Autor Tema: FORO-CIENCIA (Leído 858462 veces)

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La sonda espacial Voyager 1 enfila su año 35 de travesía cósmica

ASTRONÁUTICA

La sonda Voyager-2. (Foto: NASA/JPL-Caltech)

Este 2012 (en el que se cumplirán 35 años desde que la Voyager 1 partió de la Tierra el 5 de Septiembre de 1977), el personal del Control de Vuelo en la Tierra ha tenido que desconectar un sistema de calefacción en una parte de la nave, a fin de reducir el consumo de energía.
La desconexión ha hecho bajar la temperatura de su espectrómetro ultravioleta en más de 23 grados centígrados. Ahora debe estar funcionando a una temperatura de 79 grados centígrados bajo cero (o incluso algo más fría), la temperatura más baja a la que el instrumento ha trabajado. Este sistema de calefacción apagado es un paso en la optimización del consumo de energía eléctrica, para que la nave pueda recopilar y transmitir datos hasta 2025. Si ello se consigue, esta carismática nave de la NASA habrá funcionado durante casi medio siglo, a pesar de que fue diseñada para una misión de sólo 4 años.
En el momento de escribir estas líneas, el espectrómetro continúa recolectando y enviando datos. Originalmente fue diseñado para funcionar a temperaturas tan bajas como 35 grados centígrados bajo cero, pero en los últimos 17 años ha seguido operando a temperaturas sucesivamente más frías a medida que se han ido desactivando dispositivos de calefacción alrededor de ella. Al llevar a cabo las primeras desconexiones, no se sabía si el espectrómetro podría seguir trabajando, pero desde 2005 ha estado operando a 56 grados centígrados bajo cero. Los ingenieros confían en que el instrumento soportará también una temperatura algo más fría. En realidad, es probable que el espectrómetro esté funcionando a una temperatura un poco más fría que 79 grados centígrados bajo cero, pero no es posible confirmarlo ya que el sensor de temperatura interna no es capaz de medir temperaturas más bajas que esa.
El personal de la misión continuará supervisando el funcionamiento del espectrómetro. Estuvo muy activo durante los encuentros de la Voyager 1 con Júpiter y Saturno y desde entonces un equipo internacional, dirigido por científicos en Francia, ha estado analizando los datos que recoge el espectrómetro.
Este último dispositivo de calefacción apagado era parte del espectrómetro infrarrojo cercano, que no ha estado operativo en la Voyager 1 desde 1998.
La Voyager-1 es actualmente el objeto de fabricación humana más alejado de la Tierra, hallándose ya a unos 18.000 millones de kilómetros de nuestro mundo. De hecho, está ya mucho más lejos del Sol que cualquier planeta de nuestro sistema solar. La nave, que sigue una trayectoria interestelar (la cual le llevará hacia otras estrellas tras miles de años de travesía), viaja desde hace cerca de dos años por una zona del espacio donde la influencia del viento solar (el plasma emitido por el Sol) está mayormente contrarrestada por la del interestelar, el que predomina en el espacio entre las estrellas. La Voyager 1 también ha detectado un incremento de 100 veces en la intensidad de los electrones de alta energía que se adentran en nuestro sistema solar desde otros lugares de la galaxia, otra indicación de que la nave está ya muy cerca de la frontera entre el espacio local de nuestro sistema solar y el medio interestelar propiamente dicho.
Lanzadas en 1977, las Voyager 1 y 2 gozan por ahora de una salud bastante buena. Por su parte, la Voyager 2 está a unos 15.000 millones de kilómetros del Sol.
Cuando la electricidad proporcionada por el generador de radioisótopos de la Voyager-1 finalmente se reduzca por debajo de lo mínimo indispensable para los sistemas de a bordo, la nave dejará de estar activa y ya no podrá comunicarse más con la Tierra. Sin embargo, proseguirá su viaje por tiempo indefinido, convertida en un silencioso embajador cósmico de la humanidad.
Las dos Voyager fueron preparadas para su hipotético encuentro con una civilización extraterrestre. Contienen información sobre la especie humana y nuestro mundo, a modo de mensaje de paz. La información fue preparada lo mejor posible para que pueda ser descifrada por inteligencias extrahumanas. Ese encuentro, si llegara a ocurrir, sería en un futuro muy lejano, ya que estas dos naves tardarán al menos unos 40.000 años en pasar relativamente cerca de otra estrella.

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En el Perú se preparaban palomitas de maíz dos mil años antes de lo creído

ARQUEOLOGÍA

Restos encontrados en Perú. (Foto: Tom D. Dillehay)

Las palomitas de maíz, conocidas también con muchos otros nombres, como por ejemplo cancha, esquites, cabritas, pororó, pochoclo o maíz pira, son un producto alimenticio más antiguo de lo que parece. Ahora se ha descubierto que las personas que habitaban en la costa norte del Perú comían palomitas de maíz 2.000 años antes de lo supuesto hasta ahora por los arqueólogos, e incluso antes de que las vasijas de cerámica comenzasen a utilizarse en la zona.
Los yacimientos arqueológicos de Paredones y Huaca Prieta, en la costa norte del Perú, han preservado algunas de las mazorcas (choclos o elotes) más antiguas conocidas, así como farfollas (o chalas), borlas y tallos de maíz, que datan de hace entre 6.700 y 3.000 años.
El equipo de Duccio Bonavia de la Academia Nacional de Historia en Perú, Dolores Piperno, conservadora de Arqueología Americana en el Museo Nacional Smithsoniano de Historia Natural en Estados Unidos, y científica del Instituto Smithsoniano de Investigación Tropical en Panamá, junto con Tom Dillehay de la Universidad Vanderbilt en Estados Unidos, también encontraron microfósiles de maíz: granos de almidón y fitolitos.
Las características de las mazorcas (las más antiguas descubiertas en Sudamérica) indican que los antiguos habitantes de los sitios antes mencionados se alimentaban de varios productos de maíz, como las "palomitas" y la harina de maíz. Sin embargo, el maíz todavía no era una parte importante de su dieta.
Se cree que la agricultura del maíz comenzó en México hace unos 9.000 años, a partir de una gramínea silvestre grande, llamada Balsas teosinte, el ancestro del maíz. Los resultados de la nueva investigación en el Perú demuestran que pocos milenios después, el maíz llegó a Sudamérica, donde evolucionó dando lugar a diferentes variedades que hoy son comunes en la región andina.

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Un efecto hasta ahora desconocido del agua de mar sobre el combustible nuclear

QUÍMICA

Racimos que se forman cuando el agua de mar corroe el combustible nuclear. (Foto: Ginger Sigmon/University of Notre Dame)

Japón utilizó agua de mar en grandes cantidades para enfriar el combustible nuclear en la central nuclear de Fukushima Daiichi gravemente dañada después del tsunami de Marzo de 2011. La acción, desesperada, fue probablemente lo mejor que podía hacerse en aquel momento a fin de evitar una catástrofe muchísimo mayor.
Sin embargo, una reciente investigación revela ahora un nuevo modo en el que el agua de mar puede corroer el combustible nuclear, formándose compuestos de uranio que podrían viajar a grandes distancias, ya fuese en forma de disolución o como partículas muy pequeñas.
Esta forma de corrosión es un fenómeno que no se había considerado antes, y aunque la investigación llevada a cabo por el equipo de la química Alexandra Navrotsky, de la Universidad de California en Davis, aporta la información esencial sobre el proceso, todavía hay bastantes aspectos desconocidos sobre esta clase de corrosión.
El uranio en las barras de combustible nuclear está en una forma química que es esencialmente insoluble en agua, a menos que el uranio se oxide en uranio VI, un proceso que puede verse facilitado cuando la radiación convierte al agua en peróxido, un poderoso oxidante.
En experimentos anteriores, Peter Burns (Universidad de Notre Dame en Estados Unidos), del equipo de investigación, preparó "racimos" esféricos de peróxido de uranio, y comenzó a observar su comportamiento. En el estudio actual, los investigadores han demostrado que en presencia de iones de metales alcalinos como el sodio, existente por ejemplo en el agua de mar, estos racimos son lo bastante estables como para persistir en forma de disolución o como pequeñas partículas, incluso cuando el agente oxidante deja de estar presente.
En otras palabras, estos racimos se podrían formar en la superficie de una barra de combustible expuesta al agua de mar y luego ser transportados lejos, perdurando en el ambiente durante meses o años, antes de volver a las formas más comunes de uranio, sin peróxido, y asentarse en el fondo oceánico. Aún no hay datos sobre cuán rápido estos conglomerados de peróxido de uranio se pueden descomponer en el medio ambiente.
En la investigación también han trabajado Christopher Armstrong y Tatiana Shvareva de la Universidad de California en Davis, May Nyman de los Laboratorios Nacionales estadounidenses de Sandía, y Ginger Sigmon de la Universidad de Notre Dame.

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Averiguan en detalle cómo el ADN se despliega para la transcripción

BIOLOGÍA

Un nuevo estudio revela cómo las células experimentan la transcripción. (Foto: Martin Buckley)

El genoma humano contiene unos 3.000 millones de pares de bases que están densamente compactados en el núcleo de cada célula. Si una hebra de ADN fuera del grosor de un cabello humano, nuestro genoma completo, con sus hebras desenredadas y alineadas juntas una detrás de la otra, mediría varios cientos de kilómetros de longitud.
Un nuevo estudio revela cómo las células experimentan la transcripción, un proceso en el cual el ADN compactado se desenreda, y una compleja enzima llamada ARN polimerasa II lee los pares de bases de ADN del gen deseado y los transcribe en ARN. El ARN, entonces, indica a la célula qué proteínas específicas debe fabricar, siguiendo el modelo de un gen.
En particular, los autores del nuevo estudio, de la Universidad de Cornell, Estados Unidos, ampliaron trabajos anteriores que mostraban que el proceso de desenrollar el ADN ocurre independientemente de la transcripción por la ARN polimerasa II. Muchos científicos creían que la ARN polimerasa II ejercía un papel importante en el proceso de desenrollar el ADN.
El equipo de Steven Petesch y John Lis utilizó genes de choque térmico provenientes de la mosca de la fruta, que se activan cuando las temperaturas se elevan por encima de un umbral, como sucede durante los días calurosos para las moscas de la fruta, o cuando los humanos tenemos fiebre. Los genes, que se encuentran en muchos organismos, inician procesos que protegen del daño a las células. Mediante la aplicación de calor, los investigadores fueron capaces de poner en marcha, en cuestión de segundos, el desdoblamiento del ADN y la transcripción de los genes de choque térmico.
Cuando la temperatura se eleva, una proteína, la conocida como Factor de Choque Térmico, facilita los pasos necesarios para que se lleve a cabo la transcripción. Entre otras cosas, Petesch y Lis encontraron que el Factor de Choque Térmico activa procesos que involucran enzimas clave que causan que finalmente la enzima PARP produzca localmente PAR, un largo polímero similar al ADN y al ARN.
Cuando el ADN es compactado, las hebras se ajustan estrechamente alrededor de proteínas llamadas histonas, como el hilo enrollado en un carrete.
El PAR compite con el ADN para enlazarse a las histonas, ayudándolas a desenrollarse de sus "carretes" y descompactarse. Los investigadores encontraron que a los pocos segundos de aumentar la temperatura, el Factor de Choque Térmico es reclutado para iniciar el proceso de modificación de histonas y el despliegue del ADN, antes de la transcripción.
Este proceso es totalmente independiente de la labor de la ARN polimerasa II con la transcripción genética. Sin embargo, depende por completo del Factor de Choque Térmico y de la capacidad de la PARP para producir cadenas PAR.

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La unidad de almacenamiento magnético de datos más pequeña del mundo

NANOTECNOLOGÍA

Los datos son escritos y leídos en la unidad nanométrica de almacenamiento con la ayuda de un microscopio de Efecto Túnel. (Foto: © Sebastian Loth)

Se ha conseguido construir la unidad de almacenamiento magnético de datos más pequeña del mundo. Usa sólo 12 átomos por bit, la unidad básica de la información digital, y almacena un byte completo (de 8 bits) dentro de una cantidad ínfima de materia: tan sólo 96 átomos. En comparación, una unidad de disco duro moderna necesita más de 500 millones de átomos por byte.
La proeza tecnológica es obra de un equipo de científicos de IBM y el Centro Alemán para la Ciencia del Láser de Electrones Libres (CFEL)
Esta singular unidad de almacenamiento de datos se construyó átomo por átomo con la ayuda de un microscopio de Efecto Túnel en el Centro de Investigación de Almaden de IBM, en San José, California.
El equipo de Sebastian Loth del CFEL y Andreas Heinrich de IBM construyó los patrones regulares de átomos de hierro, alineándolos en filas de seis átomos cada una. Dos filas son suficientes para almacenar un bit. Un byte, a su vez, consta de ocho pares de filas de átomos. Usa sólo un área de 4 por 16 nanómetros. Esto corresponde a una densidad de almacenamiento que es cien veces superior a la de una unidad de disco duro moderna.
Los datos son escritos y leídos en la unidad nanométrica de almacenamiento con la ayuda de un microscopio de Efecto Túnel. Los pares de filas de átomos tienen dos posibles estados magnéticos, representando los dos valores, 0 y 1, de un bit clásico. Un pulso eléctrico de la punta del microscopio de Efecto Túnel invierte la configuración magnética. Un pulso más débil permite leer la configuración, aunque actualmente el "cabezal" de lectura sólo es estable a una temperatura muy fría: 268 grados centígrados bajo cero.

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La exploración de volcanes activos es posible

GEOLOGÍA

Imagen de la pluma y cráter capturada por el UAV. (Foto: Iván F. Mondragón)

Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid participan en la exploración y monitorización de volcanes activos en la cordillera central de Costa Rica empleando vehículos aéreos no tripulados.
Este tipo de vehículos permite la adquisición de información en tiempo real en zonas anteriormente inaccesibles, como lo es la pluma de gases emanados por el volcán, dando lugar a una mejor modelización del estado de la zona mediante el aumento de la velocidad de adquisición de datos y de la seguridad de los investigadores. Estas ventajas van acompañadas del bajo coste y la elevada frecuencia en la adquisición de dichos datos.
Los investigadores del Grupo de Visión por Computador de la UPM, en colaboración con la Universidad de Costa Rica dentro del programa de Cooperación Internacional, han evaluado el uso de vehículos aéreos no tripulados (UAV) del tipo cuadri-rotor en procesos de inspección visual, térmica y adquisición de datos geo referenciados (presión, gases y temperatura entre otros) de volcanes activos en la cordillera central de Costa Rica.
El objetivo del trabajo consiste en optimizar las técnicas de teledetección de alteraciones hidrotermales y puntos calientes de dicha cordillera volcánica a través de la adquisición de imágenes con un cuadri-rotor AscTec Pelican. Los ensayos han sido realizados en los cráteres de los volcanes Poas e Irazú, donde los investigadores de la UPM han conducido las pruebas experimentales.
El cuadri-rotor empleado ha operado de forma autónoma en todas las fases de su misión, permitiendo integrar diversos tipos de sensores y cámaras para la adquisición y almacenaje de información geo referenciada. Esta información es analizada posteriormente por los científicos para la monitorización y estudio de volcanes activos.
El proyecto realizado, que acaba de finalizar en enero de 2012, representa un importante hito en el ámbito de la prevención de desastres debidos a las erupciones volcánicas.

Fuente: UPM

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Las formas de vida exóticas que proliferan en las fumarolas hidrotermales apagadas

OCEANOGRAFÍA

Examen de muestras. (Foto: Bill Crawford)

Una investigación ha demostrado que cuando las fumarolas hidrotermales que se hallan en el fondo oceánico se vuelven inactivas y pasan del calor abrasador al frío gélido, las formas de vida que dependían de ellas desaparecen, pero son reemplazadas por otras, más exóticas si cabe.
Las fumarolas hidrotermales se forman en el lecho oceánico debido al movimiento de las placas tectónicas. Donde el fondo del mar se vuelve delgado, el magma caliente bajo la superficie crea una hendidura de la que brota agua calentada por los procesos geotérmicos, que alcanza temperaturas capaces de superar los 400 grados centígrados.
Se sabe desde hace varias décadas que las fumarolas activas proporcionan el calor y los nutrientes necesarios para permitir la subsistencia de microbios a su alrededor, e indirectamente de otras formas de vida que se alimentan de tales microbios. Sin embargo, se pensaba que las fumarolas que están inactivas, al faltarles ese flujo de agua caliente y rica en nutrientes, debían estar desprovistas de vida.
Ahora, el equipo de la microbióloga Katrina Edwards de la Universidad del Sur de California ha constatado que eso no es así, y que las nuevas comunidades que se forman en torno a las fumarolas hidrotermales apagadas están integradas por microbios que se alimentan del hierro y del azufre del que están hechas las chimeneas de las fumarolas.
El hallazgo, basado en los análisis de muestras recolectadas para el proyecto por el sumergible Alvin, de la Armada Estadounidense (famoso por su exploración del Titanic en 1986), ofrece un raro ejemplo de sucesión ecológica entre tipos de microbios.
La sucesión ecológica es un fenómeno biológico que consiste en que una forma de vida toma el lugar de otra como consecuencia de los cambios ocurridos en una zona. Este fenómeno está bien documentado en la literatura científica y se aplica a plantas y animales. Por ejemplo, después de un incendio forestal, diferentes especies de árboles reemplazan a las que durante décadas habían dominado el terreno.
Las comunidades microbianas en las fumarolas marinas han sido objeto de bastantes estudios desde que fueron descubiertas en 1977. Sin embargo, hasta hace poco, no se les había prestado mucha atención a aquellas que ya no emitían el cálido fluido que se creía imprescindible para la vida en esos exóticos hábitats.
En el nuevo estudio también han trabajado Jason Sylvan de la Universidad del Sur de California, y Brandy Toner de la Universidad de Minnesota.

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Nueva pista sobre el origen químico de la vida

BIOQUÍMICA

Se ha conseguido recrear un importante proceso que pudo ocurrir en el mundo prebiótico. (Foto: U. York)

Se ha conseguido recrear un importante proceso que pudo ocurrir en el mundo prebiótico.
Este logro científico constituye el primer paso hacia una posible demostración definitiva de cómo evolucionaron dos azúcares simples, treosa y eritrosa, piezas clave en la maquinaria prebiótica que condujo al surgimiento de los primeros seres vivos.
Todas las moléculas biológicas tienen la capacidad de existir como formas levógiras ("zurdas") o dextrógiras ("diestras"). Todos los azúcares en biología se componen de moléculas dextrógiras, y todos los aminoácidos que forman los péptidos y las proteínas son levógiros.
El equipo de Paul Clarke de la Universidad de York, en el que también figuran especialistas de la Universidad de Nottingham, ambas en el Reino Unido, encontró que usando aminoácidos levógiros simples para catalizar la formación de azúcares, se produjeron predominantemente las formas dextrógiras. Esto podría explicar cómo se originaron los carbohidratos y por qué las formas dextrógiras son las dominantes en la naturaleza.
Hay numerosas preguntas fundamentales sobre el origen de la vida para las que todavía no hay respuesta, y muchas personas creen que tales preguntas abordan temas propios de la biología. Sin embargo, tal como señala Clarke, para hacer posible el surgimiento de la vida, se necesitó primero algún proceso que permitiera realizar esa transición tan ambigua como fascinante que es la de pasar de una cosa inanimada a otra que tiene vida, algo que definitivamente tuvo que ser un proceso químico.
Los autores de la nueva investigación han conseguido, en definitiva, generar esos dos azúcares, treosa y eritrosa, a partir de un conjunto muy simple de materiales, que la mayoría de los científicos cree que existían en el momento en el que empezó la vida.

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Las moscas son capaces de orientarse por su percepción de la polarización de la luz solar

ENTOMOLOGÍA

Una mosca suspendida en un campo magnético. (Foto eter Weir)

Los insectos que poseen ojos compuestos complejos pueden mantener un rumbo constante en sus viajes, algunos de los cuales son de miles de kilómetros. Una nueva investigación ha demostrado que las moscas de la fruta pueden mantener el rumbo guiándose por el patrón de polarización de la luz solar. Esto refuerza la sospecha de que muchos insectos, tal vez casi todos, tienen esa capacidad.
Los insectos como las mariposas monarca y las langostas mantienen una dirección constante en su trayectoria mientras migran durante miles de kilómetros. Eso ha llevado a los científicos a creer que estos animales deben poseer un sistema de orientación mucho mejor que el que pueden brindarles las capacidades sensoriales comunes a los seres humanos. Captar el campo magnético de la Tierra, y orientarse por él como si se dispusiera de una brújula, es una capacidad que puede ayudar a los insectos a realizar tan largos viajes. Captar la polarización de la luz solar y guiarse por este patrón es otra cualidad capaz de hacer posible esa magnífica capacidad de orientación.
Michael Dickinson, de la Universidad de Washington, y Peter Weir, del Instituto Tecnológico de California, examinaron la conducta de la Drosophila melanogaster, conocida comúnmente como mosca de la fruta, en una serie de experimentos encaminados a evaluar cómo se orientan esas moscas.
Los resultados indican que la Drosophila tiene la capacidad de coordinar funciones cerebrales y oculares para lograr una capacidad de navegación modesta pero eficaz usando patrones de polarización de la luz. Las moscas son más capaces de seguir un rumbo en línea recta bajo condiciones normales de polarización de la luz solar que cuando esas condiciones son atípicas.
Durante milenios, los marineros han dependido del Sol para determinar su posición en el mundo, pero a menudo el Sol no es visible. La capacidad de percibir la polarización de la luz solar resuelve ese problema, porque incluso si sólo hay una pequeña porción de cielo despejado en el muy amplio campo de visión de la mosca de la fruta, entonces los patrones de luz natural pueden proporcionarle información sobre la ubicación geográfica.
Las moscas de la fruta logran funcionalidades notables con los limitados recursos de su cerebro. Hay 300.000 neuronas en el cerebro de una mosca de la fruta, y se necesitarían 300.000 moscas de la fruta para llegar a la cantidad equivalente de neuronas del cerebro humano.

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Más incertidumbre en la física cuántica

FÍSICA

Jacqueline Erhart, Stephan Sponar, Prof. Yuji Hasegawa y Georg Sulyok. (Foto: TUW)

El principio de incertidumbre de Heisenberg es quizás uno de los pilares más famosos de la física cuántica. Establece que a no todas las propiedades de una partícula cuántica se las puede medir con una precisión ilimitada.
Hasta ahora, esto era justificado a menudo con la idea de que cada medición inevitablemente perturba a la partícula cuántica, lo cual distorsiona los resultados de cualquier medición posterior.
Para medir con una gran precisión la posición de una partícula, se tiene que usar luz con una longitud de onda muy corta (y por tanto de gran energía). Esto hace, por así decirlo, que la partícula sea empujada por la luz, o se transfiera el momento lineal a la partícula. Por tanto, argumentaba Heisenberg, es imposible medir con precisión tanto la posición como el momento lineal. Lo mismo se aplica a otros pares de magnitudes físicas. Heisenberg creía que en estos casos, un error en una medición conducía a una alteración inevitable de la otra medición. El producto del error y la alteración, afirmaba Heisenberg, no puede ser inferior a un cierto umbral.
Esto, sin embargo, ha resultado ser una simplificación excesiva, a juzgar por los resultados de un reciente estudio. Estos indican que el efecto de la medición en el sistema cuántico y la alteración resultante de la segunda medición no es la esencia del problema. Esas alteraciones también están presentes en la física clásica; no están necesariamente ligadas en exclusiva a la física cuántica. La incertidumbre radica en la naturaleza cuántica de las partículas. No se puede describir a las partículas cuánticas como objetos minúsculos, a modo de puntitos o bolitas, y dotados con velocidades bien definidas. En vez de eso, las partículas cuánticas se comportan como una onda, y no se puede definir con precisión al mismo tiempo la posición y el momento lineal de una onda.
En los experimentos con neutrones realizados por el profesor Yuji Hasegawa y su equipo en la Universidad Tecnológica de Viena, Austria, se pueden distinguir ahora diferentes fuentes de incertidumbre cuántica, validando los resultados teóricos obtenidos por sus colaboradores de Japón.
La influencia de la medición sobre el sistema cuántico no es siempre el origen de la incertidumbre. Por otro lado, aunque se necesita revisar las explicaciones dadas por Heisenberg sobre el principio de incertidumbre, este principio en sí mismo sigue siendo válido.
En la investigación también han trabajado Jacqueline Erhart del Instituto de Física Atómica y Subatómica de la Universidad Tecnológica de Viena, así como Stephan Sponar y Georg Sulyok de la misma universidad.

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Investigan cómo aplicar la virtualidad aumentada para el aprendizaje de idiomas

COMPUTACIÓN

Fundir un entorno real con su espejo en un mundo virtual para conseguir la inmersión de los estudiantes en un entorno de aprendizaje híbrido que permita mejorar la enseñanza de idiomas: ese el objetivo de científicos de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) que han desarrollado un primer prototipo que demuestra el funcionamiento de una plataforma de este tipo.
Estos investigadores han empleado una plataforma de código abierto para la creación de mundos virtuales tridimensionales distribuidos (OpenWonderland) y aprovechan la geolocalización con la que ya cuentan los smartphones. El propósito es aprovechar las características de inmersión que brindan los entornos virtuales y la interactividad entre estos tres espacios (la realidad, el entorno virtual y el híbrido) para la creación de actividades e-learning en el campo de los idiomas.
Los investigadores han realizado recientemente una prueba piloto del prototipo en el centro de Madrid para la enseñanza de la lengua española a extranjeros. "Recreamos un mundo espejo del real, en este caso la Gran Vía de la capital, y superponemos información digital sobre la realidad que los usuarios observan a través de la cámara y la pantalla del teléfono móvil, con lo que conseguimos un entorno de realidad aumentada", explica María Blanca Ibáñez, del Departamento de Ingeniería Telemática de la UC3M. De esta forma, los usuarios que caminan por la calle pueden ver en su smartphone a los avatares que representan a los participantes conectados a la plataforma través de Internet. "Además - indica la profesora Blanca Ibáñez - los participantes del mundo real tienen un representante en el mundo espejo virtual que sigue el mismo recorrido, con lo que conseguimos un entorno de 'virtualidad aumentada' en el que ambos tipos de usuarios pueden interactuar".
Mediante este sistema, los estudiantes que están dentro del sistema pueden ver los movimientos del avatar que representa al profesor, que se puede encontrar en realidad en la calle y que puede interactuar a su vez con los alumnos a través de su móvil. La experiencia, descrita por los científicos del Grupo de Aplicaciones y Servicios Telemáticos (GAST) de la UC3M en un artículo publicado en la revista IEEE Internet Computing, se enmarca dentro del proyecto de investigación "España Virtual" del Programa Ingenio 2010, liderado por Deimos Space y con participación de la compañía DNX y el apoyo de la Universidad Nacional de Educación a Distancia.
Las ventajas de la aplicación de estas tecnologías a este campo del e-learning son muy variadas, según los investigadores. Por un lado, se espera que los estudiantes estén más motivados para participar en el proceso de aprendizaje, al tratarse de actividades más interactivas y en las que el alumno puede experimentar diversas situaciones. Por otro lado, son entornos que pueden ser vistos como laboratorios donde las variables pueden estar más y mejor controladas por los pedagogos. "Son espacios interactivos donde puede contextualizarse el tema a tratar y donde se hace posible lo imposible", afirma la profesora Blanca Ibáñez. "Por ejemplo, si estudiamos el descubrimiento de América, podemos acompañar a Colón en su hazaña, o pasearnos por las arterias de nuestro cuerpo, ver un campo magnético o modificar la estructura de una molécula", concluye.

Fuente: UC3M

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Encontrados los animales terrestres que viven a mayor profundidad

ZOOLOGÍA

Una expedición hispano-rusa ha identificado cuatro nuevas especies de animales en una cueva en la región de Abkhazia, cercana al Mar Negro. Se trata de la cueva más profunda del mundo, a -2.191 metros, y dos de las especies son los artrópodos encontrados a mayor profundidad en el Planeta.
El equipo está formado por los investigadores Sofía Reboleira, de la Universidad de Aveiro (Portugal), y Alberto Sendra, del Museo de Ciencias Naturales de Valencia -encargados de la expedición-; y los zoólogos de la Universidad de Navarra Rafael Jordana y Enrique Baquero, quienes han identificado y descrito las nuevas especies.
Todas ellas pertenecen al grupo de los colémbolos, invertebrados artrópodos muy numerosos y cercanos a los insectos, los arácnidos o los crustáceos. Se caracterizan por tener esqueleto externo y apéndices (patas, antenas, etc.) articulados, además de un órgano especial para saltar llamado furca. Debido a su modo de vida en la cueva, las cuatro nuevas especies poseen características específicas desarrolladas para sobrevivir en condiciones subterráneas extremas, como la ausencia total de luz y la poca disponibilidad de recursos alimenticios.
"Como respuesta a estas condiciones, ninguno de los animales tiene ojos y carecen de pigmentación (color). Además, una de las especies ha desarrollado un quimio-receptor -una especie de antena parabólica química- que le permite moverse en un entorno tan complicado”, explica Enrique Baquero, zoólogo, profesor del Máster en Biodiversidad, Paisajes y Gestión Sostenible de la Universidad de Navarra y uno de los autores del estudio.
El trabajo científico que describe el hallazgo acaba de publicarse en la revista TAR (Terrestrial Arthropod Reviews), de la Editorial Brill. Según aclara Enrique Baquero, la presencia de estas especies en un medio tan agreste se explica gracias a la materia orgánica: “Se alimentan de los hongos que crecen sobre ella, contribuyendo a su descomposición y participando en la red de las comunidades estables de artrópodos que existen en las cuevas”.
Cada una de las especies, cuyos ejemplares miden entre 1 y 4 milímetros, fue encontrada a una determinada profundidad. Sus nombres son Anurida stereoodorata, Deuteraphorura kruberaensis y Schaefferia profundisima. El que alcanzó mayor cota subterránea, Plutomurus ortobalaganensis, se descubrió a 1.980 metros bajo la superficie”.
La cueva Krubera-Voronya es la única en el mundo que supera los dos kilómetros de profundidad. A pesar de las numerosas expediciones que se han internado en ella, esta es la primera ocasión en la que se describe su fauna.

Fuente: U. de Navarra

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Describen cómo viaja el agua líquida por los nanocanales

QUÍMICA

Posible disposición de 12 moléculas de agua y sus enlaces por puentes de hidrógeno en la zona cooperativa de 1 nm. (Imagen: F. de los Santos, G. Franzese)

Científicos de las universidades de Granada y Barcelona han descrito por primera vez a nivel molecular cómo se difunde el agua es estado líquido a través de nanocanales, unos diminutos tubos con un diámetro interno de 1 a 100 nanómetros. El estudio, que publica la revista Physical Review, puede ayudar a mejorar los procesos de desalinización y filtrado del agua.
La difusión anormalmente rápida del agua confinada en nanotubos se debe a la competición entre la formación de enlaces por puentes de hidrógeno y la disponibilidad de volumen libre para que las moléculas se reorganicen. Así explican por primera vez científicos de las universidades de Granada y Barcelona una de las anomalías del agua.
Esta molécula en estado líquido posee un extraño conjunto de propiedades que los demás compuestos químicos no comparten: hasta un total de 65 anomalías. Algunas de ellas son conocidas desde hace más de 300 años, como el hecho de que se expanda al enfriase por debajo de 4 grados centígrados.
Ahora los investigadores han descrito a nivel molecular cómo se difunde el agua líquida a través de nanocanales, una especie de túneles extremadamente pequeños cuyo diámetro interno es de 1 a 100 nanómetros (nm, unidad de longitud que equivale a una milmillonésima parte de un metro y que se emplea en el ámbito de la nanotecnología). Los científicos utilizan los nanocanales para estudiar el comportamiento de las moléculas.
Este trabajo podría cambiar en un breve período de tiempo nuestra manera de entender los procesos de desalinización y filtrado del agua, procesos que, como acaba de demostrarse, se verán revolucionados, gracias a la introducción de membranas de grafeno y nanocapas de carbono en los que el agua se difunde muy rápidamente cuando la sección los poros es del orden de 1 nm.
Muchas de las anomalías del agua son de tipo dinámico, por ejemplo la causante de que sus moléculas se muevan más deprisa cuanto mayor sea la densidad, y todas ellas son consecuencia de las propiedades de la red de enlaces por puente de hidrógeno que forman las moléculas de agua, que induce la formación de estructuras aproximadamente tetraédricas de cuatro moléculas alrededor de una central.
No obstante, esta disposición geométrica cambia con la presión y la temperatura y, hasta la fecha, a pesar de la sencillez de su molécula, no existía ninguna descripción molecular del agua que describiera todas sus propiedades conocidas en el estado líquido.
Particularmente confusos son los resultados acerca de la difusión del agua confinada entre paredes hidrofóbicas. Ni los experimentos ni las simulaciones por ordenador terminan de aclarar si el confinamiento favorece o reduce la movilidad de las moléculas, aunque, grosso modo, parecen indicar que ésta disminuye o aumenta según que la anchura de los conductos sea inferior o superior a 1 nm.
En un artículo aparecido en la revista Physical Review, los profesores Francisco de los Santos Fernández (Universidad de Granada) y Giancarlo Franzese (Universidad de Barcelona) han estudiado mediante teoría y simulación cómo reacciona el agua cuando se confina a escala nanométrica entre dos placas hidrofóbicas.
Su trabajo ha demostrado que la difusión anormalmente rápida del agua nanoconfinada es consecuencia de la competición entre, por un lado, la disponibilidad de volumen libre para que las moléculas se reorganicen y, por otro, la rotura y formación de enlaces por puente de hidrógeno.
Cuando el agua se difunde en canales de sección superior a 1 nm, la difusión macroscópica sólo es posible si hay movimiento cooperativo de moléculas, con la consiguiente rotura de los enlaces por puente de hidrógeno en regiones de 1nm. En canales de sección inferior a 1 nm la difusión se ve facilitada por no tener que romper tantos enlaces. Así, según han demostrado en este artículo, 1 nm es la escala a la cual los efectos cooperativos en agua entran en juego y determinan las propiedades macroscópicas.

Fuente: UGR

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Nueva tinta conductora para imprimir circuitos eléctricos en papel, plástico, telas y otros materiales

CIENCIA DE LOS MATERIALES

La nueva tinta, rociada sobre una tira flexible de plástico para fabricar un electrodo de plata. (Foto: S. Brett Walker)

Se ha completado el desarrollo de una nueva tinta de plata reactiva para imprimir electrónica de alto rendimiento sobre substratos hechos de materiales comunes, baratos y flexibles, como por ejemplo papel, tela y láminas de plástico flexibles.
La electrónica impresa sobre materiales económicos y flexibles se perfila como una vía idónea para la producción de antenas, baterías, sensores, componentes para sistemas de energía solar, dispositivos que se pueden llevar puestos hasta incluso cuando se están reabasteciendo de electricidad, y muchos más aparatos.
La nueva tinta ha sido inventada por el equipo de Jennifer Lewis, directora del Laboratorio Frederick Seitz de Investigación de Materiales de la Universidad de Illinois, y S. Brett Walker de la misma universidad.
La mayoría de las tintas conductoras se basan en diminutas partículas de metal suspendidas en la tinta.
En cambio, la nueva tinta es una solución transparente de acetato de plata y amoníaco. La plata permanece disuelta en la solución hasta que se imprime. Entonces el líquido se evapora, y la tinta seca y fijada presenta una buena capacidad para conducir electricidad. El proceso por el cual la tinta se seca y experimenta su reacción química es muy rápido, lo que permite que la plata se afiance inmediatamente después de la impresión.
La nueva tinta reactiva tiene varias ventajas sobre las basadas en partículas. Para empezar, fabricarla resulta mucho más rápido. El proceso de mezcla se efectúa en cuestión de minutos, mientras que en el caso de las tintas basadas en partículas, ese y otros pasos alcanzan varias horas.
La baja viscosidad de la nueva tinta la hace apropiada para la impresión por chorro de tinta, el trazado directo a mano (por ejemplo, mediante una pluma estilográfica especial) o su aplicación a modo de pintura en espray sobre grandes áreas usando un atomizador.

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¿La grasa representa el sexto sabor básico?

BIOLOGÍA

La presencia de grasa puede cambiar la forma en que percibimos la comida, al igual que sucede con los gustos dulce, salado, amargo, ácido y umami. (Foto epino Lab)

La grasa es un componente importante de la dieta, y tanto humanos como animales por lo general preferimos alimentos ricos en energía y grasa. Los científicos pensaban que la gente identifica a los alimentos ricos en grasa principalmente por su textura, pero un nuevo estudio sugiere que la presencia de grasa puede cambiar la forma en que percibimos la comida, al igual que sucede con los gustos dulce, salado, amargo, ácido y umami (sabor carnoso agradable).
En un nuevo estudio, se ha constatado que las personas con una variante particular del gen CD36 son mucho más sensibles a la presencia de grasa que otras. Esta diferencia podría promover en algunos individuos el consumo de alimentos ricos en grasa.
El equipo de las investigadoras Nada A. Abumrad, profesora de medicina de la obesidad, y M. Yanina Pepino, profesora de medicina, ambas en la Escuela de Medicina de la Universidad Washington en San Luis, Estados Unidos, estudió a 21 personas con índices de masa corporal de 30 o más, propios de la obesidad. Algunos de los participantes tenían una variante genética que les hacía producir más proteína CD36. Otros producían una cantidad mucho menor. Y algunos producían una cantidad intermedia.
Los experimentos revelaron que las personas que producían más proteína CD36 podían detectar fácilmente la presencia de grasa. De hecho, los sujetos del estudio que producían más proteína CD36 fueron ocho veces más sensibles a la presencia de grasa que las personas que producían un 50 por ciento menos de proteína CD36.
El equipo de Abumrad ha encontrado, por tanto, lo que podría ser una posible razón de la variabilidad entre personas en cómo percibimos la grasa en la comida. Podría ser, tal como sugieren los resultados de un estudio reciente, que a medida que la gente consume más grasa, se siente menos saciada por ella, necesitando consumir más para obtener la misma satisfacción.
La meta final de esta línea de investigación es aclarar hasta qué punto nuestra percepción de la grasa en los alimentos puede influir sobre nuestras preferencias acerca de qué alimentos nos apetece más comer, y en la cantidad de grasa que finalmente consumimos, algo que obviamente influiría en la obesidad.
El nuevo descubrimiento sobre la proteína CD36 es el paso final de una investigación que en fases anteriores ya condujo a la identificación de funciones del gen CD36 en ratas y ratones. Los científicos comprobaron que cuando a un animal se le modifica genéticamente para que no posea el gen CD36 funcional, ya no muestra preferencia por los alimentos grasos. Además, los animales que no pueden producir la proteína CD36 tienen dificultad para digerir la grasa.

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