, y nos da por primera vez una amplia visión de este tipo de modificación de proteínas”, dice el profesor Mann.

Una determinada proteína puede realizar más de una tarea, y su comportamiento se regula por la adición de una pequeña molécula que actúa como un “interruptor” que pueden activar las diferentes tareas. La acetilación es esencial para la capacidad de las células de funcionar normalmente. La regulación defectuosa de las proteínas tiene un papel en el envejecimiento y el desarrollo de enfermedades como el cáncer, el Parkinson y el Alzheimer.

“Con el nuevo mapa, podemos empezar a estudiar y describir cómo los interruptores de acetilación responden a los medicamentos que podrían reparar los defectos. Se puede tener un impacto importante en la atención médica”, dice el profesor Mann, añadiendo que los medicamentos para reparar los daños la regulación de proteínas ya se están mostrando prometedores en el tratamiento del cáncer.

Proteínas que cooperan

El equipo también descubrió que se produce una modificación de la acetilación principalmente en las proteínas que trabajan juntas, y que estos interruptores tienen muchas mayores consecuencias para las funciones del organismo que lo que se había pensado antes. Por ejemplo, la función de Cdc28, una importante proteína del crecimiento en la levadura, se puede alterar agregando un botón de acetilación, afectando la capacidad del organismo para sobrevivir.

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Cuenta con un espejo de 10,4 metros de diámetro, el más grande de la Tierra. Los Reyes de España abren oficialmente el viernes sus instalaciones, en La Palma. Con el GTC, operativo desde marzo, se buscarán planetas similares a la Tierra

“El Gran Telescopio de Canarias (GTC) es un milagro, el reto que muchos consideraban imposible”. La euforia del director del Instituto Astrofísico de Canarias, Francisco Sánchez, reina en todo el sector astronómico español.

Aunque los Reyes de España inauguran la que es la mayor instalación científica del país el próximo viernes, día 24, sus lentes vieron la primera luz hace ya dos años, y desde marzo ya se han producido importantes hallazgos gracias a su espejo que, con 10,4 metros de diámetro, es el más grande del mundo.

La ministra de Ciencia e Innovación, Cristina Garmendia, así lo reconoce en unas declaraciones a EL MUNDO en las que destaca que “ya es una herramienta competiviva para los astrónomos españoles, cuya evolución numérica ha sido espectacular, pasando en 30 años, de la veintena a más de 600 investigadores”.

“El GTC sitúan a nuestro país en la vanguardia científica internacional y supone un elemento dinamizador del progreso económico y social de las regiones en las que se ubica”, asegura la ministra.

Una década ha tardado en ser realidad lo que era un sueño de los astrónomos canarios; un artefacto, heredero de aquel que inventó Galileo hace 400 años, que es capaz de ver los orígenes de las primeras galaxias y estrellas. Sánchez lo define como “una máquina que viaja en el espacio y el tiempo y que nos ayudará a buscar planetas similares al nuestro, gracias a una óptica adaptativa [corrige las turbulencias de la atmósfera] que permite ver con un detalle impresionante los objetos estelares”.

Situado en el Roque de los Muchachos, en la isla canaria de La Palma, el GTC comenzó a fraguarse hace más de una década. Desde el principio se pensó en dotarle con el mayor espejo primario del planeta, que se realizó segmentado en 36 piezas perfectamente engranadas, y con los instrumentos más sofisticados. Su coste, 130 millones de euros, se lo han repartido entre el Gobierno central y el autonómico, con una pequeña participación internacional (un 10%), de México y EEUU.

Últimos ajustes

Desde que en 2007 vio su primera luz, en una visita del Príncipe Felipe, los expertos se han dedicado a ajustar las sofisticadas lentes, un arduo trabajo que aún no ha terminado. De hecho, aún hoy, la mitad del tiempo de observación se destina a estos trabajos, entre los que está el problema pendiente de que se abra toda la cúpula. En el resto del tiempo se hace ciencia.

En los tres últimos meses ya se han llevado a cabo siete investigaciones con el único instrumento científico instalado hasta ahora en uno de los focos. Se trata del espectógrafo Osiris, desarrollado en colaboración con la Universidad de México, que capta ondas electromagnéticas. El siguiente será la cámara CanaryCam, que será capaz de medir los objetos más fríos del Universo y ya está a punto de instalarse. Los otros dos espectógrafos, de segunda generación, estarán disponibles a partir de 2012.

Sin esperar al corte regio de la cinta, un acto al que acudirán 500 invitados, los astrónomos se han puesto las pilas. José Miguel Rodríguez, director científico del Gran Telescopio, asegura que han recibido ya unas 80 peticiones en el último semestre, propuestas de observación que son seleccionadas por un comité que evalúa si se trata de proyectos viables.

Una vez aprobados, el personal técnico del GTC realiza las observaciones, tal como les indican los científicos, y les envían los resultados. Adiós a la vieja imagen de Galileo mirando por su primitiva lente. Ahora, los grandes hallazgos se hacen a miles de kilómetros de las instalaciones.

Rodríguez confía en que “esta herramienta, que es de las más avanzadas por el tamaño de su lente y su calidad, nos sitúa como líderes mundiales en Astronomía, donde hoy ocupamos el octavo lugar”.

Los logros del GTC

Las expectativas sobre los hallazgos que puede hacer el Gran Telescopio Canario se están cumpliendo. Sólo se llevan cuatro meses haciendo ciencia y ya ha dado muestras de su capacidad en varias investigaciones, que ya han empezado a publicarse. Este es el caso de la detección de un brote de rayo gamma que se produjo el 4 de abril por una colisión entre dos estrellas de neutrones de una galaxia muy lejana de la nuestra.

Otra de las observaciones que se están ya realizando es el estudio de la atmósfera de planetas que orbitan en otras estrellas. Gracias al GTC no sólo se ven los tránsitos de ese planeta cuando pasa por su sol, sino que se mide la luz que absorbe su atmósfera y, así, se determina su composición química, en esa búsqueda incesante de mundos similares al nuestro que puedan albergar vida. Precisamente la búsqueda de exoplanetas, de los que se han localizado ya 353, es una de las demandas “estelares” del Gran Telescopio de La Palma.

Otro fenómeno que se ha observado es la llamada mancha fría del fondo cósmico de microondas. Este fondo es el equivalente a un fósil de la creación del Universo, es decir, la radiación remanente de la gran explosión del Big Bang. Y la mancha fría es una perqueñísima fluctuación de temperatura cuya explicación aún es un misterio.

Entre estas primeras investigaciones también está la búsqueda de enanas marrones y pistas sobre la formación de las estrellas.

Fuente: El Mundo. Aportado por Eduardo J. Carletti

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La ESA tiene ya dos antenas de seguimiento de 35 metros, situadas en España y Australia. Esta es la primera infraestructura de la ESA construida en Argentina

El pasado 22 de junio la ESA informó a las autoridades Argentinas que en una zona unos 30 kilómetros al sur de la ciudad de Malargüe, en la provincia de Mendoza y unos 1.000 kilómetros al oeste de Buenos Aires, había sido elegida como la mejor opción para construir una nueva antena de 35 metros para apoyar sus programas.

“El sitio ofrece todas las características que son requeridas para una inversión en un segmento de tierra a largo plazo. Estamos encantados de que podamos abrir nuevos caminos para futuras y prometedoras misiones con el apoyo de las autoridades de Argentina”, dice Gaele Winters, Director de Operaciones e Infraestructura de la ESA.

La decisión, que es resultado de la finalización con éxito de las negociaciones, es el resultado de muchos meses de evaluación en 35 sitios entre Chile y Argentina, para establecer la tercera antena de espacio profundo de la ESA que formará para de la red ESTRACK.

Malargüe está situada en una zona desértica, libre de las interferencias de radio y con el uso de frecuencias garantizado a largo plazo por la Comisión Nacional de Comunicaciones de Argentina.

La Red de Espacio Profundo de la ESA tiene actualmente dos antenas de seguimiento de 35 metros, situadas en Cebreros (España) y New Norcia (Australia). La tercera estación en Argentina se unirá a éstas y a las siete antenas de 15 metros que forman la red ESTRACK.

La antena de 600 toneladas completará la cobertura de 360 grados que será necesaria para asegurar comunicaciones continuas durante los eventos críticos de las misiones y para aumentar el retorno de datos científicos.

La antena será operacional para el año 2.012 y apoyará las misiones científicas y de exploración. La finalización del marco legal con Argentina se espera para finales de agosto de 2.009 y será aprobado por el Consejo de la ESA en octubre de este mismo año.

Fuente: Sondas Espaciales. Aportado por Eduardo J. Carletti

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