Los científicos del Instituto Nacional de Investigación de Tecnología "MISIS" y sus colegas de la École Polytechnique (París, Francia) han identificado un grave error en los cálculos de sus colegas de Estados Unidos. Esto refuta completamente la teoría clásica del geomagnetismo y la formación del campo magnético de la Tierra. El 15 de abril de 2016, Nature retiró un artículo publicado anteriormente. Citando a científicos de Rusia y Francia, los estadounidenses admitieron errores en sus cálculos.
En enero de 2015, los científicos estadounidenses de materiales Ronald Cohen y Peng Zhang del Carnegie Institute (Washington) y Christian Howle de la Rutgers University (Nueva Jersey) publicaron en Nature un artículo titulado "Efectos de las correlaciones electrónicas en las propiedades de transporte del hierro en las condiciones centrales de la Tierra". "Influencia de las correlaciones electrónicas sobre las propiedades del hierro en el núcleo terrestre"). En su estudio, los científicos estadounidenses argumentaron que la nueva teoría de la formación del campo magnético del planeta, adoptada después de 2012, es insostenible. Sus cálculos, respaldados por simulación por computadora, confirmaron la teoría clásica de la formación del campo magnético de la Tierra.
Los resultados de sus cálculos demostraron que la conductividad térmica del núcleo de la tierra no es tan alta como se desprende de los primeros cálculos teóricos de esta característica en 2012. Esto provocó una gran resonancia, tanto en los círculos científicos como en los medios públicos y divulgativos de la ciencia.
En su trabajo, los investigadores aplicaron un nuevo método de física computacional, la teoría dinámica del campo medio (DTSA), y confirmaron que es la convención térmica que existe en el núcleo de la Tierra la fuente de los campos magnéticos de nuestro planeta. Esto significó que los cálculos anteriores que utilizan la llamada teoría funcional de la densidad (DFT) y que muestran que la convención térmica no puede generar el campo magnético de la Tierra, no son consistentes.
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Tras la publicación del artículo de Cohen, Zhang y Haule, la teoría tradicional de la convención térmica volvió a tomarse como base para explicar la formación del campo magnético terrestre. Sin embargo, ya a finales de 2015, un grupo de científicos de NUST MISIS, la Universidad de Linkoping en Suecia, el Instituto Joseph Stefan en Eslovenia y la École Polytechnique bajo la dirección del profesor Igor Abrikosov descubrieron un error en los cálculos de los científicos estadounidenses, lo que llevó nuevamente al rechazo de la teoría clásica.
Como resultado, los investigadores estadounidenses estuvieron de acuerdo con los argumentos de sus colegas rusos y franceses y retiraron su artículo de la revista Nature. Recordar un artículo y publicar una refutación en la principal revista científica del mundo es un fenómeno extraordinario, y esta es la primera vez que se investiga en el campo de la física.
Estudiar el comportamiento de los materiales, en particular del hierro, en condiciones extremas de presiones y temperaturas ultra altas es una de las áreas de trabajo del grupo científico del profesor Abrikosov. Los cálculos realizados por este grupo a tan alto nivel en el mundo científico sólo pueden ser realizados por unos pocos equipos científicos que se ocupan de la teoría del campo medio dinámico.
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Profesor Igor Abrikosov, jefe del grupo de investigación
“Nuestro grupo de investigación ha estado involucrado durante mucho tiempo en la teoría del campo medio dinámico (DTSA), con uno de sus autores, el profesor Antoine George, estamos cooperando activamente. Y nuestros resultados preliminares con TPD fueron cualitativamente diferentes de los publicados por Cohen, Zhang y Howle. Argumentaron que, en las condiciones del núcleo de la Tierra, el comportamiento del hierro se desvía de la teoría de Landau Fermi-líquido, mientras que en nuestros estudios vimos una correspondencia casi perfecta con esta teoría. Esto nos llevó a comprobar la conclusión principal del trabajo sobre la conductividad térmica relativamente baja del hierro. La tarea fue muy difícil, pero pudimos realizar cálculos únicos utilizando nuestro clúster Cherry de supercomputadora en NUST MISIS.
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El resultado fue muy inesperado para nosotros: a pesar de que usamos exactamente el mismo método que Cohen, Zhang y Howle, nuestra respuesta difirió varias veces de la publicada en Nature. Como resultado, todas las partes admitieron que un error numérico en los cálculos llevó a los científicos a un resultado sensacional”.
La teoría de Ronald Cohen, Peng Zhang y Christian Haule se ha generalizado en los círculos científicos, ha encontrado a sus seguidores y sucesores, quienes en nuevos trabajos ya se refieren directamente a sus datos. Ahora, sin embargo, los científicos tendrán que volver a los cálculos de 2012 que muestran que la convención térmica no puede generar el campo magnético de la Tierra. Y se renovó la discusión sobre la historia térmica del planeta.
“El laboratorio de modelado y desarrollo de nuevos materiales se creó en nuestra universidad en 2014”, dice Alevtina Chernikova, rectora de NUST MISIS. - Un equipo de investigadores dirigido por un científico de renombre mundial, doctor en ciencias físicas y matemáticas, el profesor Igor Anatolyevich Abrikosov, ha logrado resultados impresionantes. Utilizando las capacidades de la supercomputadora NUST MISIS, el equipo de investigación del profesor Abrikosov está acortando el período de desarrollo de las soluciones demandadas en el campo de la ciencia de los materiales.
Una referencia rápida a las teorías del campo magnético de la Tierra
Hasta la fecha, no existe un concepto teórico final y generalmente aceptado de geomagnetismo. La teoría, que existía antes de 2012 y se considera clásica, afirmando que el núcleo del planeta es la fuente del campo geomagnético de la Tierra, no ha sido confirmada por ningún cálculo.
En 2012, el profesor británico Dario Alpha y su equipo fueron los primeros en calcular la conductividad térmica de la Tierra utilizando la teoría funcional de la densidad (DFT). Sus resultados mostraron que la convención térmica existente en el núcleo de la Tierra no puede servir como fuente de los campos magnéticos de nuestro planeta, como se suponía anteriormente. Según los nuevos datos, el núcleo interno de la Tierra comenzó a formarse hace solo unos mil millones de años, y no 3.4 mil millones, como lo demuestran los resultados anteriores de estudios de minerales magnéticos en rocas antiguas.
Los autores de la TFP fueron galardonados con el Premio Nobel en 1998
En 2015, los científicos estadounidenses Ronald Cohen, Peng Zhang y Christian Howle, utilizando en sus cálculos una teoría más nueva y precisa (en comparación con la DFT), la teoría del campo medio dinámico (DFT), realizaron nuevos cálculos que confirmaron la exactitud de la teoría clásica.
Sin embargo, en 2015, el grupo del profesor Igor Abrikosov encontró un error numérico en los cálculos de Ronald Cohen y Peng Zhang, que anula el sensacional resultado que obtuvieron. Su artículo fue retirado de la revista Nature y los autores publicaron una refutación.
Zevyakina Alena
