Autor Tema: FORO-CIENCIA (Leído 862315 veces)

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Los extraños gusanos que secretan ácido para disolver huesos y alimentarse de ellos

ZOOLOGÍA

Hembra de gusano Osedax en la que aparece expuesto el sistema que secreta el ácido capaz de penetrar dentro del hueso. (Foto: Greg Rouse)

Los biólogos marinos conocen desde hace apenas 12 años las sorprendentes características de unos gusanos marinos que viven en huesos de ballenas muertas y se alimentan de ellos. Estos gusanos secretan una sustancia que disuelve la materia ósea y crea agujeros en los huesos, lo que les permite acceder a los nutrientes.
Con cada nuevo estudio, los científicos han conocido mejor la biología de los Osedax, un género de gusanos sin boca ni intestinos, que se alimentan de esqueletos que yacen en el fondo del mar.
En la investigación más reciente, unos especialistas del Instituto Scripps de Oceanografía, dependiente de la Universidad de California en San Diego, han profundizado en cómo estos gusanos diminutos pueden perforar la materia ósea.
El equipo de Martín Tresguerres, Sigrid Katz, y Greg Rouse del Instituto Scripps ha estudiado cómo los Osedax excretan el ácido que les permite acceder a los nutrientes del hueso.
Probablemente, el ácido permite que los gusanos liberen el colágeno y los lípidos atrapados en el hueso y luego los absorban. "Este modelo es muy similar a como se repara y remodela el hueso en los mamíferos", señala Tresguerres. "Sin embargo, los Osedax secretan ácido para disolver huesos de otros animales y acceder a los nutrientes".
Los científicos han logrado describir con bastante detalle un proceso en el que los gusanos utilizan una "bomba de protones" para secretar ácido sobre el hueso.
Como no tienen boca, estos gusanos deben utilizar un método alternativo para consumir los nutrientes de los huesos de ballena. Las bacterias que viven en simbiosis dentro de los gusanos participan en este proceso, pero todavía no se sabe bien cómo funciona el mecanismo exacto. Ciertas evidencias sugieren que las bacterias simbióticas metabolizan el colágeno obtenido del hueso dando lugar a otros compuestos orgánicos, y que los gusanos posteriormente digieren a las bacterias para su propia nutrición.
El estilo de vida de los gusanos Osedax puede haberse forjado evolutivamente hace millones de años, incluso antes de que aparecieran los mamíferos marinos.

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La habilidad aritmética de los monos

ZOOLOGÍA

Uno de los monos babuinos que han sido sujetos de estudio en la investigación. (Foto: J. Adam Fenster, Universidad de Rochester)

Pulgares oponibles, rostros expresivos, sistemas sociales complejos... Es difícil no percatarse de las similitudes entre simios y seres humanos. Ahora, un nuevo estudio realizado sobre un conjunto de monos babuinos de un parque zoológico y montones de cacahuetes (maníes) ha mostrado que un rasgo menos obvio, la capacidad de evaluar y comparar cantidades, también es compartido por el Hombre y sus primos evolutivos primates.
La capacidad humana de trabajar con matemáticas simbólicas complejas claramente es exclusiva de nuestra especie en la Tierra, pero ¿de dónde provino este talento numérico? En este estudio, el equipo de Jessica Cantlon, profesora de ciencias cognitivas y del cerebro en la Universidad de Rochester, Nueva York, Estados Unidos, ha mostrado que nuestros primos primates también poseen habilidades básicas para evaluar cantidades. De hecho, pueden ser tan precisos para discriminar entre cantidades diferentes como lo es un niño humano pequeño.
Esto denota que comparten con nosotros una capacidad fundamental para hacer razonamientos cuantitativos aproximados. Los humanos expandimos este talento aprendiendo palabras para los números y desarrollando un sistema lingüístico para ellos, pero en ausencia del lenguaje y la capacidad de contar, ciertas habilidades matemáticas importantes aún pueden existir.
Cantlon, Allison Barnard, Kelly Hughes, y otros investigadores de la Universidad de Rochester y el Parque Zoológico Seneca en Rochester, realizaron un seguimiento a ocho monos babuinos de la especie Papio anubis, con edades entre 4 y 14 años, en pruebas separadas consistentes en determinar qué taza tenía una mayor recompensa. Los investigadores colocaron entre uno y ocho cacahuetes en cada una de dos tazas, variando la cantidad que cada una contenía.
Los monos recibían todos los cacahuetes de la taza que elegían.
Los monos determinaron cuál de las dos tazas tenía mayor cantidad en cerca del 75 por ciento de las veces cuando la diferencia relativa entre las cantidades de las dos tazas era grande y fácil de apreciar, como por ejemplo dos frente a siete. Pero cuando las cantidades eran más parecidas y por tanto más difíciles de diferenciar, como por ejemplo seis frente a siete, su precisión cayó al 55 por ciento.

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Usar bacterias para combatir la malaria

MICROBIOLOGÍA

Larvas de mosquito, que entre dos y seis días después ya alcanzaron la madurez. (Foto: Kurt Stepnitz)

Los mosquitos son transmisores eficientes de enfermedades mortales. Una nueva investigación, sin embargo, muestra que también podrían ser igual de eficaces para ayudar a mantener a raya enfermedades como la malaria (o paludismo).
Los resultados del estudio realizado por el equipo del microbiólogo Zhiyong Xi, de la Universidad Estatal de Michigan, Estados Unidos, muestran que se puede interrumpir la transmisión de la malaria desde los mosquitos hasta los humanos mediante el uso de una cepa de la bacteria Wolbachia en los insectos. En cierto sentido, la Wolbachia actuaría como una especie de vacuna para mosquitos que les protegería de los parásitos de la malaria. Tratar a los mosquitos podría impedir que transmitieran la malaria a los humanos, una enfermedad que en 2010 afectó a 219 millones de personas y, según se estima, causó 660 000 muertes.
La estrategia de control de la malaria basada en la Wolbachia se ha debatido durante las últimas dos décadas, pero el trabajo del grupo de Zhiyong Xi es el primero en demostrar que la Wolbachia puede ser implantada de manera estable en la especie de mosquito Anopheles stephensi, transmisora de la malaria. El éxito del trabajo abre la puerta para utilizar la Wolbachia en la lucha contra la malaria.
En primer lugar, el equipo de Xi demostró con éxito cómo la Wolbachia puede ser transportada por este mosquito, y cómo los insectos portadores pueden trasmitir las bacterias por toda la población de mosquitos. En segundo lugar, los investigadores han demostrado que dichas bacterias pueden impedir que los mosquitos transmitan los parásitos del paludismo a los humanos.
El equipo de Xi desarrolló la línea de mosquitos portadores de una infección estable de Wolbachia. Luego el equipo los introdujo en poblaciones no infectadas, y eso produjo una y otra vez una población de mosquitos predominantemente infectados por la Wolbachia.
La clave para este trabajo de investigación y desarrollo fue identificar la especie correcta de Wolbachia (wAlbB) y luego inyectarla en embriones de mosquito. De los miles de embriones a los que Guowu Bian inyectó la bacteria, uno se desarrolló en una hembra portadora de Wolbachia del modo deseado. La línea de mosquitos derivada de esta hembra ha mantenido la infección por Wolbachia wAlbB con una frecuencia de infección del 100 por cien a través de 34 generaciones. El número podría crecer más ya que esa es simplemente la última generación que los investigadores han criado en el momento de efectuar el análisis de resultados.
Con el nuevo linaje ya en marcha, el equipo entonces introdujo diferentes proporciones de hembras infectadas con Wolbachia en una población de mosquitos. En cada caso, toda la población acabó portando las bacterias en ocho generaciones o menos.
En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado Deepak Joshi, Peng Lu, Guoli Zhou, Xiaoling Pan y Yao Xu, de la Universidad Estatal de Michigan, George Dimopoulos y Yuemei Dong de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland, así como especialistas de la Universidad Nacional Sun Yat-Sen en China.

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Estudian la alimentación y el comportamiento en el mar de los pingüinos de Magallanes

ZOOLOGÍA

Pareja de pingüinos de Magallanes. (Foto: gentileza investigador)

El equipo de trabajo dirigido por Flavio Quintana, investigador principal del Conicet (Argentina), estudia la alimentación y el comportamiento en el mar de los pingüinos de Magallanes. Gracias a un innovador instrumental de medición se registraron datos antes desconocidos acerca de esta especie. En una investigación reciente, publicada en la revista científica PLoS ONE, el grupo da cuenta de los resultados obtenidos a través del uso de registradores electrónicos de alta tecnología. Los científicos determinaron el número de presas capturadas y calcularon la tasa de captura por unidad de tiempo durante los viajes de alimentación de los pingüinos en el período de cuidado de pichones.
Los pingüinos de Magallanes viven unos 25 años, se alimentan principalmente de peces como la anchoíta, merluza, sardina fueguina y pejerreyes, calamares y pulpos. Todas ellas son especies que habitan el Mar Argentino.
Cada una de estas aves buceadoras puede capturar hasta 900 presas por viaje de alimentación, que dura entre 24 y 40 horas aproximadamente, a una tasa de casi 70 presas por hora debajo del agua. Estas cifras se traducen en un promedio de consumo acumulado de más de seis kilos de alimento ingerido en cada viaje de alimentación.
Los valores de captura son aún más sorprendentes cuando se proyectan al número de pingüinos que conforman las diferentes poblaciones reproductoras de la costa de Argentina. Las cifras oscilan entre las 200 y 300 toneladas de peces por día dependiendo de la colonia. Es decir que más de 1,5 millones de toneladas por año serían consumidas por el total de la población reproductiva de pingüinos de Magallanes de la Argentina, estimada en 900 mil parejas.
Esta cosecha constituiría aproximadamente un 87 por ciento más que el promedio para el período 2000-2010 del total de las capturas comerciales registradas por año para las principales especies producidas en la gran área del Océano Atlántico Sudoccidental, las mismas que son presa del Pingüino de Magallanes.
Si bien las cifras de consumo obtenidas resultan sorprendentes, Quintana y su grupo de investigación sugieren que se debe tener extrema precaución a la hora de derivar conclusiones. Cuando la abundancia de presas es baja, el impacto de los pingüinos sobre los stocks de peces podría ser mínimo.
“Estos animales tienen la capacidad de modificar la tasa de vaciamiento gástrico, es decir a qué velocidad eliminan lo que ingieren, y, en consecuencia, modifican la eficiencia de asimilación de alimento. Este mecanismo haría que los pingüinos coman mucho cuando el recurso es abundante al aumentar la tasa de vaciamiento gástrico y disminuyendo su asimilación, y por lo tanto que coman menos y asimilen más cuando el recurso es escaso”, explica el investigador.
Según Quintana, este sistema proveería estabilidad en los ecosistemas marinos y podría ser un proceso que opere día a día en función de la abundancia del recurso.
El desarrollo tecnológico en el campo de la electrónica aplicada al estudio de la vida silvestre permitió obtener registradores electrónicos miniaturizados y cada vez más sofisticados. Estos instrumentos posibilitan el estudio del movimiento y comportamiento de los pingüinos mientras se alimentan en aguas profundas lejos de la costa.
“Sin estos insumos tecnológicos seríamos incapaces de entender el comportamiento de estos y otros predadores marinos, cuánto necesitan para sobrevivir en el mar y cómo modificaciones en el ambiente, ya sean naturales o introducidas por el hombre, pueden afectar la biodiversidad de los océanos”, asegura el biólogo.
Estos instrumentos permitieron al equipo de trabajo conducido por Quintana indagar en aspectos poco conocidos del buceo y el consumo de presas, y localizar las rutas hacia las áreas de alimentación del Pingüino de Magallanes y otras especies de aves y mamíferos marinos del Mar Argentino.
Con el uso de estos registradores electrónicos los científicos tienen la posibilidad de estudiar la profundidad de buceo de diferentes especies, las velocidades de desplazamiento, la orientación del cuerpo, la cantidad y tipo de alimento consumido y el gasto energético derivado de sus movimientos.
Así, los pingüinos equipados con estos instrumentos, pueden ser utilizados como plataformas biológicas de exploración de áreas marinas en zonas de difícil acceso o profundidad extrema y registrar las características oceanográficas de las áreas navegadas por los animales en el mar.

Fuente: CONICET/DICYT

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Secuenciado el genoma del pato

BIOLOGÍA

El pato es también un buen modelo para el estudio de otras enfermedades, como la hepatitis y enfermedad de hígado graso. (Foto: Ning Li et al.)

La reciente aparición de la gripe aviar subtipo H5N1 ha contribuido a crear brotes generalizados en aves de corral y, en concreto, el pato ha estado implicado como especie responsable de propagar dicho virus.
Ning Li, investigador de la Universidad de Pekín (China), lidera un estudio publicado en la revista Nature Genetics que revela la secuenciación completa del genoma de una hembra de pato de Pekín.
“Es la primera secuenciación de uno de los principales portadores naturales del virus de la gripe A. Por tanto, la secuencia del genoma del pato ofrece un recurso importante para caracterizar la interacción entre el huésped y el virus”, explica a SINC Li.
Al compararla con la secuenciación del genoma de otras aves y mamíferos, el pato mostró un número menor de genes relacionados con la inmunidad que los mamíferos, y similar a los observados en los genomas del pollo y el pinzón cebra.
Mediante la comparación de la expresión genética en los pulmones de los patos infectados por el virus de la gripe aviar H5N1, los investigadores identificaron genes cuyos patrones de expresión están alterados en respuesta a dicho virus.
“El pato es también un buen modelo para el estudio de otras enfermedades como la hepatitis y enfermedad de hígado graso”, concluye el experto.

Fuente: SINC

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¿Paneles solares en forma de pintura barata?

CIENCIA DE LOS MATERIALES

Qiaoqiang Gan. (Foto: Universidad en Buffalo)

Mucha gente preferiría usar electricidad proveniente de la energía solar en vez de electricidad generada a partir de fuentes contaminantes y no renovables.
Un gran impedimento, sin embargo, es el costo para fabricar, instalar y mantener los paneles solares típicos. Para la mayoría de particulares y de empresas, no es rentable instalar paneles solares tradicionales en los tejados de sus edificios.
Afortunadamente, el impedimento económico está comenzando a ser superado gracias a investigadores como Qiaoqiang Gan, profesor de ingeniería eléctrica en la Universidad en Buffalo (Universidad Estatal de Nueva York). Él y sus colegas están ayudando a desarrollar una nueva generación de células fotovoltaicas que producen más electricidad y cuya fabricación cuesta menos que las células solares convencionales disponibles hoy en día en el mercado.
Uno de los diseños más prometedores en los que trabaja el equipo de Gan, Filbert J. Bartoli de la Universidad Lehigh en Bethlehem, Pensilvania, y Zakya Kafafi de la Fundación Nacional de Ciencia, todas estas entidades en Estados Unidos, se basa en el uso de materiales fotovoltaicos orgánicos especiales. Estos dispositivos están por debajo de las células solares tradicionales en lo que se refiere a la generación de electricidad pero son más baratos y, debido a que se fabrican (o procesan) en forma de líquido, pueden aplicarse a una gama más amplia de superficies.
Actualmente, se produce electricidad mediante energía solar usando obleas de silicio policristalino gruesas o bien películas delgadas compuestas por materiales inorgánicos como telururo de cadmio o silicio amorfo. Los dos son caros de fabricar.
La línea de investigación seguida por el equipo de Gan también se basa en utilizar células solares de película delgada, pero a diferencia de las que se comercializan hoy en día, las que emplean Gan y sus colaboradores utilizan materiales orgánicos como por ejemplo polímeros y sustancias con moléculas pequeñas basadas en el carbono, y son más baratas.
Comparadas con sus homólogas inorgánicas, los dispositivos fotovoltaicos orgánicos pueden fabricarse sobre grandes áreas en substratos rígidos o flexibles, y posiblemente lleguen a ser tan baratos como la pintura. Estos paneles solares hechos con las células fotovoltaicas del equipo de Gan se instalarían además con la misma facilidad con la que se le da una mano de pintura a una puerta. Todo apunta, por tanto, a que algún día no muy lejano, las células fotovoltaicas se instalarán en las superficies tan fácilmente como se aplica en ellas la pintura.

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Los nanotubos de carbono podrían hacer resonancias magnéticas a moléculas

NANOTECNOLOGÍA

Nanotubo y esquema de uno de los dispositivos diseñados en el estudio. (Foto: ICFO et al.)

Los nanotubos de carbono son uno de los materiales más fuertes y más duros conocidos, con una resistencia mucho mayor que el acero. Sus propiedades eléctricas y térmicas son excepcionales y sus usos potenciales van desde raquetas de tenis y chalecos antibala, hasta componentes electrónicos y dispositivos de almacenamiento de energía.
Ahora, un equipo internacional ha demostrado que también podrían llegar a revolucionar el diagnóstico médico por imagen, con resonancias magnéticas a moléculas individuales.
Científicos del Instituto de Ciencias Fotónicas, ICFO, en colaboración con investigadores del Instituto Catalán de Nanotecnología (ICN2) y de la Universidad de Michigan, han conseguido medir fuerzas muy débiles con una sensibilidad 50 veces superior a lo conseguido hasta el momento. Esta mejora supone un punto de inflexión en la medición de fuerzas muy débiles y abre la puerta a realizar resonancias magnéticas a escala molecular.
En un artículo publicado en Nature Nanotechnology, el grupo liderado por el doctor Adrian Bachtold, actualmente en ICFO pero que inició esta investigación cuando pertenecía a ICN2, explica cómo ha conseguido preparar los nanotubos de carbono para que actúen como sondas que vibran con una intensidad proporcional a la fuerza electroestática de las moléculas.
Usando electrónica muy precisa, el equipo de Bachtold ha podido medir la amplitud de la vibración de estos nanotubos y conocer la intensidad de la fuerza electroestática.
“Los nanotubos de carbono son parecidos a cuerdas de guitarra que al aplicarles una fuerza vibran; sin embargo, en este caso las fuerzas que los hacen vibrar son extremadamente pequeñas”, explica Bachtold.
En los últimos diez años, los científicos solo habían podido conseguir mejoras muy sutiles en la sensibilidad de la medición de fuerzas débiles. Pero este descubrimiento marca un antes y un después y señala a las nanotubos de carbono como una gran tecnología para en el futuro realizar resonancias magnéticas a moléculas individuales.
La resonancia magnética convencional registra el spin de los núcleos atómicos del conjunto de nuestro cuerpo que han sido previamente excitados por un campo electromagnético externo. Según la respuesta del conjunto de todos estos átomos, se puede monitorizar y diagnosticar la evolución de ciertas enfermedades.
Sin embargo, esta técnica de diagnóstico convencional tiene una resolución de unos pocos milímetros. Los objetos más pequeños no tienen suficientes átomos como para poder observar la señal de respuesta.
“Los resultados presentados nos permiten medir la fuerza creada por cada átomo individual y en consecuencia saber su spin. En el futuro esta técnica podría revolucionar la forma de realizar diagnósticos médicos por imagen” concluye Bachtold.

Fuente: SINC

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Perfeccionando robots insectoides voladores

ROBÓTICA

Sigue dando pasos prometedores el trabajo de desarrollo de un fascinante tipo de robots insectoides voladores que viene realizando un equipo de robotistas de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) de la Universidad de Harvard y el Instituto Wyss para la Ingeniería Biológicamente Inspirada, adscrito a dicha universidad, en Cambridge, Massachusetts, Estados Unidos.
Los robots, de un tamaño que apenas llega al de un clip, pesan menos de una décima de gramo, pero pese a ello tienen un mecanismo que les permite volar batiendo sus diminutas alas.
Los prototipos desarrollados por el equipo de Pakpong Chirarattananon y Kevin Y. Ma todavía están conectados a un cable de alimentación eléctrica muy delgado porque no hay dispositivos comercialmente disponibles para el almacenamiento de energía que sean lo bastante pequeños como para ser instalados en el cuerpo del robot. Habrá que desarrollar células de combustible de alta densidad energética antes de que estos robots sean capaces de volar con mayor independencia.
Para su control, los robots también dependen todavía de un cable conectado a un ordenador, aunque un grupo dirigido por Gu-Yeon Wei y David Brooks está trabajando en un "cerebro" computacionalmente eficiente que pueda ser instalado en el cuerpo del robot.
Los robots grandes pueden moverse mediante motores electromagnéticos, pero a esta escala tan pequeña hay que recurrir a estrategias alternativas. Este diminuto modelo de robot bate sus alas mediante accionadores piezoeléctricos (bandas de cerámica que se expanden y contraen cuando se aplica un campo eléctrico).
Minúsculas bisagras de plástico sirven de articulaciones en los cuerpos de los robots.
Entre las aplicaciones potenciales de estos singulares robots, figuran la vigilancia medioambiental y operaciones de búsqueda y rescate.

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Nueva arquitectura para una supercomputadora cuántica

COMPUTACIÓN

Imagen de la red óptica, la parte central de la computadora de muestreo de bosones diseñada en la Universidad de Viena. Según las leyes de la física cuántica, los fotones parecen tomar caminos diferentes al mismo tiempo, como se muestra en la imagen. (Imagen: © Grupo de Philip Walther, Universidad de Viena)

Aprovechar las características únicas del ámbito cuántico promete una espectacular aceleración en el procesamiento de información, superando con creces a las más veloces supercomputadoras de la actualidad, que poseen una arquitectura tradicional.
Unos científicos del grupo de Philip Walther en la Facultad de Física de la Universidad de Viena, Austria, han obtenido buenos resultados en su diseño preliminar de un nuevo y altamente eficiente modelo de ordenador cuántico: la computadora de muestreo de bosones.
El diseño básico para computadoras cuánticas tiene sus fundamentos en la manipulación de objetos cuánticos, como por ejemplo fotones, electrones o átomos, aprovechando sus características cuánticas únicas. Las computadoras cuánticas no sólo prometen un incremento formidable en la velocidad de cómputo en comparación con la de los ordenadores clásicos, sino que permitirán realizar cálculos que incluso una supercomputadora actual sería incapaz de hacer.
Pese a que en los últimos años ha habido un rápido desarrollo en la tecnología cuántica, la fabricación de una computadora cuántica completa es todavía un reto muy difícil.
Aunque todavía no se sabe qué objetos cuánticos y qué arquitectura cuántica conducirán finalmente a la creación de la primera computadora cuántica capaz de superar a las supercomputadoras convencionales, los experimentos actuales demuestran que algunos objetos cuánticos son más adecuados que otros para ciertas operaciones computacionales.
La gran ventaja de los fotones, un tipo particular de bosones, radica en su alta movilidad. El equipo de investigación de la Universidad de Viena, en colaboración con científicos de la Universidad de Jena en Alemania, ha construido recientemente un sistema que ejecuta la técnica en la que se basaría una computadora de muestreo de bosones plenamente operativa, que utiliza precisamente esta propiedad de los fotones.
El equipo de Max Tillmann y Philip Walther insertó fotones en una compleja red óptica, construida con arreglo a una propuesta teórica de un grupo de científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos.
El siguiente paso fue verificar que su funcionamiento era el esperado.
Para verificar el funcionamiento de todo ordenador cuántico, incluyendo una computadora de muestreo de bosones, es crucial comparar los resultados con las predicciones de la física cuántica. Por suerte, para sistemas cuánticos bastante pequeños, los ordenadores clásicos todavía son capaces de lograr hacer los cálculos. De ese modo, los investigadores han conseguido demostrar que la computadora de muestreo de bosones trabaja con alta precisión.
Estos resultados alentadores podrían ser el primer paso hacia la tan esperada proeza tecnológica del primer caso de una computadora cuántica que venza a una supercomputadora clásica en una prueba de potencia de cálculo.
En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado Borivoje Dakic, René Heilmann, Stefan Nolte y Alexander Szameit.

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Investigadores chinos y japoneses encuentran evidencias de una nueva partícula

FÍSICA

Posible estructura con cuatro quarks de Zc (3900). Otras partículas, como los piones, tiene dos quarks, o tres como los protones. (Foto: APS)

El detector Belle del acelerador de partículas KEKB, en Japón, y el detector Beijing Spectrometer III (BES III) de otro colisionador en China, han coincidido al encontrar la firma de lo que podría ser una nueva partícula: Zc (3900).
Las dos colaboraciones científicas, integradas por investigadores asiáticos y de otras partes del mundo, publican el hallazgo en la revista Physical Review Letters. En conjunto han detectado 460 ejemplos de la nueva estructura.
Los datos registrados sugieren que Zc (3900) podría ser un tipo desconocido de materia, formada por cuatro quarks. Hasta ahora solo se conocían agrupaciones de dos quarks o antiquarks –como los piones, por ejemplo–, o de tres quarks –como los protones–.
Con la información actual, la partícula parece tener carga eléctrica y al menos un quark encantado y otro antiencantado. El cuarteto se completaría con un quark arriba y un quark antiabajo, según sospechan los científicos.
Lo que hay que confirmar ahora es que, efectivamente, se trata de una partícula con cuatro quarks y no, por ejemplo, de la interacción de dos con un par de quarks cada una, o de uniones esporádicas de este tipo de constituyentes esenciales de la materia.
El descubrimiento de Zc (3900) ha sido el resultado de las investigaciones con otra partícula, Y (4260), descubierta en 2005. Al estudiar su desintegración en los dos colisionadores, los físicos notaron un pico de la energía de unos 3,9 gigaelectronvoltios, unas cuatro veces el peso de un protón. Esto sugiere la existencia de una partícula de cuatro quarks, toda una novedad en física de partículas que habrá que demostrar.

Fuente: SINC

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La NASA afronta la amenaza de los asteroides

ASTRONOMÍA

El proyecto supone un esfuerzo a gran escala con un enfoque multidisciplinar. (Foto: NASA/Advanced Concepts Lab)

La NASA ha anunciado esta semana uno de sus próximos grandes objetivos: encontrar todos los asteroides que pueden suponer una amenaza para la población humana y desarrollar un plan de qué hacer con ellos si hubiera que desviarlos de la Tierra.
Este ambicioso proyecto forma parte de los ‘grandes desafíos’ que ha impulsado el presidente Barack Obama como parte de su Estrategia de Innovación para América.
El reto, que ha sido anunciado en la sede de la NASA en Washington, es un esfuerzo a gran escala con un enfoque multidisciplinar en el que participarán varias agencias del gobierno estadounidense, colaboradores internacionales, la industria, académicos y ciudadanos. El proyecto general incluye otra misión que anunció recientemente la NASA para redirigir asteroides y enviar humanos a estudiarlos.
“Ya hemos identificado el 95% de los asteroides más grandes próximos a la órbita terrestre, pero ahora necesitamos localizar cuáles suponen un riesgo para la Tierra”, explica Lori Gaver, uno de los administradores de la agencia espacial estadounidense.
Gaver añade que “este ‘gran desafío’ se centra en detectar y caracterizar estos asteroides y aprender a lidiar con su potencial amenaza. Para ayudarnos a solucionar este problema global, necesitaremos del compromiso público, de la innovación y la ciencia ciudadana”.
El director sustituto de tecnología e innovación en la Oficina de Política Científica y Tecnológica de la Casa Blanca, Tom Kalil, celebra esta iniciativa y afirma que “los esfuerzos de los colaboradores del sector privado y nuestros ciudadanos potenciarán el esfuerzo que la NASA ya está haciendo”.
La NASA ya ha abierto un plazo de treinta días para que el sector privado y cualquier colaborador potencial envíen sus ideas sobre cómo alcanzar este reto de localizar, redirigir y explorar los asteroides y sus amenazas.

Fuente: SINC

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Nueva y misteriosa especie de hormiga

ENTOMOLOGÍA

Una hormiga Cardiocondyla pirata. Se aprecia el llamativo patrón de pigmentación en la zona de los ojos que recuerda al parche negro de un pirata. (Foto: Bernhard Seifert)

Se confirma oficialmente el hallazgo de una nueva y extraña especie de hormiga, localizada en Filipinas. El nombre que se le ha dado, Cardiocondyla pirata, se inspira en la imagen popular del pirata con un parche negro en el ojo, dado que esta hormiga posee un llamativo patrón de pigmentación que recuerda a ese parche negro en el ojo, y que no tiene equivalentes en ninguna otra especie conocida del mundo.
Los individuos de las castas femeninas en las colonias de esta especie pueden ser reconocidos por una franja oscura distintiva que cruza el ojo rememorando lo antedicho del parche negro en el ojo, lo que inspiró a los autores del hallazgo a elegir "pirata" como parte del nombre de la nueva especie.
En un viaje de recolección de especímenes a las Filipinas, el equipo de Sabine Frohschammer, de la Universidad de Ratisbona en Alemania, buscó especies diferentes del género Cardiocondyla, el cual es conocido por la morfología sorprendente y la notable diversidad conductual de sus hormigas macho.
Además de las especies ya conocidas, la investigadora y sus colegas también detectaron una especie hasta entonces desconocida. Debido a la escasa luz que llega al suelo de la selva, y también como consecuencia de las partes translúcidas del cuerpo de estas pequeñas hormigas, ellas eran prácticamente invisibles.
Bajo luz brillante y una lente de aumento, el equipo de Frohschammer detectó las llamativas bandas que cruzaban los ojos de estas hormigas y así ya desde entonces ella y sus colegas comenzaron a referirse a las hormigas de esa especie como "las piratas".
Lo que perdura como un misterio sin resolver para los científicos es la trascendencia adaptativa de ese patrón de pigmentación extraordinario. La capacidad pobre de visión de estas hormigas, y el hecho de que se aparean en la oscuridad excluye una de las más obvias hipótesis: que el parche oscuro sirva como un signo de diferenciación sexual y de ese modo como un rasgo físico útil para el reconocimiento encaminado al apareamiento.
Una hipótesis más plausible acerca de la función de este patrón de coloración "al estilo pirata" es que les sirve a estas hormigas como una herramienta de distracción y confusión contra el enemigo. La combinación de las bandas oscuras junto con un cuerpo casi transparente podría dar la impresión a los depredadores de que la parte anterior y la posterior de su cuerpo son dos objetos separados.
Sin embargo, incluso si esta hipótesis de Frohschammer y Bernhard Seifert es correcta, queda por contestar una gran pregunta acerca del patrón de pigmentación enigmático de la Cardiocondyla pirata: ¿Qué depredador con un sistema visual de alta agudeza podría consumir a estas pequeñas hormigas?

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Nueva técnica para fabricar electrónica del grosor de un átomo

CIENCIA DE LOS MATERIALES

La nueva técnica permite crear láminas semiconductoras de alta calidad con un grosor de solo un átomo. (Imagen: L. Cao, Y. Yu, C. Li y Y. Liu de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, y L. Su y Y. Zhang de la Universidad de Carolina del Norte en Charlotte)

Se ha conseguido desarrollar una nueva técnica para crear láminas semiconductoras de alta calidad, tan delgadas que tienen un solo átomo de espesor.
Esta técnica puede ser utilizada para fabricar láminas de esa clase lo bastante extensas como para recubrir obleas de 5 centímetros o más grandes.
La nueva técnica podría ser usada para miniaturizar elementos tales como diodos emisores de luz (LEDs), chips de ordenador e incluso láseres, hasta alcanzar la escala atómica.
El equipo de Linyou Cao, de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, Estados Unidos, trabajó con sulfuro de molibdeno, un material semiconductor barato con propiedades ópticas y electrónicas similares a las de materiales actualmente usados en la industria de los semiconductores.
Sin embargo, el sulfuro de molibdeno es diferente a los otros materiales semiconductores porque cuenta con una ventaja decisiva uede ser dispuesto en capas de un solo átomo de espesor sin comprometer sus propiedades.
El equipo de Cao está actualmente tratando de encontrar modos de crear láminas delgadas similares en las que cada capa atómica esté formada por un material distinto.
Cao también está trabajando para crear transistores de Efecto Campo y LEDs utilizando esta nueva técnica.
Con Cao han trabajado asimismo Yifei Yu, Chun Li y Yi Liu de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, así como Liqin Su y Yong Zhang de la Universidad de Carolina del Norte en Charlotte.

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HERB, un robot con capacidad de autoaprendizaje sobre los objetos de su entorno

ROBÓTICA

El robot HERB en plena acción. (Foto: Universidad Carnegie Mellon)

A un robot le puede resultar difícil familiarizarse con objetos de su entorno cuando dispone únicamente de su capacidad visual computerizada para captar forma, color y tamaño. Pero si combina la información visual con datos de muchas otras clases, como por ejemplo la ubicación del objeto con respecto a otros, e incluso el dato de si lo puede o no elevar con su brazo, el robot puede de modo constante ir descubriendo nuevos objetos, familiarizarse con ellos y refinar sus conocimientos sobre cada uno.
A esta conclusión ha llegado un equipo de investigadores del Instituto de Robótica de la Universidad Carnegie Mellon, en Pittsburgh, Pensilvania, Estados Unidos.
Un nuevo proceso de autoaprendizaje, desarrollado por robotistas de ese instituto, ha permitido a HERB, un robot que deambula por su entorno mediante ruedas y que posee dos brazos para manipular cosas, valerse de imágenes de video en color, los datos que le ofrece una cámara Kinect con percepción de profundidad, e información diversa no visual, para familiarizarse por su cuenta con más de 100 objetos presentes en la sala de pruebas del laboratorio, habilitada como una vivienda común, el escenario de las futuras generaciones de robots domésticos. Esos objetos incluyen, por ejemplo, monitores de ordenador, plantas y alimentos.
El modo más común que los robotistas tienen de enseñar a sus robots a reconocer los objetos con los que deben trabajar es elaborar modelos digitales de dichos objetos y cargarlos, junto con imágenes de los objetos, en la memoria del robot.
Con la incorporación en HERB de un nuevo proceso de autoaprendizaje, el robot puede ahora familiarizarse con estos objetos por sí mismo.
Conforme el robot acumula más tiempo de funcionamiento y más experiencia, el nuevo proceso de autoaprendizaje perfecciona gradualmente sus modelos de los objetos, y el robot empieza a concentrar su atención en los más importantes para las tareas que se le encarguen.
La habilidad para fijarse por su cuenta en nuevos objetos, discernir qué son, y familiarizarse con ellos, incluso a veces toma a los investigadores por sorpresa, tal como confiesa Siddhartha Srinivasa, profesor de robótica y jefe del Laboratorio de Robótica Personal donde se está desarrollando HERB. En una ocasión, varios miembros del equipo dejaron los restos del almuerzo (un trozo de piña y una bolsa de bollos en forma de rosquilla) en el laboratorio al marcharse a casa tras la jornada laboral. A la mañana siguiente, cuando volvieron al laboratorio, descubrieron con asombro que HERB se había dado cuenta de la presencia de esos objetos para él desconocidos, había construido modelos digitales de ellos y había deducido cómo podía recoger cada uno con sus manos robóticas.
Las mediciones de profundidad de los sensores Kinect de HERB han demostrado ser particularmente importantes para que el robot se familiarice con nuevos objetos, ya que las medidas tridimensionales de la forma de un objeto son una información vital para reconocerlo en ocasiones futuras o para deducir que otros objetos de forma muy similar cumplen la misma función.
Otro tipo de información que maneja HERB, y que le resulta de gran utilidad, es la ubicación del objeto: Si, por ejemplo, está sobre una mesa, o por el contrario yace en el suelo, o bien está guardado en un armario. El robot también se fija en si un objeto está afianzado en su sitio y no se le puede mover de allí empleando una fuerza acorde con su peso aparente máximo, o, por el contrario, si no está sujeto a ningún sitio y se le puede transportar de un lado a otro sin limitaciones. También tiene en cuenta si un objeto se está moviendo solo o lo ha hecho anteriormente. Esto es importante para asegurar una correcta convivencia del robot con, por ejemplo, animales domésticos y otros robots (como las típicas aspiradoras y friegasuelos robóticos cada vez más comunes en las viviendas de las naciones industrializadas). Asimismo, valora las implicaciones de que un objeto esté en un lugar y momento particulares. Y, por supuesto, para todo ello puede usar sus brazos a fin de verificar si puede alzar sin problemas el objeto, la prueba definitiva del carácter de "objeto" de aquello que le resulta nuevo y está observando.
La primera vez que a HERB se le enseña un video de, por ejemplo, una habitación, todo contenido de la misma se "ilumina" en su mente como un posible objeto. Pero cuando usa sus otros tipos de conocimiento, combinados entre sí, pasa a tener más claro qué es y qué no es un objeto (en el sentido de algo que él pueda recoger y cambiar de sitio), y su tiempo de computación para reconocer cosas se reduce de manera espectacular.
Aunque todavía no está implementada esta función, HERB y otros robots podrían usar internet para adquirir unos conocimientos aún más amplios sobre objetos. Estos robots se podrían conectar por su cuenta a almacenes específicos de imágenes como RoboEarth, ImageNet o 3D Warehouse, para encontrar el nombre de un objeto que están viendo ante sí y no saben qué es, o para obtener imágenes de partes del objeto que no pueden ver.
Alvaro Collet, con la supervisión de Srinivasa y Martial Hebert, dirigió el desarrollo del nuevo proceso de autoaprendizaje. Collet trabaja ahora como científico en Microsoft. En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado Bo Xiong (Connecticut College), y Corina Gurau

Universidad Jacobs en Bremen, Alemania.

Perfil · Registrado: 22/01/2008 Gracias: 1034/226 Mensajes 74395

Tecnología de reconocimiento facial que identificó con rapidez a un detenido por el atentado de Boston

COMPUTACIÓN

El reconocimiento facial automático es una tecnología que puede asociar con rapidez un nombre a un rostro buscando en una gran base de datos de imágenes de rostros y localizando aquel con el mayor parecido. (Imagen: MSU)

En un estudio que evaluó algunos de los últimos adelantos en reconocimiento facial automático, unos científicos de la Universidad Estatal de Michigan, en Estados Unidos, han obtenido, a partir de imágenes de video, una rápida identificación de Dzokhar Tsarnaev, detenido por la policía a raíz del atentado con bombas en la maratón de Boston perpetrado el pasado 15 de abril.
Es, por tanto, una buena demostración del valor de este tipo de tecnología.
En el Laboratorio de Reconocimiento de Patrones y Procesamiento de Imágenes, Anil Jain y Josh Klontz probaron tres sistemas diferentes de reconocimiento facial.
Usando el vídeo real con el que la policía trabajó en las pesquisas sobre el atentado, Jain y Klontz comprobaron que uno de los tres sistemas logró identificar con el nivel más alto de certeza a Dzokhar Tsarnaev.
El hermano de éste, Tamerlan Tsarnaev, que finalmente murió en el tiroteo con la policía, no pudo ser identificado con un nivel de certeza lo bastante alto, en parte porque llevaba gafas de sol.
Este estudio ha demostrado que la tecnología de reconocimiento facial es capaz de acelerar de manera decisiva el trabajo de investigación policial si las imágenes faciales extraídas de un vídeo fueron captadas bajo condiciones lo bastante favorables.
En tales condiciones positivas, cuando el rostro está orientado hacia la cámara y la iluminación es buena, esta tecnología puede alcanzar una precisión del 99 por ciento.
La gran ventaja del reconocimiento facial automático es que puede asociar con una rapidez extraordinaria un nombre a un rostro buscando en una gran base de datos de imágenes de rostros y localizando aquel con el mayor parecido. Muchos cuerpos de policía ya usan para ciertas búsquedas esta clase de tecnología.
Por razones de seguridad, no se ha hecho público qué tecnologías de reconocimiento facial automático fueron usadas por los investigadores policiales en Boston. Algunos algoritmos son más adecuados que otros para el reconocimiento facial en imágenes de video captadas en condiciones que no son las óptimas.
Si bien la tecnología ha avanzado mucho en los últimos años, esto no significa que no se necesiten mejoras. Existe el riesgo de falsos positivos, que lleven a detener gente inocente que luego deba ser soltada al comprobarse que no tiene nada que ver con el crimen.
Jain y sus colaboradores son reconocidos internacionalmente en el campo de la tecnología de identificación. Su equipo ha desarrollado métodos para correlacionar un retrato robot (retrato hablado) con una foto almacenada en una base de datos policial, así como tecnología que permite a la policía identificar a sospechosos de un delito por peculiaridades de su tatuaje.

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