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El material cuántico único podría habilitar computadoras increíblemente poderosas y ultracompactas

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El material cuántico único podría habilitar computadoras increíblemente poderosas y ultracompactas

Ilustración de arte conceptual de computación espintrónica.

quantum computing, and fundamental research.

Information in computers is transmitted through semiconductors by the movement of electrons and stored in the direction of the electron spin in magnetic materials. To shrink devices while improving their performance—a goal of an emerging field called spin-electronics (“spintronics”)—researchers are searching for unique materials that combine both quantum properties. Writing in the journal Nature Materials on May 5, 2022, a team of chemists and physicists at Columbia University finds a strong link between electron transport and magnetism in a material called chromium sulfide bromide (CrSBr).

Created in the lab of Chemist Xavier Roy, CrSBr is a so-called van der Waals crystal that can be peeled into stackable, 2D layers that are just a few atoms thin. Unlike related materials that are quickly destroyed by oxygen and water, CrSBr crystals are stable at ambient conditions. These crystals also maintain their magnetic properties at the relatively high temperature of -280F, avoiding the need for expensive liquid helium cooled to a temperature of -450F.

Chromium Sulfide Bromide Nanoscale Devices

Chromium sulfide bromide crystallizes into thin layers that can be peeled apart and stacked to create nanoscale devices. Columbia researchers discovered that this material’s electronic and magnetic properties are linked together—a discovery that could enable fundamental research as well as potential applications in spintronics. Credit: Myung-Geun Han and Yimei Zhu

“CrSBr is infinitely easier to work with than other 2D magnets, which lets us fabricate novel devices and test their properties,” said Evan Telford, a postdoc in the Roy lab who graduated with a PhD in physics from Columbia in 2020. Last year, colleagues Nathan Wilson and Xiaodong Xu at the University of Washington and Xiaoyang Zhu at Columbia found a link between magnetism and how CrSBr responds to light. In the current work, Telford led the effort to explore its electronic properties.

The team used an electric field to study CrSBr layers across different electron densities, magnetic fields, and temperatures—different parameters that can be adjusted to produce different effects in a material. As electronic properties in CrSBr changed, so did its magnetism.

“Semiconductors have tunable electronic properties. Magnets have tunable spin configurations. In CrSBr, these two knobs are combined,” said Roy. “That makes CrSBr attractive for both fundamental research and for potential spintronics application.”

“Semiconductors have tunable electronic properties. Magnets have tunable spin configurations. In CrSBr, these two knobs are combined.”

Xavier Roy

Magnetism is a difficult property to measure directly, particularly as the size of the material shrinks, explained Telford, but it’s easy to measure how electrons move with a parameter called resistance. In CrSBr, resistance can serve as a proxy for otherwise unobservable magnetic states. “That’s very powerful,” said Roy, especially as researchers look to one day build chips out of such 2D magnets, which could be used for quantum computing and to store massive amounts of data in a small space.

The link between the material’s electronic and magnetic properties was due to defects in the layers—for the team, a lucky break, said Telford. “People usually want the ‘cleanest’ material possible. Our crystals had defects, but without those, we wouldn’t have observed this coupling,” he said.

From here, the Roy lab is experimenting with ways to grow peelable van der Waals crystals with deliberate defects, to improve the ability to fine-tune the material’s properties. They are also exploring whether different combinations of elements could function at higher temperatures while still retaining those valuable combined properties.

Reference: “Coupling between magnetic order and charge transport in a two-dimensional magnetic semiconductor” by Evan J. Telford, Avalon H. Dismukes, Raymond L. Dudley, Ren A. Wiscons, Kihong Lee, Daniel G. Chica, Michael E. Ziebel, Myung-Geun Han, Jessica Yu, Sara Shabani, Allen Scheie, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Di Xiao, Yimei Zhu, Abhay N. Pasupathy, Colin Nuckolls, Xiaoyang Zhu, Cory R. Dean and Xavier Roy, 5 May 2022, Nature Materials.
DOI: 10.1038/s41563-022-01245-x

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¿Cuándo despegarán los astronautas?

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¿Cuándo despegarán los astronautas?
  • La tripulación de Polaris Dawn intentará alcanzar alturas mayores que las alcanzadas por los humanos desde el programa Apolo de la NASA en la década de 1970 y también realizará la primera caminata espacial comercial.
  • El cohete Falcon 9 que transporta al Dragón está programado para despegar entre las 3:38 a.m. y las 7:09 a.m. ET del miércoles desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida.
  • «Falcon y Dragon permanecen sanos y la tripulación continúa lista para su misión de varios días a la órbita terrestre baja», dijo SpacX en las redes sociales.

Una cápsula de SpaceX que transporta a cuatro astronautas comerciales que esperan realizar una caminata espacial pionera no se lanzará hasta al menos el miércoles por la mañana.

La misión Polaris Dawn, un ambicioso viaje de cinco días a las regiones superiores de la órbita de la Tierra, estaba programada para despegar el martes antes de que una fuga de helio detectada obligara a posponerla, dijo SpaceX. dijo el lunes por la tarde en el sitio de redes sociales X.

Cuando la tripulación se lance a bordo de un SpaceX Dragon, será el segundo viaje al espacio para empresario multimillonario Jared Isaacman, quien financió la misión con la empresa de Elon Musk. Isaacman se aventuró previamente en órbita en 2021 a bordo de Inspiration4, la misión que se convirtió en el primer vuelo espacial orbital privado de la historia.

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Un cocodrilo y un tiburón se comieron una vaca marina prehistórica, revela un fósil

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Un cocodrilo y un tiburón se comieron una vaca marina prehistórica, revela un fósil

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Un raro fósil ha proporcionado información sobre lo que fue un día excepcionalmente desafortunado para una vaca marina prehistórica.

La especie ahora extinta de dugongo, un mamífero marino parecido al manatí, nadaba en el mar hace unos 15 millones de años cuando fue atacada por dos animales: un cocodrilo y un tiburón tigre. Este último dejó uno de sus dientes empalado en el cuerpo de la vaca marina.

Al analizar el fósil descubierto en Venezuela, los investigadores pudieron comprender cómo murió la vaca marina, que pertenecía a un grupo de animales extintos conocido como Culebrtherium.

Su estudiarpublicado el jueves en el Journal of Vertebrate Paleontology, captura un momento en el tiempo que ofrece una visión única del funcionamiento de la cadena alimentaria durante la época del Mioceno temprano y medio, hace entre 11,6 y 23 millones de años.

«Es extremadamente raro encontrar rastros de dos depredadores en un solo espécimen», dijo Aldo Benites-Palomino, autor principal del estudio y estudiante de doctorado en el departamento de paleontología de la Universidad de Zurich, Suiza. “Esto muestra por qué deberíamos explorar fósiles en regiones tropicales como Venezuela. »

Los restos fosilizados (un cráneo parcial y 13 vértebras o columna vertebral) revelaron tres tipos de marcas de mordeduras. Su forma, profundidad y orientación sugerían que fueron creados por dos depredadores: un cocodrilo de tamaño pequeño a mediano y un tiburón tigre.

Según el estudio, la criatura parecida a un cocodrilo atacó primero, con los dientes enterrados profundamente en el hocico de la vaca marina, lo que sugiere que intentó agarrar esa parte de la cara del dugongo para asfixiarlo. Otras dos grandes incisiones curvas indican que el cocodrilo arrastró a la vaca marina, desgarrando su carne.

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Las rayas y cortes en el fósil sugieren que el cocodrilo realizó una «vuelta mortal», un comportamiento giratorio para someter a su presa que también se observa en las especies de cocodrilos existentes.

«Este tipo de marca sólo se produce al morder, en el que se realizan acciones posteriores de rasgar, rodar o agarrar», señalaron los autores del estudio.

Luego, el rinoceronte fue destrozado por un tiburón tigre, que tiene dientes estrechos y no dentados. Puede ser difícil diferenciar entre depredación activa y marcas de carroñero, pero según el estudio, las marcas de mordeduras en todo el cuerpo del rinoceronte y su distribución irregular, así como la variación en profundidad, sugirieron a los investigadores que este era el comportamiento de un carroñero. como un tiburón tigre.

Los científicos confirmaron la identidad del tiburón mediante el descubrimiento de un único diente alojado en el cuello de la vaca marina que pertenecía a una especie extinta de tiburón tigre, Galeocerdo aduncus.

“Tuve que trabajar como científico forense”, recuerda Benites-Palomino.

Sin embargo, el estudio señaló que, dada la naturaleza fragmentaria del esqueleto, no era posible descartar otros escenarios para la desaparición de la vaca marina.

Dean Lomax, paleontólogo de la Universidad de Bristol y de la Universidad de Manchester en el Reino Unido, que no participó en la investigación, dijo que estaba de acuerdo con los hallazgos del estudio, pero que era difícil distinguir entre el comportamiento carroñero y el comportamiento depredador activo. .

“Por ejemplo, puede que no sea descabellado pensar que el dugongo ya estaba muerto, que pudo haberse alejado flotando y estar hinchado, y luego fue devorado (recogido) por el cocodrilo y el tiburón en diferentes momentos”. dijo Lomax, el autor de “Bloqueados en el tiempo: el comportamiento animal revelado en 50 fósiles asombrosos”, por correo electrónico.

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“A menos que tengamos evidencia directa del dugongo dentro del cocodrilo (como última comida), o de que el cocodrilo y el dugongo mueran en medio del ataque, todavía es intrínsecamente raro decir al 100% si esto fue definitivamente el resultado de un ataque activo o no. que hurgar en la basura”, añadió Lomax.

En aquella época, las vacas marinas podían crecer hasta cinco metros de largo, dijo Benites-Palomino, y su tejido graso habría sido una buena fuente de alimento.

Hoy en día, los cocodrilos, las orcas y los tiburones se alimentan de dugongos y manatíes, principalmente de los jóvenes, porque los adultos son difíciles de matar debido a su tamaño. No está claro qué tipo de cocodrilo pudo haber atacado a la vaca marina. Podría haber sido una especie extinta de caimán o gavial, conocido por sus mocos largos y delgados, pero debió ser de gran tamaño, de 4 a 6 metros de largo.

“Hay varios candidatos. Sudamérica era entonces un paraíso para los cocodrilos”, añade Benites-Palomino.

Un granjero al sur de la ciudad de Coro, Venezuela, notó por primera vez los restos de la vaca marina en un lugar donde antes no se habían descubierto fósiles.

“Al principio no conocíamos la geología del sitio y los primeros fósiles que descubrimos fueron trozos de cráneos. Nos tomó algún tiempo determinar qué eran: cráneos de manatí, que tienen una apariencia bastante inusual”, dijo en un comunicado Marcelo Sánchez-Villagra, coautor del estudio, profesor de paleobiología y director del Instituto y Museo Paleontológico de. la Universidad de Zúrich.

Benites-Palomino dijo que el raro hallazgo demuestra la importancia de la búsqueda de fósiles en América del Sur «no clásica».

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“Hemos estado visitando los mismos sitios de fósiles en América del Norte y China durante mucho tiempo, pero cada vez que trabajamos en estas nuevas áreas, encontramos constantemente nuevos fósiles. »

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Huellas de dinosaurios idénticas descubiertas en dos continentes

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Huellas de dinosaurios idénticas descubiertas en dos continentes

A ambos lados del océano Atlántico, a más de 6.000 kilómetros de distancia, investigadores han descubierto huellas dejadas por dinosaurios que pudieron haber vagado desde África hasta América del Sur cuando los continentes estaban unidos en un supercontinente.

Las más de 260 huellas, ubicadas en Brasil y Camerún, serían parte del Período Cretácico Inferiorsegún un estudio publicado el lunes por el Museo de Historia Natural y Ciencia de Nuevo México.

Las huellas se crearon originalmente a unas 621 millas de distancia sobre una fina capa de limo y arenisca de barro en el antiguo supercontinente Gondwanan, que luego se rompió y formó el Océano Atlántico Sur.

El estudio compartió fotografías de huellas de formas idénticas que parecían provenir de edades y entornos geológicos similares, según descubrió el paleontólogo de la Universidad Metodista del Sur y autor principal del estudio, Louis L. Jacobs.

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