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Fósiles de humanos extraños de hace menos de 15.000 años

PALEONTOLOGÍA

Reconstrucción de los individuos de la cueva del Ciervo Rojo. (Foto eter Schouten)

Los fósiles descubiertos en dos cuevas del sudoeste de China han sacado a la luz a un grupo humano de la Edad de Piedra hasta ahora desconocido, lo que con toda probabilidad cambiará de modo sorprendente la historia del poblamiento inicial de Asia.
Hasta ahora, no se habían encontrado fósiles de menos de 100.000 años de antigüedad en la parte continental de Asia Oriental que se parecieran a una especie que no fuera la nuestra (Homo sapiens). Los fósiles ahora analizados son de unas gentes extrañas, con una combinación muy inusual de características anatómicas arcaicas y modernas, y son los menos antiguos de su tipo que se han encontrado hasta la fecha en la parte continental de Asia Oriental.
Con sólo de 11.500 a 14.500 años de antigüedad, estas intrigantes personas habrían compartido el entorno con gentes de aspecto moderno en un momento en que aparecían las primeras culturas agrícolas de China.
El nuevo y detallado análisis de estos fósiles ha sido realizado por un equipo internacional de científicos dirigido por Darren Curnoe, de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia, y Ji Xueping del Instituto de Reliquias Culturales y Arqueología de Yunnan en China.
Estos nuevos fósiles podrían pertenecer a una especie humana previamente desconocida, una que sobrevivió hasta el final de la Era Glacial hace unos 11.000 años.
Alternativamente, podrían representar el resultado de una migración muy temprana, y desconocida hasta ahora, de humanos modernos desde África, una población que pudo no haber contribuido genéticamente al acervo de los humanos actuales.
En 1989, unos arqueólogos chinos hallaron los restos de al menos tres de estos extraños individuos en Maludong (o Cueva del Ciervo Rojo), cerca de Mengzi, en la provincia de Yunnan. Estuvieron sin ser estudiados hasta 2008, cuando comenzó una investigación con la participación de científicos de seis instituciones chinas y cinco australianas.
Un geólogo chino encontró un cuarto esqueleto parcial en 1979 en una caverna cercana al pueblo de Longlin, en la vecina Región Autónoma de Guangxi Zhuang. Los restos fósiles permanecieron incrustados en un bloque de roca hasta 2009, cuando el equipo internacional los extrajo y comenzó la larga tarea de reconstruirlos y analizarlos.

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Hologramas infrarrojos generados mediante metamateriales

CIENCIA DE LOS MATERIALES

Estructura del metamaterial. (Foto: Stéphane Larouche)

El floreciente uso de los metamateriales en el campo de la óptica no se basa en el conjunto limitado de materiales existentes en la naturaleza, sino en construcciones artificiales cuyos diseños permiten controlar muchas propiedades de la luz. Estos metamateriales no son sustancias simples sino estructuras artificiales complejas, a las que se diseña para que exhiban propiedades que no aparecen con facilidad en la naturaleza.
En su última serie de experimentos, un equipo de ingenieros de la Universidad Duke ha demostrado que un metamaterial desarrollado por ellos es capaz de crear hologramas (imágenes que se perciben tridimensionalmente, como algunos logos con cierto efecto 3D en tarjetas de crédito). Sin embargo, en el caso de este nuevo metamaterial, los hologramas no se perciben en la banda de la luz visible sino en la de los rayos infrarrojos, algo nunca antes logrado.
Aunque este desarrollo se ha conseguido en una longitud de onda específica del espectro electromagnético, los principios usados para diseñar y crear el metamaterial en sus experimentos deberían poder aplicarse al control de la luz en la mayoría de las frecuencias. El equipo de Stéphane Larouche, físico especializado en ingeniería electrónica y de la computación, y David R. Smith, profesor de las mismas especialidades, ambos en la citada universidad, creen que los continuos avances en la creación de materiales artificiales cada vez más exóticos y sofisticados mejorarán muchísimo la capacidad de tales materiales para controlar la luz de las maneras que se desee.
El dispositivo hecho del citado metamaterial y construido por el grupo de Larouche y Smith, tiene un rasgo en el cual no se parece en nada a una lente, a pesar de que su capacidad para controlar la dirección de los rayos que lo atraviesan es superior a la de una lente convencional. Mientras que las lentes tradicionales están hechas de sustancias transparentes, como vidrio o plástico, con superficies muy pulidas, el nuevo dispositivo se parece más a un conjunto miniaturizado de persianas venecianas.
Los metamateriales de esta clase están confeccionados sobre placas delgadas del mismo material utilizado para fabricar chips de ordenador. Un patrón parecido a una celosía es tallado sobre estas placas. Las marcas o piezas metálicas pueden ser dispuestas de formas ilimitadas, con arreglo a las propiedades deseadas.

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Miles de yacimientos arqueológicos detectados desde el espacio

ARQUEOLOGÍA

El nuevo sistema agiliza mucho el proceso de detección de yacimientos arqueológicos, a partir de imágenes tomadas desde el espacio. (Imagen: Cortesía de Bjoern Menze y Jason Ur)

Un desarrollo reciente ha logrado agilizar de manera espectacular el proceso de detección de asentamientos humanos antiguos usando ordenadores para buscar pistas reveladoras de tales asentamientos en imágenes obtenidas por satélite, y en el proceso se han descubierto miles de nuevos yacimientos arqueológicos que podrían aportar datos esclarecedores sobre las primeras sociedades humanas complejas.
El equipo de Jason Ur, profesor de Ciencias Sociales en la Universidad de Harvard, en Boston, Massachusetts, Estados Unidos, y Bjoern Menze, del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, del mismo país, ha desarrollado un sistema que identifica antiguos asentamientos humanos basándose en una serie de factores, incluyendo ciertos patrones de decoloración del suelo y la existencia de montículos con rasgos propios del desmoronamiento de estructuras artificiales que conformaron viviendas u otros edificios.
Valiéndose del sistema, Ur utilizó un ordenador para examinar imágenes obtenidas por satélite de un área de 23.000 kilómetros cuadrados en el nordeste de Siria, y aparecieron unos 9.000 asentamientos posibles, un incremento de al menos un orden de magnitud con respecto a los que ya habían sido identificados antes.
Esta labor de detección de posibles asentamientos antiguos podría hacerse a la manera tradicional, inspeccionando in situ cada metro cuadrado de ese vasto terreno. El problema es que a la persona que lo hiciera le llevaría probablemente décadas de trabajo completar el trabajo de inspección y análisis. En cambio, con las nuevas técnicas informáticas de procesamiento de imágenes captadas por satélite, se puede obtener muy pronto un mapa enorme con los emplazamientos de los yacimientos detectados o sospechados.
El mapa obtenido en esta ocasión, que revela la existencia en la zona de muchos más asentamientos antiguos de lo que se creía, facilitará de modo notable el trabajo arqueológico en la región. Ya no habrá necesidad, al menos durante mucho tiempo, de hacer labores de reconocimiento encaminadas a detectar yacimientos arqueológicos. Los arqueólogos podrán ir directamente al yacimiento deseado y de este modo aprovechar mejor su tiempo.

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Un cohete Proton lanza un satélite de comunicaciones para Abu Dabi

ASTRONÁUTICA

La compañía comercial ILS lanzó al espacio el 23 de abril a un satélite de comunicaciones. Un cohete Proton-M/Briz-M despegó a las 22:18 UTC, desde el cosmódromo de Baikonur, en una misión que, tras varias maniobras, se prolongaría durante 9 horas. El satélite se llama Al Yah-1B y pertenece a la empresa Al Yah Satellite Communications, de Abu Dabi.
El vehículo ha sido construido por EADS Astrium y Thales Alenia Space sobre una plataforma Eurostar E3000 de 6.050 kg de peso. Con una vida útil de unos 15 años, estará dedicado a ofrecer servicios de telecomunicaciones desde la órbita geoestacionaria (posición 52,5 grados Este) sobre Oriente Medio, África, Europa y el suroeste de Asia. Su carga útil consiste en tecnología de banda Ka, para enviar datos e Internet de alta velocidad a clientes comerciales y gubernamentales. Sus antenas serán capaces de cubrir hasta 61 huellas diferenciadas.
La tarea del cohete Proton sería dejar a su pasajero en una ruta de transferencia geoestacionaria, el cual maniobraría posteriormente hasta la posición definitiva.

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Demuestran por primera vez la importancia que tiene la duración del día en la distribución invernal de las aves

ZOOLOGÍA

El invierno constituye un período crítico para las aves insectívoras que viven en ambientes fríos. No sólo disminuye la cantidad de insectos y otros artrópodos disponibles, sino que los individuos cuentan con menos tiempo para comer debido a la corta duración del día. Además las temperaturas bajas y las largas noches invernales se asocian con un mayor riesgo de inanición.
El herrerillo capuchino Lophophanes cristatus es un pequeño pájaro forestal -de sólo 11 g de peso- que campea en bandos mixtos con otras especies de páridos por los sabinares españoles. Se le puede ver en las ramas de los árboles y arbustos alimentándose de insectos y arañas, así como de semillas y frutos. Debido a su pequeño tamaño su metabolismo es muy elevado, lo que le lleva a emplear una gran parte del día en buscar alimento.
Investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales y de la Universidad Complutense de Madrid han examinado la importancia que tiene la duración del día, controlando otros factores como la abundancia de alimento, la temperatura, la estructura de la vegetación y las características del paisaje, a la hora de explicar la abundancia invernal del herrerillo capuchino en áreas de clima continental frío del centro de España. Los resultados de esta investigación realizada en 26 bosques de sabina albar del sistema Ibérico han sido publicados en la revista PloS ONE.
Las temperaturas invernales en el área de estudio son muy bajas - hasta 18º bajo cero - por lo que los herrerillos deben hacer un gran gasto metabólico de termorregulación. Cabría esperar, por tanto, que los pájaros en invierno se distribuyesen de acuerdo con la temperatura. Sin embargo, los resultados del estudio sugieren que las aves pueden contrarrestar estas condiciones tan adversas si encuentran bastante alimento -frutos maduros de sabina- y si disponen de tiempo suficiente para nutrirse.
Apenas existe una diferencia de once minutos en la duración del día durante el solsticio de invierno entre la localidad más septentrional y la más meridional, distantes entre sí 190 km. No obstante, a lo largo del invierno, la cantidad de tiempo acumulada que los pájaros no pueden dedicar a alimentarse por falta de luz suma trece horas y media en las localidades más norteñas. Este tiempo parece suficiente para condicionar el presupuesto energético de los herrerillos a largo plazo y ajustar así su abundancia invernal local bajo unas condiciones ambientales tan restrictivas como las que se dan en estos sabinares.
Luis M. Carrascal, investigador del MNCN, señala: "La duración del día es el factor que mejor explica la abundancia del herrerillo capuchino en los sabinares del sistema Ibérico, una vez considerados otros aspectos importantes como la disponibilidad de alimento (artrópodos y frutos), la temperatura y la estructura del hábitat. El tiempo disponible para alimentarse durante los cortos días invernales sería pues determinante de los patrones de distribución de pequeñas aves insectívoras a gran escala".

Fuente: MNCN/DICYT

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Las plumas en los dinosaurios surgieron más para atraer pareja que para volar

PALEONTOLOGÍA

El Microrraptor. (Foto: Mick Ellison/AMNH)

En una investigación se ha llegado a la conclusión de que las plumas del Microrraptor, un dinosaurio del tamaño de una paloma, con cuatro alas, y que vivió hace unos 120 millones de años, tenían un vistoso brillo iridiscente. Su cola era estrecha y estaba adornada con un par de plumas llamativas. Todo apunta a que la función de estos rasgos era de carácter social, como por ejemplo para el cortejo orientado al apareamiento.
El fósil analizado en este estudio representa el registro más antiguo de coloración iridiscente en plumas. Profundizar en el conocimiento de las plumas de este animal ayudará a los científicos a resolver la controversia sobre cómo comenzó en los dinosaurios la transición hacia la capacidad de volar.
El descubrimiento hecho por el equipo de la paleontóloga Julia Clarke de la Universidad de Texas en Austin, y el biólogo Matt Shawkey de la Universidad de Akron, también en Estados Unidos, se consiguió a partir de la comparación entre los patrones de las organelas conteniendo pigmento en un fósil de Microrraptor y los de aves modernas.
Desde que fue descubierto en 2003 como el primer dinosaurio de cuatro alas, el Microrraptor ha estado en el centro de una tormenta de preguntas sobre la evolución de las plumas y el vuelo. Los científicos han propuesto funciones aerodinámicas para varios de los rasgos de las plumas del animal, por ejemplo la cola. Aunque en su día se creyó que esta cola era apta para ayudar a volar al animal, los últimos análisis indican que era mucho más estrecha de lo creído, y con las dos citadas plumas sobresaliendo en las puntas.
Las aves modernas usan las plumas para muchas cosas, que van desde el vuelo y la termorregulación, hasta para atraer a la pareja. La iridiscencia está muy generalizada entre las aves modernas, que la usan frecuentemente como ostentación para el cortejo o para otras funciones sociales. La evidencia de que el plumaje del Microrraptor era iridiscente en buena parte, sugiere que su principal función era ornamental, y que probablemente evolucionó para el cortejo y otras interacciones sociales, y no como una adaptación para el vuelo.
En la investigación también han participado Mark Norell, Mick Ellison y Rui Pei del Museo Americano de Historia Natural, Quanguo Li, Ke-Qin Gao y Meng Qingjin del Museo de Historia Natural de Pekín en China, y Liliana D'Alba de la Universidad de Akron.

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Los dientes muy especializados de ciertos mamíferos les permitieron competir con los dinosaurios

PALEONTOLOGÍA

Un multituberculado. (Foto: Jude Swales/Burke Museum of Natural History and Culture)

Al menos un grupo de mamíferos, integrado por criaturas similares a roedores llamadas multituberculados, prosperó durante los últimos 20 millones de años del reinado de los dinosaurios y sobrevivió a la extinción de estas bestias hace entre 65 y 66 millones de años.
Una nueva investigación sugiere que a los multituberculados les fue tan bien en parte porque desarrollaron numerosas protuberancias (o "tubérculos") en sus muelas que les permitieron alimentarse mayormente de angiospermas, plantas con flores que se estaban volviendo comunes en aquel entonces.
El equipo del biólogo y paleontólogo Gregory P. Wilson, de la Universidad de Washington, examinó dientes de 41 especies de multituberculados presentes en colecciones fósiles de muchas partes del mundo.
Hace unos 170 millones de años, los multituberculados tenían aproximadamente el tamaño de un ratón. Las angiospermas comenzaron a aparecer hace unos 140 millones de años, y a partir de entonces aumentó el tamaño corporal de esos mamíferos, que pasaron de tener las dimensiones de un ratón a ser tan voluminosos como un castor.
Tras la extinción de los dinosaurios, los multituberculados continuaron floreciendo hasta que otros mamíferos, principalmente primates, ungulados y roedores, obtuvieron una ventaja competitiva. Eso condujo finalmente a la extinción de los multituberculados hace unos 34 millones de años.
Los autores del nuevo estudio también han llegado a la conclusión de que algunas angiospermas al parecer fueron poco afectadas por la extinción de los dinosaurios, pese a que entre ellos había grandes herbívoros, ya que los multituberculados que devoraban a estas plantas con flores continuaron prosperando. A medida que estas plantas se propagaron, la población de insectos polinizadores probablemente también creció y las especies que se alimentaban de insectos también fueron beneficiadas.
En la investigación también han trabajado Alistair Evans de la Universidad de Monash en Australia, Ian Corfe, Mikael Fortelius y Jukka Jernvall de la Universidad de Helsinki en Finlandia, y Peter Smits de la Universidad de Washington y la de Monash.

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La energía sobrante de los trenes podría ser utilizada para cargar coches eléctricos

INGENIERÍA

Tren a su paso por la localidad de Alcalá de Henares. (Imagen: Luis Pérez)

Según un estudio, actualmente se desaprovecha hasta un 15% de la energía generada por la red de cercanías y metro. Investigadores de la Universidad de Sevilla en colaboración con el consorcio ADIF, en España, están desarrollando un sistema que permita recuperar gran parte de esa energía para cargar coches eléctricos.
El grupo de investigación de Tecnología Electrónica de la Universidad de Sevilla forma parte de un consorcio liderado por el Administrador de Infraestructuras Ferroviarias (ADIF) que está desarrollando un sistema de recarga de vehículos eléctricos que utilizará la energía sobrante de las redes de trenes de cercanías y metro, explican los responsables del proyecto.
En estas subestaciones de cercanías, alimentadas por tensión continua, existe una nueva tecnología de trenes con frenado regenerativo, es decir que una parte de la energía cinética del propio tren es devuelta a la catenaria en forma de energía eléctrica en el proceso de frenado. No obstante si esta energía no se aprovecha en ese momento no es posible utilizarla y se quema mediante resistencias.
Gracias a este proyecto de investigación, denominado Ferrolinera 3.0, se pretende utilizar ese excedente de energía mediante unos sistemas de recarga rápida de vehículos (sistemas de almacenamiento basados en supercondensadores y baterías) de manera que la energía no se queme, si no que se almacene y cualquier usuario de coche eléctrico pueda cargarlo en 20 minutos en unos puntos habilitados en subestaciones ferroviarias y estaciones de cercanías.
Juan Manuel Carrasco, Catedrático en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la US, explica que “aunque un vehículo eléctrico no produce emisiones contaminantes durante su funcionamiento, generar la energía necesaria para moverlo da lugar al consumo de recursos no renovables en mayor o menor medida”.
"Con la nueva técnica se contribuirá a la sostenibilidad mediante el aprovechamiento de la energía eléctrica limpia que el sistema ferroviario produce en los procesos de frenado de los trenes", una tecnología parecida a la que ya utilizan los coches de Fórmula 1 (supercondensadores), fomentando así la eficiencia energética en las instalaciones ferroviarias, subraya Carrasco.
“Se calcula que los países de la Unión Europea tienen de media entre un 50 y un 60% de dependencia energética externa, cifra que asciende a más del 80% en España", dice Juan Manuel Carrasco, “lo que supone un problema tanto en el precio del combustible como en la garantía de suministro”. Así, el continente europeo se sitúa como una de las regiones con mayor desarrollo tecnológico del coche eléctrico, con análisis de grandes consultoras como Mackinsey (2009) que auguran que el 21,6% del tráfico rodado en Europa y Norte de África estará formado por este tipo de vehículos hacia el año 2020.
“Si tenemos en cuenta los estudios que afirman que de toda la energía primaria que se consume en España, el 34,5% está relacionada con el transporte, la única forma de reducir esa dependencia energética pasa por reducir también el consumo de petróleo asociado”, explica el investigador.
Así, según apunta Carrasco, “en Europa se están llevando a cabo investigaciones muy potentes en este sentido, generando modelos de coches con una autonomía mayor de kilómetros y a unos precios más razonables que hace años, por lo que se hace necesario también investigar y desarrollar infraestructuras relacionadas con la recarga de estos vehículos”.
Mediante este proyecto se persigue instalar una red de puntos de recarga conectados a la red ferroviaria que se llamarán 'Ferrolineras' y ofrecerán al mercado una nueva solución tecnológica para este tipo de procesos de recarga eléctrica.
Además, contempla la instalación de un sistema fotovoltaico como fuente extra suministradora de energía, que servirá de refuerzo eléctrico en caso de necesidad por parte del usuario final. Y para comprobar la viabilidad de la innovación propuesta se desarrollará un estudio piloto en dos ubicaciones distintas: el Laboratorio de Energía de ADIF y el nuevo Metro de Málaga.
Ferrolinera 3.0 se enmarca en la convocatoria INNPACTO del anterior Ministerio de Ciencia e Innovación, en la que la Universidad de Sevilla ha obtenido más de cuatro millones de euros para realizar 22 proyectos de investigación en colaboración con empresas y centros de investigación.
Todos estos proyectos han sido gestionados desde la Oficina de Transferencia de Resultados de Investigación (OTRI) de la US. Ferrolinera 3.0 está siendo desarrollado por un consorcio liderado por ADIF y formado por las empresas Affirma, MP, Green Power (GPtech), IAT, la Universidad de Málaga y la Universidad de Sevilla.

Fuente: OTRI US / SINC

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Nueva tecnología láser para desviar asteroides en rumbo de colisión con la Tierra

INGENIERÍA

Massimiliano Vasile. (Foto: U. Strathclyde)

Hace poco más de cien años, un área de 2.000 kilómetros de vegetación fue arrasada cuando un objeto que, según se cree, tenía entre 30 y 50 metros de diámetro, explotó en el cielo, encima de la zona de Tunguska, Siberia. Aunque la probabilidad de un cataclismo similar sigue siendo baja, la prudencia aconseja desarrollar medidas preventivas.
Se calcula que una catástrofe como la de Tunguska se desencadena sólo una vez cada varios siglos. Sin embargo, objetos rocosos más pequeños provenientes del espacio caen a la Tierra más a menudo. Aunque estos cuerpos, por regla general, se queman y deshacen en la atmósfera, algunos de ellos llegan a impactar contra el suelo o explotan a baja altura, pudiendo causar daños a personas y a edificios.
Un equipo de ingenieros de la Universidad de Strathclyde en Glasgow, Escocia, Reino Unido, ha adoptado un enfoque pionero en las estrategias para desviar a un eventual asteroide en rumbo de colisión con la Tierra. Su línea de investigación va encaminada a desarrollar una técnica innovadora basada en rayos láser, que podría cambiar radicalmente la, aún primitiva, tecnología de desvío de asteroides.
La investigación realizada por estos expertos indica que es factible utilizar contra un asteroide a un grupo de satélites relativamente pequeños volando en formación. Estos satélites le dispararían rayos láser al asteroide de manera coordinada. Los láseres se alimentarían de energía solar. Esta estrategia constituye una alternativa más ventajosa que los métodos diseñados hasta ahora, basados en el uso de una gran (y poco maniobrable) nave espacial.
El enfoque seguido por el equipo de Massimiliano Vasile, implicaría enviar satélites pequeños, capaces de volar en formación junto a un asteroide de tamaño pequeño o mediano y disparar sus láseres contra él a corta distancia.
Una flotilla de pequeñas y ágiles naves, cada una equipada con un láser de alta eficiencia, es mucho más factible que una sola y gran nave que lleve un cañón láser de potencia colosal.
Este sistema es modular; para desviar a un asteroide más grande bastaría añadir algunas naves extra a la flotilla. Además, si una de ellas falla, las demás pueden continuar, a diferencia de la situación con una única y gran nave.

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La enigmática física del Cero Absoluto

FÍSICA

Xibo Zhang (izquierda) y Cheng Chin. (Foto: Jason Smith)

Se ha conseguido demostrar de manera experimental, por primera vez, que si se enfrían átomos hasta temperaturas cercanas al Cero Absoluto (aproximadamente 273,15 grados centígrados bajo cero ó 459 grados Fahrenheit bajo cero) éstos pueden comportarse de manera muy similar a como lo hacen sistemas físicos con los que aparentemente no tienen nada en común. Estas intrigantes coincidencias de conducta podrían permitir acceder a información desconocida sobre relaciones entre lo atómico y la cosmología.
Este estado ultrafrío, llamado "criticalidad cuántica", parece delatar la existencia de similitudes entre él y fenómenos tan diversos como la dinámica gravitacional de los agujeros negros o las condiciones exóticas que reinaban en el universo instantes después de su creación.
Por tanto, al estudiar sistemas de átomos en estados de criticalidad cuántica, tal vez sea posible encontrar modos de simular fenómenos cosmológicos de los primeros momentos del universo.
La criticalidad cuántica sólo aparece en la vecindad de una transición de fase cuántica. En la física de la vida cotidiana, se producen transiciones de fase cuando, por ejemplo, el agua se transforma en hielo como respuesta a un descenso en la temperatura. Las transiciones de fase cuánticas, mucho más elusivas y exóticas, se producen sólo a temperaturas ultrafrías bajo la influencia de magnetismo, presión u otros factores.
El equipo de los físicos Cheng Chin y Xibo Zhang, de la Universidad de Chicago, es el primero en observar la criticalidad cuántica en átomos ultrafríos en retículas ópticas.
En sus experimentos, estos científicos usan conjuntos de haces láser que se cruzan para atrapar y enfriar hasta 20.000 átomos de cesio en un plano horizontal contenido en una cámara al vacío. El proceso transforma los átomos de un gas caliente en un superfluido, una forma exótica de la materia que sólo existe a temperaturas bajísimas.
El experimento completo dura de seis a siete segundos y es posible repetirlo una y otra vez.
Los científicos lograron ver las señales de la criticalidad cuántica en sus experimentos sólo cuando consiguieron hacer bajar la temperatura hasta sólo unas pocas milmillonésimas de grado por encima del Cero Absoluto.
La puerta de este nuevo e intrigante campo de la investigación científica ha quedado pues abierta definitivamente. Los experimentos futuros sobre la enigmática física del Cero Absoluto y sus similitudes con la dinámica gravitacional de los agujeros negros o los extraños fenómenos cosmológicos acaecidos justo tras la creación del universo, tal vez conduzcan a descubrimientos fascinantes.

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Ingeniería de materiales inspirada en las conchas de los moluscos

CIENCIA DE LOS MATERIALES

La estructura de una concha. (Foto: Simon Ingate/istock)

Las conchas de los moluscos consisten casi por completo en carbonato de calcio, la misma sustancia de la que está compuesta la tiza. Aunque la fragilidad de la tiza puede hacer que un maestro nervioso rompa una accidentalmente en una pizarra, las conchas son lo bastante resistentes como para proteger a sus inquilinos del atenazamiento con las pinzas de una langosta hambrienta u otros peligros.
Es asombroso ver cómo organismos relativamente simples tienen un modo tan sofisticado de producir materiales funcionales a partir de estos ingredientes básicos, a temperatura y presión normales.
El trabajo de investigación que se realiza en el ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) en Francia, con científicos como Boaz Pokroy del Instituto Tecnológico de Israel (Technion) y Anna Schenk de la Universidad de Leeds en el Reino Unido, está revelando algunos de los secretos de esta asombrosa ingeniería de materiales usada por la naturaleza.
El secreto de la biomineralización radica en cómo una pequeña cantidad de material orgánico, como por ejemplo una proteína, es incorporada a la estructura cristalina de un mineral en vez de actuar simplemente como pegamento entre subestructuras. Los experimentos realizados en el ESRF durante los últimos cinco años muestran que las proteínas son incorporadas al carbonato de calcio a escala atómica. Pero no se conoce cómo se desarrolla exactamente este proceso, el cual da a las conchas sus impresionantes propiedades mecánicas.
Los experimentos en el ESRF han dado pasos importantes hacia el esclarecimiento de estos misterios. El equipo de Pokroy, que también incluye a Emil Zolotoyabko del Technion y Andy Fitch del ESRF, ha mostrado, por ejemplo, que los polímeros introducen diferentes tensiones en la retícula, y por tanto distintas distorsiones en el cristal mineral. Además de proporcionar a los geólogos una técnica para distinguir con eficacia entre la versión exclusivamente geológica del material y la versión biológicamente modificada, este conocimiento científico podría ayudar a identificar qué ajustes hay que hacer en materiales artificiales para lograr que adquieran propiedades como las de esos tan envidiados materiales biológicamente modificados.
El fosfato de calcio asociado a ciertas clases de hidrogel, por ejemplo, puede ser usado para crear materiales biocompatibles destinados a implantes de prótesis óseas. Pero también existe la posibilidad de que este crecimiento mineral regulado por aditivos pueda ser transferido a óxidos metálicos o semiconductores para crear materiales con propiedades mecánicas mejores, o quizás completamente nuevas. La naturaleza autorreparadora de las conchas de los moluscos podría conducir incluso al diseño de materiales inteligentes que se reparen por sí mismos después de sufrir algún daño.

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El papel de los árboles electrificando la atmósfera

BOTÁNICA

Hace mucho que se sospechaba que había un vínculo entre los árboles y la electricidad. (Foto: Amazings / NCYT / MMA)

Siempre se ha dicho que los árboles, y los vegetales en general, son los pulmones del planeta, pero un nuevo descubrimiento permite ahora afirmar que también pueden tener un papel importante en la electrificación de la atmósfera.
Hace mucho que se sospechaba que había un vínculo entre los árboles y la electricidad. Ahora, con el citado hallazgo, parece haberse descubierto definitivamente el mecanismo que hace posible esa llamativa actividad de los árboles.
El equipo de Rohan Jayaratne y Xuan Ling, del Laboratorio Internacional de Salud y Calidad del Aire (ILAQH, por sus siglas en inglés), dirigido por la profesora Lidia Morawska, de la Universidad Tecnológica de Queensland, en Australia, realizó experimentos en seis ubicaciones en la zona de Brisbane. Los investigadores comprobaron que las concentraciones de iones positivos y negativos en el aire eran dos veces superiores en las áreas boscosas frondosas que en áreas de césped, como los parques.
La explicación dada al fenómeno es la siguiente:
En condiciones normales como las presentes en los lugares examinados para el nuevo estudio, los iones naturales que se hallan en el aire son creados principalmente por ionización a través de dos procesos básicos: radiación del radón, un gas presente en cantidades muy pequeñas en el aire, y radiación cósmica del espacio.
El radón es un derivado de la desintegración radioactiva de radio, que está presente en cantidades diminutas en las rocas y emana continuamente de la tierra.
Como el radio se encuentra en las rocas, y el radón es soluble en agua, el agua subterránea es particularmente rica en radón.
Los árboles actúan como una bomba de radón, extrayendo el gas hacia la superficie y liberándolo a la atmósfera mediante la transpiración, un proceso que consiste en la absorción del agua por el sistema radicular (las raíces y sus estructuras asociadas), transportando los nutrientes a través del tronco y las ramas, y la evaporación final del agua hacia la atmósfera por las hojas. Esto resulta especialmente importante para los árboles con raíces profundas, como el eucalipto.
Los autores del nuevo estudio estiman que los árboles pueden aportar hasta el 37 por ciento del radón del aire sobre un bosque de eucaliptos, cuando la época y las condiciones atmosféricas causan las tasas más altas de transpiración.
Aunque aún hay que investigar más sobre el tema, lo descubierto en este estudio puede ser de gran relevancia para la salud humana, el clima y la atmósfera.

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Las llamativas "dunas" pétreas de Marte

ASTRONOMÍA

Estructuras con aspecto de dunas en Marte. (Foto: NASA)

Un extraño tipo de terreno, previamente desconocido, podría proporcionar una ventana a la historia geológica de Marte, según las conclusiones a las que se ha llegado en una nueva investigación.
Se trata de estructuras con aspecto de dunas, pero que en vez de formarse por la acumulación de material depositado por acción del viento, han sido talladas en la roca por éste, algo poco común en la Tierra. En nuestro planeta hay algunas estructuras geológicas enteramente naturales que se parecen un poco a esas singulares dunas pétreas de Marte, pero ninguna de ellas es del mismo tipo exacto que las estructuras marcianas. La causa principal es la escasez de paisajes rocosos de la Tierra en los que el viento sea el principal agente erosivo.
La investigación ha sido realizada por el equipo de David Montgomery, Joshua Bandfield y Scott Becker de la Universidad de Washington en Seattle, Estados Unidos.
Montgomery cree que los montículos están compuestos de un material más suave y erosionable que el típico lecho rocoso, y que se crearon mediante una inusual forma de erosión eólica que se produce de forma perpendicular al viento reinante, en vez de hacerlo en la misma dirección.
El descubrimiento es importante, porque si los montículos hubieran sido creados por el viento al depositar el material en dunas, no sería posible obtener, a partir del material de la superficie de estas estructuras, información acerca de época previa alguna, mientras que si, tal como parece, los montículos fueron excavados en la roca, y por tanto estamos viendo expuestas partes que antaño eran internas, la actual parte externa es muy antigua y permitiría saber lo que ocurrió allí en el pasado geológico remoto del Planeta Rojo.
Dicho de otro modo, analizar la superficie de esas estructuras sería como viajar atrás en el tiempo y observar la geología de épocas arcaicas en la historia de Marte, ya que el viento nos habría hecho el favor de exponer al exterior las capas portadoras de esas porciones de historia geológica, ahorrándoles a los robots y a los eventuales astronautas el desafío de tener que excavar en la roca a suficiente profundidad, algo todavía lejos en el horizonte de lo factible para las misiones futuras a Marte.

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La violenta historia de la corteza terrestre

GEOLOGÍA

Terreno volcánico. (Foto: Amazings / NCYT / JMC)

La Tierra tiene unos 4.500 millones de años de edad. En la actualidad, el 75 por ciento de la corteza continental tiene menos de 1.000 millones de años, y sólo cerca del 7 por ciento está compuesto por rocas de la Era Arcaica (de más de 2.500 millones de años de edad).
Lo notable, y quizás inesperado, es que cada vez hay más evidencias de que se generaron grandes cantidades de corteza continental hace más de 2.500 millones de años. Dado que la corteza continental es en su mayor parte más nueva, eso implica una elevada tasa de destrucción de la corteza primigenia, que fue luego sustituida por corteza nueva. La cronología de esos procesos, y las condiciones geodinámicas de la generación, destrucción y renovación de la corteza continental son todavía temas de considerable debate.
En un reciente estudio, Bruno Dhuime de la Universidad de Bristol, junto con colegas de las universidades de St. Andrews y Portsmouth, las tres en el Reino Unido, ha averiguado que la tasa de crecimiento de la corteza continental de la Tierra fue alta durante los primeros 1.500 millones de años de historia del planeta, y luego disminuyó notablemente durante los siguientes 3.000 millones de años, o sea hasta la actualidad. Esta fuerte disminución indica un cambio importante en el modo en que se generaba y conservaba la corteza continental.
Los resultados del estudio sugieren que cerca del 65 por ciento del volumen actual de la corteza continental ya había sido creado hace 3.000 millones de años. La proporción relativamente baja de rocas de la Era Arcaica que todavía están presentes en la superficie de la Tierra implica por tanto que se destruyó y/o renovó un gran volumen de la antigua corteza.
Esto sugiere que cada año se añadieron unos 3 kilómetros cúbicos de corteza a la masa continental durante los primeros 1.500 millones de años de historia de la Tierra. Esta alta tasa de crecimiento luego disminuyó acentuadamente durante los siguientes 3.000 millones de años, añadiéndose cada año sólo 0,8 kilómetros cúbicos de nueva corteza.
Esa marcada disminución en la tasa de crecimiento de la corteza hace unos 3.000 millones de años indica un cambio notable en el modo en que se generaba y conservaba la corteza continental. Este cambio a su vez puede asociado con la aparición de una tectónica de placas estimulada por la subducción, y la formación de zonas de subducción discretas como las observadas en la actualidad.
El próximo reto en esta línea de investigación es determinar qué régimen tectónico dio forma a la corteza terrestre en los primeros 1.500 millones de años del planeta antes de este cambio.

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La India lanza un satélite de observación RISAT

ASTRONÁUTICA

La India lanzó el 26 de abril su primera misión de observación de la Tierra equipada con un radar especial SAR. El RISAT-1 despegó a las 00:17 UTC a bordo de un cohete PSLV-XL (C19) desde la base de Satish Dhawan en Sriharikota, en dirección a una órbita heliosincrónica.
El llamado Radar Imaging Satellite-1 ha sido construido por la organización ISRO, que también se ocupará de operarlo. Su objetivo será obtener imágenes de la superficie terrestre tanto de día como de noche y sin importar las condiciones meteorológicas, las cuales se emplearán para estudios geológicos, forestales, agrícolas, climatológicos, desastres naturales, seguridad nacional, etc.
El satélite pesa 1.858 kg y su principal instrumento es el radar SAR en banda C. Alimentado por dos paneles solares, trabajará durante al menos 5 años. La tecnología implicada es notable, y representa un avance importante en las capacidades de la India en el sector, que hasta ahora sólo había construido satélites de observación óptica e infrarroja.
El RISAT-1 fue desplegado en su órbita preliminar unos 18 minutos después del lanzamiento. Su motor integrado le permitirá maniobrar hasta la altitud definitiva (600 km) durante los próximos días, de tal manera que quede instalado en una trayectoria apta para sobrevolar la misma zona una vez cada 25 días.
La India ya dispone de un satélite con radar en el espacio, el RISAT-2, pero éste transporta un radar en banda X comprado a Israel.
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