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Los 10 proyectos mas importantes del mundo cientifico


El post es largo, tomense su tiempo xDD




Algunos proyectos científicos aprovechan inmensas obras ya planeadas como túneles que atraviesan enormes cordilleras de montañas o minas abandonadas y otros suponen un gasto de miles de millones de euros para construir, desde cero, experimentos cada vez mayores.

Por ahora, el título del experimento más grande del mundo se la lleva el Gran Colisionador de Hadrones, o LHC, en Ginebra. Sin embargo, hay muchos otros experimentos que destacan por sus enormes dimensiones, sus espectaculares vistas y, sobre todo, por buscar descubrimientos que harán cambiar la historia.



E-ELT
El mayor Ojo del Mundo para observar el Cielo




Una de las prioridades fundamentales de la comunidad astronómica mundial, es la construcción de telescopios extremadamente grandes en Tierra. Estos ampliarán enormemente los conocimientos en Astrofísica, abriendo paso a estudios detallados sobre temas como planetas alrededor de otras estrellas, los primeros objetos nacidos en el Universo, agujeros negros súper masivos y la naturaleza y distribución de la materia oscura y la energía oscura que dominan el Universo.

Desde finales del año 2005, ESO ha estado trabajando, junto con su comunidad usuaria de astrónomos y astrofísicos europeos, con el fin de definir el nuevo telescopio gigante necesario para mediados de la próxima década. Más de 100 astrónomos de todos los países europeos se han involucrado durante el año 2006, ayudando a las Oficinas de Proyectos de ESO, a producir un concepto novedoso en que el se evaluaron cuidadosamente rendimiento, costes, programa y riesgo.



Llamado E-ELT por su nombre en inglés, European Extremely Large Telescope o Telescopio Europeo Extremadamente Grande, este revolucionario y nuevo concepto de telescopio basado en tierra tendrá un espejo primario de 39 metros y será el telescopio óptico e infrarrojo cercano más grande del mundo: "el mayor ojo hacia el cielo".




Ciencia con el E-ELT

Con el inicio de las operaciones planificadas para inicios de la próxima década, el E-ELT abordará los mayores desafíos científicos de nuestro tiempo y se espera que consiga notables primicias, incluyendo el seguimiento de planetas similares a la Tierra que están alrededor de otras estrellas en las "zonas habitables" donde podría existir vida: una de las metas de la astronomía observacional moderna.




También realizará "arqueología estelar" en galaxias cercanas, así como contribuciones fundamentales a la cosmología a través de la medición de las propiedades de las primeras estrellas y galaxias, investigando la naturaleza de la materia y energía oscuras. Más aún, los astrónomos están preparándose para lo inesperado: preguntas nuevas e imprevisibles que seguramente surgirán a partir de los descubrimientos que se harán con el E-ELT.

Trailer oficial:





IceCube: detector de neutrinos



IceCube es un detector de partículas en el Polo Sur que registra las interacciones de una partícula subatómica casi sin masa llamada neutrino. IceCube busca neutrinos de las fuentes astrofísicas más violentos: eventos como explosiones de estrellas, explosiones de rayos gamma, y ​​los fenómenos catastróficos que involucran los agujeros negros y estrellas de neutrones.




El telescopio IceCube es una poderosa herramienta para la búsqueda de materia oscura, y podría revelar los nuevos procesos físicos asociados con el origen enigmático de las partículas de más alta energía en la naturaleza. Además, explorando el fondo de neutrinos producidos en la atmósfera, IceCube estudia los propios neutrinos; sus energías son muy superiores a los producidos por las vigas del acelerador. IceCube es detector de neutrinos más grande del mundo, que abarca un kilómetro cúbico de hielo.

¿Que son los neutrinos?


Los neutrinos son partículas subatómicas producidas por la desintegración de elementos radiactivos y son partículas elementales que no tienen una carga eléctrica, o, como F. ​​Reines diría: "... la más pequeña cantidad de la realidad jamás imaginado por un ser humano".



¿De donde vienen?


Por lo que sabemos hoy en día, la mayoría de los neutrinos que flotan alrededor nacieron hace unos 15 mil millones de años, poco después del nacimiento del universo. Desde este momento, el universo se ha expandido de forma continua y se enfría, y los neutrinos han mantenido sólo en ir. En teoría, en la actualidad hay tantos neutrinos que constituyen una radiación de fondo cósmica cuya temperatura es de 1,9 grados Kelvin (-271,2 grados Celsius). Otros neutrinos constantemente se están produciendo desde las estaciones de energía nuclear, aceleradores de partículas, bombas nucleares, phenomenae atmosférica en general, y durante los nacimientos, las colisiones y muertes de estrellas, en particular las explosiones de supernovas.

Si quieres saber un poco mas: http://icecube.wisc.edu/info/neutrinos




JET: reactor de fusión




JET, sigla en inglés de Joint European Torus (Literalmente: Toro Común Europeo) , es un reactor de fusión del tipo tokamak. Se trata del más grande del mundo en la actualidad.

Se encuentra situado en una vieja base de la RAF cerca de Culham, en las afueras de Oxford, en el Reino Unido. Su construcción fue iniciada en 1978, aunque los primeros experimentos no comenzaron hasta 1983.

El JET está equipado con sistemas de manejo a distancia para hacer frente a la radioactividad producida por el combustible de Deuterio-Tritio, que fue el primer combustible propuesto para la fusión. A la espera de la construcción del ITER, el JET es el único gran reactor de fusión con capacidad de usar este combustible.



Desde que comenzó a operar en 1983, el JET ha hecho grandes avances en la ciencia y la ingeniería de la fusión, el aumento de la confianza en la idoneidad del tokamak para la futura producción de energía.

Hitos en el JET han incluido la liberación del mundo primer controlada de energía de fusión de deuterio-tritio (1991) y el récord mundial de la energía de fusión (16 megavatios en 1997). En los últimos años, el JET ha llevado a cabo mucho trabajo importante para ayudar al diseño y la construcción del ITER. Después de más de 25 años de exitosa operación, el JET se encuentra todavía en la vanguardia de la investigación sobre la fusión y participa estrechamente en plasma de prueba física, sistemas y materiales para el ITER.

Dentro de JET:

link: http://www.youtube.com/watch?v=pBH933CyT5o



Radiotelescopio Arecibo


El radiotelescopio de Arecibo está situado en Arecibo, Puerto Rico, al norte de la isla. El telescopio resalta por su gran tamaño:el diámetro de la antena principal es de 305 metros, construida dentro de una depresión. La antena convergente es la más grande y curvada del mundo, lo que le aporta una gran capacidad de recepción de ondas electromagnéticas. La superficie de la antena está formada por 38.778 láminas perforadas de aluminio; cada una mide aproximadamente 1 x 2 m, soportadas por un entramado de cables de acero.





Descubrimientos:

El telescopio de Arecibo ha hecho varios descubrimientos científicos significativos. El 7 de abril de 1964, poco después de su inauguración, Gordon H. Pettengill y su equipo lo usaron para determinar que el período de rotación de Mercurio no era de 88 días, como se creía, sino de sólo 59 días. En agosto de 1989, el observatorio tomó una foto de un asteroide por primera vez en la historia: el asteroide (4769) Castalia. El año siguiente, el astrónomo polaco Aleksander Wolszczan descubrió el púlsar PSR B1257+12, que más tarde le condujo a descubrir sus dos planetas orbitales; estos fueron los primeros planetas extrasolares descubiertos.








NIF: el laboratorio de fusión mas grande de EEUU

Instalación Nacional de Ignición (NIF, según sus siglas en inglés), es el laboratorio de fusión mas grande en Estados Unidso, ubicado en Livermore, California.





En física nuclear, fusión nuclear es el proceso por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen y forman un núcleo más pesado. Simultáneamente se libera o absorbe una cantidad enorme de energía, que permite a la materia entrar en un estado plasmático.

Este es el mismo proceso de liberación de energía que mantiene vivo al sol y a otras estrellas y los científicos creen que es la energía del futuro, ya que puede alimentar la demanda energética sin la amenaza de proliferación nuclear o daños al medio ambiente.

Sin embargo, uno de los mayores desafíos en la producción de este tipo de energía ha sido la de pasar el denominado punto de equilibrio.

Para ser viable, las plantas de energía de fusión tendrían que producir más energía de la que consumen, un objetivo que ha tenido en vilo a los científicos por casi 50 años.



Hito en el desarrollo de Fusión nuclear:

Pero en el año 2013 los investigadores del proyecto estadounidense han logrado un hito fundamental en el camino hacia la fusión nuclear autosostenida.

El NIF utiliza el láser más potente del mundo para calentar y comprimir una pequeña bola de combustible de hidrógeno hasta el punto en el que las reacciones de fusión nuclear se llevan a cabo.

Durante un experimento realizado a finales de septiembre, la cantidad de energía liberada por la reacción de fusión superó por primera vez la cantidad de energía absorbida, en un hecho sin precedentes para cualquier tipo de fusión nuclear a nivel mundial.

"El logro ha sido descrito como el paso más significativo para el desarrollo de la fusión en los últimos años", asegura Paul Rincon, editor de Ciencia de la BBC.



El objetivo oficial del NIF es la "ignición", un paso más allá de lo conseguido ahora, y que se lograría en el el momento en que la fusión nuclear genere tanta energía como la que suministran los láseres.

La diferencia entre la "ignición" y lo conseguido en la actualidad, ocurre por ineficiencias en distintas partes del sistema que hacen que no toda la energía enviada por el láser llegue hasta el combustible.



El NIF y la fusión nuclear:

- 92 rayos láser se enfocan a través de los agujeros de un contenedor de destino llamado hohlraum.
- Dentro del hohlraum hay una pequeña pastilla que contiene una sólida mezcla, extremadamente fría, de isótopos de hidrógeno.
- Los láseres golpean las paredes del hohlraum, el cual irradia rayos X
- Los rayos X descortezan la capa exterior de la pastilla de combustible, calentándola a millones de grados.
- Si la compresión del combustible es suficientemente alta y lo suficientemente uniforme, puede resultar la fusión nuclear.



Durante medio siglo los investigadores habían luchado por lograr la fusión nuclear controlada, logrando sólo decepciones.

Y el NIF se convirtió en la esperanza que proporcionaría a la investigación de la fusión el avance necesario para lograr el objetivo propuesto en septiembre de 2009 de demostrar que la fusión nuclear produciría energía neta antes del 30 de septiembre de 2012.

Sin embargo, problemas técnicos inesperados hicieron que la fecha límite no se cumpliera. La potencia de salida de la fusión fue menor a las predicciones originales de los modelos matemáticos.



Poco después, la instalación de US$ 3.500 millones cambió su enfoque, reduciendo la cantidad de tiempo dedicado a la fusión, versus la investigación para armas nucleares, parte de la misión original del laboratorio.

Sin embargo, los últimos experimentos concuerdan con las predicciones de la producción de energía, lo que proporcionará un impulso positivo a la investigación de ignición del NIF, así como un estímulo a los defensores de la energía de fusión en general.




Maquina Z





La Máquina Z es el generador de rayos-X más grande del planeta y podría ser la solución para la escasez energética del mundo.

La compañía Sandia National Laboratories de Nuevo México, Estados Unidos, cuenta con este dispositivo que, una vez encendido y con poca cantidad de electricidad, puede generar 290 TW de electricidad... 80 veces la generada en todo el mundo.



Esta máquina se utiliza principalmente para estudiar las reacciones termonucleares, tales como el núcleo de explosión de la bomba de hidrógeno, y ahora tiene aplicaciones con mejores perspectivas: buscar vías para fusionar átomos de agua pesada y generar energía de fusión.
La fusión nuclear, limpia, de bajo costo, segura e ilimitada, se considera el ‘santo grial’ de la industria energética.

Este dispositivo, puede generar 290 TW de electricidad, todo ello utilizando sólo una pequeña cantidad de electricidad. Aunque esta máquina es capaz de producir extraordinarios impulsos, el resultado y la energía que consume es poca, pues es sólo suficiente para la iluminación en dos minutos de 100 casas y puede ser suministrada mediante las tomas de corriente murales por las compañías eléctricas locales.
Por el momento, esta electricidad sólo se puede liberar en impulsos que duran una setentamilmillonésima parte de segundo.



La máquina Z de Sandia funciona así:

20 millones de amperios de electricidad pasan en un núcleo vertical de tungsteno de un grosor menor al de un cabello. El núcleo es de un tamaño similar al de un carrete de coser. Los alambres se disuelven instantáneamente en una nube de las partículas cargadas llamadas plasma. El plasma, atrapado en el apretón de un campo magnético muy fuerte que acompaña a la corriente eléctrica, se comprime hasta el grosor de un lápiz. En este punto, los iones y los electrones no tienen a donde ir. Se paran repentinamente, emitiendo energía en la forma de rayos x que alcanzan temperaturas de varios millones de grados centígrados, la temperatura de las llamaradas solares. Los hilos metálicos, al evaporarse, producirán una temperatura de 3.500 millones de grados centígrados, la más alta jamás creada por el ser humano.



La Máquina Z podría muy bien ser la máquina de fusión que podría servir de base para una planta de energía en sólo dos décadas.

La financiación histórica de Z ha sido para -como no- propósitos de defensa: Sus experimentos eran usados para generar datos para las simulaciones en supercomputadoras que ayudan a mantener la fuerza, efectividad y seguridad de la fuerza nuclear de Estados Unidos. Los Estados Unidos se han abstenido de realizar pruebas reales de armas nucleares durante los últimos 15 años.





Super-Kamionkande





Este observatorio está situado a un kilómetro de profundidad, en una mina abandonada (la de Mozumi) cerca de la ciudad de Hida, en Gizu, Japón. Los detectores de neutrinos se suelen situar a gran profundidad para evitar detectar otras partículas. Pero claro, no es posible detectar los neutrinos directamente, de ahí la construcción de sistemas tan sofisticados como éste para descubrir trazas de su paso.



El Super-Kamiokande es absolutamente impresionante: es un depósito de agua que contiene 50.000 toneladas de agua. Los neutrinos que provienen del Sol (y, si has leído el artículo de estas partículas, sabes que nos atraviesa una cantidad ingente cada segundo) penetran en la Tierra y llegan al depósito. Casi todos ellos lo atraviesan sin siquiera notar que está ahí pero, de vez en cuando, alguno (por pura suerte) choca con un electrón del agua o con un núcleo atómico, y lo lanza despedido.

Los electrones que salen disparados por estos choques se mueven muy rápido. Pero muy, muy rápido: más rápido que la luz en el agua. Naturalmente, esto sigue siendo más lento que la luz en el vacío (nada puede moverse más rápido), pero cuando un objeto se mueve más rápido que la luz en un medio pasa algo parecido a lo que ocurre cuando un objeto se mueve más rápido que el sonido en un medio, es decir, cuando se rompe la barrera del sonido…sólo que, en vez de un estampido sonoro, se produce radiación luminosa, que se denomina radiación de Cherenkov.

Ahí está la segunda parte del observatorio: como verás en las fotos, las paredes del Super-Kamiokande están cubiertas de 11.200 tubos fotomultiplicadores, que son tan extraordinariamente sensibles que pueden detectar fotones individuales. Claro, aunque hay muchísimos neutrinos atravesando la piscina, sólo unos pocos chocan con algo, y sólo hay unos pocos fotones emitidos en forma de radiación de Cherenkov, de modo que hace falta una gran precisión para poder detectarlos.

En 2001, un accidente hizo que varios miles de tubos multiplicadores se rompieran: por alguna razón, unos pocos estallaron, y la onda de choque que generaron fue rompiendo los de alrededor. Durante 2005 y 2006 se han instalado casi 6.000 tubos nuevos, y el resultado es el que vas a ver ahora…Tenemos la suerte de que se han sacado fotos en la reconstrucción antes de llenarlo de agua, de modo que vemos cosas que normalmente no veríamos.


El Super-Kamionkande vacío, es una piscina es cilíndrica y tiene unos 39 metros de diámetro




Otra foto del depósito vacío, pero esta vez mirando hacia arriba…tiene 41 metros de profundidad, lo mismo que 23 piscinas olímpicas una en el fondo de la otra:



En esta imagen puedes hacerte una idea del tamaño mirando el bote de los científicos que están examinando el detector de neutrinos, cuando lo han empezado a llenar de agua (aún tiene muy poca):



Y, finalmente, una imagen tomada desde la trampilla superior cuando el depósito está ya casi lleno de agua:






El barco Chikyū



Chikyu significa “Planeta Tierra” en japonés y es el nombre de un navío de la Agencia Japonesa de Ciencias Marinas y Tecnología ( JAMSTEC. Dentro de un proyecto de su Centro de Exploración en las Profundidades de la Tierra o CDEX, JAMSTEC ha gestionado esta embarcación que explorará las profundidades terrestres del lecho marino, a más metros que ningún otro artefacto hasta la fecha, lo que supone una proeza tecnológica sin precedentes.



El Chikyu pesa 57.000 toneladas y penetrará nada menos que cuatro kilómetros en el agua y excavará 7.000 metros más en el fondo marino, hasta llegar al manto terrestre, situado debajo de la corteza terrestre. El manto terrestre representa el 80% del total de la masa de nuestro planeta.





Esto significa que Chikyu triplicará la profundidad explorada hasta ahora por el hombre, puesto que, hasta la fecha, sólo habíamos alcanzado los dos kilómetros por debajo del fondo oceánico.

La distancia desde la superficie al centro de la Tierra es de 6.400 kilómetros, así que todavía queda mucho para que podamos llegar a él. Sin embargo, el Chikyu, de 210 metros de longitud, está más preparado que cualquiera de sus predecesores para adentrarse en los secretos que oculta nuestro planeta bajo su superficie.

Caracterisiticas:


Según informó recientemente, Chikyu cuenta con tuberías de extracción de gran diámetro que lo conectarán con el pozo que se abra en el lecho oceánico. Las tuberías de extracción son similares a las utilizadas por la industria petrolera en yacimientos marinos.



La embarcación va protegida por un escudo de 380 toneladas métricas que servirá para evitar que erupciones inesperadas de gas, petróleo u otros fluidos puedan dañarla. En Chikyu caben 150 personas, que pueden entrar y salir del barco por vía aérea gracias a un helipuerto instalado en la nave. Además, Chikyu cuenta con un laboratorio entre sus instalaciones, en el que se estudiarán los sedimentos que se extraigan de las excavaciones.



La finalidad de esta embarcación es no sólo conocer el interior de la Tierra, de la que aún tenemos muy poca información, sino también mejorar la capacidad de predicción de seísmos. Japón se encuentra en medio de la conjunción de cuatro placas tectónicas: se llegará hasta ellas y allí podrán instalarse aparatos de monitorización de la actividad sísmica, con el fin de al menos anticipar la ocurrencia de los terremotos que afectan al país (Japón sufre el 20% de los seísmos más violentos del mundo). El Chikyu también puede obtener más información sobre hechos ya pasados, como el devastador maremoto que golpeó las costas de Sumatra en diciembre de 2004.

Rompe record:

El barco taladrador japonés impuso una nueva marca mundial de perforación profunda, alcanzó los 7mil 740 metros (25.400 pies) abajo de la superficie del mar.

El barco Chikyu, efectuaba perforaciones en el lecho marino, frente a la costa del norte de Japón, para tomar muestras de una falla geológica y estudiar los devastadores sismo y tsunami de 2011.



La barrena de la sonda penetró hasta la zona de la falla geológica a una profundidad marina de 6 mil 883.5 metros (22 mil 600 pies) antes de alcanzar el miércoles el objetivo de 7 mil 740 metros. La profundidad es de casi ocho kilómetros (cinco millas).

Según organizaciones marítimas, el barco estadounidense Glomar Challenger era poseedor de la anterior marca de 7 mil 049.5 metros (23 mil 130 pies) abajo de la superficie del mar y la logró en 1978 en la Fosa de las Marianas.



Telescopio espacial James Webb





El Telescopio Espacial James Webb (en inglés James Webb Space Telescope o JWST), es un observatorio espacial en fase de desarrollo que estudiará el cielo en frecuencia infrarroja, sucesor científico del telescopio espacial Hubble y del Spitzer.

Las principales características técnicas son un gran espejo de 6,5 metros de diámetro, una posición de observación lejos de la Tierra, en órbita alrededor del punto L2 del sistema Sol- Tierra, y cuatro instrumentos especializados. La combinación de estas características le dará una resolución sin precedentes y sensibilidad de larga longitud de onda visible al infrarrojo medio, permitiendo sus dos principales objetivos científicos –estudiar el nacimiento y evolución de las galaxias y la formación de estrellas y planetas.





En planificación desde 1996, el proyecto representa una colaboración internacional de cerca de 17 países, será construido y operado de manera conjunta por la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense. Anteriormente conocido como Next Generation Space Telescope o NGST, fue renombrado en 2002 en honor de James E. Webb, el segundo administrador de la NASA, que jugó un papel integral en el programa Apolo.



La misión primaria del JWST tiene cuatro objetivos principales:
  • Buscar la luz de las primeras estrellas y galaxias formadas tras el Big Bang
  • Estudiar la formación y evolución de las galaxias
  • Comprender mejor la formación de estrellas y planetas
  • Estudiar los sistemas planetarios y los orígenes de la vida










LHC: el mayor experimento de la historia



El Gran Colisionador de Hadrones es un acelerador y colisionador de partículas ubicado en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) el LHC se encuentra cerca de Ginebra, en la frontera franco-suiza. Fue diseñado para colisionar haces de hadrones, más exactamente de protones, de hasta 7 TeV de energía, siendo su propósito principal examinar la validez y límites del Modelo Estándar( http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_est%C3%A1ndar_de_f%C3%ADsica_de_part%C3%ADculas), el cual es actualmente el marco teórico de la física de partículas, del que se conoce su ruptura a niveles de energía altos.





Dentro del colisionador dos haces de protones son acelerados en sentidos opuestos hasta alcanzar el 99,99% de la velocidad de la luz, y se los hace chocar entre sí produciendo altísimas energías (aunque a escalas subatómicas) que permitirían simular algunos eventos ocurridos inmediatamente después del big bang.



El LHC es el acelerador de partículas más grande y energético del mundo. Usa el túnel de 27 km de circunferencia creado para el Gran Colisionador de Electrones y Positrones (LEP en inglés) y más de 2000 físicos de 34 países y cientos de universidades y laboratorios han participado en su construcción.



Este instrumento permitió confirmar la existencia de la partícula conocida como bosón de Higgs el 4 de julio del 2012, a veces llamada “partícula de la masa”. La observación de esta partícula es importante para explicar cómo las otras partículas elementales adquieren propiedades como la masa y es un paso significativo en la búsqueda de una teoría de la gran unificación, que pretende relacionar tres de las cuatro fuerzas fundamentales conocidas, quedando fuera de ella únicamente la gravedad y para determinar por qué la gravedad es tan débil comparada con las otras tres fuerzas.





Propósito del LHC:

Los físicos confían en que el LHC proporcione respuestas a las siguientes cuestiones:

-El significado de la masa (se sabe cómo medirla pero no se sabe qué es realmente).
-La masa de las partículas y su origen.
-El origen de la masa de los bariones.
-Número de partículas totales del átomo.
-A saber el por qué tienen las partículas elementales diferentes masas (es decir, si interactúan las partículas con un campo de Higgs).
-El 95 % de la masa del universo no está hecha de la materia que se conoce y se espera saber qué es la materia oscura.
-La existencia o no de las partículas supersimétricas.
-Si hay dimensiones extras, tal como predicen varios modelos inspirados por la Teoría de cuerdas, y, en caso afirmativo, por qué no se han podido percibir.
-Si hay más violaciones de simetría entre la materia y la antimateria.
-Recrear las condiciones que provocaron el Big Bang.

El LHC es un proyecto de tamaño inmenso y una enorme tarea de ingeniería. Mientras esté encendido, la energía total almacenada en los imanes es 10 gigajulios y en el haz 725 megajulios.








link: http://www.youtube.com/watch?v=Tx_hXrC8OIc



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