24 de septiembre de 2007

Teoría de fluidos confirmada por Foton

Imagen: ESA

En la investigación científica, hay una gran satisfacción cuando el trabajo teórico es eventualmente respaldado por la experimentación. Éste fue el caso esta semana para un equipo de científicos italianos y estadounidenses cuando recibieron la confirmación preliminar de una teoría de 10 años de antigüedad de un experimento de ciencia de fluidos que actualmente está orbitando la Tierra en la nave Foton-M3

Aunque el Foton sólo fue lanzado hace una semana, los científicos ya están muy entusiasmados acerca de los datos que recibieron de su experimento, conocido como GRADFLEX (GRAdient-Driven FLuctuation EXperiment). Los primeros resultados son cuantitativamente consistentes con predicciones teóricas detalladas hechas durante la última década.

Todos los líquidos experimentan pequeñas fluctuaciones en temperatura y concentración como resultado de diferentes velocidades de moléculas individuales. Estas fluctuaciones son usualmente tan pequeñas que son extremadamente difíciles de observar.

En los 90, los científicos descubrieron que esas pequeñas fluctuaciones en fluidos y gases pueden aumentar en tamaño, y aun pueden hacerse visibles al ojo desnudo, si se introduce un fuerte gradiente. Una forma de lograr esto, es incrementar la temperatura en el fondo de una fina capa de líquido, pero no lo suficiente para producir convección. Alternativamente, calentando el fluido desde arriba, la convección es suprimida, haciendo posible lograr medidas más exactas.

Aunque los primeros estudios involucraron medidas tomadas en la Tierra, fue sugerido que las fluctuaciones se volverían más notables en un ambiente sin gravedad. Ahora, gracias a la misión Foton, la oportunidad de probar esta predicción ha llegado, y los resultados respaldan completamente los pronósticos previos.

"Las primeras imágenes del experimento fueron descargadas al Centro de Operaciones Payload en Kiruna, Suecia, y recibidas en la Tierra luego de unas pocas órbitas", explicó el Profesor Marzio Giglio, líder del equipo del Departamento de Física y CNR-INFM (Istituto Nazionale per la Fisica della Materia), Universidad de Milán, Italia.

Para la delicia del equipo científico, las imágenes visualmente respaldan las predicciones teóricas mostrando un gran incremento en el tamaño de las fluctuaciones. El análisis de los datos también mostró que la amplitud de las fluctuaciones en temperatura y concentración se incrementó enormemente.

"Es un evento raro cuando una misión espacial puede confirmar una predicción teórica en tiempo record", dijo Olivier Minster, Líder de la Unidad de ciencias físicas de ESA. "Estos resultados son importantes porque son la primera verificación de los efectos pronosticados una década atrás":

"La disponibilidad de estas imágenes de la nave espacial nos permitió cambiar lo que estamos haciendo para que podamos optimizar el retorno científico desde la misión", dijo el Profesor David Cannel de la Universidad de California en Santa Barbara (UCSB). "También tendremos muchos miles de imágenes para analizar en nuestros laboratorios luego de que el experimento regrese a la Tierra. Esto nos mantendrá ocupados por bastante tiempo".

"Podría ser que nuestros resultados influenciaran otros tipos de investigación en microgravedad, como el crecimiento de cristales. Nuestra investigación podría aun generar algún tipo de giro tecnológico", dijo el Profesor Giglio.

GRADFLEX es uno de los 43 experimentos científicos y tecnológicos de la ESA a bordo de la misión de 12 días Foton-M3. La misión está programada para terminar el 26 de septiembre, cuando la cápsula de re-entrada regresara a la Tierra en Kazajstán. Los experimentos a bordo serán regresados a sus instituciones donde los datos serán cuidadosamente analizados en los meses subsiguientes.

(lt) (mg)

Más información en:
http://www.esa.int/