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miércoles, 16 de noviembre de 2011

El futuro del láser

 

En 2010 se cumplió el 50 aniversario de la construcción del primer láser por Theodore Maiman y aquel instrumento que se denominó como "solución en busca de problemas" por aquel entonces se ha convertido en una herramienta imprescindible a día de hoy. El láser se ha hecho un lugar en nuestras vidas y está presente en cientos de aparatos, desde los cotidianos reproductores de CD, impresoras y lectores de código de barras hasta los más sofisticados equipos en medicina, comunicaciones, industria metalúrgica o investigación. Y aunque parezca imposible, en los siguientes párrafos me dispongo a mostrarles que su impacto en nuestra sociedad no ha hecho nada más que comenzar. La investigación y fabricación de láseres cada vez más intensos en los últimos años está destinada a convertirse en la revolución científica y tecnológica posiblemente más importante del siglo XXI, que ya muchos denominan como el siglo del fotón. Sigan leyendo que prometo sorprenderles.

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La llave a las altas intensidades: Chirped Pulsed Amplification

La clave para el desarrollo de láseres ultraintensos tiene su origen a mediados de los 80 en la invención de la técnica denominada Chirped Pulse Amplification, CPA, por los científicos Gerard Mourou y Donna Strickland. Por aquel entonces la intensidad de los pulsos láseres había llegado a unos valores (unos 10^15 W/cm2) que dañaban a los propios sistemas ópticos que se utilizaban en la amplificación.

La técnica CPA resolvió esa limitación implementando el ingenioso truco de estirar el pulso en el tiempo, esto es, hacer la duración del pulso más larga, (efecto que se consigue con redes de difracción) antes de someterlo a una amplificación en energía, de modo que en ningún momento el pulso rebasaba el valor de intensidad umbral de daño de los componentes ópticos. Una vez amplificado, y de nuevo mediante una red de difracción, se volvía a comprimir el pulso temporalmente consiguiéndose haces muy cortos y energéticos. Gracias a esto, la intensidad de los láseres siguió creciendo hasta alcanzar en la actualidad unos valores capaces de acelerar electrones hasta velocidades cercanas a las de la luz.


Números para quedarse boquiabierto

Cuando hablamos de pulsos ultra intensos, en particular, aquellos que se pueden conseguir con "láseres de sobremesa" nos referimos a pulsos:

de cortísima duración, por lo general en el orden de decenas de femtosegundos, fs (1 fs = 10^-15 segundos). Para que nos hagamos una idea , en 1 fs la luz sólo recorre unas décimas de micra y es el rango de tiempos en que las moléculas realizan sus vibraciones (decenas de fs).

de altísimas potencias, del orden de terawatios ( 1 TW=10^12 W) y hasta pettawatios (10^15). Así, un pulso láser ultraintenso representa, durante unos instantes de tiempo, una potencia superior a la potencia eléctrica que se consume mundialmente (15TW).

Convenientemente focalizados (algunas micras cuadradas) esos pulsos pueden alcanzar enormes intensidades de hasta 10^22W/cm2 (la intensidad luminosa del Sol en su superficie es de tan solo 6300W/cm2). Esas intensidades llevan asociados campos eléctricos del orden de10^14 V cm−1, unas 10000 veces superior al que se encuentra en el interior de los átomos entre los electrones y el núcleo.

Yo quiero uno para desintegrar a mi vecino

A las intensidades mencionadas, cuando un pulso interactúa con la materia arranca electrones de sus átomos de cuajo y los acelera a velocidades relativistas. Esa interacción pulso - materia puede generar corrientes de electrones de Mega amperios, que a día de hoy sólo se consiguen en instalaciones monstruosas como Z-machine. Esas corrientes a su vez generan campos magnéticos de 10^5 Teslas, cientos de veces superiores a los obtenidos en grandes laboratorios como el National High Magnetic Field Facility o el Dresden High Magnetic Field Laboratory (pero pequeños en comparación con los campos más intensos que se conocen, los generados en la superficie de los púlsares que alcanzan los 10^10T).


Los investigadores del campo están utilizando esos electrones relativistas como fuente de otras partículas y de radiación con propiedades únicas. Así, los electrones se pueden emplear para generar rayos Gamma y rayos X intensos con duraciones inferiores a los femtosegundos. Esta radiación de centenas de attosegundos (10^-18 s), la más corta que sabemos generar, nos permitirá estudiar y controlar uno de los procesos más rápidos que ocurren en la naturaleza, el movimiento de los electrones alrededor de sus núcleos. Además, los rayos Gamma a su vez se pueden utilizar para producir positrones o inducir reacciones nucleares con diverso interés.

Con los pulsos de electrones generados por láser, también se pueden crear haces energéticos de iones con unos flujos altísimos (>10^24particulas/cm2/s) que se pueden utilizar para calentar la materia y llevarla unos estados de temperatura y densidades (Warm Dense Matter,WDM, estados entre sólido y plasma) similares a los que se encuentran en el interior de planetas y enanas marrones.

Aplicaciones

Debido a su corta duración y su alta intensidad, los pulsos láser ultraintensos y las partículas/radiación que puedes generar con ellos están encontrando aplicación en multitud de campos:

1. Los pulsos de rayos X se están empleando para el estudio de la evolución estructural de materiales y sistemas biológicos con una resolución temporal y espacial nunca antes lograda.

2. En astrofísica se utilizan como herramientas que reproduzcan condiciones interiores de planetas y estrellas, además que ayudar a entender fenómenos como las explosiones de supernovas, la formación de estrellas y los desconcertantes brotes de rayos Gamma.

3. En el campo de la física nuclear se emplean para inducir reacciones de fisión y transmutación, pudiendo ser una solución para el tratamiento de residuos radioactivos o mejorar el proceso de enriquecimiento de uranio para las centrales nucleares.

4. En el campo de la física de altas energías se está considerando muy seriamente como una vía para generar y acelerar electrones o iones que complementen o sustituyan a los aceleradores lineales actuales. Los pulsos de láser ultraintenso son capaces de acelerar electrones a velocidades de Gigaelectronvoltios en cuestión de centímetros, en comparación con los metros que se necesitan en los sistemas tradiciones basados en radio frecuencia.

5. En el ámbito de la producción de Energía son pieza clave de la fusión por confinamiento inercial.

6. En particular, el campo de la medicina se está realizando un importante esfuerzo para utilizar los lásers ultraintensos como instrumento para el tratamiento de cáncer por hadroterapia (irradición de tumores con iones). También se está experimentando para emplearlo en imagen médica o para la producción de radio-isótopos utilizados en tomografía por emisión de positrones, PET.

7. Incluso en el área de ciencias de la atmósfera tiene su aplicación. El proyecto Teramobile dispone de un láser intenso para distintos estudios atmosféricos, y entre otros está el control de rayos y el efecto de pulsos láser como precursores de lluvia.

Ciencia Ficción - Interactuando con el vacío

Y esto es sólo el comienzo pues, tan pronto como la intesidad de los láseres se vaya acercando al límite de Schwinger (intensidades de 10^29Wcm-2) en el cual el campo eléctrico interactúa con el vacío (E=10^16Vcm-1) se podrán realizar experimentos directos que permitirán validar diversas predicciones de la Electrodinámica cuántica. Así se podrán observar fenómenos exóticos como la producción de pares e+ e- del vacío, la dispersión de luz por luz, la autofocalización de la luz, la división de fotones o la muy discutida radiación Unruh que servirá entre otras cosas para conocer con más detalle la radiación Hawkings y poner a prueba algunos de los aspectos de la teoría general de la relatividad.

Situación actual y futuro

Actualmente ya hay varias instalaciones en el mundo con láseres por encima de 1PW de potencia y se están diseñando varias de 10PW con las que se alcanzarán intensidades de 10^23W/cm2. El mayor esfuerzo en el desarrollo e investigación de láseres ultraintensos se encuentra en el proyecto Europeo ELI, Extreme Light Infrastructure, que tiene previsto construir 3 laboratorios de 10PW en torno a la ciencia de pulsos ultraintensos, pulsos ultracortos y aplicaciones en física nuclear. A día de hoy cabe la posibilidad de un cuarto laboratorio que busque superar los 10^24W/cm2 y sobre el que científicos españoles están trabajando para que se construya en España (ELI4Spain).

Sin ninguna duda, al láser le espera un futuro brillante y como decía al principio, muy probablemente sea la llave de los descubrimientos en física y avances tecnológicos más espectaculares de los próximas décadas. ¡Estén al tanto del fotón!

Las cosas que valoran los viajeros

Los hoteles en Colombia se rebozan de viajeros no solo de trabajo sino de turismo. Este boom hotelero viene creciendo desde principios de la década. En la primera mitad del año en curso el aumento de viajeros entrando a Colombia fue del 14,3% frente alaño anterior y el sector hotelero conforma el 12.1 del PIB. Estas son razones de peso para empezar a escuchar y entender a los viajeros. Hoteles.com con las opiniones de sus 2.5 millones de clientes a nivel mundial resalta, que los viajeros valoran y esperan de un hotel, en resumidas cuentas, que quieren.

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principalmente los viajeros esperan Atención al cliente.

Se debe entender que el sector hotelero se enfoca en prestar servicios y el mas importante es: el servicio al cliente.Esto incluye desde el momento que se hace la reserva hasta que el viajero este devuelta en su casa feliz y satisfecho de su estadía. por ejemplo un coctel de bienvenida, otro gran detalle es un delicioso chocolate encima de la cama, algunos hoteles pueden llegar a ofrecer cambios a una habitación más grande y para aquellos que lo quieren, el hacerlo sentir como si estuviese en su propia casa. Para esto los viajeros deberían hacer uso de la herramienta mas simple, que dicen los demás, en Hoteles.com encuentras los comentarios de clientes que se han alojado en ese hotel y han clasificado el servicio prestado. Otra forma de saber cual es el mejor servicio es preguntarle a alguien que tiene información de todos los hoteles por ejemplo Hoteles.com tiene operadoras las 24 horas para hacerles cualquier pregunta.

Ubicación, Ubicación y Ubicación

Un hotel bien ubicado es clave. Al decir bien ubicado no quiere decir en la mitad de la ciudad, quiere decir que esta cerca de lo que necesita el viajero. Ya sea estar en "The PlazaNueva York" cazando taxis, descuentos y viendo obras de teatro, o en la mitad de África en el "Thanda Private Game Reserve" cazando; recuerdos e imagines que nunca partirán de su lado. También puede estar buscando ser transportado a una época distinta pero con todas las comodidades del siglo XXI en el "Sofitel Santa Clara Cartagena" No importa el lugar del mundo lo importante es darle la experiencia que el viajero espera. Debido a que Hoteles.com ofrece Google Maps, se puede tener una idea adonde se encuentran estos hoteles, es mas se puede buscar por barrios y conocer el entorno y los lugares de interés, desde el momento de la reserva.

La habitación e Instalaciones

Las instalaciones del hotel en especial la fachada son lo primero que el viajero nota, pueden ser la razón para que diga, que gran hotel, no quiero ni entrar o es otro hotel. La recepción y los pasillos son la segunda etapa, el diseño, iluminación, limpieza y amplitud de ellos pueden atraer o asustarviajeros. Por eso Hoteles.com ofrece descripciones detalladas de habitaciones y hasta 50 fotografías de los hoteles, esta es una gran manera de asegurar que el hotel y la habitación elegida cumple todas las expectativas.

La habitación es el aspecto primordial que todos pensamos cuando nos dicen hotel. Dos de los más importantes factores son, la limpieza y la cama. Una habitación limpia es primordial ya que es donde se dormirá y a nadie le gusta dormir en un cuarto sucio, o peor aun un baño sin asear. Lo mejor de un hotel es que una vez sales, esperas encontrarlo reluciente una vez vuelvas a entrar en el. La importancia en la comodidad de la cama debe primar, que peor sensación que levantarse después de una mala noche, y salir a tratar trabajar o de disfrutar de un día entero de turismo.

La Seguridad

Un hotel lo podríamos ver como una extensión de la casa, es donde uno se queda mas específicamente donde uno vive así sea por una noche. La seguridad debe ser a todo nivel desde la ubicación del hotel hasta poder dejar las pertenencias y saber que las encontrara una vez regrese. La gran mayoría de los hoteles tienen grandes sistemas de seguridad con cámaras, guardias y hasta agentes encubiertos. Pero lo clave es no dejar objetos valiosos sin protección. La mayoría de las habitaciones tienen cajas de seguridad y los que no tienen en la recepción muy seguramente se encuentra una. Es importante confiar pero mejor ser cauteloso.

Conectividad y tecnología

Estamos en pleno siglo XXI y como tal vivimos rodeados de tecnología. Esta nos acerca a los seres queridos nos deja trabajar cómodamente desde cualquier lugar o simplemente cuando queremos tener un pedazo de casa. Hoy en día Internet y el cable nos mantienen enterados de los acontecimientos y de las noticias mas importantes en cualquier sitio, pero ya no es suficiente, debemos estar conectados con nuestros teléfonos móviles, computadores portátiles, lectores y reproductores de iPod y MP3, cámaras digitales y demás "gadgets" que poseamos.

Un hotel debe hacer de nuestro viaje el más cómodo ya sea Wifi gratis para poder bajar ese archivo o el conector de la TV para ver las fotos que tomamos en el día o un equipo de sonido donde puedo escuchar mi canción preferida desde mi celular.

Valor por su dinero (Value for money)

La satisfacción total de la persona una vez sale del hotel es lo que hace que el valor pagado fue lo que considera razonable. Ya sea por el sándwich que recibió a su habitación, una cordial llamada para despertarse, la mejor cama en la que ha dormido, o el trato amable. Lo importante es que ese viajero considere que valió la pena no importa el costo. Para conseguir un mejer valor por su dinero puede empezar visitando regularmente sitios en la web como Hoteles.com, ya que se podrá encontrar promociones increíbles algunas que solo están por ese día.

¿Sabes cuáles son las ciudades más caras del planeta?

Según el último Índice de Precios Hoteleros (HPI®) de Hoteles.com, las ciudades más caras están distribuidas por todo el mundo. La italiana Capri encabeza el listado seguida de Ginebra, Nueva York, Rio de Janeiro y Moscú, con un precio medio por noche no inferior a los 160 euros.

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Capri, Italia

La isla italiana ha sido refugio de numerosos escritores, pintores y artistas atraídos por su incalculable belleza, de ahí que sea conocida como una de las perlas del Mediterráneo frecuentada por la jet set europea que busca un lugar paradisíaco con playas desiertas y muchísimo encanto.

Encabezando el listado de las ciudades más caras del mundo, Capri mantiene un precio medio por noche de 203 euros pese al descenso del 18% experimentado en 2011.

Los usuarios de Hoteles.com se decantan por el hotel La Certosella ***, un hotel a la orilla del mar construido en 1880 con 12 habitaciones dotadas de todo lujo y espectaculares vistas al mar. Desde 180 euros por noche podrás pasar una estancia de ensueño en una de las islas más bonitas del mundo.

Ginebra, Suiza

La capital internacional de Suiza, pese a ser la segunda ciudad más importante del País tras Zúrich, ostenta el primer puesto en cuanto a precios de hoteles. Con un aumento de sus precios del 9% ha pasado de 171 euros por noche en 2010 a 187 euros en lo que llevamos de 2011.

Ginebra es una de las capitales del mundo (sede histórica de la ONU y de los organismos internacionales más importantes) y una de las ciudades con mayor calidad de vida del planeta.

El hotel favorito de los usuarios de Hoteles.com en Ginebra es el Hotel Royal **** el hotel de negocios de la ciudad por excelencia dada su ubicación a escasos metros de edificios de gran actividad como la Sede Europea de las Naciones Unidas.

Nueva York, Estados Unidos

Nueva York es el destino favorito en el extranjero para los españoles, y posiblemente una de las primeras ciudades en cuanto a recepción de turistas del mundo durante todo el año. Respecto a sus precios de hotel, ocupa la tercera posición a nivel mundial, experimentando un incremento del 11% alcanzando la tarifa media por noche de 171 euros.

Capital de las compras y de la vanguardia en todos los sentidos, Nueva York lleva asociada una esencia cosmopolita que la diferencia del resto, con una gran cantidad de planes de ocio diurnos y nocturnos como musicales, teatros y los mejores clubs del mundo.

Para disfrutar de una estancia en la ciudad de los rascacielos los usuarios de Hoteles.com se decantan por el Wellington Hotel, ubicado entre la tranquilidad de Central Park y el ocio de Times Square. El hotel dispone, además de un restaurante muy conocido en la ciudad, el Molyvos, de cocina griega con toques de autor.

Río de Janeiro, Brasil

La capital carioca se ha convertido en apenas unos años en una de las ciudades más visitadas por turistas procedentes de todo el mundo. Con un incremento del 3% su tarifa media por noche, ha pasado de los 166 a los 170 euros por noche, ocupando la 4ª posición en cuanto al ranking de ciudades más caras del mundo.

Río de Janeiro está rodeada de mar, montañas, lagunas y ríos lo que la convierte en una urbe de belleza extrema, cuyas gentes tienen un encanto muy especial.

El hotel favorito en esta ciudad es el Merlin Copacabana Hotel **** a muy pocos metros de lugares de interés como Copacabana o Ipanema, así como del Corcovado.

Se trata de un hotel totalmente equipado con piscinas cubiertas y exteriores, gimnasio, jacuzzi, y 5 restaurantes, además del bar de la piscina o el lounge.

Moscú, Rusia

La capital rusa ocupa el 5º puesto en la clasificación mundial de los precios de hotel ya que en la primera mitad del 2011 ha sufrido un incremento de sus precios del 7%, pasando de 150 euros en 2010 a 160 en la actualidad.

Moscú es la capital más grande del mundo, una fusión de estilos que van desde construcciones estalinistas hasta neoclásicas y donde se han vivido una serie de situaciones de gran importancia histórica como el paso del comunismo. Lugares como la Plaza Roja con sus cúpulas llenas de color se han convertido en iconos mundialmente conocidos.

Los usuarios de Hoteles.com eligen el Golden Apple Boutique Hotel *****, en pleno centro de Moscú equipado con centro Wellness, sauna y gym además de restaurantes con la mejor cocina rusa.

Precio hotelero medio en la primera mitad del 2011 en comparación con el mismo periodo en 2010

¿Por qué razón tiene la mayoría de los murciélagos hábitos nocturnos?

Los murciélagos tienen merecida fama de noctámbulos. La mayoría de las especies de este grupo de mamíferos solo vuelan en horas de penumbra o en la noche. Y a pesar de ello, a pesar de haber dejado el nicho aéreo diurno a los pájaros, han tenido un gran éxito: los murciélagos son los mamíferos dominantes en los ecosistemas tropicales y solo se ven superados en número de especies por los roedores.

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�Por qué razón tiene la mayoría de los murciélagos hábitos nocturnos? La respuesta a esa cuestión es materia de controversia. Porque no está claro cuál es el factor o factores que han conducido a ese abandono de las horas de luz para alimentarse. Hasta la fecha se han barajado, principalmente, tres hipótesis que no se excluyen mutuamente: la competencia con los pájaros por el alimento, el riesgo de hipertermia, y la evitación de depredadores.

La primera de las posibilidades ha recibido escaso respaldo. Además, las pocas especies de murciélagos que vuelan de día rara vez coinciden con los pájaros en las mismas áreas, aunque exista cierto solapamiento horario en los periodos de actividades de unos y otros.

La hipótesis del riesgo de hipertermia se basa en el hecho de que, al carecer de pelo las membranas alares, no disponen del aislamiento que evitaría el calentamiento producido por la radiación solar. El calentamiento provocado por esas radiaciones (luz visible) de día podría elevar la temperatura del interior del organismo hasta alcanzar valores superiores al límite letal térmico. Los otros vertebrados voladores, -las aves-, no corren el riesgo de sobrecalentamiento gracias al potente aislamiento que les proporcionan las plumas.

La hipótesis que más aceptación ha recibido hasta la fecha es la tercera, la de la evitación de depredadores. Los murciélagos insectívoros y zorros voladores (frugívoros) de hábitos diurnos que habitan islas en las que no hay aves de presa avalan esa hipótesis. Aunque también hay datos en contra: en Escandinavia hay murciélagos insectívoros que se alimentan a mediodía durante el verano aunque en la zona haya aves rapaces y, por otra parte, en las Azores, el murciélago insectívoro Nyctalus azoreum se alimenta principalmente de noche aunque allí no las haya.

Un estudio reciente, realizado con el murciélago frugívoro Carollia perspicillata, ha tratado de arrojar luz sobre esta cuestión midiendo las variaciones de temperatura que experimentan murciélagos en vuelo durante el día y durante la noche. Los murciélagos que vuelan de día, a una temperatura ambiental (Ta) de 31,5 ºC, alcanzan una temperatura interna (Tb) de 41,9 ºC, que es 1,7 ºC más alta que la que alcanzan (Tb = 40,2 ºC) volando de noche (Ta = 24,5 ºC). El valor de 41,9 ºC se encuentra en la zona de máximas temperaturas corporales que puede tolerar un murciélago, aunque los ejemplares analizados en el estudio no mostraron síntoma alguno de postración tras los periodos de vuelo.

A partir de los datos anteriores cabe suponer que esos murciélagos podrían volar de día durante periodos limitados de tiempo y siempre que la temperatura ambiental no fuese demasiado alta. Además, eso explicaría que haya especies que vuelan de día en el invierno en zonas templadas, y también que otras lo hagan en verano en altas latitudes, ya que en ambos casos la temperatura ambiental (Ta) sería baja y la corporal (Tb) no se elevaría en exceso durante el vuelo. Que algunos zorros voladores (murciélagos frugívoros) de las islas Samoa o de las Comoras sean diurnos se debería a que esos murciélagos (zorros voladores) son buenos planeadores, mucho mejores que los murciélagos de pequeño tamaño que vuelan batiendo las alas de forma permanente, y al planear no se ven obligados a elevar su actividad metabólica en una medida tan importante.

Volviendo a los murciélagos más comunes, una cosa es que puedan realizar vuelos diurnos de corta duración y otra muy diferente es que esa práctica pueda ser la habitual. El vuelo diurno en estas especies conllevaría en demasiadas ocasiones el riesgo de sobrecalentamiento. Además, una mayor temperatura corporal volando de día también provoca un mayor gasto metabólico, ya que la tasa metabólica de los murciélagos que vuelan de día es hasta un 15% más alta que la de los que vuelan de noche. Y ese mayor gasto metabólico supone que el rendimiento energético de la actividad alimenticia disminuiría de forma muy sensible. En definitiva, el vuelo diurno solo sería conveniente si el tiempo de vuelo es corto, si la recompensa alimenticia es alta (para compensar el mayor gasto) y si el riesgo de depredación es bajo. Si cualquiera de esas condiciones no se cumple, el vuelo nocturno reporta claras ventajas.

En conclusión, los recursos alimenticios que explotan los murciélagos volando de noche dejarían de ser rentables si la actividad alimenticia se desarrollase de día, debido a los mayores costes en que incurrirían. Volando de día, los murciélagos no solo estarían más expuestos visualmente a los depredadores, sino que, además, hubieran experimentado condiciones alimenticias subóptimas. Muy probablemente, ese conjunto de condiciones ha obligado a los murciélagos a ocupar el nicho nocturno, nicho en el que, a pesar de todo, han tenido un gran éxito y les ha permitido expandirse por los ecosistemas de prácticamente todo el planeta.

Fuente laflecha.net

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