Galardonados con el Premio Nobel de Física 2022: John F. Clauser, Alain Aspect y Anton Zeilinger “por los experimentos con fotones entrelazados, estableciendo la violación de las desigualdades de Bell y siendo pionero en la ciencia de la información cuántica” (véase el comentario invitado de J. A. de Azcárraga en este número). (Imágenes: JFC, Terry Chea–AP/Shutterstock.com; AA, EPA-EFE–Shutterstock.com; AZ, CEU/Daniel Vegel, Central European University).

En un trabajo conjunto entre Jose Lado, miembro de la RSEF y profesor en la Universidad de Aalto en Finlandia, junto con Wonhee Ko y Petro Maksymovych, del Laboratorio Nacional de Oak Ridge en EE. UU., han demostrado cómo se pueden medir los pares de Cooper en los superconductores con precisión atómica [1]. En la imagen se muestra una representación artística de la transmisión de pares de electrones entrelazados cuánticamente entre un microscopio de efecto túnel y un superconductor,permitiendo medir entrelazamiento cuántico a escala atómica en materiales cuánticos (véase sección “Puntos de interés” de este número).

[1] Wonhee Ko, Jose L. Lado, y Petro Maksymovych, “Noncontact Andreev Reflection as a Direct Probe of Superconductivity on the Atomic Scale”, Nano Letters 2022,

22, 10, 4042–4048. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c00697

Ilustración sobre la generación de haces láser de luz ultravioleta con una doble estructura: vectorial por su distribución azimutal de polarización, y vorticial por su distribución transversal de fase [1]. Estas propiedades son transferidas al dominio de altas frecuencias a partir del proceso de generación de armónicos de orden elevado, desencadenado por un láser intenso estructurado que irradia un chorro de gas (véase sección “Puntos de interés” de este número).

[1] A. de las Heras, A. K. Pandey, J. San Román, J. Serrano, E. Baynard, G. Dovillaire, M. Pittman, C. G. Durfee, L. Plaja, S. Kazamias, O. Guilbaud y C. Hernández-García, “Extreme-ultraviolet Vector-vortex Beams from High Harmonic Generation”, Optica 9, 71-79 (2022).

Galardonados con el Premio Nobel de Física 2021: Syukuro Manabe y Klaus Hasselmann «por el modelado físico del clima terrestre, cuantificando la variabilidad y prediciendo de manera confiable el calentamiento global» y Giorgio Parisi «por el descubrimiento de la interacción del desorden y las fluctuaciones en los sistemas físicos desde escalas atómicas hasta planetarias» (véanse los comentarios invitados de este número). © Nobel Prize Outreach. Ill. Niklas Elmehed

Fotografía de Steven Weinberg (1933-2021), Premio Nobel de Física en 1979 “por sus contribuciones a la teoría de la interacción débil y electromagnética unificada entre partículaselementales, incluyendo, entre otras cosas, la predicción de la corriente neutral débil”. (Véase el artículo “Recordando a Steven Weinberg: el fin de una época (3-V-1933-23-VII-2021”de Luis Álvarez Gaumé de este número). (Foto: Larry Murphy, The University of Texas at Austin)

Entre el 12 y el 16 de mayo de 2021 se celebró el acto central del Día Internacional de la Luz en la ciudad de Terrassa, organizado por la Facultad de Óptica y Optometría de lavUPC. En la imagen, concierto de inicio de la Ruta de la Luz a cargo del ensemble de saxofones de la Escuela Municipal de Música y Conservatorio de Terrassa. Fotografía: Rafel Casanova. (Véase “Tercera edición del acto central del Día Internacional de la Luz en la ciudad de Terrassa” en la sección Noticias).

Hamiltoniano electrónico en una molécula: átomos fermiónicos atrapados en una red óptica juegan el papel de los electrones de una molécula. Su salto a sitios vecinos simula su energía cinética, la modulación en intensidad de láser externo induce la atracción nuclear a ciertos puntos de la red. Una especie atómica adicional media una repulsión efectiva entre los electrones simulados, que decae con la distancia entre ellos. Ilustración del esquema experimental asociado [1] (véase artículo “Simuladores cuánticos analógicos” en la sección Temas de Física).

[1] Javier Argüello-Luengo, Alejandro González-Tudela, Tao Shi, Peter Zoller y J. Ignacio Cirac, “Analogue Quantum Chemistry Simulation,” Nature 574, 215-218 (2019)

Creación de paredes impenetrables para los electrones del grafeno, mediante la manipulación de átomos de hidrógeno con un microscopio de efecto túnel [1]. Imagen de José Lado (véase sección “Puntos de interés” de este número).

[1] E. Cortés-del Río, P. Mallet, H. González-Herrero, J. L. Lado, J. Fernández-Rossier, J. M. Gómez-Rodríguez, J-Y. Veuillen, y I. Brihuega, “Quantum Confinement of Dirac Quasiparticles in Graphene Patterned with Sub-Nanometer Precision”, Advanced Materials 32, 2001119 (2020).

Fotografía de Philip W. Anderson, Premio Nobel de Física en 1977. (Véase el artículo “En memoria de Phil W. Anderson (1923-2020): un polifacético y excepcional científico” de Pedro Miguel Echenique de este número).

Turbinas eólicas en el Parque Eólico Brazos, también conocido como el Parque Eólico Green Mountain Energy, cerca de Fluvanna, Texas, EE. UU. Crédito: USDAAgricultural Research Service. Cortesía de John E. Stout. (Véase el artículo “El papel de las energías renovables en la Transición Energética 2030 en España” de J. M. Martínez-Duart y R. Gómez-Calvet de este número).

Estructura cristalina de la fase Fm-3m de LaH10, donde una jaula de hidrógeno altamente simétrica encierra los átomos de lantano [1]. En la parte superior se muestra

un bosquejo del complejo paisaje energético clásico, donde están presentes muchos mínimos. Por otro lado, en la parte inferior vemos un bosquejo del paisaje de energía

cuántica completamente reformado y mucho más simple, donde sólo sobrevive un mínimo (veáse sección “Puntos de interés” de este número).

[1] I. Errea, F. Belli, L. Monacelli, A. Sanna, T. Koretsune, T. Tadano, R. Bianco, M. Calandra, R. Arita, F. Mauri y J. A. Flores-Livas, “Quantum Crystal Structurein the 250-kelvin Superconducting Lanthanum Hydride”, Nature 578, 66-69 (2020).

Observatorio Mount Wilson, Angeles National Forest, California, EE. UU. (fotografía cortesía de Tom Masterson) al que se hace referencia en el comentario invitado “Descubrimientos teóricos de la física del cosmos”, sobre la mitad del Premio Nobel de Física de 2019 concedido a James Peebles. Fundado en 1904 por George Ellery Hale, durante la primera mitad del siglo xx, Mount Wilson fue el observatorio más famoso del mundo. Allí estaban los telescopios más grandes y sus nuevos diseños estaban cambiando la forma en que se hacía la astronomía y la astrofísica.

Murray Gell-Mann (1929-2019) en 1969, año en el que fue galardonado con el Premio Nobel de Física “por sus contribuciones y descubrimientos sobre la clasificación de las partículas elementales y sobre las interacciones entre ellas“. Foto: AIP Emilio Segrè Visual Archives, W. F. Meggers Gallery of Nobel Laureates Collection, Weber Collection.

Un reciente trabajo [1] ha observado que la velocidad del cambio de hablantes entre gallego y castellano es mayor en zonas rurales, apuntando a que el efecto globalizador del entorno urbano, lejos de inducir una esperada homogenización, puede tener el efecto contrario. Además propone que, por encima de las dinámicas internas de los núcleos de población, existe otro mecanismo debido a la interacción entre diferentes zonas de Galicia. Ambos mecanismos de globalización, interno y global, operan de modo distinto y pueden competir entre sí (veáse sección “Puntos de interés” de este número).

[1] M. Mussa Juane, L. F. Seoane, A. Pérez Muñuzuri y J. Mira, “Urbanity and the dynamics of language shift in Galicia”. Nature Communications 10(1), 1680 (2019).

La astrónoma Vera Rubin (1928-2016), con tan solo 18 años de edad, mirando a través del telescopio de la Universidad de Vassar (Nueva York). Foto: Vassar College. Cortesía: AIP Emilio Segrè Visual Archives.

Las cuencas de Wada son cuencas de atracción fractales que dificultan la predicción del comportamiento de algunos sistemas dinámicos caóticos, como por ejemplo el péndulo forzado y amortiguado de la imagen. En una reciente investigación llevada a cabo en la URJC, se ha desarrollado un nuevo método para determinar cuándo un sistema dinámico tiene cuencas de Wada. El método se basa en la idea de que las fronteras no se alteran al fusionar las cuencas de Wada

Las estructuras dieléctricas con desorden “hiperuniforme” son una nueva clase de materiales fotónicos con propiedades ópticas inusuales que han sido descifradas y clasificadas en un trabajo reciente [1], fruto de la colaboración entre las Universidades de Friburgo (Suiza), Erlangen (Alemania) y el Donostia International Physics Center (véase sección “Nodos de la Física” de este número) en San Sebastián.

[1] L. S. Froufe-Pérez, M. Engel, J. J. Sáenz y F. Scheffold, “Band gap formation and Anderson localization in disordered photonic materials with structural correlations”, Proceedings of the National Academy of Sciences 114, 9570-9574 (2017).

A 2.900 metros de altitud se alza el Observatorio de Sierra Nevada (OSN), uno de los observatorios gestionados por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (véase sección “Nodos de la Física” de este número). El lugar ofrece unas características únicas de noches despejadas y calidad de cielo para la observación astronómica. El observatorio cuenta con telescopios de 150, 90, 60 y 35 centímetros, además de una estación de detección de meteoros y una estación para la medida del ozono atmosférico.

Fotografía de José Luis de la Rosa, técnico del OSN. Cortesía del IAA-CSIC.

El 4 de julio de 2012, los experimentos ATLAS y CMS del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN anunciaron que cada uno había observado una nueva partícula en la región de masas alrededor de 126 GeV. Esta partícula es consistente con el bosón de Higgs predicho por el Modelo Estándard. El bosón de Higgs, como se propone dentro de este modelo, es la manifestación más simple del mecanismo Brout-Englert-Higgs. En la foto se puede ver la producción del bosón de Higgs en el experimento ATLAS del CERN desintegrándose a diferentes tipos partículas.

Ondas gravitacionales producidas por la fusión de dos agujeros negros. La imagen representa la componente de la curvatura ψ4 en el momento del colapso de los dos agujeros negros a partir de una simulación numérica con los parámetros correspondientes a GW150914. Visualización por Rafel Jaume Amengual y simulación numérica por Sascha Husa, ambos de la Universidad de les Illes Balears.

En la portada se muestran imágenes extraídas de los artículos correspondientes al monográfico sobre Física de la Materia Condensada.

Cartel de la celebración el 11 de febrero de 2017 del Día Internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia, proclamado por la Asamblea General de las Naciones Unidas. Diseño: María del Álamo Ortega.

Un ejemplo de nudo en tres dimensiones, el trifolio. Mediante deformaciones continuas (operaciones topológicas), es imposible desatarlo. Si cortamos un lazo (operación no topológica) el nudo se deshace. Como cortar cuesta más que deformar, esta estructura topológica presenta robustez frente a deformaciones. Los s y s son una representación pictórica de que esta robustez se puede usar para hacer computación cuántica.

Recreación de moléculas de fullerenos endohédricos Sc3N@C80 integradas como componentes de un circuito electrónico. Estas moléculas poseen modos cuantizados para la conducción de carga eléctrica y presentan, además, un efecto termoeléctrico que podría permitir el reaprovechamiento de la energía disipada en forma de calor. Imagen de Sc3N@C80 de Laura Rincón.

Ondas gravitacionales producidas por la fusión de dos agujeros negros. La imagen representa la componente de la curvatura ψ₄ en el plano XY en el momento del colapso de los dos agujeros negros a partir de una simulación numérica con los parámetros correspondientes a GW150914. Visualización por Rafel Jaume Amengual y simulación numérica por Sascha Husa, ambos de la Universidad de les Illes Balears.

Siguiendo el trabajo pionero de Alan Turing, sencillas ecuaciones diferenciales que describen la competición entre procesos de reacción y de difusión (un fenómeno muy general que se menciona en el artículo de J. Marro en el interior) explican la formación de esos patrones con franjas en las cebras. La fotografía (Canon 5D Mark II, 300mm, f/5.0, 1/1250, ISO 250) realizada en el campamento Mopani del Parque Nacional Kruger en Sudáfrica es cortesía de Rafael Gómez Martí, catedrático de Electromagnetismo en la Universidad de Granada.

En portada, Abell 2218 (ESA/Hubble), un cúmulo de galaxias distante unos 2 mil millones de años-luz. Actúa como una poderosa lente gravitatoria, deformando las imágenes de las galaxias tras el cúmulo, estirándolas en arcos que rodean su centro, y también produciendo imágenes múltiples de algunas de ellas. En 2004 Abell 2218 permitió, debido al efecto de magnificación que ejerce, identificar la galaxia más vieja conocida hasta entonces, a unos 13 mil millones de años-luz, por ello captada cuando el Universo tenía “sólo” 750 millones de años de edad. El efecto de lente gravitatoria es una de las más sorprendentes y útiles predicciones de la Relatividad General, cuyas ecuaciones se encuentran sobre-impresionadas en la portada. Estas ecuaciones fueron comunicadas por Albert Einstein a la academia prusiana de ciencias el 25 de noviembre de 1915, por lo que en este número celebramos su centenario.

En portada: Radiografía de una Xylocopa violácea (o abejorro carpintero europeo). La fuente de rayos X pertenece a una estación experimental desarrollada en el CLPU (Centro de Láseres Pulsados de Salamanca). Al focalizar un láser pulsado infrarrojo sobre un blanco de cobre, los electrones del material acelerados por el láser producen rayos X de Bremssthralung, que inciden sobre el insecto apoyado en una radiocrómica sensible a este tipo de radiación. El resultado (con un toque de color) se observa en la imagen inferior

Las fotografías de la portada ilustran las efemérides que han llevado a la ONU a declarar el 2015 como Año Internacional de la Luz y de las Tecnologías Basadas en la Luz. Arriba a la izquierda: La radiación de fondo de microondas, 1965 (pag. 5). Arriba derecha: Portada del Libro de la Óptica de Alhacén traducción latina, hacia 1015 (pag. 31). Segunda fila izquierda: Agustin Fresnel, hacia 1805 (pag. 25). Segunda fila centro: Fibras ópticas, 1965 (pag. 11). Segunda fila derecha: James C. Maxwell, hacia 1850 (pag. 18). Tercera fila izquierda: nanoguía plasmónica (créditos: Alexey Krasavin, Ryan MacCarron, Kings College, Londres, Reino Unido). Tercera fila derecha: dispositivo de panel solar formado con lentes de Fresnel multifocales (créditos: Pyron Solar Inc).

En portada: Gran antena, con 70 metros de diámetro, de la Estación de Espacio Profundo de la NASA ubicada en Robledo de Chavela (véase “Nodos de la Física” en la página 18 de este número) Entró en funcionamiento en 1974 para dar soporte a las misiones Voyager-1 y 2 en su exploración de Júpiter y Saturno. 40 años más tarde, la antena sigue en contacto con la Voyager-1 que ya se mueve por el espacio interestelar fuera de la influencia del sol.

La figura de la portada ilustra la dinámica de difusión de información que se produjo en España como consecuencia del movimiento social 15M el 15 de mayo 2011. Cada “nodo” en el mapa corresponde a un área metropolitana desde donde salen y llegan mensajes (tweets) representados por las flechas, que contienen una de las palabras claves (hashtags) usadas en el aquel fenómeno social. La visualización es posible porque los mensajes están geo-localizados. Esta imagen pertenece a un vídeo generado por el Instituto BIFI de la Universidad de Zaragoza que puede verse y descargarse en 15m.bifi.es

La imagen de la portada, cortesia de Laboratory of Neuro Imaging y Martinos Center for Biomedical Imaging, consorcio del proyecto Human Connectome (humanconnectomeproject.org),muestra explicitamente, desde un lado y conteniendo el cerebelo, la arquitectura de las fibras de materia blanca tal como se observan mediante “diffusion spectral imaging”. Los colores indican la dirección de cada fibra: izquierda−derecha (rojo), anterior−posterior (verde), a través del tronco encefálico (azul). El trabajo de Paolo Moretti y Miguel A. Munoz que se describe luego en la sección “Puntos de Interés” usa una matriz expresando este tipo de relaciones.

Foto de portada: Plataforma solar de Abengoa. El precio de la electricidad solar bajará en unos 15-20 años hasta el precio de red actual y con emisiones nulas (Situación actual y evolución de la electricidad solar, p. 55)

Foto de portada: el péndulo de Foucault de Cosmocaixa de Barcelona. Imagen cortesía de Mònica Utjés Mascó. Colección FotCiencia CSIC-FECYT (Miguel Cabrerizo, “Los diez experimentos más bellos de la Física” en la Universidad de Granada, pp. 41-48)

Foto de portada: embrión de pez cebra durante el proceso de somitogénesis. Imagen cortesía de Christian Schröter. (Formación de patrones en el desarrollo embrionario, S. Ares et al, pp. 23-30)