609 76 52 51 -- ASSOCIACIÓ ASTRONÒMICA SANT CUGAT-VALLDOREIX astronomia-junta@astronomia.cat

CONFERÈNCIA: “L’IMPORTÀNCIA DEL MAGNETISME A L’UNIVERS I A LA TERRA: CONCEPTES BÀSICS I APLICACIONS”

RESSENYA DR. JORDI SORT
18 gener 2018

Els camps magnètics galàctics es formen aviat en la vida d’una galàxia i romanen ” relativament estables. Els camps magnètics de les galàxies són ” increïblement febles ” – milions de vegades més fluixos que el de la Terra – i una teoria suggereix que es formen de ” manera feble i desordenada per, amb el temps, anar enfortint-se i organitzant. El camp magnètic d’una galàxia situada a 5.000 milions d’anys llum de la Terra, ajudarà a entendre com es forma i evoluciona el magnetisme en l’univers. Aquesta és la galàxia més llunyana en la qual s’ha pogut observar un camp magnètic i és ” similar a força i configuració de la Via Làctia. Els camps magnètics són importants per comprendre l’origen de l’Univers. Si són camps magnètics molt dèbils, es poden detectar amb antenes de radiotelescopi. L’estudi de l’evolució dels camps magnètics galàctics requereix l’observació de galàxies situades a diverses distàncies de la Terra i d’edats diferents. No obstant això, aquestes observacions són difícils de fer, en part perquè els camps magnètics no es localitzen de manera directa, sinó que cal detectar ” petjada magnètica ” que deixen a la llum quan els travessa, un efecte conegut com rotació de Faraday.
Michael Faraday va realitzar importants contribucions en el camp de l’electricitat; va construir dos aparells per a produir el que va anomenar rotació electromagnètica, en realitat, un motor elèctric. Va descobrir la inducció electromagnètica, experiments que encara avui dia són la base de la moderna tecnologia electromagnètica. Treballant amb l’electricitat estàtica, va demostrar que la càrrega elèctrica s’acumula a l’exterior dels conductors elèctrics carregats, amb independència del que pugui haver en el seu interior. Aquest efecte s’anomena gàbia de Faraday. Faraday empraria posteriorment aquest principi per construir la dinamo, l’ancestre dels actuals generadors elèctrics. Cap a la fi de la seua carrera Faraday va proposar que les forces electromagnètiques s’estenien a l’espai buit al voltant del conductor. Aquesta idea va ser rebutjada pels seus col·legues científics, i Faraday no va viure prou per veure-la finalment acceptada. El concepte de Faraday, de les línies de flux emanant dels cossos carregats i dels imants, va proporcionar la manera de visualitzar els camps elèctrics i magnètics. Aquest model intel·lectual va ser crucial per a l’exitós desenvolupament dels dispositius electromecànics que va dominar l’enginyeria i la indústria durant la resta del segle XIX.

 

 

CONFERÈNCIA: “ELS CÚMULS ESTEL·LARS” (Com es formen i què n’aprenem)

Ressenya Professora Carme Jordi Nebot
dia
30 Novembre 2017

“ELS CÚMULS ESTEL·LARS” 

En lloc passa diverses diapositives de galàxies, imatges precioses que estan a milions de distància i explica el per què d’aquesta distancia estel·lar. Comenta aspectes de Galileu  i de Cc. Messier. Una resum històrica Kant i comença explicant el cúmuls coneguts: tècniques  de captació i membres d’un cúmul.

Un cúmul estel·lar és un grup d’estrelles atretes entre si per la gravetat. Hi ha dos tipus de cúmuls estel·lars: cúmuls globulars i cúmuls oberts. Els cúmuls globulars són agrupacions denses de centenars o milers d’estrelles velles, mentre que els cúmuls oberts contenen generalment uns pocs centenars d’estrelles molt joves. Els cúmuls oberts són trencats o disgregats al llarg del temps per la seva interacció gravitatòria amb núvols moleculars en el seu moviment per la galàxia, mentre que els cúmuls globulars, més densos, són més estables de cara a la seva disgregació. Els cúmuls oberts disgregats evolucionen amb la majoria dels seus membres seguint moviments semblants, constituint una associació estel·lar o un grup en moviment.

Els cúmuls estel·lars ajuden a comprendre l’evolució estel·lar perquè són estrelles formades en la mateixa època a partir del material d’un núvol molecular. També representen un important pas en la determinació de l’escala de l’univers. Alguns dels cúmuls més propers poden utilitzar-se per a mesurar les seves distàncies absolutes per mitjà de la tècnica del paral·laxi. El diagrama de Hertzsprung-Russell d’aquests cúmuls pot, llavors, representar-se amb els valors de lluminositat absoluta. Els diagrames similars de cúmuls en què la seva distància no és coneguda poden ser comparats amb els de distància calibrada, estimant, amb això, la distància que els separa de nosaltres.

Un cúmul estel·lar és, doncs,  un grup d’estrelles unides per la força de la gravetat. Hi ha bàsicament dos tipus de cúmuls: els oberts i els globulars.

Diferències entre uns i altres:

  1. Les estrelles dels cúmuls oberts són relativament joves, mentre que les dels globulars són molt velles.
  2. Els cúmuls globulars tenen forma esfèrica, mentre que els oberts no tenen cap forma definida.
  3. En un cúmul globular hi ha moltíssimes més estrelles que en un d’obert, i es troben molt més juntes.
  4. Els cúmuls oberts es troben habitualment en el disc de la galàxia, mentre que els globulars es localitzen fora d’ella, orbitant-la. Per tant els globulars estan més lluny de nosaltres.

Un cúmul estel·lar obert és un grup nombrós d’estrelles que pot contenir alguns milers d’objectes formats gairebé simultàniament a partir d’un mateix núvol molecular i que romanen encara lligats per la gravitació. Els cúmuls oberts es troben únicament a galàxies amb formació estel·lar activa, és a dir, en galàxies espirals o irregulars. Típicament tenen edats inferiors a uns pocs centenars de milions d’anys i es rompen i dispersen en la seva rotació al voltant del centre galàctic per interaccions gravitacionals amb altres cúmuls o per trobades properes entre les seves pròpies estrelles.

Els cúmuls més joves poden estar encara continguts dins del núvol molecular del que es van formar, il·luminant-lo i constituint regions H II. Amb el temps, la pressió de radiació del cúmul dispersa el gas del núvol molecular deixant únicament les estrelles. Aproximadament un 10% de la massa del núvol molecular pot condensar-se en forma d’estrelles abans de dispersar-se per la pressió de radiació.

Els cúmuls estel·lars són objectes importants en l’estudi de l’evolució estel·lar. Atès que totes les estrelles membre són d’edat i composició química similar poden ser utilitzades per a estudiar les seves propietats molt millor que en el cas d’estrelles aïllades.

Totes les estrelles s’han format en brots de formació estel·lar però les de més edat, com el nostre Sol ja fa molt de temps que es van allunyar de les seves companyes natals.

M24 forma part del braç de Sagitari de la nostra galàxia, la Via Làctia. té una llargada aproximada de 600 anys llum i una profunditat de 10.000 a 16.000 anys llum. No es tracta pas d’un cúmul pròpiament dit sinó d’un vast núvol galàctic compost d’estrelles i gas interestel·lar. Al seu interior es troba un petit cúmul obert, NGC 6603, moltes vegades identificat erròniament com a M24.

Carme Mas – AASCV

CONFERÈNCIA: “COMPUTACIÓ QUÀNTICA”

09Dr. José Ignacio Latorre

Ressenya conferència Novembre 2017:       EL FUTUR QUÀNTIC

El primer ordinador quàntic, o si més no el processador que l’ha de controlar nova frontera de la informàtica: crear una màquina capaç de realitzar càlculs que ara són impossibles.

Tanta potència de càlcul fins ara s’aconsegueix acumulant xips, optimitzant-los i fent que treballin conjuntament. És el principi dels superordinadors, que ocupen grans espais i realitzen milions d’operacions per segon per a qüestions com la intel·ligència artificial, la recerca de molècules, el càlcul de prospeccions petrolíferes o la predicció del clima.

Per a la informàtica quàntica, el càlcul del processador substitueix la tradicional unitat binària de 0 i 1 de la informàtica tradicional (el bit) per principis de la mecànica quàntica i crea una unitat en la qual 0 i 1 es puguin superposar (el bit quàntic). Per tant, està cridat a fer càlculs més ràpids que no poden obtenir-se, de moment, amb un superordinador. Tot i que en això hi ha encara una mica de ciència-ficció. «Els superordinadors fa 40 anys que resolen grans problemes però els ordinadors quàntics encara no han demostrat res, malgrat que és una línia de futur». S’hi està treballant.

Uns 500 investigadors, treballant en aquesta nova línia; un equip capaç de desenvolupar tecnologia pròpia i competir amb els que preparen IBM, Google o la startup californiana Rigetti, ara mateix les empreses punteres del sector. O amb els fabricants xinesos, que han aconseguit importants avanços en l’àrea quàntica.

La nova línia d’investigació la dirigirà el catedràtic de Física Quàntica de la Universitat de Barcelona José Ignacio Latorre, que està conformant un grup d’investigadors en el qual participa també Pol Forn-Díaz, un físic format amb un dels pares del bit quàntic (la unitat que es fa servir en càlcul quàntic), Hans Mooji, i personal de l’Institut de Ciències Fotòniques (ICFO), que dirigeix Lluís Torner, el grup de tecnologia quàntica del qual ha desenvolupat un generador de números aleatoris quàntics que permeten l’encriptació avançada de documents.

«Treballarem en un xip a escala atòmica en el qual es canvien les lleis que controlen la informació i amb el qual esperem aconseguir càlculs de com a mínim un bit quàntic en un any o dos», ha explicat Latorre en la conferencia.

El repte en un o dos anys de la investigació mundial sobre processadors quàntics és aconseguir la «supremacia quàntica», el càlcul d’una quantitat que sigui impossible de reproduir en la informàtica clàssica, inclosos els actuals superordinadors, i que actualment es xifra en 49 bits quàntics. «Encara no s’ha aconseguit però per l’estat actual de la investigació s’hi podria arribar abans d’un any», assenyala el Dr. Latorre.

BAIXES TEMPERATURES / Perquè un ordinador quàntic funcioni es treballa amb xips de la mida «de pocs àtoms, és a dir, a escales molt, molt petites però a temperatures de 10 milikelvins (-273 graus centígrads)» i això requereix potentíssims equips de refrigeració, control i bombament, semblants als dels superordinadors. O sigui, que encara que el xip sigui microscòpic, la mida de la resta de l’equip no ho és, recorda Latorre.

Per a això, encara que de moment treballaran a les actuals instal·lacions del BSC al campus de la UPC, és previst que es pugui aprofitar aviat al nou edifici corporatiu del centre, que ja està finalitzat tot i que en fase de condicionament, «que és complex», afirma.

Aquest futur ordinador quàntic capaç de portar a terme càlculs fins ara impossibles, no obstant, tindrà un propòsit universal i no estarà dedicat a un sol objectiu. «S’han de construir ordinadors que serveixin per a tot, no que només es dediquin a una cosa, perquè llavors sí que és fàcil que facin alguna cosa bé».

Del superordinador a la computació quàntica

Els ordinadors es van crear per fer càlculs més ràpids que la ment humana. Càlculs per xifrar i desxifrar, com les famoses màquines Enigma utilitzada a la segona guerra mundial i la seva contrarèplica per Alan Turing. La carrera per fer aquests càlculs més ràpids no ha parat mai i on la física clàssica voreja els seus límits, s’intenta amb la física quàntica, a escala atòmica, amb l’aplicació a la informàtica de les teories de Max Planck, Albert Einstein i Niels Bohr.

 

Intel·ligència artificial i aprenentatge mecànic

Aquestes teories i altres sobre l’aprenentatge de les màquines i la intel·ligència artificial «es coneixen des de fa molts anys però necessitaven superordinadors com els que hi ha ara per brillar. Ara ja podem identificar imatges i fer traduccions pràcticament a l’instant», recorda el Dr. Latorre. Diversos superordinadors, entrenats per fer una sola cosa, han superat els humans. Ara es busca que serveixin per fer-fo tot.

 

Simulacions per imitar la futura màquina

El repte és simular el funcionament del cervell humà en una màquina, segons la teoria de les xarxes neuronals, en la qual es basa la intel·ligència artificial. IBM és una de les diverses empreses que estan intentant replicar aquest funcionament amb un model comercial del que serien els càlculs d’un ordinador quàntic que puguin aprofitar les empreses que fins ara recorren als superordinadors.

Carme Mas – AASCV

Translate »