Científicos de la Universidad de Oxford han creado una
nueva forma de aluminio bombardeando el metal con el láser de rayos X más
poderosos del mundo. Aluminio transparente solo existía en ficción, como en
la película Viaje a las Estrellas IV, pero la materia real es un exótico
nuevo estado de materia.
El aluminio resultante es casi invisible a radiación
ultravioleta extrema, la materia creada es relevante a condiciones
existentes dentro de planetas gigantes o estrellas miniatura creadas por
implosiones de láser de alta energía.
Ele efecto invisible duró solo unos 40 femto-segundos.
Descubierto hace 13 años, oficialmente agregado a la
tabla periódica hace unas semanas, el elemento 112 tiene finalmente un
nombre, Copernicium, símbolo Cp, en honor del astrónomo Nicolás Copérnico.
El elemento fue descubierto por un grupo de
científicos alemanes liderados por el Profesor Sigurd Hofmann.
Denominaron al nuevo elemento 112 porque su número
atómico resulta de la suma de los números atómicos de los dos elementos
iniciales a partir de los cuales se creó en un acelerador de partículas: 30
y 82, del zinc y del plomo respectivamente. Es 277 veces más pesado que el
hidrógeno.
Los nombres oficiales de los
elementos anteriores son 107 bohrio, 108 hassio, 109 meitnerio, 110
darmstadtio y 111 roentgenio. En español se llamará al 112 Copernicio.
El dicho “Consúltelo con la almohada” parece reflejar
una realidad bastante literal. Unos investigadores del Laboratorio de la
Fisiología de la Percepción y la Acción (LPPA), en Francia, y de la
Universidad de Ámsterdam, Países Bajos, han demostrado que el cerebro revive
los sucesos del día durante el sueño. También han comprobado que la
información consolidada durante el sueño conduce a una mejor capacidad de
toma de decisiones cuando estamos despiertos.
Mientras dormimos, las neuronas de nuestro cerebro están activas a niveles
comparables en muchos aspectos con los niveles observados durante la
vigilia. Esta actividad es de importancia vital. Durante el sueño, nuestro
cerebro reordena inconscientemente los recuerdos para estabilizarlos y
asegurar el almacenamiento de los mismos a largo plazo.
Los investigadores enseñaron a unas ratas a encontrar recompensas en un
laberinto, y estudiaron los cerebros de los animales mientras dormían. El
equipo de científicos observó que los patrones de actividad de las neuronas
durante el sueño eran semejantes a los de los periodos de vigilia, cuando
las ratas aprendían la tarea. Pero no todas las partes de la experiencia se
reviven del mismo modo en el cerebro. En los experimentos se constató que
los grupos de neuronas activos en el momento de tomar una decisión y,
particularmente, aquellos activos durante los momentos de comprensión de la
tarea y aprendizaje de la misma, eran activados de modo preferencial durante
el sueño.
Este descubrimiento sugiere que no toda la información memorizada se
consolida del mismo modo, y que sólo se estabiliza la información más
relevante para el comportamiento.
Este trabajo representa un avance significativo para el conocimiento
científico de la memoria en el cerebro y la forma en que éste codifica la
información. Este enfoque es necesario para mejorar el conocimiento
científico sobre enfermedades que provocan degeneración neuronal, como el
Mal de Alzheimer, por culpa del cual la memoria se deteriora
considerablemente.
La teoría de cuerdas ha sido examinada cuidadosamente
en los últimos años, y una buena cantidad de científicos ha expresado dudas
acerca de su utilidad. Probablemente la culpa haya sido del entusiasmo
inicial, cuando parecía que podría utilizarse para resolver cualquier
intríngulis físico. Sin embargo, los físicos teóricos en Leiden (Países
Bajos) la han reivindicado, al describir por primera vez un fenómeno físico
relacionado con la superconductividad utilizando la teoría de cuerdas.
"Esto es magnífico. Nunca he experimentado tal
euforia". La frase pertenece a Jan Zaanen, un físico teórico de la
Universidad de Leiden que no hace ningún intento de ocultar su entusiasmo.
Zaanen ha trabajado codo a codo con Mihailo Cubrovic y Koenraad Schalm
durante meses, para desvelar un fenómeno natural nunca antes explicado. Han
hecho su trabajo utilizando las herramientas matemáticas que proporciona la
vapuleada teoría de cuerdas y, gracias a estos físicos, la controvertida
teoría vuelve a aparecer en las páginas de la revista Science Express.
La teoría de cuerdas es, básicamente, una herramienta matemática que
pretende unificar las leyes de la mecánica cuántica con las de la teoría
general de la relatividad. El nombre “teoría de cuerdas” se debe a que
establece que las partículas subatómicas se comportan como (muy) pequeñas
entidades monodimensionales similares a cuerdas, a diferencia de los
enfoques más tradicionales que representa a estas partículas como puntos
adimensionales. La teoría establece correspondencias entre cuerdas que
vibran de formas particulares con partículas que poseen propiedades
definidas, como la masa o la carga. En la década de 1980, los físicos se
entusiasmaron con este enfoque, ya que tenía el potencial de -finalmente-
lograr unir en un mismo grupo de ecuaciones las cuatro fuerzas básicas de la
naturaleza -gravedad, electromagnetismo, fuerza nuclear fuerte y fuerza
nuclear débil- y todos los aspectos de la materia. Sin embargo, nunca se
logró emplear la teoría de cuerdas en un caso práctico, mucho menos para
encontrar la “teoría del todo”. Pero el trabajo de Zaanen y su equipo parece
haber cambiado esta situación.
Cubrovic, Zaanen y Schalm aplicaron la correspondencia
de la Teoría del Campo Conforme/Anti-de-Sitter (AdS/CFT, por sus siglas en
inglés) de la Teoría de Cuerdas para explicar el estado crítico cuántico de
los electrones. La superconductividad a altas temperaturas siempre ha sido
un tema muy “caliente” para los físicos, que conocen materiales con ese
comportamiento pero no pueden explicar por qué ocurre. Este es el estado en
que se encuentran los electrones de un material justo antes de volverse
superconductor a alta temperatura, y se trata de una especie de “sopa
cuántica” en el que los electrones implicados exhiben el mismo
comportamiento a escala cuántica que a escala macroscópica. Es un tema para
nada menor, ya que la correspondencia AdS/CFT podría ser la llave que
permita abrir la puerta que separa al mundo relativista del de la mecánica
cuántica. Los autores trataron la situación mediante un modelo que describe
la forma en que un agujero negro vibra cuando un electrón cae en él, para
describir cómo los electrones que se mueven dentro y fuera de un estado
cuántico crítico.
Cuando se encuentran en estado superconductor, los electrones tienen la
habilidad de atravesar un material sin que este les ofrezca ninguna
resistencia eléctrica. Durante años se supuso que este efecto solo era
posible a temperaturas muy bajas, cercanas al cero absoluto (unos -273
grados Celcius). Más tarde se descubrió que, en algunos materiales muy
especiales, esta situación también se daba a altas temperaturas, sin que
nadie pudiese proporcionar una explicación satisfactoria. El trabajo del
equipo liderado por Jan Zaanen, desarrollado en la Universidad de Leiden,
tampoco cubre todos los flancos posibles de este fenómeno, pero aporta una
buena cantidad de pistas sobre el particular, a la vez que demuestra que
-finalmente- la Teoría de Cuerdas puede emplearse para abordar los grandes
problemas de la física.
Investigadores de la Universidad de Nottingham y de
Ucrania han construído el primer saser o láser de sonido, un dispositivo
capaz de generar un rayo altamente concentrado de ondas sonoras a la
frecuencia de terahertz.
Este saser
permitiría manipular dispositivos electrónicos a nivel de nanoescalas. Se
podrían manipular electrones dentro de semiconductores para llegar a obtener
procesadores que trabajasen a frecuencias de terahertz, o también para
transmitir señales en fibras ópticas.
Los
investigadores alternaron capas de arseniuro de aluminio y galio que se
expusieron a un intenso rayo de luz, se liberaron fotones que rebotaron una
y otra vez entre las capas, para que eventualmente las ondas sonoras se
combinaran en sonidos altamente concentrados más fuertes en los cuales cada
partícula se sincroniza, creando un rayo sonoro de ultra-alta frecuencia.
Un grupo de científicos trabaja, con alentadores
resultados preliminares, en el desarrollo de una nueva y asombrosa batería
alimentada por aire, la cual posee un potencial de almacenamiento de hasta
10 veces la capacidad de los dispositivos convencionales.
La capacidad mejorada se debe a la adición de un componente que emplea
oxígeno tomado del aire durante la descarga, reemplazando a otro componente
químico usado en las baterías recargables actuales. No tener que llevar
todos los productos químicos en la batería hace que ésta, a igual tamaño,
suministre más energía. Reducir el tamaño y el peso de las baterías, pero
manteniendo su capacidad de carga necesaria, ha sido una larga batalla para
los diseñadores de automóviles eléctricos.
Este cambio en la capacidad podría sentar las bases para una nueva
generación de automóviles eléctricos, teléfonos móviles y ordenadores
portátiles.
En la Universidad de Newcastle se ocupan de desarrollar la nueva interfaz
aire-electrodo, la parte de la batería donde se lleva a cabo la reacción.
Estas baterías, por ser más idóneas que las normales para combinarse con
paneles solares o aerogeneradores, permitirán un suministro constante de
energía eléctrica, al poder actuar con facilidad cuando el Sol se oculte o
el viento deje de soplar.
La batería STAIR también debiera resultar más barata que las actuales
baterías recargables. El nuevo componente está hecho de carbono poroso,
menos costoso que los materiales utilizados en las demás baterías.
Este proyecto de investigación, de cuatro años de duración, se encuentra ya
a la mitad, y las perspectivas de éxito son muy prometedoras. "Nuestro
objetivo es conseguir un incremento de cinco a diez veces en la capacidad de
almacenamiento, lo que está más allá del horizonte de las actuales baterías
de litio. Hasta ahora, nuestros resultados son muy prometedores y han
sobrepasado en mucho nuestras expectativas", explica el investigador
principal del proyecto, el profesor Peter Bruce de la Universidad de St.
Andrews.
Hay muchas estrategias para incrementar el tamaño de
los músculos y fortalecer los huesos. Pero, ¿qué puede hacer alguien para
desarrollar un cerebro más grande? La respuesta es: Meditar. Éste es el
descubrimiento de un grupo de investigadores en la Universidad de California
en Los Ángeles (UCLA) quienes utilizaron resonancia magnética por imágenes
en alta resolución para escanear el cerebro de personas que practican la
meditación desde hace años. En el estudio, se desvela que ciertas regiones
del cerebro de tales personas son más grandes que en los sujetos de un grupo
de control similares en todo excepto en que no practican la meditación.
Específicamente, los meditadores mostraron volúmenes significativamente
mayores en el hipocampo y en áreas dentro de la corteza órbito-frontal, el
tálamo y el giro temporal inferior, regiones todas ellas conocidas como
reguladoras de las emociones.
"Sabemos que las personas que meditan regularmente tienen una habilidad
singular para cultivar las emociones positivas, mantener la estabilidad
emocional y comportarse de manera cuidadosa", explica Eileen Luders, autora
principal, e investigadora del Laboratorio de Neuroimaginología de la UCLA.
"Las diferencias observadas en la anatomía del cerebro podrían darnos una
pista del por qué los meditadores tienen estas habilidades excepcionales".
La investigación ha confirmado los aspectos beneficiosos de la meditación.
Además de poder concentrarse mejor y controlar con mayor eficacia sus
emociones, muchas personas que meditan regularmente tienen niveles de estrés
por debajo de lo normal y un sistema inmunitario reforzado. Pero es poco lo
que se sabe acerca de la relación entre la meditación y la estructura del
cerebro.
En el estudio, Luders y sus colegas examinaron a 44 personas (22 individuos
del grupo de control y 22 que habían practicado varias formas de meditación,
incluyendo Zazen, Samatha y Vipassana, entre otras. La cantidad de tiempo
que habían practicado oscilaba entre 5 y 46 años, con un promedio de 24
años.
Más de la mitad de todos los meditadores dijeron que la concentración
profunda era una parte esencial de la práctica, y la mayoría meditaba entre
10 y 90 minutos cada día.
Los investigadores descubrieron, al hacer las mediciones cerebrales, valores
significativamente mayores en los meditadores, en comparación con los
sujetos del grupo de control. Por ejemplo, mayores volúmenes del hipocampo
derecho y más materia gris en la corteza órbito-frontal derecha, el tálamo
derecho y el lóbulo temporal inferior izquierdo. No hubo regiones donde los
individuos del grupo de control tuvieran volúmenes significativamente
mayores o más materia gris que los meditadores.
Debido a que estas áreas del cerebro están estrechamente ligadas a la
emoción, esos rasgos físicos de su cerebro podrían ser los cimientos
neuronales sobre los que se asienta la capacidad extraordinaria de los
meditadores para regular sus emociones y reaccionar del mejor modo posible
ante cualquier situación con la que se topen.
Un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional
Lawrence Berkeley y la Universidad de California en Berkeley, dirigido por
Xiang Zhang, de la División de Ciencias de los Materiales del Laboratorio de
Berkeley y director del Centro de Ciencia e Ingeniería Nanométricas de dicha
universidad, ha diseñado una "manto de invisibilidad", a partir de silicio
nanoestructurado, que oculta visualmente la presencia de objetos situados
bajo él. A pesar de que el manto en sí todavía puede ser visto, el bulto
creado por el objeto bajo él desaparece de la vista. La proyección de un haz
de luz sobre el bulto muestra una reflexión idéntica a la del haz reflejado
sobre una superficie plana, lo cual significa que el objeto en sí, en
esencia, se hace invisible.
A pesar de que se han utilizado con éxito metamateriales metálicos para
lograr invisibilidad a la frecuencia de las microondas, hasta ahora la
ocultación a frecuencias ópticas, un paso clave para lograr la invisibilidad
óptica, no ha sido alcanzada de modo satisfactorio porque los elementos
metálicos absorben demasiada luz.
La nueva capa (en este caso, técnicamente una alfombra o mantel) creada por
Zhang y su equipo está confeccionada exclusivamente a partir de materiales
dieléctricos. En los experimentos, se utilizó la alfombra para cubrir un
área que medía 3,8 micrones por 400 nanómetros aproximadamente. Y logró
generar el efecto de invisibilidad con ángulos variables de incidencia de la
luz.
En este momento, el prototipo de trabajo de esta alfombra opera con luz de
entre 1.400 y 1.800 nanómetros de longitud de onda, que corresponde a la
porción del infrarrojo cercano del espectro electromagnético, una onda
apenas un poco más larga que la de la luz que puede ver el ojo humano. Sin
embargo, debido a su diseño y composición dieléctrica, Zhang asevera que la
alfombra es relativamente fácil de fabricar y debiera estar disponible en
tamaños grandes. Además, con una fabricación más precisa, el nuevo enfoque
de diseño debería conducir a un material que opere con luz visible, en otras
palabras, que genere invisibilidad literal ante los ojos humanos.
Tres pacientes ciegos de un ojo recuperaron su vista
en menos de un mes utilizando lentes de contacto recubiertos con células
madre, dos de ellos ahora pueden ver las letras grandes en un examen
oftalmológico y el tercer paciente que solo veía esas letras grandes puede
pasar el test de visión para conducir.
Los
investigadores están verificando que las mejoras se mantengan estables.
Extrajeron las células madre de los ojos funcionales, las mantuvieron en los
lentes de contacto por 10 días, después de 10 a 14 días de colocados en los
pacientes las células comenzaron a recolonizar y reparar la córnea.
Para otro paciente que tenía dañados ambos ojos se
utilizaron células de la conjuntiva, por ahora, el procedimiento ayuda a
personas con daños en el borde de la córnea, peor los investigadores de la
Universidad del Sur de Gales en Australia que llegue a ayudar a personas
ciegas por otras causas, o incluso para la piel.
Hay mitos, leyendas urbanas o "verdades" científicas
que resultan ser completamente falsas, como los siguientes:
Usamos sólo el 10 % de nuestro cerebro, Las uñas y el
pelo siguen creciendo después de muerto, Cortarse el pelo al cero hace que
crezca más áspero y rápido, Hay que beber 2 litros de agua al día, Leer con
poca luz daña nuestros ojos, Comer de noche engorda, La Coca-Cola deshace la
carne en 48 horas, Con el frío perdemos calor corporal por la cabeza, El
azúcar vuelve hiperactivos a los niños, Las resacas se pueden curar y evitar
dar positivo en control de alcoholemia.
El artículo en el siguiente enlace explica por qué son
falsos estos mitos.
En un nuevo estudio, la teoría popular y muy aceptada
de que el cráter de Chicxulub encierra la pista de la extinción hace 65
millones de años de los dinosaurios, junto con un 65 por ciento de todas las
especies, es cuestionada.
Cuando se descubrió la existencia de esférulas procedentes del impacto justo
por debajo del límite Cretáceo-Terciario (K-T), el objeto que excavó el
cráter fue rápidamente identificado como el culpable de la extinción masiva
que tuvo lugar hace 65 millones de años.
La reciente investigación, dirigida por Gerta Keller de la Universidad de
Princeton en Nueva Jersey, y Thierry Adatte de la Universidad de Lausana,
Suiza, utiliza evidencias obtenidas en terrenos de México que sugieren que
el impacto de Chicxulub antecede al límite K-T en tanto como 300.000 años.
Se sabe, de los análisis de varias ubicaciones en México, que fueron
depositados entre cuatro y nueve metros de sedimentos a razón de unos dos o
tres centímetros por cada mil años después del impacto. El nivel
correspondiente a la extinción masiva puede ser visto en los sedimentos por
encima de este intervalo.
Los defensores de la teoría del impacto en Chicxulub sugieren que el cráter
y la extinción masiva aparecen separados en el registro sedimentario debido
sólo a la perturbación provocada por un terremoto o tsunami que resultó del
impacto del asteroide.
El problema con la interpretación del tsunami, según Keller, es que el
material no fue depositado en unas horas o días por un tsunami. La
deposición se produjo durante un largo período de tiempo.
En el estudio se ha descubierto que los sedimentos que separan los dos
eventos son característicos de la sedimentación normal, con madrigueras
formadas por criaturas que colonizaron el suelo marino, la erosión y el
transporte de sedimentos, y sin evidencia de perturbación estructural.
Los científicos obtuvieron además evidencias de que la caída del cuerpo
celeste en Chicxulub no tuvo los efectos dramáticos sobre la biodiversidad
que habían sido sugeridos a raíz de la teoría de la extinción por impacto
cósmico.
Keller sugiere que las erupciones volcánicas masivas en las Deccan Traps en
la India pudieron ser responsables de la extinción, liberando enormes
cantidades de polvo y gases que habrían limitado de modo considerable el
paso de la luz del Sol hasta la superficie de la Tierra, provocando con ello
efectos desastrosos para muchas formas de vida.
Tengamos en cuenta que los DVD o CD alcanzan a duras
penas los 30 años con sus pistas intactas y una memoria flash tampoco supera
esa cifra, por mucho que nos lo han querido hacer creer los fabricantes. Se
están diseñando en este momento sistemas ópticos que barren esos
rendimientos, pero se encuentran en fase muy temprana de investigación y no
parece que vayan a salir al mercado en breve. Imagine que sucederá cuando
pasen los años necesarios para inutilizar los dispositivos actuales y no
hayamos hecho las correspondientes copias de seguridad.
Sin embargo, el científico Alex Zettl que, asistido por ese milagro llamado
nanotecnología, ha diseñado un nuevo tipo de memoria que promete una
capacidad miles de veces superior a lo que existe ahora en el mercado. Pero
lo mejor de todo, es que aseguran que la información podrá permanecer
inalterable durante mil millones de años. El dispositivo de almacenamiento
consiste en una nanopartícula de hierro (50.000 veces más delgada que un
cabello humano) encerrada en nanotubo de carbono hueco. En presencia de
electricidad, la nanopartícula puede moverse hacia delante o atrás con gran
precisión. El 0 sería con la nanopartícula en un extremo y el 1 sería
descrito con la nanopartícula en el otro. Esto crea un sistema de memoria
programable que, al igual que los chips de silicio, puede registrar
información digital y reproducirla empleando el hardware de ordenadores
convencionales.
En el laboratorio y en los estudios, los investigadores mostraron que el
dispositivo tenía una increíble capacidad de almacenamiento de 1 terabyte
por pulgada cuadrada (6,4516 cm2). Considerando que la densidad normal de
una memoria Flash varía entre 10 y 100 gigas, el récord obtenido por este
nuevo tipo de memoria nanotecnológica desbanca claramente a sus
competidores.
Unos investigadores de la Universidad de Illinois han
encontrado una nueva manera de hacer transistores más pequeños. La técnica
utiliza el autoensamblaje, la autoalineación y canales de nanocables hechos
de arseniuro de galio y libres de defectos.
Xiuling Li y Seth Fortuna describen el primer transistor de Efecto Campo de
metal-semiconductor fabricado con un canal de nanocables de arseniuro de
galio autoensamblado.
Los nanocables son atractivos bloques de construcción para la electrónica y
para muchas aplicaciones de la fotónica. Sin embargo, antes de su
implantación industrial primero deben superarse varias dificultades,
incluyendo la integración con la microelectrónica existente.
El nuevo proceso de crecimiento crea nanocables de arseniuro de galio,
autoalineados y sin defectos, que podrían muy pronto ser fabricados a escala
industrial. Es un proceso no litográfico que puede controlar con precisión
la dimensión y orientación de los nanocables, siendo compatible con el
diseño de la circuitería existente y con las tecnologías de fabricación de
ésta.
El canal de nanocables de arseniuro de galio utilizado por los
investigadores en su transistor de demostración se hizo crecer mediante una
deposición química especial de vapor, usando oro como catalizador. El resto
del transistor fue hecho con técnicas convencionales de microfabricación.
Estando el diámetro del canal de nanocables del transistor en torno a los
200 nanómetros, con la técnica de crecimiento que usa el catalizador de oro
es posible fabricar nanocables con diámetros tan pequeños como 5 nanómetros.
La orientación autoalineada de los nanocables está determinada por la
estructura del cristal del substrato y ciertos parámetros de crecimiento.
Los nanocables de alta calidad también pueden usarse en las comunicaciones
ópticas mediante láser.
Después de haber pasado más de 20 años intentando
detectar alguna señal extraterrestre inteligente, SETI (SEarch for
Extraterrestrial Intelligence) parece haber logrado su objetivo: un
misterioso pulso láser ha sido registrado, emergiendo del estruendoso azar
del cosmos.
Ragbir Bhathal, un astrofísico de la Universidad de Western Sydney, detectó
en Diciembre de 2008 una señal láser proveniente del espacio exterior.
Bhathal trabaja en las instalaciones australianas de SETI (SEarch for
Extraterrestrial Intelligence), la organización que realiza una búsqueda de
inteligencia extraterrestre mediante radiotelescopios. Parece que la cautela
es una de las mayores virtudes de este científico, ya que en lugar de salir
corriendo para informar del hecho a la prensa prefirió pasar casi cinco
meses investigando si no había alguna clase de error en los instrumentos, si
no se trataba de algún fenómeno físico corriente o era simplemente “ruido
aleatorio” procedente del espacio.
Una vez descartadas todas las fuentes conocidas posibles, Ragbir Bhathal ha
dado a conocer su hallazgo. “La NASA utiliza láseres para comunicarse en el
espacio, así que no es tan descabellado imaginar que una civilización
extraterrestre podría usarlos también”, dice. Enviar una señal láser hacia
una región en particular del espacio es tan sencillo que casi podríamos
hacerlo hoy en día, agrega Paul Horowitz, profesor de física en la
Universidad de Harvard. Por ejemplo, el láser NOVA del Laboratorio Nacional
Lawrence Livermore (California), utilizado en experimentos de fisión
nuclear, es capaz de producir más de mil millones de vatios de luz láser
durante una pequeñísima fracción de segundo. Si reflejásemos ese haz en un
espejo de 10 metros como el existente en el telescopio Keck de Hawai,
podríamos emitir una luz 5.000 veces más brillante que el Sol hacia donde
quisiéramos.
Es muy pronto aún para atribuir esta luz láser a una civilización
extraterrestre. Pero SETI está trabajando en ello.
Su masa equivale a 18 mil millones de soles, está en
el cuásar OJ287, en el cual hay dos agujeros negros, uno "pequeño" con una
masa de 100 millones de soles, un 2 a 3 por ciento de la masa de una galaxia
como la Vía Láctea.
La masa del agujero grande equivale al de una galaxia
pequeña, es 6 veces m+as masivo que el agujero que ostentaba el récord. El
cuásar se encuentra a 3.500 millones de años luz de la tierra.
En OJ287, el agujero negro más pequeño, describe una
órbita con forma ovalada alrededor del mayor, demorando unos 12 años en cada
vuelta. En dos puntos de su trayectoria se acercan tanto, que el pequeño
“perfora” el disco de materia que rodea al agujero negro más grande,
causando sendos estallidos de energía que hacen que el cuásar aumente
súbitamente su brillo.
Los astrónomos han concluido que el tremendo campo gravitacional del agujero
negro más grande ha provocado una precesión en la órbita del agujero negro
más pequeño con un ángulo de aproximadamente 39º. La precesión cambia cuando
el agujero pequeño atraviesa el disco que envuelve al gigante. Hasta la
fecha, se han observado 12 estallidos súper brillantes en OJ287 y el equipo
de científicos liderados por Mauri Valtonen del Observatorio Tuorla
(Finlandia) los han utilizado para medir con exactitud la tasa de precesión
de la órbita del agujero negro pequeño. Este dato, junto con el periodo de
la órbita, es lo que les permite calcular la masa del agujero negro mayor.
Según Craig Wheeler, de la Universidad de Texas (EE.UU), el tamaño de un
agujero negro depende "solo de su edad y de qué tan rápido haya tragado
materia para poder crecer. No hay límite teórico superior". Esto significa
que algún día podría aparecer otro que le quite el trono al gigante que se
encuentra dentro de OJ287. Esta investigación también comprobó una
predicción de la relatividad general, que asegura que los agujeros negros
deben caer en espiral el uno hacia el otro mientras radian energía en forma
de ondas gravitacionales a través del espacio.
Se estima que los dos agujeros negros fusionarán para formar otro
mayor dentro de 10.000 años.
En un nuevo estudio, Paul Thompson, profesor de
neurología de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), y sus
colegas, han usado un nuevo tipo de escáner de obtención de imágenes para
mostrar que la calidad de los axones del cerebro, o sea, el cableado que
conduce las señales por el interior de éste, tiene mucha influencia en la
inteligencia. Cuanto más rápida sea la señalización, más velozmente el
cerebro procesa la información. Y debido a que los genes tienen influencia
sobre la integridad del cableado del cerebro, los genes que heredamos
desempeñan en el grado de inteligencia de cada persona un papel mucho más
importante de lo que se creía anteriormente.
Parece que los genes influyen en la inteligencia al determinar cuán bien los
axones están recubiertos de mielina, la "funda aislante" que recubre
nuestros axones y posibilita ráfagas rápidas de señales en nuestros
cerebros. Cuanto más gruesa sea la capa de mielina, más rápidos serán los
impulsos nerviosos.
Thompson y sus colegas escanearon los cerebros de 23 pares de gemelos y 23
pares de mellizos. Como los gemelos comparten los mismos genes y los
mellizos comparten cerca de la mitad de los genes, los investigadores fueron
capaces de hacer comparaciones que mostraron que la integridad de la mielina
estaba determinada genéticamente en muchas partes del cerebro que son
fundamentales para la inteligencia. Éstas incluyen a los lóbulos parietales,
responsables del razonamiento espacial, el procesamiento visual y la lógica,
y el cuerpo calloso, el cual agrupa información proveniente de ambos lados
del cuerpo.
Debido a que la formación de mielina en los circuitos cerebrales sigue una
trayectoria con forma de U invertida, alcanzando el máximo en la edad adulta
y luego comenzando a descender lentamente, Thompson considera que
identificar los genes que propician una buena abundancia de mielina es
crucial para prevenir enfermedades del cerebro como la esclerosis múltiple y
el autismo, las cuales han sido vinculadas a problemas con esta sustancia.
Los eventos específicos importantes, desde una
propuesta de matrimonio al nacimiento de un bebé, protagonizan muchos de
nuestros recuerdos más vívidos. Sin embargo, durante mucho tiempo los
científicos han sabido poco acerca de los mecanismos cerebrales que nos
permiten recordar tales eventos. Un descubrimiento hecho en la Universidad
de California en Irvine, va a cambiar ahora esa situación.
En un estudio con ratas, John Guzowski (profesor de neurobiología y
comportamiento) y sus colegas comprobaron que una sola experiencia breve es
tan eficaz para activar las neuronas y los genes asociados con la memoria,
como lo son las actividades más repetitivas.
Saber cómo el cerebro recuerda los eventos que ocurren una sola vez, puede
ayudar a los científicos a diseñar mejores terapias para enfermedades como
la de Alzheimer en la cual se daña la capacidad de formar tales recuerdos.
La mayoría de las experiencias en la vida son encuentros definidos por los
lugares, las personas, las cosas y el momento. Son específicos y suceden
sólo una vez. Este tipo de memoria es decisiva en hacer única a cada persona
por su bagaje de experiencias.
Es bien sabido que una estructura cerebral llamada hipocampo resulta crítica
para la memoria y el aprendizaje, pero existen muchas preguntas sin
responder sobre cómo las experiencias breves e irrepetibles disparan los
cambios físicos necesarios para forjar recuerdos de las mismas. En su
estudio, Guzowski ha averiguado cómo reaccionan las neuronas del hipocampo a
sucesos específicos, sobre todo en la región CA3, la cual es considerada
esencial para la memoria de los eventos que ocurren una sola vez.
En los experimentos con ratas, Guzowski y Teiko Miyashita comprobaron que,
tanto en las que experimentaban un evento aislado como en las que lo vivían
varias veces, se activaban entre un 10 y un 15 por ciento de las neuronas en
la región CA3.
Miyashita y Guzowski llegaron a estos porcentajes al examinar la activación
de un gen llamado “Arc” dentro de las neuronas del hipocampo. En estudios
anteriores, se mostró que la activación del gen Arc es un paso necesario
para convertir la experiencia en un recuerdo duradero.
En ratones con retardo mental o la enfermedad de Alzheimer, la activación
del gen Arc no se produce como debiera.
Todos sabemos lo que se siente cuando de repente suena
por la radio una vieja canción que años atrás estuvimos oyendo con mucha
frecuencia, y la música logra transportarnos al pasado; a un baile con
alguien entrañable del bachillerato, o a una tarde perfecta junto a los
amigos en la playa. Pero, ¿por qué la música puede evocar recuerdos con
tanta fuerza emocional?
Cartografiando la actividad cerebral de un grupo de sujetos que escuchaban
música, un investigador de la Universidad de California en Davis cree ahora
que tiene la respuesta: La región del cerebro donde son almacenados y
"leídos" los recuerdos de nuestro pasado sirve también como un centro de
interconexión que enlaza la música que nos resulte familiar con recuerdos y
con emociones.
El descubrimiento podría ayudar a explicar por qué la música puede despertar
respuestas intensas en personas que padecen la enfermedad de Alzheimer, tal
como señala el autor del estudio, Petr Janata, profesor de psicología en el
Centro para la Mente y el Cerebro, de la Universidad de California en Davis.
El centro de interconexión está localizado en la región de la corteza
prefrontal medial y es una de las últimas áreas del cerebro en atrofiarse en
el transcurso de la enfermedad.
Lo que parece suceder es que una pieza musical que nos resulte familiar
sirve como una banda sonora para una película mental que comienza a ser
proyectada en nuestra cabeza. Evoca recuerdos de alguna persona o lugar
particulares, y de repente vemos la cara de esa persona en nuestra mente.
Ahora, con los resultados del nuevo estudio, resulta clara la asociación
entre esas dos cosas, la música y los recuerdos.
Dado que los recuerdos de música autobiográficamente importante parecen
perdurar mucho más que los recuerdos de otras clases en las personas con la
enfermedad de Alzheimer, uno de los objetivos a largo plazo de Janata es
usar este tipo de investigación para ayudar a desarrollar una terapia basada
en música para las personas que padecen la enfermedad. "Abastecer a
pacientes con reproductores MP3 y listas de reproducción personalizadas
podría demostrar ser una estrategia eficaz y barata de mejora de la calidad
de vida", especula Janata
Investigadores del MIT han desarrollado una batería de
Ión de Litio con la ayuda de un virus llamado M13, el cual permite a
nanotubos de carbón y trozos de fosfato de hierro unirse y formar una red
para conducir electricidad.
MIT utilizó el material diseñado genéticamente para
crear el ánodo de la batería cargado negativamente y el cátodo cargado
positivamente, todo a temperatura ambiente.
La batería es similar en tamaño a las encontradas en
un reloj y encendió pequeñas luces en el laboratorio del MIT.
10 gramos de este tipo de batería le darían a un iPod
energía para 40 horas. MIT espera llegar a baterías con esta tecnología que
impulsen vehículos electrónicos.
El detector de ondas gravitatorias GEO600 podría
resultar ser la única máquina del mundo capaz de detectar señales que, según
una nueva hipótesis, delatarían la existencia de un "universo holográfico".
Si se confirma la hipótesis, comenzará una nueva era de la física.
Craig Hogan, físico del Centro Fermilab para la Astrofísica de Partículas en
Illinois, está convencido de que ha encontrado pruebas en los datos del
detector de ondas gravitatorias GEO600 de un “universo holográfico”, y que
sus ideas podrían explicar el misterioso "ruido" en los datos del detector
que no se ha logrado explicar aún, al menos hasta esta nueva hipótesis.
El equipo británico-alemán del GEO600, realizará nuevos experimentos en los
próximos meses para obtener más evidencias sobre la hipótesis de Craig Hogan.
Si ésta resulta ser correcta, ello podría ayudar a alcanzar una meta
considerada imposible por bastantes físicos: unificar la teoría de la
relatividad de Einstein con la de la mecánica cuántica.
Muchas e insospechadas posibilidades de investigación científica se abrirían
si el detector de ondas gravitatorias GEO600 es sensible a la naturaleza
cuántica del espacio y el tiempo. La única manera de confirmarlo sería
realizando experimentos controlados cuyos resultados puedan ser atribuidos
solamente al "ruido holográfico". Un experimento como ese podría ser el
primer paso hacia una nueva era en la física fundamental.
A diferencia de otros grandes interferómetros láser, el GEO600 reacciona de
manera particularmente sensible a cierta clase de efectos, lo cual hasta
ahora era visto como un inconveniente, pues constituía un obstáculo para
muchas de las observaciones habituales, obligando a realizar ajustes de las
lecturas.
El “ruido holográfico”, sin embargo, produce exactamente esa clase de
efectos, por lo que, en este caso, la desventaja se convierte en una
ventaja.
Hogan y los científicos del GEO600 están analizando si una señal específica
del "ruido" en los datos grabados por el detector puede ser rastreada hasta
alcanzar la granulosidad del espacio-tiempo.
Los resultados teóricos relativos a la entropía de los agujeros negros
llevan a concluir que el universo podría ser un inmenso holograma. Del
estudio de las propiedades de los agujeros negros se han deducido los
límites absolutos que acotan la información que cabe en una región del
espacio. Teniendo en cuenta que esos límites dependen de la materia y
energía contenida en ese espacio es asombroso que se pueda deducir un límite
sin conocer ni siquiera , con absoluta certeza, el último componente de la
materia ( se cree que los quarks y los electrones son excitaciones de
supercuerdas que deben ser los entes fundamentales, pero no se descartan
niveles más bajos).
La clave está en la
entropía, en 1877 , Ludwing Boltzmann la caracterizó como el número de
estados microscópicos distintos ( N) en los que pueden hallarse las
partículas que componen un trozo de materia de forma que siga pareciendo el
mismo trozo desde un punto de vista macroscópico.
Un holograma es un objeto bidimensional que
codifica toda la información que describe la imagen tridimensional. Nuestro
Universo tridimensional podría estar codificado en una superficie que lo
contiene, como una especie de inmenso holograma.
Un aparato que puede conferirle invisibilidad a un
objeto "ocultándolo" de la luz está más cerca de la realidad. Los ingenieros
de ese equipo de la Universidad Duke han producido un nuevo tipo de
dispositivo de invisibilidad, el cual es significativamente más sofisticado
al poder ocultar objetos en un amplio espectro de frecuencias.
El último adelanto ha sido posible gracias al desarrollo de una nueva serie
de algoritmos complejos, para guiar el diseño y fabricación de materiales
exóticos compuestos conocidos como metamateriales. Estos materiales pueden
diseñarse para tener propiedades que no resulta fácil encontrar en los
naturales, y pueden usarse para formar una amplia variedad de estructuras "invisibilizadoras",
las cuales pueden guiar las ondas electromagnéticas de modo que pasen
alrededor de un objeto y luego emerjan al otro lado del mismo como si
hubieran atravesado en línea recta un espacio vacío.
Una vez desarrollado el algoritmo, el novedoso dispositivo de invisibilidad
fue completado, desde su concepción hasta su fabricación, en sólo nueve
días, en lugar de los cuatro meses requeridos para crear el más rudimentario
aparato original. Este nuevo y poderoso algoritmo hará posible el diseño a
la medida de metamateriales únicos con características invisibilizadoras
específicas.
"La diferencia entre el dispositivo original y el último modelo es como la
existente entre el día y la noche", subraya Smith. El nuevo dispositivo
puede ocultar objetos en un espectro mucho más amplio de longitudes de onda,
y el diseño base puede adaptarse para casi cualquier longitud de onda,
siendo mucho más fácil de usar para la luz visible e infrarroja, que
siguiendo los planteamientos teóricos previos de diseño.
Con metamateriales ajustados apropiadamente a las necesidades prácticas, las
radiaciones electromagnéticas con longitudes de onda que van desde la de la
luz visible hasta la de las ondas de radio pueden ser redirigidas a voluntad
para casi cualquier aplicación. Esta tecnología podría llevar también al
desarrollo de metamateriales que enfoquen la luz de un modo que permita
lentes más potentes.
La nueva "capa" de invisibilidad, que mide 50 por 10 centímetros, está hecha
de más de 10.000 piezas individuales distribuidas en filas paralelas. De
esas piezas, más de 6.000 son únicas.
El algoritmo determinó la forma y colocación de cada pieza.
Situado a poco más de 170 metros por debajo de los
Alpes en la frontera entre Suiza y Francia, se encuentra el experimento
físico más grande del mundo: el LHC. Construido por el CERN, en colaboración
con cientos de universidades y laboratorios de todas partes del mundo, el
LHC fue construido para comprobar varias predicciones fundamentales de la
física de altas energías, haciendo colisionar haces de protones a
velocidades elevadísimas.
Algunos críticos sostienen que el gran poder del LHC, que acelerará
partículas hasta el 99,99 por ciento de la velocidad de la luz y creará
temperaturas de billones de grados, tiene el potencial para crear un agujero
negro que podría consumir a la Tierra.
¿Deberíamos estar preocupados?
"Absolutamente no", es el veredicto de Stéphane Coutu, profesor de física de
la Universidad Estatal de Pensilvania. "El mundo está constantemente
bombardeado por rayos cósmicos de alta energía provenientes de las
profundidades del espacio, y algunos de ellos inducen colisiones de
partículas miles de veces más potentes que las que se producirán en el LHC",
explica Coutu. "Si estas colisiones pudieran crear agujeros negros, ya
habría sucedido".
El LHC es el acelerador de partículas más poderoso construido hasta la
fecha. Consta de un túnel subterráneo que mide unos 27 kilómetros de
circunferencia. A través del túnel se disparan haces de protones opuestos,
provocando que colisionen y que se generen partículas de la energía
liberada, algunas de ellas muy exóticas. Detectores de partículas
posicionados a lo largo del túnel analizarán el resultado de las colisiones.
El producto final de las colisiones de partículas podría proporcionar nuevos
conocimientos sobre cómo las partículas interactúan. En última instancia,
esto podría explicar el resultado que tuvieron los procesos de partículas
desarrollados poco después del Big Bang, y del cual se deriva el universo
tal como lo conocemos hoy.
Otra posibilidad es que los físicos logren observar al bosón de Higgs como
un subproducto de las colisiones de partículas. El misterioso bosón de Higgs
es una partícula hipotética cuya existencia está asumida por el Modelo
Estándar de la física de partículas, pero que nunca se ha aislado
experimentalmente. Concebido en dicho modelo como una partícula que
proporciona masa a otras partículas, el bosón de Higgs (algunas veces
apodado como la "Partícula de Dios") podría poseer la clave para comprender
por qué la materia se comporta de la manera en que lo hace, lo que significa
que la verificación de la existencia de tal partícula sería un gran adelanto
en la física.
"Parece que los agujeros negros se originaron primero.
Las evidencias a favor de eso aumentan", declara Chris Carilli, del
Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO, por sus siglas en inglés).
Parte de esa evidencia ha sido recogida en una investigación reciente
realizada por un equipo internacional que estudia las condiciones reinantes
en el universo durante los primeros mil millones de años de existencia de
éste.
Estudios anteriores sobre galaxias y sus agujeros negros centrales en el
universo cercano revelaron un intrigante nexo de unión entre las masas de
los agujeros negros y las de los bulbos centrales llenos de estrellas y gas
en las galaxias. La proporción entre la masa del agujero negro y la del
bulbo de la galaxia es casi la misma a través de una gran variedad de
tamaños y edades galácticas. Los agujeros negros centrales, desde los que
tienen una masa de millones de veces la de nuestro Sol, hasta los que tienen
una de varios miles de millones de veces, coinciden en dicha proporción: Su
masa es de cerca de una milésima parte de la masa del bulbo galáctico que
los rodea.
Esta proporción constante indica que el agujero negro y el bulbo se influyen
recíprocamente en sus crecimientos respectivos, siguiendo algún tipo de
relación interactiva. La gran pregunta durante mucho tiempo ha sido si uno
creció primero que el otro hasta alcanzar la proporción hoy vista, o si
crecieron juntos manteniendo la proporción de masa a lo largo de todo el
proceso.
En años recientes, los científicos han venido utilizando el radiotelescopio
VLA y el interferómetro de la meseta de Bure en Francia para mirar hacia
atrás en la historia de 13.700 millones de años del universo, concretamente
hasta el amanecer de las primeras galaxias.
Finalmente, los investigadores han sido capaces de medir las masas de los
agujeros negros y de los bulbos en varias galaxias que por su gran lejanía
son vistas tal como eran en el primer millar de millones de años
transcurrido después del Big Bang, y la evidencia sugiere que la proporción
constante apreciada en nuestro vecindario cósmico podría no haber existido
en el universo arcaico. Los agujeros negros de estas lejanas galaxias
jóvenes de la infancia del universo son mucho más masivos en relación con
los bulbos galácticos que los agujeros negros perceptibles en el universo
cercano y reciente.
La implicación de esto es que los agujeros negros comenzaron a crecer
primero.
En la Universidad de Rice han creado un nano-automóvil
con longitud de 2 nanómetros, que puede viajar a través de superficies, a
temperatura ambiente.
Nano-autos anteriores requerían una temperatura de 200 grados
centígrados. Está hecho de carbón con 4 ruedas y su motor utiliza luz como
fuente de energía.
Aún no pueden controlar su dirección, esperan que con 6 ruedas puedan
hacerlo
Una especie diminuta de medusa se está extendiendo por
todos los océanos del planeta, con el curioso nombre de Turritopsis
nutricula Pero lo más inquietante de esta medusa es que posee una
característica que la hace única entre todas las criaturas del reino animal.
De hecho, de una forma que la Ciencia aún no ha logrado comprender, la
medusa Turritopsis nutricula es inmortal.
Mide medio centímetro y puede tener hasta 90 tentáculos. De alguna manera
que la ciencia aún no ha logrado explicar, llega a su ciclo de madurez, y en
vez de ponerse vieja, lo que hace es rejuvenecer y volver al estado de
pólipo. Con el tiempo avanza a su edad adulta hasta que se aburre y de nuevo
regresa a su edad juvenil. Así una, dos, tres veces....el ciclo, aseguran
los científicos, es potencialmente infinito. Este milagro lo realiza la
medusa porque ha conseguido dominar el proceso de transdiferenciación, esto
es, que es capaz de hacer que sus células ya diferenciadas, vuelvan a la
época anterior donde aún no estaban especializadas. Este fenómeno tiene que
ver con la capacidad de regenerar tejidos o partes del cuerpo, como hacen
las estrellas de mar, que les cortas una pata y al tiempo, les nace otra.
Pues la Turritopsis lo que hace es regenerarse pero toda ella entera. En
pruebas de laboratorio, el cien por cien de los ejemplares de la Turritopsis
analizados han madurado y vuelto a la juventud decenas de veces, sin perder
en esos cambios ni una sola de sus características o capacidades. Los
investigadores tuvieron que llegar a la conclusión de que la muerte orgánica
es algo que en esta especie, sencillamente, no sucede.
La turritopsis puede vivir eternamente y desplazarse por todos los mares. La
existencia de esta excepcional criatura se conoce desde hace unos 10 años.
Los científicos se lanzaron de cabeza a explorar hasta la última molécula de
este increíble saco de agua y proteínas, pero no lograron arrancarle el
secreto de la inmortalidad.
El tamaño de las letras 1.5 nanómetros. Investigadores
de Stanford manipularon moléculas de monóxido de carbono sobre una
superficie de cobre que excitaron para lograr el modelo holográfico.
Software asegura que las moléculas se coloquen en la
posición correcta para esparcir las ondas de electrones en formas
particulares, como las letras S y U.
El nanómetro es la unidad de longitud que equivale a
una milmillonésima parte de un metro
Un equipo de científicos de EEUU y China han
perfeccionado la nueva generación de la capa invisible de Harry Potter. El
secreto se basa en el uso de metamateriales, texturas peculiares con un
diseño específico a escala microscópica, capaz de desviar los rayos de luz
alrededor de ellas y devolverlos a su trayectoria. En otras palabras,
materiales que son esquivados por la luz. Para conseguir el efecto se
precisan dos factores: un modelo matemático para diseñar el material y la
tecnología necesaria para fabricarlo. El grupo dirigido por David Smith, de
la Universidad de Duke (EEUU), ya obtuvo un prototipo en 2006 pero ha sido
mejorado con un nuevo algoritmo matemático.
La capa es una lámina de medio metro de largo por 10
centímetros de ancho y dos y medio de alto, formada por 10.000 diminutas
piezas de fibra de vidrio en filas paralelas, 6.000 de ellas de formas
diferentes, según definía el algoritmo. El modelo experimental
consiste en un espejo con un abultamiento, que la capa debía ocultar para
que los rayos rebotasen como si la superficie fuera plana. El dispositivo
funcionó a la perfección. Según Smith, el efecto es comparable al de un
espejismo, donde el calor desvía los rayos de luz: “Se ve lo que parece agua
sobre la carretera, pero en realidad es un reflejo del cielo”, detalla
Smith. “En este ejemplo, el espejismo está ocultando la carretera que hay
debajo. En la práctica, con este último diseño de capa estamos creando un
espejismo de ingeniería”.
Esta capa no funciona con la luz visible. Sólo con
microondas. De todos modos, Smith es optimista: “El nuevo diseño puede
ocultar un espectro de ondas mucho más amplio, casi ilimitado, y se escalará
más fácilmente a infrarrojos y luz visible”, asegura. El investigador apunta
que el invento podría además aplicarse para mejorar las comunicaciones
inalámbricas, ya que los obstáculos podrían hacerse invisibles a las ondas,
“eliminando el efecto de las obstrucciones”.
En un experimento para crear estructuras biológicas
vivas 3D, científicos de la Universidad de Tokio crearon una muñeca de 5 mm
de alto compuesta de células vivas.
El experimento ayuda a mejorar las técnicas para crear
órganos del cuerpo y tejidos con estructuras celulares complejas, útiles
para medicina regenerativa y desarrollo de drogas.
Cultivaron 100 mil cápsulas de colágeno de 0.1 mm,
cada una recubierta con docenas de células de piel y las vertieron en un
molde con la forma de la muñeca, por un día. La muñeca sobrevivió por más de
un día en una solución.
Hace una década, los astrónomos que estudiaban el
brillo relativamente uniforme de ciertas explosiones estelares, con el fin
de usarlas como referencia para una mejor estimación de las distancias
cósmicas, descubrieron que la expansión del universo parecía estar
acelerándose. La gravedad debería haber causado que la expansión que siguió
al Big Bang disminuyera su velocidad con el tiempo. Sin embargo, en vez de
ralentizarse, la expansión se aceleraba. Esto dio lugar al misterio de la
energía oscura, la fuerza desconocida responsable teóricamente de la
aceleración.
Ahora un equipo internacional de cosmólogos, incluyendo a Andrey Kravtsov de
la Universidad de Chicago, ha llegado a la misma conclusión mediante un
método totalmente diferente: rastrear la evolución de los cúmulos de
galaxias. Conteniendo a menudo centenares de galaxias, estos cúmulos son las
masas visibles más grandes del cosmos cuya materia está agrupada por acción
de la gravedad.
"Lo que sea que está forzando la expansión del universo a acelerarse,
también está forzando a retrasar su desarrollo", señala Alexey Vikhlinin,
del Observatorio Astrofísico Smithsoniano en Cambridge, quien dirigió la
investigación.
Los datos de los cúmulos de galaxias concuerdan con un universo dominado por
la energía oscura. Es más difícil que esos cúmulos galácticos experimenten
un crecimiento cuando el espacio se estira, que es lo que la energía oscura
supuestamente hace.
La energía oscura es invisible, pero el seguimiento de la evolución de
cúmulos a partir de observaciones con el Observatorio de Rayos X Chandra, de
la NASA, revela claramente la presencia de la fuerza mediante su influencia
sobre la evolución de los cúmulos galácticos en los últimos seis mil
millones de años.
Las simulaciones informáticas sobre la evolución de cúmulos galácticos han
proporcionado la base teórica para el análisis y la interpretación de los
datos.
Los resultados del equipo refuerzan la evidencia de que la energía oscura es
una constante cosmológica, una fuerza constante, omnipresente, operando en
todo el universo. Esto es muy llamativo porque no hay ninguna razón clara de
por qué debiera ser así.
Las cosas tienen color por dos razones. O bien porque
emiten una onda electromagnética de una determinada frecuencia o bien porque
el material sea en sí mismo de un color concreto. En este caso no se trata
de bombillas ni LED´s. Lo que han desarrollado unos científicos de Canadá e
Inglaterra es un material que posee la capacidad de adquirir cualquier color
que nuestro ojo sea capaz de captar. Y como suele suceder en la
investigación científica, han observado a la naturaleza e imitado el
principio de funcionamiento del ópalo. Esta es la única gema conocida capaz
de reflectar los rayos de luz y transformarlos en los colores del arco iris
(desde el rojo hasta el violeta). Esto es posible gracias a la disposición
aleatoria de placas submicroscópicas de esferas de tridimita o cristobalita,
que actúan como redes de difracción de la luz. Se observa como una gama de
plaquitas imprecisas, intensamente coloreadas, que se desplazan al mover la
gema. El efecto ha sido mejorado por los científicos y el material es capaz
de mover, desplazar y variar sus capas de modo que la luz se refleje en
todos los colores posibles.
El cambio cromático se consigue en apenas 1 segundo aplicando electricidad.
El sistema funciona añadiendo un montón de microbolas de sílice sobre una
superficie plana de electrodos. A continuación se le inyecta un polímero
especial que recubre las esferas y las fija en su lugar. Seguidamente se
deposita un ácido que disuelve las bolitas y deja un patrón regular de
bolsas de aire en el interior del polímero. Finalmente, estas bolitas se
llenan de electrolito y se dejan selladas. El resultado es que el sistema
obtenido se comporta como un ópalo. El electrolito y el polímero presentan
diferentes índices de refracción, con un patrón de iridiscencia basado en el
azul. De este modo, al aplicar electricidad el elemento se transforma en
rojo, haciendo que al filtrarse la luz entre las capas se pueda transformar
en cualquier otro color del espectro. "El polímero es crucial", dice Ian
Manners, de la Universidad de Bristol en el Reino Unido y miembro del equipo
de investigación. "Contiene átomos de hierro que pueden existir en dos
estados oxidativos" explica Manners. "Nosotros podemos obtener actualmente
todo el espectro visible – desde el azul hasta el rojo - en un poco menos de
1 segundo," dice André Arsenault, un miembro del equipo en Canadá.
Lo interesante de este material, aparte de que cambie de color, por
supuesto, radica en que no es necesario seguir aplicando electricidad para
que los cambios se mantengan. Esto abre un campo de grandes posibilidades
para este material, como por ejemplo, libros. Aplicando el voltaje una sola
vez podríamos cambiar todo el contenido del libro, imágenes incluidas, y
tener una obra completamente nueva. Y el material puede cambiar de color
indefinidamente sin sufrir desgaste. También se podría emplear en carcasas
de móviles, de portátiles o de cualquier tipo de gadget electrónico que
posea una cubierta. Los autos también se podrían beneficiar de un material
exterior fabricado con ese increíble material. Y en la consola dispondríamos
de varios botones para regular el color de nuestra máquina según nuestro
gusto y en menos de 1 segundo.
En 1.998 dos equipos investigadores anunciaron que el
universo al expandirse no se estaba desacelerando sino acelerando, debido a
la llamada energía oscura que hace que la materia del universo se aparte una
de otra.
Un nuevo estudio que examina el crecimiento de
clusters de galaxias confirma la presencia de energía oscura, que, al
parecer, limita el crecimiento de las agrupaciones o clusters con el tiempo,
lo que dificulta la aglutinación gravitacional de la materia que les permite
crecer aún más masivamente.
Estudios calcular que el universo está compuesto en
tres cuartas partes por energías oscura, la materia oscura otro 20 a 25 por
ciento y la materia ordinaria constituye solo el 4 por ciento.
En cosmología física, la energía oscura es una forma
hipotética de materia que estaría presente en todo el espacio, produciendo
una presión negativa y que tiende a incrementar la aceleración de la
expansión del Universo, resultando en una fuerza gravitacional repulsiva.
Asumir la existencia de la energía oscura es la manera más popular de
explicar las observaciones recientes en las que el Universo parece estar
expandiéndose con una tasa de aceleración positiva. En el modelo estándar de
la cosmología, la energía oscura actualmente aporta casi tres cuartas partes
de la masa-energía total del Universo.
En astrofísica y cosmología física se denomina materia
oscura a la materia hipotética de composición desconocida, que no emite o
refleja suficiente radiación electromagnética para ser observada
directamente con los medios técnicos actuales pero cuya existencia puede
inferirse a partir de los efectos gravitacionales que causa en la materia
visible, tales como las estrellas o las galaxias, así como en las
anisotropías del fondo cósmico de microondas.
Un equipo investigador japonés del ATR Computational
Neuroscience Laboratories ha exitosamente desplegado imágenes simples
producidas en el cerebro humano sobre una pantalla de computador.
El
dispositivo convierte señales eléctricas enviadas a la corteza visual en
imágenes que pueden ser vistas en una pantalla de computador. En el
experimento se mostraron a varios sujetos 6 letras de la palabra neuron y se
pudieron reconstruir exitosamente en pantalla midiendo la actividad
cerebral.
Se podría llegar con esta tecnología a saber lo que la gente
piensa o sueña y grabarlo para la posteridad.
Usando el Telescopio Gemini Norte y el Observatorio
W.M. Keck en Mauna Kea, Hawai, un equipo de astrónomos ha obtenido las
primeras imágenes directas que identifican un sistema de varios planetas
alrededor de una estrella normal.
Las imágenes del Gemini permitieron que el equipo internacional hiciera el
descubrimiento inicial de dos de los planetas en el sistema planetario
confirmado, con los datos obtenidos el 17 de Octubre de 2007. Luego, el 25
de octubre del mismo año y en el verano de 2008, el equipo dirigido por
Christian Marois del Instituto Herzberg de Astrofísica, en Victoria,
Columbia Británica, Canadá, y científicos de Estados Unidos y el Reino
Unido, confirmaron este descubrimiento y encontraron un tercer planeta en
órbita, aún más cercano a la estrella, con imágenes obtenidas por el
telescopio Keck II. En ambos casos, se utilizó tecnología de óptica
adaptativa para corregir la turbulencia atmosférica en tiempo real,
obteniendo estas históricas imágenes infrarrojas de otro sistema solar con
múltiples planetas.
Con este descubrimiento, es la primera vez que se consigue una imagen
directa de una familia de planetas alrededor de una estrella normal fuera de
nuestro Sistema Solar.
La estrella anfitriona, un joven y masivo sol llamado HR 8799, está a unos
130 años-luz de la Tierra. La comparación de datos de diferentes épocas
muestra que los tres planetas orbitan alrededor de la estrella y se mueven
con ella, lo que prueba que están asociados a la misma en vez de ser sólo
objetos de fondo alineados casualmente en la imagen sin tener relación con
la estrella.
Los planetas, que se formaron hace unos sesenta millones de años, son tan
jóvenes que todavía están brillando intensamente por el calor generado
cuando se contrajeron. El análisis del brillo y de los colores de los
objetos (en múltiples longitudes de onda) demuestra que estos objetos tienen
entre siete y diez veces la masa de Júpiter.
Tal como ocurre con Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno en nuestro Sistema
Solar, esos planetas gigantes de HR 8799 orbitan en las regiones externas
del sistema, alejados de su estrella a distancias que son unas 25, 40 y 70
veces mayores que la separación entre la Tierra y el Sol.
El planeta más apartado de su estrella orbita dentro de un disco de restos
polvorientos, similar al producido por los cometas del Cinturón de Kuiper de
nuestro Sistema Solar (más allá de la órbita de Neptuno, a 30 veces la
distancia entre la Tierra y el Sol). En cierto modo, este sistema planetario
parece ser una versión a escala ampliada de nuestro Sistema Solar, orbitando
alrededor de una estrella más grande y brillante.
La estrella HR 8799 tiene cerca de 1,5 veces la masa del Sol, es 5 veces más
luminosa, y su edad es considerablemente menor. Las observaciones
infrarrojas de los satélites han mostrado evidencias de un disco masivo de
polvo frío en órbita a la estrella.
Mediante dos telescopios en Chile, astrónomos alemanes
han llevado el registro de 28 estrellas que giran alrededor del centro de la
galaxia. EL hueco negro es 4 millones de veces más masivo que el Sol.
Los huecos negros pueden haber ayudado a la formación
no solo de la Vía Láctea sino de todas las galaxias, ayudando a juntar
materia, y si se tiene suficiente densidad de materia se tienen las
condiciones para formar estrellas.
El hueco negro está a 27 mil años luz de la Tierra.
Se ha logrado otro paso hacia la computación cuántica.
Un equipo internacional de científicos que incluye a investigadores del
Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (el Berkeley Lab) ha logrado con
éxito almacenar información y recuperarla utilizando el núcleo de un átomo.
El equipo hizo un experimento en el que cristales de silicio
excepcionalmente puros e isotrópicamente controlados fueron dopados de
manera muy precisa con átomos de fósforo. La información cuántica se procesó
en los electrones del fósforo, siendo transferida al núcleo y luego
transferida de nuevo a los electrones. Ésta es la primera demostración de
que un solo núcleo atómico ya puede servir como memoria en la computación
cuántica.
Una computadora cuántica podría realizar ciertas tareas matemáticas muchos
miles de millones de veces más rápido que las supercomputadoras actuales más
potentes. Más allá de esto, la computación cuántica debería hacer posible
realizar cálculos que no pueden ser abordados con la tecnología de la
computación "clásica". El secreto de la extraordinaria capacidad de la
computación cuántica radica en las propiedades raras y aparentemente
"mágicas", pero reales y demostrables, de la mecánica cuántica.
En la computación clásica se procesa y almacena la información con arreglo a
la carga del electrón, y dicha carga se representa con un dígito binario o "bit".
Cada bit lleva un valor de 0 (sin carga) ó 1 (con carga). La computación
cuántica utiliza una propiedad cuántica intrínseca denominada "espín",
consistente en que ciertas partículas pueden actuar como si fueran un
diminuto imán en forma de barra. Al espín se le asigna un estado
direccional, que puede ser "Hacia Arriba" o "Hacia Abajo", lo que permite
usarlo para codificar los datos en ceros y unos. Sin embargo, a diferencia
de la computación clásica en la que la carga está o no presente, el espín
puede ser Hacia Arriba o Hacia Abajo, o ambos simultáneamente, gracias a un
efecto conocido como superposición cuántica.
La superposición expande exponencialmente las capacidades del almacenamiento
de un dato en el bit cuántico o "qubit". Considerando que un byte de datos
clásico puede representar sólo una de las ocho posibles combinaciones de
ceros y unos, un equivalente cuántico (a veces denominado qubyte) puede
representar las ocho combinaciones simultáneamente. Además, gracias a otra
propiedad cuántica, conocida como entrelazamiento cuántico, pueden
realizarse de manera simultánea operaciones con las ocho combinaciones.
Si los físicos teóricos del grupo dirigido por Stephen
Hsu de la Universidad de Oregón están en lo correcto, la idea de que las
fuerzas de la naturaleza se fusionan bajo una teoría de la Gran Unificación
se ha vuelto aún más compleja de estudiar de lo que se creía hasta ahora.
Las teorías sobre la Gran Unificación han sugerido que, a cortas distancias
o con altos niveles de energía, la fuerza electromagnética, la fuerza fuerte
que mantiene unidos los quarks en los protones y los neutrones, y la fuerza
débil que controla la desintegración nuclear, se unirán en un solo campo
unificado.
Hsu y sus colegas aplicaron cómputos avanzados a cualidades que podrían
existir en la gravedad cuántica en cortas distancias y en interacciones de
altas energías. Con Hsu, trabajaron en el proyecto David Reeb y Xavier
Calmet.
La escala de energía en que estas tres fuerzas se hacen equivalentes es
probablemente muy alta. Los físicos no tienen una forma directa de sondear
lo que sucede. No pueden producir directamente las energías o las partículas
necesarias para comprobar si se alcanza la unificación. Por ello, Hsu y sus
colaboradores buscan pistas indirectas en escalas de energías más bajas y
estudian cómo cambian las interacciones. Han visto indicios de una creciente
unificación en tres interacciones. Si se extrapolan estas tendencias a
energías muy altas, parece ser, en ciertos modelos o teorías, que las tres
fuerzas podrían unificarse. Si la gran unificación existe, podría
demostrarse en el acelerador LHC.
La gravedad cuántica no es la gravedad normal, sino una teoría física sobre
las interacciones gravitatorias de la materia y la energía que pueden ser
vitales para la gran unificación. Éste es el reino del tiempo-espacio y de
la curvatura del mismo. El equipo de Hsu estudia estrechamente la gravedad
cuántica y las interacciones con las fuerzas en acción, utilizando
extrapolaciones construidas por la amplificación matemática.
Se cree que a cortas distancias y a altas energías, la estructura del
espacio-tiempo empezará a exhibir fluctuaciones cuánticas. Así que ahí habrá
una incertidumbre en la naturaleza del espacio y del tiempo.
Cada vez hay más indicios de que la escala a la que podría producirse esta
gran unificación es la misma donde la gravedad cuántica podría mostrar esa
clase de incertidumbre.
Eso implicaría una unificación mucho más compleja y difícil de describir que
lo esperado hasta ahora.
Se seleccionaron 3 estrellas similares a nuestro Sol
y, mediante la tecnología llamada sismología estelar, se obtiene una idea de
lo que ocurre al interior de las estrellas. El sonido producido depende de
la edad de la estrella, su tamaño y composición química
Se utilizó el telescopio espacial Corot de Francia y
el rítmico sonido muestra que las estrellas están pulsando.
Acá pueden
escuchar una de estas estrellas y
Aquí un
cluster globular que podría servir de música de fondo a alguna película de
terror.
Los científicos creen que nuestro universo empezó con
el Big Bang, hace aproximadamente trece mil millones de años, y que poco
después de ese evento, la materia empezó a formarse como gases y pequeños
granos de polvo. Cómo se formaron las primeras estrellas a partir de ese
polvo y gas ha sido una cuestión candente durante años, pero una innovadora
simulación informática ofrece ahora un cuadro más detallado de cómo
comenzaron su existencia estas primeras estrellas en el universo.
La composición del universo temprano era bastante diferente de la de hoy, y
la física que lo gobernaba también era algo más simple. Naoki Yoshida y sus
colegas en Japón y en EE.UU. incorporaron estas condiciones del universo
temprano, el de la época a veces llamada la "era oscura", para simular la
formación de un objeto astronómico que acabase emitiendo su luz en esa
oscuridad.
El resultado es una descripción detallada de la formación de una
protoestrella, es decir la etapa de un astro previa a su transformación en
una estrella propiamente dicha, que en el caso de esta simulación
informática es una estrella masiva primigenia del universo arcaico.
Según la nueva simulación, la gravedad actuó sobre diminutas variaciones de
densidad en los gases y otra materia normal, así como en la misteriosa
"materia oscura", ingredientes que se forjaron algún tiempo después del Big
Bang. Y esa acción de la gravedad condujo a la formación de una
protoestrella, con una masa de sólo un uno por ciento de la de nuestro Sol.
La simulación revela cómo los gases preestelares habrían evolucionado bajo
la física más simple de aquel universo temprano para formar esta
protoestrella. La simulación de Yoshida también demuestra que aquellas
protoestrellas probablemente se desarrollarían hasta convertirse en
estrellas masivas capaces de sintetizar los elementos pesados. Así pues, no
sólo en las generaciones más tardías de estrellas se forjaron tales
elementos, sino también no mucho después del Big Bang.
Mediante el telescopio Gemini North en Hawaii,
utilizando el sistema óptico Altair que reduce distorsiones, científicos
lograron tomar una foto de un planeta en torno a una estrella similar al
sol, la 1RXS J160929.1-210524.
Está situado a 500 años luz de distancia,
tiene 8 veces la masa de Júpiter, y está ubicado 11 veces las distancia de
Neptuno al sol.
Las personas que no realizan actividades mentales
complejas durante su vida, sufren una mayor tasa de encogimiento de cierta
parte importante del cerebro, con respecto a la de quienes sí la han usado
mucho, según unos investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur en
Sydney, Australia.
Los investigadores encontraron que las personas que han sido más activas
mentalmente durante sus vidas tienen un hipocampo más grande que las que han
realizado menores esfuerzos mentales. Además, la tasa de encogimiento de su
hipocampo es la mitad que la sufrida por quienes ejercitaron menos su mente.
Ésta es la primera vez que unos científicos han comparado los cerebros de
los participantes en un estudio durante un largo período de tiempo con
respecto a los patrones de actividad mental. Lo descubierto respalda un
trabajo anterior que mostró que las actividades mentales complejas ayudan a
prevenir la demencia.
El nuevo hallazgo es significativo porque un hipocampo pequeño es un factor
de riesgo específico para desarrollar la enfermedad de Alzheimer.
El estudio también ayuda a aclarar por qué existe este vínculo sistemático
entre la actividad mental intensa y un riesgo más bajo de padecer demencia.
En esta investigación, los científicos estudiaron un grupo de más de 50
personas sexagenarias durante un período de 3 años.
El autor principal, Dr. Michael Valenzuela de la Escuela de Psiquiatría de
la Universidad de Nueva Gales del Sur, subraya que mientras muchas compañías
farmacéuticas están intentando encontrar un fármaco específico para impedir
el encogimiento del hipocampo, es una buena noticia saber que las personas
pueden ayudarse a sí mismas con estrategias a su alcance.
Un estudio de la Universidad de Utah está aclarando un
importante problema no resuelto de la física: la relación entre la teoría
del caos, basada en la física newtoniana de 300 años de antigüedad, y la
moderna teoría de la mecánica cuántica.
El trabajo ha demostrado una nueva propiedad fundamental de los "espines"
magnéticos dentro de los núcleos o centros de los átomos de xenón helado,
normalmente un gas. Esta propiedad parece consistir en la conducta caótica
en un sistema cuántico.
El nuevo estudio ha sido dirigido por Brian Saam, un profesor de física de
la Universidad de Utah.
La mecánica cuántica, que describe la conducta de las moléculas, los átomos,
los electrones y otras partículas subatómicas, es vital para comprender cómo
funciona la electrónica, cómo se comportan toda clase de materiales
interesantes, cómo actúa la luz durante la comunicación por fibra óptica, y
cómo funcionan otros fenómenos.
Al igual que los núcleos atómicos y sus electrones que los orbitan pueden
tener cargas eléctricas, también tienen otra propiedad, el "espín". El espín
dentro de un núcleo atómico o un electrón es como uno de esos típicos imanes
con forma de barra, y puede apuntar hacia arriba o hacia abajo, por tanto,
con sus "polos" posicionados de una de dos maneras.
Saam y Steven Morgan bombardearon átomos de xenón con un campo magnético, un
haz de láser y pulsos de ondas de radio, para que los espines nucleares se
alinearan en cuatro configuraciones diferentes en cuatro muestras de xenón
helado.
A pesar de sus configuraciones iniciales diferentes, los "bailes" de los
espines del xenón evolucionaron hasta finalmente estar sincronizados entre
sí, tal como pudo ser medido usando resonancia magnética nuclear. Esa
evolución tomó unas milésimas de segundo. Como una analogía, imagine
millones de personas en una gran ciudad, que les resulta poco familiar a
todas ellas. La gente comienza a caminar por lugares y en direcciones
diferentes, con poco intercambio de palabras. Pero, al cabo de algún tiempo,
todos los sujetos terminan caminando en la misma dirección.
Tal conducta de los espines nucleares había sido predicha en el 2005 por el
tercer autor del estudio, el físico Boris Fine de la Universidad de
Heidelberg en Alemania.
La evolución desde el desorden hasta el orden protagonizado por los espines
nucleares de los átomos del xenón es una confirmación de la teoría del caos
que, contrariamente a la noción popular, no implica el desorden completo.
Cuando se tiene un sistema caótico que se caracteriza por la extrema
aleatoriedad, paradójicamente puede producir una conducta ordenada después
de una cierta cantidad de tiempo. Hay fuertes evidencias de que esto es lo
que ha ocurrido en el nuevo experimento.
Un equipo de astrónomos ha encontrado por primera vez
una manera de conseguir una visión clara de los elusivos discos de materia
en torno a los agujeros negros. Usando un filtro polarizador en el
Telescopio Infrarrojo Británico (UKIRT), dependiente del STFC y ubicado en
Hawai, los astrónomos han podido ver a través de las nubes de polvo que
rodean a estos agujeros negros.
De una manera similar al pescador que usa gafas de sol polarizadas para
eliminar el resplandor de la superficie del agua y poder ver más claramente
debajo de la misma, el filtro en el telescopio permitió que los astrónomos
penetraran más allá de las nubes circundantes de polvo y gas, para ver el
disco en luz infrarroja.
Además, las nubes de gas y polvo que los rodean hacen difícil lograr un
espectro limpio, no contaminado, de las inmediaciones del agujero.
La teoría de que los agujeros negros supermasivos acumulan materia a su
alrededor, que gira en torno a ellos formando un disco, tiene décadas de
antigüedad, pero hasta ahora había sido imposible comprobar de modo directo
su veracidad debido al obstáculo que constituían las nubes de polvo.
Desde las inmediaciones de algunos de los agujeros negros se emite una
cantidad muy pequeña de luz que procede de una zona muy cercana al agujero y
no de las nubes de gas y polvo situadas en la periferia. Esta luz tan
cercana al agujero se polariza después de golpear a la materia dentro del
disco. Usando un filtro que sólo deja pasar a esta luz polarizada y bloquea
la luz no polarizada de las nubes de gas, los astrónomos pudieron
eliminarlas visualmente y revelar el disco.
Científicos del MIT logran la foto de mayor resolución
del espacio cerca al hueco negro gigante en el centro de nuestra galaxia.
El punto luminoso al centro es SgrA*, que puede ser un
disco de materia girando alrededor del horizonte de eventos del hueco negro.
Hicieron la observación a longitudes de onda de 1.3 mm.
que pueden atravesar el polvo y mediante el arrego de telescopios que forman
Very Long Baseline Interferometry,
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