Es mostren les entrades ordenades per rellevància per a la consulta taula periòdica. Ordena per data Mostra totes les entrades
Es mostren les entrades ordenades per rellevància per a la consulta taula periòdica. Ordena per data Mostra totes les entrades

13/11/2023

Estem fets de pols d'estrelles?

Segurament heu sentit l'expressió "estem fets de pols d'estrelles". És un mite o una realitat? Un equip d'astrònoms, que es va emprendre a seguir el rastre d'aquesta pols, va tornar a les seves fonts. Sens dubte, el 97% dels nostres milers de milions d'àtoms provenen del cosmos.

Clic a la imatge per engrandir. Estem fets de pols d'estrelles? Aquí, la regió de formació estel·lar NGC 3603. Aquests centenars d'estrelles acabades de néixer han agregat el gas i la pols al seu voltant com ho va fer el nostre Sol fa 4.600 milions d'anys. Crèdit: NASA, ESA, Hubble Heritage (STScI/AURA)

L'expressió “pols d'estrelles", presa per Hubert Reeves pel títol d'un dels seus llibres més famosos, és originaria de Carl Sagan. A la seva sèrie Cosmos, va declarar l'astrobiòleg  “el nitrogen al nostre ADN, el calci de les nostres dents, el ferro de la nostra sang, el carboni dels nostres pastissos de poma es van fer dins d'estrelles col·lapsades. Estem fets de pols d'estrelles".

De fet, com mostren les investigacions recents sobre la genealogia de la matèria que ens forma a tots nosaltres, i que òbviament inclou tots els éssers vius (i també tot el que ens envolta, el mateix planeta així com tots els altres cossos del Sistema Solar), estem formats per àtoms forjats a través de diferents esdeveniments còsmics que han marcat els 13.800 milions d'anys d'història de l'univers.

Per veure amb més claredat els diferents processos que han configurat els àtoms que ens envolten (i fins a quin punt), Jennifer A. Johnson, de la Universitat d'Ohio, va tenir la idea de tornar a visitar la famosa taula periòdica dels elements químics. Molts d'ells tenen, és cert, una gènesi estel·lar, però, en la seva adaptació, l'astrònoma crida l'atenció sobre les diferents condicions necessàries per produir-les.


Clic a la imatge per engrandir. De quines estrelles prové el nostre carboni, ferro, nitrogen, etc..? Jennifer Johnson proposa una nova lectura de la taula periòdica per veure-la més clarament. L'astrònoma va localitzar la font de la majoria dels elements químics perquè sí, aquests es van produir en diferents condicions. Llavors, d'on provenen? En blau fosc: del Big Bang; en taronja: de la fusió d'estrelles de neutrons; en groc: la mort d'estrelles de poca massa; en rosa: raigs còsmics; en verd: estrelles massives que exploten en supernoves; en blau clar: explosions de nanes blanques. Crèdit: Jennifer Johnson.

Supernoves, explosions de nanes blanques: d'on provenen els nostres àtoms?

De fet, l'alquímia no és la mateixa segons les condicions de producció. Així, els elements poden provenir de:

  • Del Big Bang  (en blau fosc a la taula anterior) pel que fa a l'hidrogen (H) i a una gran part de l'heli (He). Molt abundants al cosmos, són la matèria primera dels altres elements de la taula periòdica, que només posteriorment es van poder crear en les calderes de les estrelles més o menys massives.

  • D'estrelles massives que exploten en supernoves, un procés violent (en verd a la taula anterior) que marca, per exemple, l'oxigen (O), el sodi (Na), el fluor (F), el magnesi (Mg), el neó (Ne).

  • De la mort d'estrelles molt menys massives (groc a la taula anterior), com ara el Sol. Aquests, que exhalen lentament després d'una existència de diversos milers de milions d'anys, són la font d'una gran part del carboni (C), nitrogen (N), liti (Li), etc. que conté el nostre cos.

  • D'explosions de nanes blanques (en blau clar a la taula anterior), que són els principals responsables del ferro (Fe), crom (Cr), del vanadi (V), coure (Cu) o fins i tot el zinc (Zn).
     
  • De la fusió d'estrelles de neutrons (en taronja a la taula), molt compactes, que generaven principalment elements com el bismut (Bi), el poloni (Po), el radó (Rn), el franci (Fr) i aproximadament la meitat del ruteni (Ru), del cadmi (Cd), de l'antimoni (Sb), tel·luri (Te), tàntal (Ta), el tungstè (W), etc...
     
  • De la radiació còsmica (en rosa a la taula), que és menys freqüent. Això afecta a tot el bor (B), beril·li (Be) que trobem al sistema solar i també una petita part del liti (Li).

Tots els nostres àtoms són el 97% d'origen estel·lar.

Aleshores, d'on provenen els aproximadament 7.000 milions de milions d'àtoms (7 × 1027 àtoms) que ens formen? Quantes supernoves diferents, fusions d'estrelles de neutrons, de raigs còsmics vinguts de l'altre extrem de la Via Làctia i més enllà ? Elaborats a la nostra galàxia, al llarg de les seves rotacions i també de les seves (i nombroses) fusions amb altres, que van començar fa més de 13.000 milions d'anys, aquests àtoms tenen, doncs, múltiples orígens.

Es van formar fa més o menys temps en llocs més o menys allunyats del núvol molecular on es van trobar atrapats i que va donar a llum al nostre Sol, fa 4.600 milions d'anys (aquest núvol es va formar per col·lapse de matèria després de l'explosió d'una supernova... Un esdeveniment pare del nostre Sistema Solar anomenat Coatlicue).

Els elements essencials per a la química de la vida es troben al centre de la galàxia

Amb diversos col·legues de l'estudi SDSS, Jennifer Johnson va ser coautora d'un estudi que confirma que tots els nostres àtoms són el 97% d'origen estel·lar. "Gràcies a aquestes dades, podem determinar quan i on la vida tenia els elements necessaris per sorgir a la nostra galàxia", també va declarar.

És, doncs, al centre de la Via Làctia on es troben els elements essencials de la química de la vida generada per estrelles com el nostre Sol són les més concentrades. "Ara tenim una cronologia de les zones habitables de la Via Làctia".



Ho he vist aquí.

01/06/2022

Estem fets de pols d'estrelles?

Segurament heu sentit l'expressió "estem fets de pols d'estrelles". És un mite o una realitat? Un equip d'astrònoms, seguint el rastre d'aquesta pols, va tornar a les seves fonts. Sens dubte, el 97% dels nostres milers de milions d'àtoms provenen del cosmos.

Clic per engrandir. Estem fers de pols d'estrelles? Aquí, la regió de formació estel·lar NGC 3603.
Aquest centenars d'estrelles acabades de néixer han agregat el gas i la pols al seu voltant com ho va
fer el nostre Sol fa 4.600 milions d'anys. Crèdit: NASA, ESA, Hubble Heritage (STScl/AURA)


Entrevista: Quin és l'origen dels àtoms? Els àtoms estan presents al nostre voltant. Aquests petits
fragments de matèria formen planetes, objectes, éssers vius, etc. Tanmateix, no sempre van existir
en aquesta forma. Futura-Sciences va entrevistar Roland Lehoucq, astrofísic, per parlar-nos del
naixement dels àtoms dins les estrelles (en francès).

L'expressió "pols d'estrelles", presa per Hubert Reeves pel títol d'un dels seus llibres més famosos, té l'origen en Carl Sagan. A la seva sèrie Cosmos, l'astrobiòleg va afirmar que "el nitrogen del nostre ADN, el calci de les nostres dents, el ferro de la nostra sang, el carboni dels nostres pastissos de poma es van fer dins d'estrelles col·lapsades. Estem fets de pols d'estrelles".

En efecte, com demostren les recents investigacions sobre la genealogia de la matèria que ens componen, tots nosaltres, que òbviament inclou tots els éssers vius (i també tot el que ens envolta, el mateix planeta així com tots els altres cossos del Sistema Solar), estan formats per àtoms forjats a través de diversos esdeveniments còsmics que han marcat els 13.800 milions d'anys d'història de l'univers.  

Per veure amb més claredat els diferents processos que han configurat els àtoms que ens envolten (i fins a quin punt), Jennifer A. Johnson, de la Universitat d'Ohio, va tenir la idea de revisar la famosa taula periòdica dels elements químics. Molts d'ells tenen, és cert, una gènesi estel·lar però, en la seva adaptació, l'astrònoma crida l'atenció sobre les diferents condicions necessàries per produir-les.

Clic per engrandir. De quines estrelles procedeixen el nostre carboni, ferro, nitrogen, etc.? Jennifer
Johnson proposa una nova lectura de la taula periòdica per tal de veure-la més clarament. L'astrònoma
ha localitzat la font de la majoria dels elements químics perquè sí, aquests es van produir en diferents condicions.
Així doncs, d'on provenen? En blau fosc: del Big Bang; en taronja: fusió d'estrelles de neutrons; en groc: la mort
d'estrelles de poca massa; en rosa: raigs còsmics; en verd: estrelles massives que exploten en supernoves;
en blau clar: explosions de nanes blanques. Crèdit: Jennifer Johnson. Infografia en català: Sci-Bit

Supernoves, explosions de nanes blanques: d'on provenen els nostres àtoms?

De fet, l'alquímia no és la mateixa segons les condicions de producció. Els articles poden provenir de:

  • del Big Bang (en blau fosc a la taula anterior) pel que fa a l'hidrogen (H) i una gran part de l'heli (He). Molt abundants al cosmos, són la matèria primera dels altres elements de la taula periòdica, que només es van poder crear posteriorment al calder d'estrelles més o menys massives.
       
  • d'estrelles massives que exploten en supernoves, un procés violent (en verd a la taula anterior) que indica per exemple oxigen (O), sodi (Na), fluor (F), magnesi (Mg), neó (Ne).
        
  • de la mort d'estrelles molt menys massives (en groc a la taula anterior), com el Sol. Aquests, que expiren lentament després d'una existència de diversos milers de milions d'anys, són la font d'una gran part del carboni (C), nitrogen (N), liti (Li), etc. que contenim en el nostre cos.
        
  • de explosions de nanes blanques (en blau clar a la taula anterior), que són les principals responsables del ferro (Fe), crom (Cr), vanadi (V), coure (Cu) o fins i tot zinc (Zn).
        
  • de la fusió d' estrelles de neutrons (en taronja a la taula), molt compactes, que van generar principalment elements com el bismut (Bi), el poloni (Po), el radó (Rn), el franci (Fr) i aproximadament la meitat del ruteni (Ru), cadmi (Cd), antimoni (Sb), tel·luri (Te), tàntal (Ta), tungstè (W), etc...

  • de raigs còsmics (en rosa a la taula), que és menys freqüent. Això es refereix a tot el bor (B), el beril·li (Be) que trobem al Sistema Solar i també una petita part del liti (Li).

Tots els nostres àtoms són el 97% d'origen estel·lar

Aleshores, d'on provenen els aproximadament 7.000 milions de milions d'àtoms (7×1027 àtoms) que ens componen? Quantes supernoves diferents, fusions d'estrelles de neutrons, raigs còsmics de tota la Via Làctia i més enllà? Agitats a la nostra galàxia, al llarg de les seves rotacions i també de les seves (nombroses) fusions amb altres, que van començar fa més de 13.000 milions d'anys, aquests àtoms tenen per tant, múltiples orígens.

Es van formar fa més o menys temps en llocs més o menys allunyats del núvol molecular on es van trobar atrapats i que va donar a llum al nostre Sol, fa 4.600 milions d'anys (aquest núvol es forma per l'enfonsament de la matèria després de l'explosió de tna supernova. Un esdeveniment pare del nostre Sistema Solar anomenat Coatlicue.

Els elements essencials per a la química de la vida es troben al centre de la galàxia

Amb diversos col·legues de l'enquesta SDSS, Jennifer Johnson va ser coautora d'un estudi que confirma que tots els nostres àtoms són el 97% d'origen estel·lar. "Amb aquestes dades, podem determinar quan i on la vida va tenir els elements per sorgir a la nostra galàxia", va dir.

És doncs, al centre de la Via Làctia on es concentren més els elements essencials per a la química de la vida generats per estrelles com el nostre Sol. “Ara tenim una cronologia de les zones habitables de la Via Làctia".


Ho he vist aquí.

21/05/2022

Gabinet de curiositats: 25 Una cullera que desapareix en el te

Una cullera que desapareix en el te, i altres trucs de màgia.

Clic per engrandir. Una cullera de gal·li submergida en te calent es liqua degut al seu punt de fusió
molt baix. Crèdit: RaxPixel.com i vectorpocket, Adobe Stock

En aquest nou capítol de  Gabinet de curiositats, parlarem de culleres, Mendeleiev, mags i una tertúlia que ha anat malament. Posa't còmode, fes-te un bon te, vigila la teva cullera i comencem. 

Un rellotge antic sona discretament a la xemeneia i et torna a la realitat. Ets al saló d'una farmàcia, tens una tassa de te a la mà i una invitació sobre la cama. No tens ni idea de com va arribar al teu poder. Pensant-ho bé, ni tan sols tens cap record de conèixer el científic que t'acull a casa seva. L'únic que saps és que et va proposar que el visitis per contemplar "la seva vintena adquisició", va escriure, "una nova peça per al meu gabinet de curiositats, que us hauria d'interessar". Distret, mous lentament la cullera tres vegades a la tassa i mentre l'aixeques del líquid calent, trobes amb sorpresa que la part prèviament submergida ha desaparegut completament. “Ha!", exclama el químic triomfant. "Llavors, què en penses?"

L'any 2010, l'autor Sam Kean va publicar The Disappearing Spoon and other true tales from the Periodic Table, un llibre ple d'anècdotes fascinants (però tristament desproveït de bibliografia, que porta el lector informat a qüestionar la veracitat d'algunes d'elles) sobre els elements de la taula periòdica de Mendeleiev . En particular, descriu el descobriment del gal·li , un metall pobre el punt de fusió del qual és tan baix (29,76 °C) que literalment es fon a la mà. Sobre aquest tema, diu: " Com que el gal·li és fàcil de modelar i s'assembla a l'alumini, un truc popular és confeccionar culleres de gal·li, servir-les amb el te i veure com els convidats salten mentre el seu Earl Grey "es menja" els seus estris. (Si ho proveu, és clar, no ingeriu el metall i renteu-vos bé les mans per eliminar-ne els residus).

Una cullera de gal·li submergida en aigua calenta es liqua a causa del seu punt de fusió molt
baix. © Gallium0031, YouTube

Mendeleiev tenia raó

Fins i tot abans de ser descobert l'any 1875 per Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran, el gal·li ja havia agafat forma en la ment de Dmitri Mendeleïev durant quatre anys, sota el nom d'eka-alumini. Gràcies al seu formidable treball sobre la taula periòdica, el científic rus va aconseguir predir la majoria de les propietats d'aquest element encara desconegut: el seu pes atòmic, la seva densitat, el seu punt de fusió, el fet que es dissoldria lentament en àcids, formarien sals bàsiques, no reaccionaria amb l'aire, i fins i tot el fet que es detectaria per primera vegada gràcies a l'espectroscòpia. Això és el que realment va fer Lecoq de Boisbaudran uns anys després, analitzant una mostra d'esfalerita.

El gal·li no està disponible en la seva forma lliure i natural; es troba com a impureses en els minerals de zinc i en la bauxita, en estat d' oxidació +3 : el gal·li (III). Per tant, Lecoq de Boisbaudran va haver de recórrer a l'electròlisi per obtenir una forma prou pura de l'element abans de sotmetre'l a diferents proves. Li va donar el nom que coneixem avui, en homenatge a la seva pàtria ("gallium" es deriva del nom llatí de Gàl·lia,  Gallia), i va concloure que tenia una densitat de 4,7 g/cm3. Mendeleïev sembla que es va afanyar a desafiar aquest valor demanant al químic francès que tornés a fer les seves mesures, perquè els seus càlculs prediuen una densitat de 6 g/cm3. Després de noves proves, Lecoq de Boisbaudran finalment va anunciar un resultat de 5,9 g/cm3 i va admetre l'èxit del sistema de Mendeleïev.

Uri Geller i els doblegadors de culleres

Abans de concloure aquest breu capítol del Gabinet de Curiositats, i com que estem en el tema dels trucs de màgia realitzats amb estris, fem una volta al costat dels mags especialitzats en retorçar culleres. Fixem-nos en primer lloc que si la cullera de gal·li pot ser un truc viable per a aquest tipus de trucs, amb un públic prou crèdul, s'utilitza poc i els il·lusionistes prefereixen altres tècniques com les exposades en el vídeo següent. A principis dels anys 70, el "telèpata", el "raestesia" i el "psicocinètic" Uri Geller estava de moda als Estats Units. Actua en espectacles i va als platós de televisió on exerceix els seus suposats talents com a medium i retorça diu, diversos objectes metàl·lics amb la simple força de la seva ment (el que s'anomena en l'argot de la  psicocinesi paranormal).

Uri Geller es va fer força famós a l'estat espanyol a mitjans dels 70 per les seves freqüents aparicions als programes de José Mª Iñigo a la cadena TVE, a on també doblegava culleretes i "posava en funcionament rellotges espatllats", entre d'altres "poders". Els que també aquí van ser objecte de polèmica els seus suposats poders. Vegeu vídeo a sota  (N. del T.)
 


Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Michael Shermer, editor en cap de la
revista Skeptic, mostra diverses maneres de realitzar el truc de la cullera. Crèdit; Skeptic, YouTube

El 1973, Geller va ser convidat al Tonight Show on Johnny Carson, ell mateix un antic mag i escèptic endurit, tenia tota la intenció d'aclarir l'assumpte. Aquest últim, doncs, va recorre a James Randi, un il·lusionista professional amb un humor mordaç que, en lloc de desconcertar el públic, admet fàcilment que tots els seus trucs són trucs intel·ligents. Junts, ells mateixos trien els objectes sobre els quals Geller "exercitarà els seus poders" durant l'espectacle (culleres normals i altres accessoris) i prohibeixen que el jove prestidigitador i el seu equip s'apropin a ells abans de l'inici de l'espectacle. Les primeres paraules de Geller durant l'entrevista seran "Estic intimidat per això.(assenyalant els objectes), seguit d'una llarga discussió sobre com els seus poders no sempre funcionen, ja ho sabeu, així que potser no funcionarà allà. Després de diversos intents fallits, acaba l'entrevista amb una pirueta lamentable, confessant a Johnny Carson que està massa nerviós perquè admira l'amfitrió des de la seva infantesa.

Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Durant aquesta emissió de
The  Tonight Show, Uri Geller està abatut i intenta explicar que la seva por escènica li
impedeix exercir els seus poders. Crèdit: Tonight Show, YouTube

La ciència s'implica

Sorprenentment, en comptes d'esborrar la seva carrera, aquesta debacle televisiva va impulsar Uri Geller al cim de la seva carrera. En la ment del públic, el seu fracàs demostra que els seus poders són genuïns i depenen del seu estat d'ànim; un truc de màgia necessàriament hauria funcionat sistemàticament. Els científics estan cada cop més interessats en els anomenats talents de Geller i d'altres que afirmen com ell ser capaços de doblegar culleres pensant. Un investigador en particular, John Hasted, cau completament en la trampa i realitza diversos experiments sobre el tema per tal de demostrar que les habilitats paranormals que presencia són molt reals. Potser aquest va ser el seu primer error (conegut com a biaix de confirmació), el segon és no haver-se preguntat per què tants dels seus participants havien d'estar sols en una altra habitació per poder fer els seus trucs.


James Randi demostra que és possible doblegar una cullera sense pretendre tenir poders psíquics.
Mai revela els seus secrets, però reconeix que són un joc de mans i lluita activament contra el
xarlatanisme. Crèdit: Studio 10, YouTube

Fins ara, cap estudi científic ha estat capaç d'acreditar satisfactòriament l'existència de la psicocinesi. El mateix James Randi va oferir una recompensa d'un milió de dòlars a qualsevol que aconseguís demostrar els seus poders, però ningú va aconseguir passar mai el filtre de les seves proves preliminars. No ensenyes al vell mag a doblegar culleres. Al final, l'experiència del gal·li és probablement la més honesta de totes: sense trucs, sense mentides, només un petit truc de química per impressionar els seus convidats, i una nova adquisició per al nostre Gabinet de Curiositats.


Clic per engrandir. Ens veiem properament per a un nou capítol del  Gabinet de Curiositats. Crèdit:
nosorogua, Adobe Stock.


Ho he vist aquí.

24/02/2024

Webb detecta elements pesats en la fusió d'estrelles


Clic a la imatge per engrandir.  Aquesta imatge de l'instrument NIRCam (Càmera d'Infraroig Proper) del Telescopi Espacial James Webb de la NASA destaca l'Esclat de Raigs Gamma (ERG) 230307A i la seva kilonova associada, així com la seva antiga galàxia d'origen, al seu entorn local d'altres galàxies i estrelles en primer pla. L'ERG probablement va ser impulsat per la fusió de dues estrelles de neutrons. Les estrelles de neutrons van ser expulsades de la seva galàxia d'origen i van recórrer una distància d'aproximadament 120.000 anys llum, aproximadament el diàmetre de la Via Làctia, abans de fusionar-se finalment centenars de milions d'anys després. Crèdit: NASA, ESA, CSA, STScI, A. Levan (Radboud University and University of Warwick).

Un equip de científics ha utilitzat múltiples telescopis espacials i terrestres, inclòs el Telescopi Espacial James Webb, el Telescopi Espacial de Raigs Gamma Fermi i l'Observatori Neil Gehrels Swift de la NASA, per observar un esclat de raigs gamma excepcionalment brillant, GRB 230307A, identificar la fusió d'estrelles de neutrons que va generar l'explosió que va crear l'esclat. Webb també va ajudar els científics a detectar l'element químic tel·luri després de l'explosió.

És probable que també estiguin presents entre el material expulsat de la kilonova altres elements propers al tel·luri a la taula periòdica, com el iode, necessari per a gran part de la vida a la Terra. Una kilonova és una explosió produïda per la fusió d'un estel de neutrons amb un forat negre o amb un altre estel de neutrons.

"Fa poc més de 150 anys des que Dmitri Mendeleiev va escriure la taula periòdica d'elements, i ara finalment estem en condicions de començar a omplir aquests últims espais en blanc per comprendre on es va originar tot, gràcies al Webb", va dir Andrew Levan de la Universitat de Radboud al Països Baixos i la Universitat de Warwick al Regne Unit, autor principal de l'estudi.

Si bé durant molt de temps s'ha teoritzat que les fusions d'estrelles de neutrons són les “olles de pressió” ideals per crear alguns dels elements més rars i substancialment més pesats que el ferro, els astrònoms s'han trobat anteriorment amb alguns obstacles per obtenir proves sòlides.

Les kilonoves són extremadament rares, cosa que dificulta l'observació d'aquests esdeveniments. Els esclats curts de raigs gamma (GRB), tradicionalment considerats aquells que duren menys de dos segons, poden ser subproductes d'aquests infreqüents episodis de fusions. (Al contrari, les explosions llargues de raigs gamma poden durar uns quants minuts i solen estar associades amb la mort explosiva d'una estrella massiva).

El cas de GRB 230307A és particularment destacable. Detectat per primera vegada per Fermi al març, és el segon GRB més brillant observat en més de 50 anys d'observacions, aproximadament 1.000 vegades més brillant que un esclat típic de raigs gamma que observa Fermi. També va durar 200 segons, cosa que el situa fermament en la categoria d'esclats de raigs gamma de llarga durada, malgrat el seu origen diferent.

“Aquest esclat entra a la categoria de llarga durada. No és a prop del límit. Però sembla que prové d'una estrella de neutrons en fusió”, va afegir Eric Burns, coautor de l'article i membre de l'equip Fermi de la Universitat Estatal de Louisiana.

La col·laboració de molts telescopis terrestres i espacials va permetre als científics recopilar una gran quantitat d'informació sobre aquest esdeveniment tan bon punt es va detectar l'explosió per primera vegada. És un exemple de com els satèl·lits i els telescopis treballen junts per presenciar els canvis a l'univers a mesura que es desenvolupen. Després de la primera detecció, es va posar en marxa una sèrie intensiva d'observacions des de la Terra i des de l'espai, fins i tot amb Swift, per localitzar la font al cel i rastrejar com canviava la brillantor. Aquestes observacions en raigs gamma, raigs X, òptics, infrarojos i de ràdio van mostrar que la contrapart òptica/infraroja era feble, va evolucionar ràpidament i es va tornar molt vermella: les característiques distintives d'una kilonova.

"Aquest tipus d'explosió és molt ràpida i el material de l'explosió també s'expandeix ràpidament", explica Om Sharan Salafia, coautor de l'estudi a l'INAF (Observatori Astronòmic de Brera) a Itàlia. "A mesura que tot el núvol s'expandeix, el material es refreda ràpidament i el pic de la seva llum es torna visible en infrarojos i es torna més vermell en escales de temps de dies a setmanes".

En èpoques posteriors hauria estat impossible estudiar aquesta kilonova des de la Terra, però aquestes eren les condicions perfectes perquè els instruments NIRCam (càmera d'infraroig proper) i NIRSpec (espectrògraf d'infraroig proper) del Webb observessin aquest entorn tumultuós. L'espectre té línies àmplies que mostren que el material és expulsat a altes velocitats, però una característica és clara: la llum emesa pel tel·luri, un element més rar que el platí a la Terra. Les capacitats infraroges altament sensibles del Webb van ajudar els científics a identificar la direcció de les dues estrelles de neutrons que van crear la kilonova: una galàxia espiral a uns 120.000 anys llum de distància del lloc de la fusió.

Abans de la seva aventura, alguna vegada van ser dues estrelles massives normals que van formar un sistema binari a la seva galàxia espiral d'origen. Atès que el duo estava unit gravitacionalment, les dues estrelles van ser llançades juntes en dues ocasions diferents: quan una de les dues va explotar com una supernova i es va convertir en una estrella de neutrons, i quan l'altra estrella va fer el mateix.

En aquest cas, les estrelles de neutrons van romandre com un sistema binari malgrat dues sacsejades explosives i van ser expulsades de la seva galàxia d'origen. La parella va viatjar aproximadament a l'equivalent al diàmetre de la Via Làctia abans de fusionar-se diversos centenars de milions d'anys després.

Els científics esperen trobar encara més kilonoves en el futur a causa de les creixents oportunitats que els telescopis espacials i terrestres treballin de manera complementària per estudiar els canvis a l'univers. Per exemple, encara que Webb pot observar més profundament a l'espai que mai, el notable camp de visió del proper Telescopi Espacial Nancy Grace Roman de la NASA permetrà als astrònoms explorar on i amb quina freqüència tenen lloc aquestes explosions.

"Webb proporciona un impuls fenomenal i pot trobar elements encara més pesats", va dir Ben Gompertz, coautor de l'estudi de la Universitat de Birmingham al Regne Unit. “A mesura que obtinguem observacions més freqüents, els models milloraran i l'espectre podrà evolucionar més amb el temps. Sens dubte, Webb ha obert la porta per fer-ne molt més, i les seves capacitats seran completament transformadores per a la nostra comprensió de l'univers”.

Espectre d'emissió de kilonova


Clic a la imatge per engrandir. Aquesta presentació gràfica compara les dades espectrals de la kilonova del GRB 230307A observades pel telescopi espacial James Webb i un model de kilonova. Tots dos mostren un pic distintiu a la regió de l'espectre associada amb el tel·luri, amb l'àrea ombrejada en vermell. La detecció de tel·luri, més rar que el platí a la Terra, suposa la primera observació directa d'un element pesat individual d'una kilonova. Crèdit: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)
 
Tot i que els astrònoms han teoritzat que les fusions d'estrelles de neutrons són l'entorn ideal per crear elements químics, inclosos alguns essencials per a la vida, aquests esdeveniments explosius -coneguts com a kilonoves- són rars i ràpids. L'espectrògraf NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) del Webb va adquirir un espectre de la kilonova de GRB 230307A, ajudant els científics a obtenir proves de la síntesi d'elements pesants a partir de fusions d'estrelles de neutrons.

Amb l'extraordinària capacitat del Webb per mirar més lluny a l'espai que mai, els astrònoms esperen trobar encara més kilonoves i adquirir més proves de la creació d'elements pesants.

Kilonova i galàxia amfitriona


Clic a la imatge per engrandir. Galàxies brillants i altres fonts de llum de diferents mides i formes es troben disperses per una franja negra de l'espai: petits punts, taques el·líptiques amb halos i taques en forma d'espiral. El color dels objectes varia: blanc, blanc blavós, blanc groguenc i vermell ataronjat. Cap al centre a la dreta es veu de front una galàxia espiral blanca blavosa més gran que les altres fonts lluminoses de la imatge. La galàxia està etiquetada com a "antiga galàxia d'origen". Cap a la part superior esquerra hi ha un petit punt vermell, que té un cercle blanc al seu voltant i està etiquetat com a "GRB 230307A kilonova". Crèdits: NASA, ESA, CSA, STScI, A. Levan (IMAPP, Warw), A. Pagan (STScI)

Aquesta imatge de l'instrument NIRCam (Near-Infrared Camera) del telescopi Webb mostra la kilonova GRB 230307A i la seva antiga galàxia d'origen en un entorn local d'altres galàxies i estels en primer pla. Les estrelles de neutrons van ser expulsades de la seva galàxia d'origen i van recórrer una distància d'uns 120.000 anys llum, aproximadament el diàmetre de la Via Làctia, abans de fusionar-se finalment diversos centenars de milions d'anys després.

Aquesta imatge és una composició de diverses exposicions adquirides pel telescopi espacial James Webb amb l'instrument NIRCam. Es van utilitzar diversos filtres per mostrar una àmplia gamma de longituds d'ona. El color és assignar diferents tons (colors) a cada imatge monocromàtica (escala de grisos) associada a un filtre individual. En aquest cas, els colors assignats són Blau: F115W + F150W Verd: F277W Vermell: F356W + F444W.


Ho he vist aquí i aquí.

11/05/2025

Existeix el silenci absolut, veritat o mentida?

Existeix realment el silenci absolut? La idea que pots estar en un entorn sense cap soroll és força fascinant. Al cap i a la fi, és cert que fem el que fem, siguem on siguem, fins i tot als llocs més tranquils, podem notar que sempre hi ha un so. Però, on hem d'anar per trobar el silenci absolut?


Clic a la imatge per engrandir. El silenci absolut és una experiència difícil de viure, sempre hi ha un so en algun lloc. Crèdit: Babycrab, Adobe Stock
 

El so dels elements de la taula periòdica  Els elements químics de la taula periòdica emeten llum. Segons un espectre que és únic per a cada element. Aquests són els espectres que un investigador ha triat per sonificar, per posar en música. El resultat a vegades és esgarrifós, altres vegades meravellós, sempre sorprenent. (en anglès) Crèdit: American Chemical Society

El soroll sempre ha estat una part integral del nostre medi ambient. Per descomptat, durant l'últim segle, la contaminació acústica s'ha intensificat, sobretot a les zones urbanes. Sí, el trànsit rodat és tot un enrenou! Però no tothom el percep de la mateixa manera.

Parlem del soroll

És cert que el soroll sovint es defineix com un so no desitjat i desagradable que pertorba la nostra concentració i benestar. Però alguns sons familiars, al contrari, ens poden reconfortar. El balbuceig d'una font, el so de les fulles o el ronroneig d'un gat poden ser calmants, mentre que una botzina estrident o una obra sorollosa generen estrès i irritació.

De fet, no tots els sons són percebuts de la mateixa manera per cadascun de nosaltres. Per exemple, si escolteu diversos sons reproduïts a la mateixa intensitat, com ara el grinyolar del guix en una pissarra, el so d'algú assegut al vostre costat mastegant o els crits estridents d'un nen, no tindreu el mateix nivell de tolerància que algú que els escolta amb vosaltres. Simplement perquè, fins i tot si són d'intensitat similar, aquests sons provoquen reaccions molt diferents d'un individu a un altre, que van des de la molèstia fins a la indiferència i la incomoditat. A més, els nivells sonors es mesuren en decibels.

Però, sabíeu quin nivell d'oïda té un ésser humà? Comença a 0 dB. D'acord, és fàcil d'endevinar. Però el llindar de dolor auditiu —el nivell de soroll que pot causar dolor— és d'uns 120 dB. Aleshores, on encaixen els sons quotidians en tot això? Doncs bé, per exemple, el soroll d'una conversa normal serà d'uns 60 dB, mentre que un xiuxiueig serà de 30! Per a un concert o un martell pneumàtic, en canvi, serà d'uns 100 dB. És per això que l'exposició prolongada a aquest tipus de soroll pot ser perillosa. A 130-140 dB, trobem el soroll d'un motor d'avió enlairant-se o el d'un espectacle de focs artificials. En aquests casos, es recomana portar protecció auditiva per evitar el risc de perdre l'oïda. En qualsevol cas, el soroll té repercussions directes en el nostre benestar i la nostra salut. Els estudis demostren que l'exposició prolongada a un entorn sorollós pot causar estrès, trastorns del son i fins i tot efectes sobre la concentració i la comunicació social.

La vibració del so

Precisament, estem parlant d'una paraula important: so. Des d'un punt de vista físic, el so és una vibració que es propaga en forma d'ones en un medi material, ja sigui aire, aigua, metall, etc. A diferència de la llum, que pot viatjar en el buit, el so necessita un medi per viatjar: sense aire, per exemple, no es podria sentir cap soroll. Hmm, això és interessant per a la nostra qüestió del silenci absolut... Però hi tornarem més tard.

Quan una font sonora, com ara una corda de guitarra o una corda vocal, vibra, posa en moviment les partícules del medi circumdant. Aquestes partícules transmeten l'energia d'una a l'altra, formant ones sonores. La propagació del so depèn del medi pel qual viatja. A l'aire, per exemple, les vibracions es propaguen aproximadament a 340 m/s (o aproximadament 1 km en 3 segons). A l'aigua, la velocitat del so és més ràpida, al voltant dels 1.500 m/s, perquè les molècules estan més juntes. I en els sòlids, el so viatja encara més ràpid: pot arribar a 5.000 o 6.000 m/s en alguns metalls, perquè les partícules estan molt compactades, cosa que facilita la transmissió de les vibracions. Per caracteritzar-ho, parlem de freqüència sonora, mesurada en hertzs.

L'oïda humana generalment percep sons entre 20 Hz i 20.000 Hz. Per sota d'això, parlem d'infrasons, que són percebuts per alguns animals, com els elefants. I per sobre d'això, parlem d'ultrasons, que són utilitzats pels ratpenats i en imatges mèdiques. I després, una altra cosa que cal saber: el so pot rebotar en certes superfícies, cosa que s'anomena reflexió, ser absorbit per materials tous, com l'escuma acústica, o canviar de direcció en passar per diferents medis; això s'anomena refracció. És per això que un crit ressona en una cova però s'esmorteeix en una habitació emmoquetada.
 

Clic a la imatge per engrandir. Sabem que el so és una vibració, però existeix el silenci absolut? Crèdit: ckybe, Adobe Stock

On podem trobar silenci?


Podeu pensar el contrari, però l'espai... és completament silenciós. És un entorn de silenci absolut perquè no hi ha cap medi material que transporti les ones sonores. A diferència de la Terra, on el so viatja a través de l'aire, l'aigua o els sòlids, com ja hem dit, l'espai és un buit: no hi ha prou àtoms o molècules per permetre la transmissió de vibracions sonores. I ara direu: "Sí, però a les pel·lícules de ciència-ficció, les explosions de naus espacials són molt fortes". Sí, però per això no és realista i per això és ciència-ficció. En realitat, si una nau explotés al buit de l'espai, no sentiríem cap so, només la imatge de l'explosió. Al cap i a la fi, és cert que certes ones electromagnètiques emeses per les estrelles poden ser captades per instruments especialitzats i després convertides en sons audibles pels científics. Així és com la NASA va poder "traduir" les vibracions dels camps magnètics planetaris en sons intrigants, com els de Saturn captats per la sonda Cassini. Però això és després del processament; per a l'oïda humana, l'espai roman en silenci. I fins i tot diria que és absolutament silenciós. A la Terra, podem experimentar això en cambres anecoiques.

Llavors, què és una cambra anecoica? És una sala dissenyada per absorbir completament les ones sonores, eliminant tota la reverberació. Les seves parets estan cobertes amb materials absorbents com l'escuma, i està aïllada del soroll extern. Es pot utilitzar per provar equips d'àudio o estudiar l'acústica. Realment crea un silenci extrem; és força impressionant. Algunes cambres arriben a nivells inferiors a 0 dB, on pots sentir el funcionament del teu propi cos. Aquest silenci pot arribar a ser força opressiu i pot fer que l'experiència sigui inquietant per a algunes persones.

De fet, el silenci absolut és més una noció teòrica que una realitat absoluta. Si hi penseu, sempre hi haurà un soroll en algun lloc, provinent de l'entorn en què ens trobem o de nosaltres mateixos. Per poder definir el silenci com a absolut, primer hauríem de ser capaços d'experimentar-lo. I no és tan fàcil com a humà experimentar aquest silenci a l'espai, per exemple. I després, a les cambres anecoiques, com hem vist, sentirem altres sorolls, en particular els del nostre cos: respiració, batecs del cor, etc.

La història de Christopher Knight

Abans d'acabar, volíem explicar-vos la història de l'ermità americà Christopher Knight. Li posaven el sobrenom de "L'ermità de Maine". Va desaparèixer el 1986 als 20 anys, abandonant bruscament la seva família i la societat per viure sol als boscos de Maine. Durant 27 anys, va sobreviure sense foc ni contacte humà, alimentant-se robant furtivament de les cabanes properes. Evitava tota interacció. Vivia en silenci, evitant qualsevol soroll que pogués delatar la seva presència. Va romandre invisible gràcies a la seva increïble discreció i al seu perfecte coneixement de la natura.

Però el 2013 va ser arrestat robant menjar d'un campament d'estiu. El seu aïllament el va fer extremadament sensible al so: després de la seva detenció, va dir que el simple so d'un cotxe o una conversa es tornava gairebé insuportable. Només va intercanviar una frase amb un excursionista en gairebé tres dècades. Això va reforçar la seva reputació de fantasma esquiu.

Si voleu saber-ne més sobre aquesta història i sobre el silenci en general, us recomano molt l'exposició Silence a la Cité des Sciences et de l'Industrie de París. Allà podràs gaudir d'una experiència realment extraordinària. Així doncs, si t'interessa, ves-hi! L'exposició està oberta fins al 31 d'agost de 2025.

 
Ho he vist aquí.

27/10/2019

Primera identificació d'un element pesat nascut d'una col·lisió d'estrelles de neutrons

Estronci de nova creació, un element utilitzat en focs artificials, detectat en l'espai per primera vegada després de les observacions fetes amb el telescopi d'ESO.

Nota de premsa del 23 octubre 2019

Clic per engrandir. Un equip d'investigadors europeus, utilitzant dades de l'instrument X-shooter
en el Very Large Telescope del ESO, ha trobat firmes d'estronci formades en una fusió
d'estrelles de neutrons. La imatge artística mostra dues petites però molt denses estrelles de
neutrons en el punt en què es fusionen i exploten com kilonovas. En primer pla, veiem una
representació del estronci acabat de crear. Crédit: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser

Per primera vegada s'ha detectat en l'espai un element pesat acabat de crear, després de la fusió de dues estrelles de neutrons, l'estronci. Aquesta troballa va ser observada per l'espectrògraf X-shooter d'ESO al "Very Large Telescope" (VLT) i ha estat publicat avui mateix a Nature. La detecció confirma que els elements més pesats de l'Univers poden formar-se en les fusions d'estrelles de neutrons, proporcionant una peça que falta en el trencaclosques de la formació d'elements químics.

El 2017, després de la detecció de les ones gravitatòries que passen per la Terra, ESO va apuntar els seus telescopis a Xile, incloent el VLT, a la font: una fusió d'estrelles de neutrons anomenada GW170817. Els astrònoms sospitaven que, si es formaven elements més pesats en les col·lisions d'estrelles de neutrons, les firmes d'aquests elements podien ser detectades en kilonovas, les explosives seqüeles d'aquestes fusions. Això és el que ha fet un equip d'investigadors europeus, utilitzant dades de l'instrument X-shooter del VLT d'ESO. 

Després de la fusió de GW170817, la flota de telescopis d'ESO va començar a monitoritzar l'emergent explosió de kilonova en una àmplia gamma de longituds d'ona. X-shooter en particular va prendre una sèrie d'espectres des de l'ultraviolat fins a l'infraroig proper. L'anàlisi inicial d'aquests espectres va suggerir la presència d'elements pesants en la kilonova, però els astrònoms no van poder identificar elements individuals fins ara.

Aquest muntatge d'espectres presos utilitzant l'instrument X-shooter en el Very
Large Telescope de l'ESO mostra el comportament canviant del kilonova en
la galàxia NGC 4993 durant un període de 12 dies després que l'explosió fos detectada
el 17 d'agost de 2017. Cada espectre cobreix un rang de longituds d'ona des de l'infraroig
proper al ultraviolada fins al infraroig proper i revela com l'objecte es va tornar
dramàticament més vermell a mesura que s'esvaïa. Crèdit: ESO/I. Pian et al./S. Smartt i ePESSTO

"En tornar a analitzar les dades de 2017 de la fusió, ara hem identificat la signatura d'un element pesat d'aquesta bola de foc, l'estronci, el que demostra que la col·lisió d'estrelles de neutrons crea aquest element en l'Univers", diu l'autor principal de l'estudi, Darach Watson, de la Universitat de Copenhaguen a Dinamarca. A la Terra, l'estronci es troba naturalment al terra i es concentra en certs minerals. Les seves sals s'utilitzen per donar als focs artificials un color vermell brillant.

Els astrònoms han conegut els processos físics que creen els elements des de la dècada de 1950. Durant les dècades següents han descobert els llocs còsmics de cadascuna d'aquestes grans forges nuclears, excepte un. "Aquesta és l'etapa final d'una recerca de dècades per determinar l'origen dels elements", diu Watson. "Ara sabem que els processos que van crear els elements van ocórrer majorment en estrelles ordinàries, en explosions de supernoves, o en les capes externes de velles estrelles. Però, fins ara, no sabíem la ubicació del procés final no descobert, conegut com captura ràpida de neutrons, que va crear els elements més pesats en la taula periòdica".

La captura ràpida de neutrons és un procés en el qual un nucli atòmic captura neutrons prou ràpid com per permetre la creació d'elements molt pesats. Encara que molts elements es produeixen en els nuclis de les estrelles, la creació d'elements més pesats que el ferro, com l'estronci, requereix ambients encara més calents amb molts neutrons lliures. La captura ràpida de neutrons només passa naturalment en ambients extrems on els àtoms són bombardejats per un gran nombre de neutrons.

Clic per engrandir. El cel al voltant de la galàxia NGC 4993. Aquesta imatge de camp ample
generada a partir de Digitized Sky Survey 2  mostra el cel al voltant de la galàxia
NGC 4993. Aquesta galàxia va ser l'amfitrió d'una fusió entre dues estrelles de neutrons, que
va conduir a una detecció d'ones gravitacionals, una curta ràfega de raigs gamma i
a una identificació òptica d'un esdeveniment de kilonova. Crèdit: ESO i Digitized Sky Survey 2

"Aquesta és la primera vegada que podem associar directament material de nova creació format a través de la captura de neutrons amb una fusió d'estrelles de neutrons, confirmant que les estrelles de neutrons estan fetes de neutrons i vinculant el procés de captura ràpida de neutrons, llargament debatut, a aquests fusions", diu Camilla Juul Hansen, de l'Institut Max Planck d'Astronomia de Heidelberg, que va exercir un paper important en l'estudi.

Els científics estan començant a comprendre millor les fusions d'estrelles de neutrons i les kilonoves. A causa de la comprensió limitada d'aquests nous fenòmens i altres complexitats en els espectres que el X-shooter del VLT va prendre de la explosió, els astrònoms no havien estat capaços d'identificar elements individuals fins ara.

Aquesta carta mostra l'extensa constel·lació d'Hydra (La Hidra Femella), la constel·lació
més gran i llarga del cel. La majoria de les estrelles visibles a simple vista en una nit neta
i fosca s'observen. El cercle vermell marca la posició de la galàxia NGC 4993, que es va fer
famosa a l'agost de 2017 com el lloc de la primera font d'ones gravitacionals que també
va ser identificada en llum visible com la kilonova GW170817. NGC 4993 pot ser vist com
una taca molt feble amb un telescopi aficionat més gran. Crèdit: ESO, IAU i Sky & Telescope

"De fet, se'ns va acudir la idea que podríem estar veient estronci bastant ràpid després de l'esdeveniment. No obstant això, demostrar que aquest era el cas va resultar ser molt difícil. Aquesta dificultat es va deure al nostre coneixement altament incomplet de l'aparença espectral dels elements més pesats en la taula periòdica", diu l'investigador de la Universitat de Copenhaguen Jonatan Selsing, que va ser un autor clau en l'article.

Ho he vist aquí.


 

21/12/2013

L’estané, el primer superconductor a temperatura ambient?


Aquest material es comportaria com un aïllant topològic , dotat d’unes propietats de conducció que recorden les d’un superconductor.

Inspirats en el grafé, un equip de físics ha simulat el comportament d'una làmina feta d'àtoms d'estany i fluor. Batejat com a estané, aquest material es comportaria com un aïllant topològic dotat de propietats de conducció que recorden a les d’un superconductor. Encara que no és en el sentit estricte un superconductor, l’estané no oposa cap resistència a la conducció d'electricitat a temperatura ambient.
 

Unint àtoms de fluor (groc) sobre una capa d'àtoms d'estany (gris), s'obté un nou aïllant topològic amb notables propietats.
L’estané, condueix l'electricitat sense resistència al llarg de les seves vores (fletxes blaves i vermelles) a temperatures de fins a 100 ° C. Encara que de moment només amb simulacions teòriques per ordinador. 

Els aïllants topològics han despertat la curiositat de molts científics per les seves notables propietats de conducció elèctrica que suggereixen la realització de components electrònics més ràpids. Dins d'un material aquest actua com un aïllant, però la seva superfície condueix el corrent elèctric.

Va ser gairebé per casualitat que el seu descobriment es va dur a terme. Va ser el físic teòric Charles Kane estudiant detingudament la conductivitat dels electrons en un full de grafé. L'investigador es va adonar que la conducció es pot produir d'una manera que recorda el famós efecte Hall quàntum, observat per primera vegada el 1980. Però en aquest cas, no era necessari refredar un material a una temperatura molt baixa i submergir-lo en un camp magnètic.

Aïllants topològics i ordinadors quàntics

Avançant en les seves investigacions, Kane va demostrar que el fenomen era subtilment diferent, i que podria succeir amb altres estructures en dues dimensions. Aquest resultat va cridar l'atenció de Joel Moore, que el va estendre a les estructures en 3D. Com l'anàlisi matemàtica del fenomen de la conducció de Kane implicava consideracions de topologia, Moore va anomenar a la nova classe de materials descoberts pel seu col·lega, aïllants topològics.


L'estany, amb símbol Sn a la taula periòdica de Mendeleiev és un metall molt comú en les nostres vides.Potser amagui el potencial de revolucionar l'electrònica per poder fabricar un cosí del grafé, l’estané.

L'interès pels aïllants topològics va augmentar quan es van adonar que podien contenir els fermions de Majorana, i per tant ajudar a realitzar càlculs quàntics naturalment protegits contra els efectes de la decoherència. El 2006, el físic Shoucheng Zhang, de la Universitat de Stanford, va observar que certs tipus de nuclis pesats eren especialment adequats per a la producció d'aïllants topològics. També va pronosticar que un vidre a base de mercuri i tel·luri hauria de permetre verificar els càlculs de Kane i Moore. De fet el 2007, Laurens Molenkamp i els seus companys van anunciar que existeixen aïllants topològics. Pel seu treball , Charles Kane , Shoucheng Zhang i Laurens Molenkamp ser guardonats amb el Physics Frontiers Prize.

L’estané, un cosí superconductor del grafé?

La saga dels aïllants topològics potser hagi experimentat un nou gir amb l'article publicat per la Universitat de Cornell els autors del qual són Shoucheng Zhang i els seus col·laboradors. En aquest article els físics van anunciar que han realitzat simulacions per ordinador sobre les propietats de conducció d'un nou material. Els investigadors l'han anomenat estané, ja que es compon principalment d'àtoms d'estany formant un full en 2D similar al grafè. El seu nom deriva del llatí d'estany, és a dir, "Stannum".

Igual que tots els aïllants topològics en 2D, l’estané és conductor per les seves vores, però aïllant a l'interior de la fulla. El que és particularment sorprenent, si ens refiem de les simulacions, és que la conducció de l'electricitat es produeix sense resistència, com un superconductor, i molt important especialment, a temperatura ambient. Òbviament això és el que crea les expectatives per a una nova electrònica.

De moment, i suposant que l’estané posseeixi aquesta extraordinària propietat de comportar-se com els mítics superconductors però a temperatura ambient, Zhang Shoucheng li vaticina el seu ús a nivell de les connexions en un microprocessador. Però també podem imaginar una nova generació de xips que consumeixin menys energia i més ràpids gràcies a l’estané.


Ho he  vist aquí

08/02/2020

Les meravelloses terres rares i el seu ús. Part 2 i última.

Clic per engrandir. Taula periòdica dels elements

Escandi, un metall rar i amb un preu elevat


L'Escandi (Sc) és una terra rara descoberta a Escandinàvia per Lars Fredrick Nilson el 1879. És un metall de transició suau, de color blanc platejat. Quan s’exposa a l’aire, es torna groguenc o rosat. Aquest element té propietats químiques intermèdies entre les de l’alumini i el itri. La producció mundial és baixa (no supera les poques tones anuals) i el seu preu és elevat (10.000 dòlars per kg). És utilitzat en particular per la indústria aeroespacial. També s’utilitza per a sistemes d’il·luminació per a vídeo interior o nocturn. © Alchemist-hp, Wikimedia Commons , CC per 2,5, i Eliot Lash, GFDL 

Disprosi i el seu ús en aeronàutica


El disprosi (Dy) és un lantànid. El terme prové del grec que significa "difícil d'obtenir". Estable a l’ aire, mal·leable i dúctil, es va aïllar el 1950. Es troba a l’aeronàutica en aliatges de magnesi, en alguns discs magneto-òptics, però també en davantals per a la protecció contra els rajos X. © Tomihahndorf, CC by-sa 3.0, i fotografies del Departament de Defensa dels Estats Units , by-nc 2.0 CC.

L’ús del terbi


El terbi (Tb) és un lantànid. És una font no renovable extreta de sorra monazita i la seva producció mundial no supera les deu tones anuals. Prou tova per tallar-lo amb un ganivet, és estable a l’aire. La seva fluorescència verda s'utilitza especialment per a la fabricació de tubs fluorescents per a la il·luminació i radiografia mèdica. Aquesta propietat també la fan servir els bitllets d'euro per protegir-los de la falsificació. El terbi també s'utilitza a les piles de combustible d'alguns cotxes elèctrics com el de la imatge. © Tomihahndorf, CC by-sa 3.0, i Lil mike 2003, CC by-sa 3.0 

Erbi, símbol Er, utilitzat en làsers


L'Erbi (Er) és un lantànid. En el seu estat natural, està format per sis isòtops estables. És una de les terres rares més abundants amb una concentració a l’escorça terrestre d’uns 3,5 grams per tona. S'utilitza especialment per a làsers quirúrgics, en particular en odontologia. Serveix de colorant per a vidre i porcellana a la qual dóna una tonalitat rosa. També s'utilitza en amplificadors òptics per a xarxes de telecomunicacions de llarga distància. A la imatge: ús d’un làser pel Very Large Telescope (VLT), al desert d’Atacama, a Xile. © Tomihahndorf CC by-sa 3.0 i ESO/G. Hüdepohl, CC per 4.0 

Tuli, el més rar de les terres rares


El tuli (Tm) és un lantànid. És la més rara de les terres rares, amb una concentració en monazita de només el 0,007%. Té poques aplicacions pel seu preu que supera enormement el de l'or: és una font de radiació en dispositius radiogràfics portàtils, utilització en certs làsers, com a component de ceràmica magnètica utilitzada en forns de microones i font de calor a les bateries nuclears. © Alchemist-hp, CC by-nc-nd 3.0, i Milestone Management , CC by-nc 2.0 

Luteci, un lantànid amb un preu molt elevat


El Luteci (Lu) és un lantànid. És l'últim element de la família dels lantànids considerat una terra rara. Amb el Tuli, son els elements més rars. Es troba amb la majoria d’altres terres rares, però mai en estat pur. El seu preu elevat està lligat precisament al fet que la seva producció, per separar-la dels altres elements, és molt complexa. Amb poques aplicacions, s'utilitza principalment en química com a catalitzador per a la polimerització, la hidrogenació i el craqueig. L’isòtop177 Lu s’utilitza en medicina nuclear per al tractament de certs tumors neuroendocrins. © Alchemist-hp, CC by-nc-nd 3.0 i National Institutes of Health, PD

L'Iterbi i els seus usos: rellotges atòmics i cristalls làser

L'Iterbi (Yb) és un lantànid. Tem l’aire, sobretot si és humit. Dúctil i mal·leable a temperatura ambient, té molt poques aplicacions. Millora les propietats de processament de l'acer inoxidable. També s'utilitza en rellotges atòmics i com a ió actiu per a cristalls làser. © Images of Chemical Elements , CC per 3.0, i Hideya Hamano, CC by-nc 2.0

El Gadolini i el seu ús en la Ressonància Magnètica


El Gadolini (Gd) és un lantànid de color platejat. Es torna mal·leable i dúctil a temperatura ambient. Molt més estable en ambients secs, s’oxida ràpidament en aire humit. S'utilitza en la composició de tubs de raigs catòdics per obtenir fosforescència i per aliatges superconductors. També serveix com a agent de contrast en la ressonància magnètica (IRM). © JN, CC by-sa 3.0, i Tomáš Vendiš, GFDL