Primera medición en 6D de un rayo de luz en un acelerador de partículas

Un equipo de investigadores liderado por la Universidad de Tennessee, Knoxville (EE.UU.) ha medido, por primera vez, la caracterización completa de un haz de acelerador en seis dimensiones, lo que, según los científicos responsables de la hazaña, avanzará la comprensión y el rendimiento de los aceleradores actuales y planificados en todo el mundo.

“Nuestro objetivo es comprender mejor la física del rayo para que podamos mejorar el funcionamiento de los aceleradores”, cuenta Sarah Cousineau, líder del grupo en la División de Aceleradores de Investigación de ORNL y profesora adjunta de la facultad de UT. “Parte de eso está relacionado con la capacidad de caracterizar completamente o medir un rayo en el espacio 6D, y eso es algo que, hasta ahora, nunca se ha llevado a cabo”, continúa la investigadora, que ha publicado su hallazgo en la revista Physical Review Letters.

Para la mayoría de los mortales, supone un reto imaginativo entender el mundo en las cuatro dimensiones que somos capaces de percibir. Pero según explica el equipo, que llevó a cabo la medición en el Laboratorio Nacional Oak Ridge del departamento de Energía de Estados Unidos, usando una réplica del acelerador lineal de la Fuente de Neutrones de Espalación, o linac, el espacio de seis dimensiones es como el que nos rodea, e espacio tridimensional, pero incluye tres coordenadas adicionales en los ejes x, y y z para rastrear el movimiento o la velocidad. “El haz tiene esta compleja estructura en el espacio 6D que no se puede ver debajo de las capas 5D y las capas de complejidades que no se pueden desenredar. La medición también reveló que la estructura del haz está directamente relacionada con la intensidad del haz, que se vuelve más compleja a medida que aumenta la intensidad”, explica Cousineau.

La realización de mediciones 6D en un acelerador se ha visto limitada porque se necesita un haz que dure múltiples días, lo que puede ser un desafío para los aceleradores. El objetivo final de los investigadores es modelar todo el rayo, incluida la mitigación del denominado haz de halo o pérdida de rayo, cuando las partículas viajan a los extremos exteriores y se pierden. El desafío más inmediato, dicen, será encontrar herramientas de software capaces de analizar los aproximadamente 5 millones de puntos de datos que la medición 6D generó durante el período de 35 horas.

“Cuando propusimos hacer una medición 6D hace 15 años, los problemas asociados con la maldición de la dimensionalidad parecían insuperables”, dijo el físico y coautor de ORNL Alexander Aleksandrov. “Ahora que hemos tenido éxito, estamos seguros de que podemos mejorar el sistema para realizar mediciones más rápidas y de mayor resolución, agregando una técnica casi omnipresente al arsenal de físicos de acelerador de todo el mundo”. “Esta investigación es vital para nuestro entendimiento si vamos a construir aceleradores capaces de alcanzar cientos de megavatios”, concluye Cousineau.

Si el 6D escapa a tu comprensión, quizá deberías saber que en tu cerebro existen estructuras que funcionan hasta en once dimensiones, según un estudio publicado en Frontiers in Computational Neuroscience. El trabajo es fruto del Blue Brain Project, dedicado a comprender los secretos arquitectónicos más profundos del cerebro. Utilizando la topología algebraica (una rama de las matemáticas que puede describir sistemas con cualquier número de dimensiones) de una manera que nunca se ha utilizado antes en neurociencia, el equipo ha descubierto un universo de estructuras y espacios geométricos multidimensionales dentro de las redes del cerebro, que surgen cuando un grupo de neuronas se agrupa: cada neurona se conecta a otra de un modo muy específico que genera un objeto geométrico. Cuantas más neuronas hay conectadas, mayor es la dimensión del objeto geométrico. Los investigadores consideran que esto puede explicar por qué es este órgano es tan complicado de entender.

Fuente: nmas1.org

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