Autor Tema: FORO-CIENCIA (Leído 863222 veces)

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Nuevas misiones de la ESA para estudiar el universo invisible

ASTRONÁUTICA

Galaxia activa. (Foto: ESA/AOES Medialab)

El universo caliente y energético y la búsqueda de las elusivas ondas gravitatorias serán los objetivos de las próximas dos grandes misiones de ciencia de la ESA, según se acaba de anunciar.
Ambos temas crean un puente entre la astrofísica fundamental y la cosmología, estudiando en detalle los procesos cruciales para la evolución a gran escala del universo y la física subyacente.
El tema científico El universo caliente y energético ha sido el elegido para L2, la segunda gran misión en el programa de ciencia de la ESA Visión Cósmica, y se espera que se traduzca en un observatorio avanzado de rayos X.
Esta misión, cuyo lanzamiento está previsto para 2028, abordará dos cuestiones clave: cómo y por qué la materia ordinaria se agrupa para formar las galaxias y cúmulos de galaxias que vemos hoy; y cómo crecen, e influyen en su entorno, los agujeros negros.
Los agujeros negros, que permanecen ocultos en el centro de casi todas las galaxias, se consideran una de las claves para entender la formación y la evolución de las galaxias.
La misión L3 estudiará el universo gavitacional, buscando arrugas en el tejido mismo del espacio tiempo, creadas por objetos celestes que ejercen una fuerte atracción gravitatoria, como parejas de agujeros negros cuyas órbitas los hacen acercarse poco a poco y que acabarán fusionándose.
Las ondas gravitatorias, predichas en la teoría de la relatividad general de Einstein, aún no han sido detectadas nunca. Cuando lo sean abrirán una ventana del todo nueva al universo.
El lanzamiento de esta nueva misión se prevé para el 2034. Exigirá el desarrollo de un observatorio espacial de ondas gravitatorias, o un 'gravitómetro' de alta precisión, un objetivo ambicioso que desplazará las fronteras de la tecnología actual.
“La ESA ha demostrado ampliamente su capacidad de desarrollar observatorios espaciales en la vanguardia tecnológica, que han revolucionado nuestro conocimiento de cómo se han formado y cómo han evolucionado las estrellas y galaxias”, ha dicho Álvaro Giménez, director de Ciencia y Exploración Robótica de la ESA.
“Con estos dos nuevos temas científicos seguiremos ampliando las fronteras del conocimiento y desvelando los misterios del universo invisible”.
El proceso de selección de L2 y L3 empezó en marzo de 2013, cuando la ESA publicó una convocatoria solicitando a la comunidad científica europea que sugiriera los temas científicos en que deberían centrarse las misiones Large -Grandes- del programa Visión Cósmica.
Se recibieron 32 propuestas, que fueron evaluadas por una comisión de seniors -Senior Survey Committee-. Los dos temas principales recomendados al Director de Ciencia y Exploración Robótica de la ESA fueron elegidos, finalmente, tras una interacción intensa con la comunidad científica.
“Ha sido difícil decidir qué temas científicos escoger, de entre todos los candidatos excelentes, pero creemos que las misiones para estudiar el universo caliente y energético, y las ondas gravitatorias, generarán descubrimientos de gran valor para la cosmología, la astrofísica y la física en general”, dijo Catherine Cesarsky, presidenta de la comisión de selección.
Aunque falta más de una década para los lanzamientos de L2 y L3, ambas misiones empezarán a prepararse muy pronto. A principios de 2014 se publicará una convocatoria de conceptos para L2, un observatorio espacial de rayos X. Posteriormente se seguirá un procedimiento similar para L3.
“Hoy hemos creado una nueva hoja de ruta científica para Europa, un plan que establecerá nuestro liderazgo en el área durante las próximas dos décadas, mientras desarrollamos e implementamos las tecnologías para estas emocionantes misiones”, añadió Giménez.

Fuente: ESA

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Científicos españoles tratan de construir un pequeño Sol en la Tierra

FÍSICA

Los investigadores invetigan la fusión nuclear en el ASDEX Upgrade tokamak. (Foto: Max-Planck-Institut für Plasmaphysik)

Miembros del departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear de la Universidad de Sevilla (US), en España, están investigando cómo reproducir en la Tierra la forma que tienen las estrellas de producir energía. Los expertos trabajan en reactores experimentales de fusión nuclear con el objetivo de obtener una fuente de energía sostenible, limpia y virtualmente inagotable.
“Tratamos de construir un pequeño Sol en la Tierra”, afirma el responsable de esta investigación el profesor de la US y miembro del Centro Nacional de Aceleradores (CNA) de Sevilla, Manuel García Muñoz, pero para ello necesitan controlar perfectamente la fusión de isótopos de hidrógeno que forman en el interior del reactor nuclear.
Las estrellas producen energía fusionando los núcleos de los átomos que la componen y en este proceso alcanzan temperaturas de hasta 10-20 millones de grados. Para conseguir la fusión en la Tierra, sin embargo, los reactores tienen que operar a temperaturas incluso más elevadas que las del Sol, 100 millones de grados.
“No hay material que aguante esas temperaturas por lo que hay que mantener el plasma confinado mediante campos magnéticos y alejado de las paredes del reactor, levitando en el vacío ya que cualquier contacto del plasma con la pared hace que ésta se derrita ocasionando daños en la pared del reactor y rompiendo el vacío necesario para que se produzca la fusión”, explica García Muñoz.
Partiendo de esta premisa, el grupo de investigación estudia las pérdidas de iones energéticos que se producen en el plasma durante la fusión. Estas pérdidas se producen principalmente por la interacción de estas partículas con ondas que produce el plasma de forma autosuficiente.
Para el estudio de estas pérdidas se han instalado diversos detectores en el reactor de fusión ASDEX Upgrade tokamak del Instituto Max-Planck para Física del Plasma de Munich (Alemania). En su web se puede ver una espectacular vista panorámica del tokamak. El estudio sepublica en la revista Plasma Physics Controlled Fusion.
Este grupo, que ya es referencia a nivel mundial en el desarrollo de estos detectores y en el estudio del comportamiento de estas ondas, colabora con otros grupos de investigación de San Diego (California), Daejon (Corea del Sur) y Oxford (Reino Unido), entre otros.
“La energía que se obtendría de un solo vaso de agua equivaldría a toda la energía que consumiría una persona en toda su vida”, afirma este investigador, pero el problema radica en controlar en todo momento el plasma que levita en el vacío dentro del reactor para que pérdidas de este no dañen las paredes del reactor y rompan el vacío.
En concreto, con el proyecto Transporte de Iones Rápidos Inducido por Inestabilidades Magnetohidrodinámicas en Plasmas Calientes Confinados Magnéticamente los expertos van a estudiar el comportamiento de las partículas que se encargan de calentar el plasma, ver el número exacto de estas partículas que se escapan del plasma y tratar de conseguir el control absoluto del mismo.
Aunque este tipo de fuente de energía limpia ya es totalmente factible desde el punto de vista científico, los expertos siguen trabajando con el objetivo de demostrar que la fusión de partículas de hidrógeno es viable también desde el punto de vista tecnológico “En un futuro próximo de un par de décadas la fusión podría ser una alternativa a los combustibles convencionales como el petróleo”, augura Manuel García. (Fuente: Vicerrectorado de Investigación de la Universidad de Sevilla)

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El enigma de la tormenta de siglos de duración en Júpiter

ASTRONOMÍA

La impresionante Gran Mancha Roja de Júpiter, vista por la sonda espacial Voyager 1, y procesada para resaltar los colores rojo y azul a expensas del verde. (Foto: NASA JPL)

La enigmática persistencia de la Gran Mancha Roja de Júpiter, una tormenta colosal que se inició hace siglos y que todavía no ha cesado, desafía las explicaciones científicas convencionales. Ahora unos especialistas en dinámica de fluidos geofísicos han preparado un nuevo modelo que parece explicar por qué la misteriosa Gran Mancha Roja del planeta no ha desaparecido pese a los siglos transcurridos desde su formación.
La Gran Mancha Roja de Júpiter es uno de los mayores misterios del sistema solar. Por lo que los científicos saben en materia de dinámica de los fluidos, esta masiva tormenta, lo bastante grande para que en su interior quepan dos o tres planetas del tamaño de la Tierra, debería de haber desaparecido hace siglos.
Pedram Hassanzadeh, de la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, y Philip Marcus, de la de California en Berkeley, ambas universidades en Estados Unidos, creen que pueden explicar el motivo de esa inusual persistencia de la tempestad en el planeta más grande de nuestro sistema solar.
Atendiendo a las teorías comúnmente aceptadas, la Gran Mancha Roja debió desaparecer después de varias décadas tras su inicio. En cambio, ha estado allí durante centenares de años.
Hay muchos procesos capaces de disipar vórtices como el de la Mancha Roja. La turbulencia y otros fenómenos que ocurren en la misma y a su alrededor tienden a debilitar la fuerza de sus vientos. El vórtice también pierde energía al radiar calor. Por último, esta supertormenta se mantiene entre dos fuertes corrientes en chorro que fluyen en direcciones opuestas y que podrían desacelerar su giro.
Algunos modelos digitales muestran que un gran vórtice puede ganar energía si absorbe periódicamente vórtices más pequeños, lo que le permitiría durar mucho más tiempo. Sin embargo, no parece que esto suceda con una frecuencia suficiente como para explicar la longevidad de la Gran Mancha Roja.
En un intento de desentrañar el misterio de la supervivencia de la Mancha Roja, Hassanzadeh y Marcus elaboraron un modelo propio. Este modelo difiere de los existentes porque es totalmente tridimensional y de muy alta definición.
Muchos modelos de vórtices se concentran en los torbellinos de vientos horizontales, donde reside la mayor parte de la energía. Pero los vórtices también tienen flujos verticales, aunque éstos poseen una cantidad muy inferior de energía.
En el pasado, los investigadores ignoraron el flujo vertical porque no lo consideraron importante, o emplearon aproximaciones demasiado simplificadas, debido a que es muy difícil de modelar.
Pero resulta que el movimiento vertical de las masas de aire es el que contiene la clave para explicar el motivo de la longeva persistencia de la Gran Mancha Roja. A medida que el vórtice pierde energía, el flujo vertical transporta hacia su centro gases calientes de los niveles más altos y gases fríos de debajo del vórtice, restaurando parte de su energía perdida.El modelo también predice la existencia de un flujo radial que succiona vientos ultraveloces de las fuertes corrientes en chorro hacia el centro del vórtice. Esto le bombea más energía, permitiéndole durar mucho más tiempo.
Hassanzadeh y Marcus saben que su modelo no explica por completo la larga duración de la Mancha Roja. Pero consideran que la absorción ocasional de vórtices menores, que concuerda con las observaciones, puede proporcionar la energía extra necesaria para permitir a la Gran Mancha Roja alcanzar los siglos de edad que ya tiene. Ya tienen planeado investigar más a fin de corroborar debidamente su teoría.

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Descubren vestigios de un complejo ecosistema de 3.500 millones de años atrás

GEOLOGÍA

Algunas de las estructuras que se aprecian en la superficie de esta roca antiquísima, de casi 3.500 millones de años, son de origen biológico. Hallar rasgos similares en rocas de Marte podría significar que Marte albergó vida microbiana en el pasado, y que quizá todavía la acoge en el subsuelo. (Foto: Nora Noffke)

El ecosistema detectado data de una época remota del pasado de la Tierra, no mucho después de cuando surgió la primera forma de vida del planeta.
La reconstrucción de la aparición de la vida en la Tierra, hace cerca de 4.000 millones de años, es un gran desafío. Las rocas sedimentarias más antiguas de la Tierra, donde podrían encontrarse algunas huellas de ese capítulo tan trascendental de la historia del planeta, no sólo son poco comunes, sino que también casi siempre han sido alteradas por la actividad hidrotermal y tectónica.
Un nuevo estudio realizado por un equipo que incluye a Nora Noffke y Robert Hazen, del Instituto Carnegie de Ciencia, en Washington, D.C., ha revelado los vestigios bien conservados de un ecosistema complejo en una roca sedimentaria de cerca de 3.500 millones de años de edad, en Australia.
La zona de Pilbara en el sector oeste de Australia constituye una de las pocas regiones geológicas del mundo que permiten atisbar la evolución temprana de la vida. Ya se habían descrito científicamente microfósiles de bacterias así como vestigios de otras clases, pero un fenómeno, conocido como estructuras sedimentarias inducidas por microbios, no había sido visto antes en esta región. Esas estructuras se forman a partir de "alfombras" microbianas (superficies colonizadas y modificadas por microorganismos), de un modo no muy diferente a como las típicas "alfombras" bacterianas verdes de la actualidad flotan en la superficie de aguas estancadas y malolientes.
El equipo de investigación ha examinado y descrito científicamente varias estructuras sedimentarias inducidas por microbios, preservadas en la Formación Dresser, situada en la citada zona de Pilbara. Análisis químicos avanzados apuntan hacia un origen biológico del material.
Los fósiles de las estructuras sedimentarias microbianamente inducidas en la formación Dresser se parecen mucho en la forma y en la preservación a las estructuras sedimentarias del mismo tipo descubiertas en muestras de rocas más jóvenes, como por ejemplo las que Noffke y sus colegas encontraron en África del Sur y que dan fe que allí existió un ecosistema microbiano hace 2.900 millones de años.
Por tanto, todo apunta a que la misma clase de microorganismos que formaron ese ecosistema arcaico en África ya existían hace unos 3.500 millones de años.
El equipo de investigación cree que las estructuras sedimentarias surgieron de las interacciones de las películas microbianas con sedimentos costeros de la región. Las estructuras contienen rasgos que pueden dar datos reveladores sobre cuáles eran las condiciones antiguamente, y lo que los microbios componentes de las biopelículas eran capaces de hacer.
Uno de los objetivos de exploración de los robots enviados a Marte es precisamente detectar la presencia, si es que existen allí, de estructuras sedimentarias microbianamente inducidas. Lo descubierto en el nuevo estudio también puede servir para hacerse una idea de qué clase de rasgos delatadores hay que buscar en rocas marcianas, y cuáles podrían ser los sitios más propensos a albergar estas estructuras, todo ello, naturalmente, suponiendo que las condiciones en Marte hubieran sido en un pasado remoto lo bastante parecidas a las que reinaban en la Tierra hace tres mil millones de años, hasta el punto de que la vida marciana surgida entonces tuviera suficientes similitudes con la que existió en la Tierra en aquella época.
En la investigación también han trabajado Daniel Christian de la Universidad de Old Dominion en Norfolk, Virginia, Estados Unidos, así como David Wacey de la Universidad de Australia Occidental.

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La nave de carga Progress M-21M llegó a la estación

ASTRONÁUTICA

Después de un periplo más largo de lo habitual, la nave de carga rusa progress M-21M, lanzada el 25 de noviembre, se acopló al módulo Zvezda de la estación espacial internacional, a las 22:30 UTC del 29 de noviembre. Previamente, el día 27, el vehículo ensayó su sistema de cita espacial automático, el nuevo Kurs-NA, equipado con un menor número de antenas, y realizó un sobrevuelo del complejo orbital. Efectuado el ensayo, se ordenó el acoplamiento el día 29, pero una anomalía paralizó el acercamiento final y fueron los cosmonautas de la estación los que, utilizando el control remoto TORU, se ocuparon de la maniobra, dirigiendo a la Progress desde 60 metros de distancia hasta el puerto de atraque.

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La Chang'e-3 ya se halla en dirección a la Luna

ASTRONÁUTICA

El vehículo de alunizaje. (Foto. CAST)

China lanzó el 1 de diciembre su tercera sonda lunar. A diferencia de las anteriores, sin embargo, la Chang’e-3 tiene objetivos mucho más difíciles y ambiciosos: posarse sobre la superficie de la Luna. Si lo logra, desplegará en ella un pequeño robot llamado Yutu, equipado con seis ruedas.
El lanzamiento, gracias a un cohete CZ-3B, se produjo a las 17:30 UTC del citado 1 de diciembre, desde la base de Xichang. El ascenso fue seguido por la televisión estatal, y documentado por cámaras instaladas a bordo, que mostraron todo el despegue, e incluso la separación de la sonda.
El vecino chino, la India, celebró el 30 de noviembre el último encendido de su sonda marciana MOM, que por fin abandonó la órbita terrestre para dirigirse hacia el Planeta Rojo, donde llegará un par de días después que la estadounidense MAVEN. Con este precedente, China tenía grandes esperanzas en la Chang’e-3 para mantener su presencia en la exploración del sistema solar. El lanzamiento, al menos, se desarrolló perfectamente, y la sonda abrió incluso sus patas de alunizaje y paneles solares tras separarse de su cohete, a las 17:49 UTC.
Gracias a la energía impartida por su vector, la sonda china quedó situada en una ruta directa hacia la Luna, donde llegará el 6 de diciembre. El descenso hacia la superficie, sin embargo, no se producirá antes del 14 de diciembre, aunque las autoridades no han anunciado una fecha de forma oficial.
La etapa de alunizaje, que transportará al robot móvil, tendrá sus propios objetivos científicos. Con una masa de 3.780 Kg al despegue, dispone de un par de pequeños paneles solares, así como de un generador de radioisótopos, necesario para conseguir electricidad cuando se halle bajo la noche lunar. A bordo, los instrumentos incluyen varias cámaras y un telescopio ultravioleta.
Si el aterrizaje va bien (en la zona conocida como Mare Imbrium, en Sinus Iridium), el robot Yutu descenderá por unas pequeñas rampas, hasta alcanzar el suelo e iniciar una exploración propia del entorno. El robot pesa 120 Kg y utilizará también paneles solares para moverse sólo durante el día lunar. Está dotado con cámaras y un par de espectrómetros, así como un radar para analizar el suelo.
Ninguna sonda terrestre ha alunizado desde 1976. Por tanto, su misión es muy importante. China desea demostrar la tecnología necesaria para ello, que podría evolucionar hacia una sonda de recogida de muestras dentro de pocos años, y, más adelante, quizá incluso propiciar un envío histórico de astronautas.
Durante los próximos días, la nave maniobrará hasta en tres ocasiones para ajustar su trayectoria de llegada a la Luna. El 6 de diciembre, usará su motor para entrar en órbita a su alrededor. Como hicieron las sondas soviéticas, utilizará una órbita elíptica, desde la que efectuará un encendido de frenado final, a 15 Km de altitud, el 14 de diciembre. Pero sus equipos son mucho más sofisticados que sus predecesoras, y permitirán aterrizar sólo en un punto adecuado y libre de rocas, gracias a sus sensores.

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=lgZslWEQZHY[/youtube]

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Mediante bacterias determinan toxicidad en la industria

INGENIERÍA

Equipamiento con el que la Universidad Autónoma Metropolitana realiza su investigación. (Foto: DICYT)

Una novedosa tecnología patentada por la Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa (UAM-I), en México, permitirá conocer en tiempo real las características de la actividad microbiana que prevalecen en determinados entornos industriales. Mediante esa información será posible conocer factores como los niveles de dióxido de carbono que repercuten en el entorno de las industrias farmacéuticas, energéticas, avícolas, entre otras.
La doctora María Teresa Torres Mancera, investigadora de la UAM-I, expresó que, dependiendo del giro de la industria, algunas bacterias son involucradas en diversos procesos de producción. Por ejemplo, refirió, en la degradación de la biomasa para la industria energética; en la producción de metabolitos para las industrias farmacéutica, textil o papelera; o bien, en la obtención de algunas enzimas para la industria alimentaria.
El sistema de la UAM-I está basado en una técnica denominada respirometría, que posibilita una evaluación de la actividad bacteriana predominante en determinado entorno con base en el consumo de oxígeno de esos microorganismos. El dióxido de carbono que emana como residuo de la respiración bacteriana es medido por ese “respirómetro”, de tal forma que los encargados de la producción industrial podrían determinar si el ambiente es apto o no para la elaboración de diversos productos.
Por ejemplo, “si mediante la tecnología de la UAM-I se determina que existe gran proliferación de dióxido de carbono en un entorno de producción de bioetanol, esa medición sería favorable dado que señalaría que las bacterias coadyuvan positivamente para la producción del combustible”, expresó Torres Mancera.
En cambio, si el “respirómetro” señala niveles elevados de dióxido de carbono en un entorno avícola, la presencia de ese gas conllevaría efectos negativos para la producción de los alimentos. “Las heces de las aves producen dióxido de carbono, pero si prevalecen altas concentraciones de ese gas, los huevos e incluso los animales reducirían su tamaño considerablemente”, destacó la investigadora de la UAM-I.
El “respirómetro” de la Universidad Autónoma Metropolitana consiste en un sistema de columnas a las que se le integra una muestra de algún producto (denominada base o sustrato), como puede ser pulpa de café o bagazo de caña. A ese sustrato se le depositan los microorganismos para producir el metabolito o la enzima que sea del interés en ese momento.
La investigadora de la UAM-I explicó que debido a su diseño y funcionalidad, esas columnas pueden ser inyectadas con oxígeno para que los microorganismos produzcan compuestos y emitan dióxido de carbono. Ese gas, producto de la respiración de las bacterias, es enviado a un sistema electrónico y finalmente un software interpreta las condiciones del ambiente que prevalecen en determinada área industrial.
La tecnología de la Autónoma Metropolitana puede ser complementada por otras tecnologías que faciliten la automatización de ciertos procedimientos industriales, como la activación de sistemas de ventilación para la producción avícola”, señaló la científica.

Fuente: AGENCIA ID/DICYT

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Nuevo y avanzado centro de microscopia electrónica

INGENIERÍA

Daniela Rhodes con el más avanzado microscopio de la empresa FEI, instalado en el nuevo laboratorio de la Universidad Tecnológica Nanyang. (Foto: NTU)

La primera universidad del mundo equipada con el nuevo y potente microscopio electrónico Tecnai Arctica, es la Universidad Tecnológica Nanyang (NTU) en Singapur. El microscopio preside un laboratorio de ultimísima generación, recién inaugurado, que será dirigido por Daniela Rhodes, una prestigiosa bióloga molecular con una amplia trayectoria científica que incluye un centenar de investigaciones publicadas en revistas académicas.
El nuevo laboratorio está equipado con un avanzado sistema de microscopia electrónica de transmisión criogénica que cuenta con una avanzada cámara o detector, diez veces más sensible que la cámara de un microscopio electrónico corriente.
El nuevo microscopio, el Tecnai Arctica, ha sido desarrollado por FEI, una importante empresa estadounidense con más de 60 años de historia y que es uno de los principales fabricantes mundiales de microscopios electrónicos criogénicos.
El nuevo microscopio permitirá imágenes 3D de alta resolución de estructuras moleculares medio millón de veces más pequeñas que un grano de arroz, o sea con tamaños de unos 10 nanómetros.
Con esto, los científicos de la Universidad Tecnológica Nanyang serán ahora capaces de obtener, con mayor rapidez y precisión que antes, imágenes de estructuras de enzimas y complejos macromoleculares importantes en el campo biológico y en el médico.
El nuevo centro de microscopia electrónica se convierte así en un puesto avanzado para la exploración de algunos de los procesos biológicos más importantes en la salud humana y en las enfermedades que la amenazan.
Daniela Rhodes ha realizado la mayor parte de sus aportaciones a la ciencia desde la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, pero también ha trabajado en la Universidad La Sapienza de Roma en Italia, y la Universidad Rockefeller en la ciudad estadounidense de Nueva York. Desde 2011 es profesora en la Universidad Tecnológica Nanyang en Singapur.

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Nuevo bastón inteligente para invidentes

INGENIERÍA

Prototipo del bastón inteligente para invidentes durante una prueba. (Foto: Cortesía de Cang Ye, Universidad de Arkansas en Little Rock)

Un bastón para invidentes, que es capaz de ver lo que se extiende ante él y avisar a su usuario de posibles riesgos, está siendo desarrollado por un equipo de expertos de la Universidad de Arkansas en Little Rock, Estados Unidos. El proyecto ha recibido recientemente una nueva subvención concedida por los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de ese mismo país.
El nuevo bastón, obra del equipo de Cang Ye, ofrece importantes funciones de orientación, y puede transmitir información decisiva sobre el entorno a su usuario.
Utilizando visión computerizada, el bastón está capacitado para reconocer estructuras interiores tales como escalones y puertas, así como para detectar cualquier obstáculo potencial.
Mediante un mecanismo interactivo de fácil uso por la persona, el bastón indica la dirección apropiada de desplazamiento al usuario.
La parte electrónica del bastón se podrá también encapsular en un sistema miniaturizado, el cual será instalable en cualquier bastón convencional para invidentes, transformando a éste en un bastón inteligente.
Además de para incrementar la movilidad de las personas invidentes y así su calidad de vida, algunas de las técnicas desarrolladas para la creación de este bastón inteligente podrían conducir a mejoras en la capacidad de orientación y en la autonomía de navegación de pequeños robots con muy variadas aplicaciones, incluyendo misiones de búsqueda y rescate, así como vigilancia policial y algunas misiones militares.

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La nueva arquitectura para internet

COMPUTACIÓN

Este diagrama muestra cómo sería distribuida la información en la nueva internet, en comparación con el modo en que se distribuye hoy en día mediante la arquitectura tradicional. (Imagen: Barney Brown, Universidad de Cambridge)

La nueva y revolucionaria arquitectura para internet que se está diseñando para reemplazar a la actual, incluye cambios tan radicales como reducir drásticamente la necesidad de las conexiones internauta-servidor, y promover una distribución más eficiente de datos, siguiendo un planteamiento no muy distinto al de las redes P2P.
Ya se están dando los primeros pasos hacia esa nueva arquitectura para internet, que permitirá, si las expectativas se cumplen, que aumenten la velocidad y la seguridad en la red.
Un prototipo de la nueva arquitectura, que ya ha sido desarrollado como parte de un proyecto llamado "Pursuit", financiado por la Unión Europea, está ahora comenzando a ser ensayado.
Según el equipo de Dirk Trossen, de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, y uno de los principales responsables técnicos del proyecto Pursuit, la internet surgida a raíz del proyecto Pursuit sería un sistema más inteligente y social, en el cual los usuarios serían capaces de obtener información sin necesidad de acceso directo a los servidores donde se almacena por vez primera el contenido.
Los propios ordenadores de los internautas serían capaces de copiar y redistribuir el contenido a medida que lo fuesen recibiendo, proporcionando a otros usuarios la opción de acceder a datos o fragmentos de datos, desde una amplia gama de depósitos temporales, aparte de desde la fuente. Esencialmente, el modelo permitiría que todos los contenidos online se compartieran de una manera similar al enfoque P2P adoptado por algunos servicios de intercambio de archivos, pero a una escala sin precedentes, al extenderse a toda la internet.
La nueva internet rediseñada bajo el enfoque expuesto sería más rápida, más eficiente y mejor capaz de afrontar el veloz crecimiento de la cantidad mundial de internautas. También permitiría que los contenidos fuesen casi inmunes a los problemas técnicos del servidor original. Otra ventaja del nuevo enfoque de diseño, según sus creadores, sería que esta nueva internet otorgaría a sus usuarios un mejor control de su información privada online.

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Baten un récord mundial en el campo de la mecánica cuántica

COMPUTACIÓN

Recreación artística de un estado cuántico. (Imagen: © 2013 Stef Simmons. CC BY.

Un estado cuántico que en condiciones normales es muy inestable, desvaneciéndose después de pocos segundos, en un experimento reciente se ha mantenido durante 39 minutos, y a temperatura ambiente. Este logro constituye un récord mundial en el campo de la mecánica cuántica, y ha superado una barrera decisiva en el progreso tecnológico hacia la computación cuántica práctica.
El experimento histórico lo ha llevado a cabo un equipo internacional que incluye a Stephanie Simmons de la Universidad de Oxford en el Reino Unido, así como a Mike Thewalt de la Universidad Simon Fraser en Canadá.
En los ordenadores convencionales, los datos se almacenan en forma de una secuencia de ceros y unos. En el experimento, se colocó a los bits cuánticos de información (qubits) en un estado de superposición cuántica en el cual cada qubit podía representar un cero y un uno simultáneamente, de un modo que le capacitaba para realizar múltiples cálculos al mismo tiempo. Éste es uno de los principios básicos de la computación cuántica.
En el experimento, los científicos elevaron la temperatura del sistema, donde la información se codifica en los núcleos de átomos de fósforo en silicio. La temperatura pasó de los 269 grados centígrados bajo cero iniciales a 25 grados centígrados sobre cero, una temperatura ambiente agradable y bastante común. Y los estados de superposición cuántica sobrevivieron durante 39 minutos a esta última temperatura, que para los principios prácticos de la mecánica cuántica, tradicionalmente anclados en temperaturas cercanas al Cero Absoluto (273 grados centígrados bajo cero), se había visto siempre como algo inalcanzable más allá de durante unos pocos segundos.
Estos 39 minutos pueden parecer un periodo modesto, pero debemos tener en cuenta que sólo se tarda una cienmilésima de segundo en cambiar el espín nuclear del átomo de fósforo, la clase común de operación que se debe llevar a cabo para realizar cálculos mediante computación cuántica. Por tanto, la cantidad de cálculos que una rudimentaria computadora cuántica podría hacer en este lapso de 39 minutos sería enorme.
Además, por su naturaleza cuántica, una computadora cuántica, aunque fuese rudimentaria, partiría con una ventaja formidable con respecto a cualquiera de los ordenadores fabricados hasta ahora. Una computadora cuántica modesta pero plenamente funcional podría superar con facilidad a la más potente de las supercomputadoras actuales de diseño clásico.

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La NSA no podría espiar sistemas basados en entrelazamiento cuántico

FÍSICA

Un autobús con una publicidad agradeciendo al filtrador la Agencia Nacional de Seguridad (NSA), Edward Snowden, recorre una calle en el centro de Washington (EE UU). (Foto: Efe)

Un equipo internacional liderado por los profesores Gustavo Lima y Guilherme Xavier, de la Universidad de Concepción (Chile), Adán Cabello, catedrático de la Universidad de Sevilla (España) y Paolo Mataloni, profesor de la Universidad "La Sapienza", de Roma (Italia), ha demostrado que el entrelazamiento cuántico puede garantizar la privacidad de las comunicaciones a través de fibras ópticas.
Los investigadores también han definido cómo distribuir entrelazamiento energía-tiempo entre un emisor y un receptor a través de más de un km de fibra óptica.
El hallazgo, que se publica esta semana en la revista Nature Communications, está basado en una propuesta teórica dada a conocer hace cuatro años y que hasta ahora se pensaba que era irrealizable.
El experimento se ha llevado a cabo en la Universidad de Concepción auspiciado por un ambicioso programa de investigación en óptica cuántica.
"Este resultado supone un avance muy importante en la consecución de comunicaciones seguras y muestra otra de las aplicaciones que las tecnologías cuánticas van a tener en un futuro próximo", afirma Adán Cabello.
Según Cabello, después de que Edward Snowden filtrase la existencia del programa secreto de vigilancia de la Agencia Nacional de Seguridad de los Estados Unidos (NSA, por sus siglas inglés), "uno podría preguntarse por qué es tan difícil garantizar la privacidad de las comunicaciones on line".
Desde una perspectiva puramente teórica, no hay ningún problema. En la última década, los físicos han demostrado que las comunicaciones totalmente seguras son posibles.
"Ni la NSA ni ningún espía, por avanzado tecnológicamente que esté, pueden violar las leyes de la física. Y una de ellas es que es imposible transmitir información a mayor velocidad que la de la luz. Y eso es precisamente lo que la NSA necesitaría para poder espiar los sistemas de comunicación basados en entrelazamiento cuántico, según estos investigadores".
El problema es práctico: No es tecnológicamente fácil distribuir entrelazamiento cuántico entre un emisor y un receptor que estén muy alejados. Más difícil aún es hacerlo si uno de ellos no está en la línea de visión del otro y si la comunicación se hace a través de fibras ópticas como las que se usan en los sistemas actuales de comunicación.
En este caso, la mejor forma de distribuir entrelazamiento cuántico es usar un tipo particular de entrelazamiento que se conoce como entrelazamiento energía-tiempo", explican los autores del estudio.
"La pega –añaden– es que todos los experimentos de este tipo realizados en los últimos 14 años tenían un problema inherente que podía ser aprovechado para espiar las comunicaciones". Problema, que, según Adán Cabello, ha sido solucionado en este trabajo.

Fuente: Universidad de Sevilla

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El fémur de Orrorin tugenensis, un nuevo paso hacia los orígenes del bipedismo

PALEONTOLOGÍA

Los restos de Orrorin tugenensis fueron encontrados en los Tugen Hills (Kenia) y fueron originalmente descritos en el año 2001. Desde entonces se han recuperado más restos que pertenecen a cinco individuos diferentes. Se estima que pesaba entre 35 y 50 kg., medía entre 1,1 y 1,2 m. de altura y tenía una dieta principalmente basada en vegetales y frutas. Combinaba la capacidad de caminar erguido con la de trepar a los árboles.

El investigador asociado del Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont (ICP) (España), Sergio Almécija, ha publicado un artículo en Nature Communications donde analiza el fémur de Orrorin tugenensis, un miembro muy primitivo del linaje humano que vivió hace 6 millones de años en Kenia. El estudio revela que el fémur de Orrorin presenta una combinación única de caracteres primitivos y modernos, siendo intermedio temporalmente y morfológicamente entre los antropomorfos fósiles del Mioceno y otros miembros más tardíos del linaje humano, los australopitecos. El hallazgo supone un importante avance en la comprensión de los orígenes del bipedismo.
Contrariamente a lo que muchos investigadores han asumido durante muchos años, los grandes antropomorfos actuales (chimpancés, gorilas y orangutanes) no representan "máquinas del tiempo" vivientes. Muestran una morfología del fémur que ha evolucionado en direcciones diferentes desde el antepasado común con los humanos, probablemente en relación con la suspensión en los árboles. La investigación publicada supone un importante avance en la comprensión de los orígenes del bipedismo humano, e indica que el estudio de la evolución de los antropomorfos del Mioceno (período comprendido entre 23 y 5,3 millones de años antes del presente) es crucial para entender la evolución de esta característica en los primeros miembros del linaje humano.
El fémur de Orrorin fue originalmente descrito como anatómicamente moderno, muy parecido al de los humanos actuales y, de hecho, algunos autores lo situaron como un ancestro directo de los primeros miembros del género Homo. Análisis posteriores, mostraron un patrón más cercano a los australopitecos, grupo al que pertenece la especie Australopithecus afarensis, cuyo espécimen más conocido es Lucy, de 3,2 millones de años de antigüedad y que ya caminaba habitualmente de forma bípeda.
El nuevo estudio del fémur de Orrorin tugenensis publicado en Nature Communications utiliza técnicas de morfometría geométrica en 3D de última generación que ha revelado una combinación única entre caracteres primitivos y modernos. Su morfología no es intermedia entre chimpancés y australopitecos (como se asumía hasta ahora) sino entre los antropomorfos fósiles del Mioceno (como Proconsul y Dryopithecus) y los australopitecos. El parecido de Orrorin con los antropomorfos fósiles y no con los actuales sugiere que el bipedismo evolucionó a partir de un tipo de locomoción practicada por antropomorfos del Mioceno y sin ningún análogo actual.
El estudio del fémur de Orrorin tugenensis ha sido llevador a cabo por Sergio Almécija, investigador de la Stony Brook University (Nueva York) e investigador asociado en el Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont (ICP), conjuntamente con otros miembros del ICP (Salvador Moyà, David M. Alba y Marta Pina), de la Grand Valley State University en Michigan (Melissa Tallman) y de la Stony Brook University (William L. Jungers).

Fuente: ICP

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Experimento para detectar la existencia de un fotón con masa, posible identidad de la materia oscura

FÍSICA

Un prototipo de parte del sistema diseñado por el equipo del MIT para intentar detectar la partícula hipotética predicha a partir de una teoría sobre la naturaleza de la materia oscura. (Foto: Cortesía de los investigadores)

La materia oscura que, según se cree, supera en abundancia a la materia normal del universo, representa más de las tres cuartas partes de masa de éste, en tanto que la materia normal constituye el resto. La materia oscura no se puede detectar por métodos convencionales (de ahí que se la llame oscura) excepto por la percepción de su influencia gravitatoria. Sin embargo, ciertas señales delatadoras de la presencia de materia oscura podrían ser detectables, según algunas de las muchas teorías que compiten entre sí para explicar la naturaleza de esta forma enigmática de materia.
Recientemente, unos científicos han desarrollado una máquina que podría permitir comprobar algunas de las predicciones hechas con una de las principales teorías de esta clase, y así demostrarla o refutarla.
El equipo formado por los físicos Richard Milner y Peter Fisher, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, y otros 19 investigadores del MIT, así como del Acelerador Nacional Thomas Jefferson de Newport News en Virginia, la Universidad de Hampton en Virginia, y la Universidad Estatal de Arizona en Tempe, está estudiando la posible existencia de un fotón masivo. Esto puede parecer una contradicción, ya que a los fotones, o partículas de luz, se les considera carentes de masa. Ello se debe a que viajan a la velocidad de la luz, algo que, según la teoría de la relatividad de Einstein, es imposible para cualquier cosa que tenga masa.
Sin embargo, una exótica partícula que es como un fotón normal excepto en que, a diferencia del fotón normal, posee masa, ha sido propuesta por algunos teóricos para explicar qué es la materia oscura. Esta enigmática forma de materia, que pasaría desapercibida de no ser por la atracción gravitacional que ejerce sobre la materia ordinaria, se manifiesta en detalles perceptibles como la forma en la que las galaxias giran sobre sí mismas y se agrupan. Ahora, un experimento conocido como DarkLight, desarrollado por Fisher y Milner en colaboración con investigadores del Laboratorio del Acelerador Nacional Thomas Jefferson, y otros, buscará un fotón con masa y con un nivel específico de energía, propuesto en una teoría sobre la materia oscura.
La idea es más que una mera predicción teórica: existen indicios de tal partícula obtenidos en otros experimentos, por lo que vale la pena buscar una respuesta definitiva en una dirección concreta. Si este enigmático fotón con masa existe, el experimento DarkLight será capaz de aportar pruebas sólidas de ello.
Si existe, representaría un gran descubrimiento, tal como enfatiza Milner. Según él, sería algo que iría mucho más allá de los límites de la física conocida. Un fotón masivo sería totalmente diferente a cualquiera de las posibilidades permitidas por el Modelo Estándar, al que hoy se considera la base de la física de partículas moderna.
Para comprobar la existencia de esa partícula teórica, el nuevo experimento contará con un acelerador de partículas que se ha ajustado para producir un haz muy estrecho de electrones con un megavatio de potencia.

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Descubren dos piezas olmecas de 3.000 años de antigüedad

ARQUEOLOGÍA

El disco grabado, descubierto en 2012 por la universitaria y su grupo, es un objeto singular, un monumento conmemorativo cuyo grabado se relaciona con el nombre de un gobernante olmeca. (Foto: UNAM)

Dos piezas olmecas de tres mil años de antigüedad fueron descubiertas por un grupo de arqueólogos encabezado por Ann Marie Cyphers Tomic, académica del Instituto de Investigaciones Antropológicas (IIA) de la UNAM (México). Se trata de un disco de basalto de 61 centímetros de diámetro que tiene el grabado de dos huellas de patas de ave, probablemente de un águila, así como una escultura de bulto parcial con forma felina, con las fauces abiertas y las dos patas delanteras cruzadas, de 300 kilogramos de peso, que está mutilada y podría corresponder a un jaguar, explicó la arqueóloga en entrevista.
Ambos vestigios están hechos de basalto y se encontraron en el Palacio Rojo, lujosa residencia de los gobernantes de la primera capital olmeca (de 2200 metros cuadrados), ubicada en San Lorenzo, municipio de Texistepec, Veracruz, a 60 kilómetros del puerto de Coatzacoalcos.
Las piezas se exhiben al público en el Museo Comunitario del lugar, que fue inaugurado en 1995 con apoyo de esta casa de estudios.
El Palacio Rojo ha sido excavado en casi una cuarta parte de su totalidad por Cyphers, dedicada al estudio de la zona arqueológica desde 1990.
Su labor en 2012 y 2013 fue financiada por Petróleos Mexicanos, a través del Fondo para la Comunicación y la Educación Ambiental, A.C., que entre sus objetivos tiene el fomento a la protección de los recursos ambientales y culturales en el sur de Veracruz.
“San Lorenzo Tenochtitlán es la capital más antigua de la cultura Olmeca. Fue fundada desde el año mil 800 antes de nuestra era y tuvo su apogeo entre los años mil 400 y mil”, sostuvo la arqueóloga.
El disco grabado, descubierto en 2012 por la universitaria y su grupo, es un objeto singular, un monumento conmemorativo cuyo grabado se relaciona con el nombre de un gobernante olmeca.
“Se colocó al inicio de la construcción del Palacio Rojo, entre el año 1400 y 1200 antes de nuestra era. Se posicionó junto a un drenaje sinuoso de basalto. Por contar entre las primeras actividades de la edificación, el disco debió ser un símbolo conmemorativo y testigo del nombre de la persona que financió la obra”, detalló Cyphers.
La arqueóloga consideró que las dos huellas de ave grabadas (que quizá corresponden a un animal poderoso como el águila arpía, que entonces se encontraba en la región) representan el símbolo de un gobernante de la capital.
“Las cabezas colosales, emblema de la cultura olmeca, portan cascos sobre los cuales tienen grabadas insignias que hacen referencia a los nombres de los gobernantes que representan. La cabeza colosal número cinco de San Lorenzo tiene en su tocado los símbolos de dos patas de ave. Sospecho que es del mismo gobernante que inició la construcción del palacio”

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