Fuente: Physorg
Autor: Lin Edwards
Un nuevo estudio realizado por matemáticos australianos explica por qué la piel se mantiene estable en el agua y no se disuelve. También da las razones por las que se arruga y, a pesar de absorber grandes cantidades de agua, se comporta como una gran barrera que no permite el paso del líquido.
Myfanwy Evans, matemática del Research School of Physics and Engineering de la Universidad de Canberra y varios compañeros desarrollaron un modelo para la piel que intenta explicar cómo se organizan las fibras de queratina de la piel. La queratina es una proteína fibrosa que también se encuentra en las uñas y el pelo. Los científicos ya sabían que las redes de queratina cumplían un papel muy importante en la piel, pero hasta ahora nadie había descrito su estructura.
Tras un tiempo sumergida, la piel se expande, produciendo arrugas similares a las de las ciruelas pasas. Varios investigadores habían especulado sobre una expansión de la capa córnea al absorber agua, pero nadie había explicado por qué la piel no se destruía al expandirse.
Se sabe que la queratina previene la evaporación de la piel y absorbe agua para ayudarle a hidratarse. La capa córnea también da a la piel la capacidad de estirarse y contraerse.
Utilizando modelos por ordenador, Evans analizó el problema desde un punto de vista geométrico para intentar explicar por qué la piel mantiene su rigidez estructural tras largos períodos sumergida. Explicó que la capa exterior de la piel contiene un patrón tridimensional de fibras de queratina que se unen para formar una estructura capaz de actuar como una esponja.
Las fibras son helicoidales cuando se secan, pero se refuerzan al absorber agua, lo que les permite absorber una gran cantidad de líquido. Todos los contactos entre las fibras se mantienen intactos durante la expansión y esto hace que el material tenga una estructura estable, comentó Evans.
El estudio también describe que si se sumerge la piel en agua durante 24 horas, la piel puede sufrir un daño irreparable.
Evans se especializó en el estudio de los giroides, que son figuras matemáticas descritas por Alan Schoen en 1970. Desde entonces, se han encontrado giroides en la naturaleza, como en mariposas, que les permiten obtener esos colores vivos.
Evans dijo que una mejor comprensión de la geometría de las arrugas podría ayudarles a diseñar materiales con propiedades similares, que puedan encogerse sin perder rigidez.
Un estudio explica por qué la piel no se disuelve en agua pero sí se arruga
Un virus tan grande que otros virus le afectan
Fuente: ArsTechnica
Autor: John Timmer
Artículo: Science Express
El año pasado, unos investigadores descubrieron el virus más grande jamás conocido. Con un genoma que de más de más de 7.000 parejas, el virus CroV tiene más ADN que algunas bacterias. Por suerte, infecta a un organismo unicelular que está muy lejos de los humanos en la cadena evolutiva. Ahora, el mismo equipo ha vuelto para anunciar que han descubierto un virus que le ataca y puede arrojar luz sobre los transposones o "genes saltarines".
Al estudiar el CroV, los investigadores descubrieron un virus mucho más pequeño que suele acompañarle. El nuevo virus, al que han llamado Mavirus (contracción de "virus Maverick") tiene un tamaño saludable con más de 19.000 bases de ADN y más de 20 genes. Pero Mavirus nunca aparece sólo; en vez de eso, sólo se activa en células que tienen el virus CroV. Y eso a pesar de que podría entrar en las células por sí solo. Los autores concluyen que probablemente roba a CroV su maquinaria de copia para hacer más Maviruses. Esto concuerda con el hecho de que las infecciones de CroV se ralentizan cuando Mavirus está cerca.
No es el primer virus gigante víctima de un compañero más pequeño. De hecho, hay un término para esto: virofagia. Pero, cuando los autores observaron los 20 genes de Mavirus, no tenían nada que ver con ningún otro virófago. Más bien parecían genes de un tipo específico de transposón.
Los transposones son fragmentos de ADN que se puede mover en el genoma, saltando de un lugar a otro de la cadena. Son tan efectivos que un tercio del genoma humano se compone de diversas formas de transposones, que, a pesar de no aparentan no hacer nada útil, necesitan energía para copiarse.
Los autores sugieren, sin embargo, que los transposones empezaron siendo algo útil. El Mavirus ayuda a proteger las células de CroV, así que células que incorporan una copia permanente de sí mismos podrían ser una ventaja significativa. Una vez en el genoma, sin embargo, el ADN viral podría evolucionar libremente en algo más parecido a un parásito. Los autores predicen que, si miramos en los lugares adecuados, encontraremos virófagos que se corresponden con la mayoría de las familias de transposones.
En África está creándose un nuevo Océano a gran velocidad
Fuente: Daily Galaxy
En 2005 un volcán etíope entró en erupción, creando una fisura de 35 millas en cuestión de días, algo extremadamente rápido en términos geológicos, sobre todo porque este es probablemente el primer síntoma de que se está creando un océano en Etiopía.
Algunos científicos de varios países han podido confirmar que los procesos volcánicos que tienen lugar debajo de la fisura son casi idénticos a los que se dan en el fondo de los océanos de la Tierra, y creen que la fisura es en sí misma la semilla para un nuevo océano.
Se sabe que los océanos se forman cuando fuerzas magmáticas crean fisuras entre las placas tectónicas, pero dado que todos los lugares en los que pasó algo similar están ahora cubiertos por toneladas de agua no podemos tener claro qué pinta tienen en realidad. Así que un grupo de científicos de diversos países estudiaron el "mega-dique" y descubrieron que cumple casi todas las características de un lecho oceánico.
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| Imagen: DailyGalaxy |
"Lo más importante del estudio es saber si lo que ocurre en Etiopía es similar a lo que ocurre en el fondo del océano al que no podemos ir", explicó Cindy Ebinger, coautora del estudio. "Sabíamos que si podíamos demostrar que eso es así, quedaría claro que Etiopia sería un laboratorio excepcional en el que poder estudiar los océanos. Gracias a la colaboración de varios países que hemos tenido, podemos asegurar que es así, es lo mismo".
Atalay Ayele, profesor de Addis Ababa University en Etiopía, lideró la investigación, obteniendo datos sísmicos del suceso que aconteció en 2005 y que dio lugar a la enorme fisura de más de 6 metros en pocos días.
Junto con la información sísmica recogida en Etiopía, Ayele utilizó datos de Eritrea con la ayuda de Ghebrebrhan Ogubazghi y de Yemen en colaboración con Jamal Sholan. El mapa que dibujó con los lugares en los que ocurrieron los terremotos en la región se ajusta muy bien con los análisis más detallados que Ebinger realizó durante años.
la reconstrucción del suceso que hizo Ayele mostró que la fisura no se abrió por una serie de pequeños terremotos en un período largo de tiempo, si no que se rompió en muy pocos días. Un volcán llamado Dabbahu en el extremo norte de la fisura entró en erupción al principio, luego el magma subió a través del área rota y comenzó a "desabrochar" el resto del terreno en ambas direcciones, explicó Ebinger.
Desde el suceso de 2005, Ebinger y sus compañeros han instalados sismómetros y han medido 12 eventos similares, aunque mucho menos importantes.
"Sabemos que los arreciges oceánicos se forman a partir de una intrusión similar de magma en una fisura, pero nunca habíamos imaginado que una longitud tan grande podía romperse de una vez y de esta forma", admitió Ebinger. Explicó que, dado que las áreas en las que ha ocurrido algo similar están cubiertas por agua, es casi imposible monitorizar una pequeña sección del arrecife por lo que es imposible que los geólogos sepan qué proporción del arrecife se rompe de una vez.
"Los lechos oceánicos están dividios en secciones, cada una de las cuales puede medir cientos de millas. Gracias a este estudio ahora sabemos que cada uno de esos segmentos puede abrirse en cuestión de días".
La gran velocidad es lo que ha impresionado a los científicos: se suponía que estos sucesos ocurrían lentamente en pequeños pasos, no que hubiese ascensiones tectónicas instantáneas que cortan la Tierra en menos de una semana. Estábamos equivocados. Esto lanza interesantes preguntas, tanto para los que estudian los procesos geofísicos que formaron la Tierra en la que vivimos como para los que viven cerca de una región sísmica.
Incluso con esta aceleración, pasará mucho tiempo antes de que la falla etíope se convierta en un problema. Pero este repentino punto de partida será un lugar de interés oceanográfico hasta entonces.
Resuelto el misterioso caso de la disminución de manchas solares
Fuente: SPACE
Autor: Charles Q. Choi
Otros enlaces muy recomendados de interés: Francis The Mule News (inglés y español)
La fuente de una misteriosa disminución de manchas solares en los últimos años se originó, según una nueva investigación, debajo de la piel de la estrella.
Las manchas solares son regiones oscuras, más frías que la superficie del sol dominadas por campos magnéticos muy fuertes. Estos son los lugares de los que salen tormentas de partículas cargadas que generan las auroras de la Tierra, pero también pueden hacer estragos a los componentes electrónicos que están en el espacio, afectar al tráfico aéreo de las regiones polares y afectar a las redes eléctricas de la Tierra.
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| Fuente: NASA |
El sol periódicamente tiene un incremento en el número de manchas, un ciclo que dura unos 11 años. Sin embargo, cerca del Ciclo Solar 23, que tuvo su pico en 2001, la actividad solar entró en un poco usual "mínimo" con un gran número de días sin manchas solares y muy poca actividad magnética.
"Hemos de irnos atrás unos 100 años para encontrar un mínimo solar con un mayor número de días sin manchas", explicó Nandi.
Sin embargo, esta deriva se terminó a finales de 2009. El sol está actualmente en el siguiente Ciclo Solar, el 24.
Para comprender cómo perdió el sol sus manchas, los científicos desarrollaron simulaciones por ordenador del campo magnético solar para simular los ciclos de manchas de 2010.
Al mismo tiempo, variaron la velocidad de la circulación norte-sur (o meridional) del plasma super caliente en el tercio superior del interior del sol.
Los investigadores descubrieron que un flujo rápido meridional de la primera mitad de un ciclo solar, seguido por un flujo más lento en la segunda mitad, lleva a un mínimo de manchas solares, produciendo el mínimo que sufrió el sol en el Ciclo 23.
"Los resultados son emocionantes porque demuestran cómo pequeños cambios en la dinámica interna de nuestra estrella pueden afectar profundamente a nuestra sociedad basada en la tecnología", explicó Nandi.
Estos días sin manchas hicieron que algunos investigadores especulasen con que podríamos estar viendo una repetición del Maunder Minimum, una falta de manchas solares que algunos investigadores vinculan con la mini Edad del Hielo del siglo XVII.
Nandi y sus compañeros Andres Muñoz-Jaramillo y Petrus martens detallarán sus hallazgos en el número de mañana de la revista Nature.
Sigue siendo desconocido qué llevó a estos flujos a cambiar sus velocidades causando la falta de manchas solares.
Esta circulación meridional es movida, en parte, por la energía que viene del interior del sol y las pequeñas diferencias de temperatura entre el ecuador y los polos. Las variaciones en la circulación pueden ser provocadas por cambios en estos factores o por la retroalimentación de los potentes campos magnéticos y los flujos. "No comprendemos al detalle todos los procesos que tienen lugar", aceptó nandi.
Aun así, en principio, se podría extender el modelo, junto con las observaciones del flujo de plasma solar, para hacer predicciones de actividad solar a corto plazo, sugirió Nandi.
"Podemos predecir si vamos a tener un buen tiempo espacial y sobre regiones polares para un período de tiempo y utilizar este conocimiento para planear las misiones espaciales y el tráfico sobre los polos", comentó Nandi.
¿Por qué los terremotos de Nueva Zelanda provocaron un incremento en la natalidad?
Fuente: Live Science
Autor: Natalie Wolchover
Una semana después de que un terremoto quitase la vida de, al menos, 160 personas en Nueva Zelanda, el país está viviendo una gran cantidad de nacimientos. En Carterbury, la región afectada por el terremoto, las salas de maternidad están desbordadas y han tenido que transferir a niños recién nacidos a otros hospitales.
La tasa de natalidad también creció justo después de un terremoto de 7 grados que hizo temblar la misma región el pasado septiembre.
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| Vista satelital del teremoto de NZ. Fuente: NASA |
Los estudios han demostrado que un pico de estrés durante el embarazo puede activar, en ocasiones, una hormona que induce al parto prematuro.
Pero la tasa de natalidad no crece sólo tras los desastres naturales. También crece nueve meses después.
El terremoto de 8.8 grados que sacudió Chile hace un año, por ejemplo, dejó un baby boom nueve meses después. "Hemos encontrado un incremento claro en las consultas ginecológicas en las áreas más dañadas por el terremoto", comentó el Ministro de Sanidad chileno en noviembre.
Lo mismo ocurrió nueve meses después del de Haití. Según una encuesta sobre salud reproductiva realizada por el Fondo Poblacional de la ONU, la fertilidad se había triplicado en las áreas urbanas del país desde el desastre.
Un representante del Fondo, Igor Bosc dijo que los problemas en las infraestructuras tienen que ver. "La mayoría de los hospitales capaces de dar servicios se destruyeron en las zonas más pobladas del país", comentó Bosc. Esto supuso una dificultad por parte de las mujeres para acceder a los anticonceptivos.
Además de menos condones, los supervivientes del desastre quizá también incrementaron su actividad sexual.
El sexo es una forma de lidiar con el estrés, explicó un periodista haitiano. "En esas situaciones difíciles, la gente intenta lentamente reconstruir sus vidas", comentó Fredrick Hean Pierre. "Hay mujeres que se entregan a un hombre para beneficiarse de su protección en zonas rurales. Otras se venden para conseguir agua y comida. A veces es el único medio para conseguirlo. Esto pasa bastante".
No tener nada que hacer también influye. Nueve meses después del apagón de Nueva York de 1965, los nacimientos aumentaron. "Las luces se apagaron y la gente sólo podía interactuar unos con otros", explicó Paul Siegel, sociólogo. Algunos escépticos, sin embargo, aseguran que sólo hubo una fluctuación sin importancia.
Los medios informaron de picos de natalidad en toda la costa Este los dos últimos otoños y lo atribuyeron a grandes tormentas de nieve.
Un experimento demuestra cómo se puede evitar la paradoja del abuelo
Fuente: Physorg
Autor: Lisa Zyga
Entre los muchos misteriosos conceptos de las teorías relativistas de Einstein está la idea de las Curvas Cerradas de Tipo Tiempo (CTC), que son caminos del espacio-tiempo que vuelven a sus puntos iniciales. Como tales, las CTCs ofrecen la posibilidad de viajar en el tiempo. Pero, como muchas películas de ciencia ficción han explicado, el viaje en el tiempo está lleno de posibles paradojas. Probablemente la más conocida de ellas es la paradoja del abuelo, en la que el viajero vuelve al pasado y mata a su abuelo, previniendo su propio nacimiento.
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| Fuente: Physorg |
En la nueva teoría, se obliga a que los CTCs se comporten como los canales cuánticos ideales del tipo involucrado en la teletransportación. En esta teoría, los CTCs auto consistentes (los que no tienen paradojas) son seleccionados a posteriori y se llaman "P-CTCs". Como explican los científicos, esta teoría difiere de la aceptada comúnmente, propuesta por David Deutsch, en la que un viajero mantiene la auto-consistencia al viajar de vuelta a un pasado diferente del que recuerda. En la formulación P-CTC, los viajeros deben viajar al pasado que recuerdan.
Aunque los P-CTCs pueden parecer complicados, la verdad es que pueden ser analizados experimentalmente en simulaciones de laboratorio. Al enviar un qubit "viviente" (por ejemplo, un bit en el estado 1) unas billonésimas de segundo en el tiempo para intentar "matar" a su "yo" antiguo (por ejemplo, que se ponga a 0), los científicos muestran que sólo los fotones que no se matan a sí mismos pueden hacer el viaje.
Para demostrar esto, los científicos guardaron dos qubits en un único fotón, uno de los cuales representa el qubit que viaja hacia adelante y otro que representa el qubit que viaja al pasado. El que viaja al pasado puede teletransportarse a través del canal cuántico (CTC) sólo si el CTC terminar proyectando ambos qubits entrelazados en el mismo estado.
Después de que los qubits estén entrelazados, sus estados se miden con dos qubits de medida. Luego, una "pistola cuántica" se dispara sobre el qubit que viaja hacia adelante, el cual, dependiendo del ángulo de la pistola, puede o no rotar la polarización del qubit. Los estados de los qubits se miden de nuevo para averiguar si la pistola se ha girado hacia el qubit que va hacia adelante o no. Si ambos qubits están en el mismo estado (00 o 11), quiere decir que la pistola no ha cambiado la polarización y el fotón "sobrevive". Si los estados no son iguales (01 o 10), entonces el fotón ha matado a su "yo" del pasado. Los estados de los qubits siempre fueron iguales, lo que demuestra que un qubit no puede matarse a sí mismo.
Los científicos aseguran que su experimento no puede probar si un CTC real obedece a su nueva teoría, dado que no se sabe a ciencia cierta si en realidad existen. Sin embargo, anteriores investigaciones han probado que, de existir, podrían utilizarse en informática.
Más información: Seth Lloyd, et al. “Closed Timelike Curves via Postselection: Theory and Experimental Test of Consistency.” Physical Review Letters 106, 040403 (2011). DOI:10.1103/PhysRevLett.106.040403
El telescopio Subaru descubre un cluster de galaxias clave para la comprensión de la formación estelar
Fuente: Physorg
Un equipo internacional de investigadores, liderado por Ichi Tanaka del National Astronomical Observatory de Japón (NAOJ), ha descubierto un grupo de galaxias que están sufriendo una explosión de formación estelar que podría contener la clave para comprende cómo se formaron las galaxias en las etapas iniciales del Universo.
El grupo está localizado en la Constelación Vulpecula y está a 11 mil millones años luz de distancia, dos mil setecientos millones de años después del nacimiento del Universo, cuando aun estaba en pañales. Este baby-boom galáctico puede ser un proto-cluster, un ancestro de los clusters actuales; parece que aun está convirtiéndose en galaxias de tamaño real. El descubrimiento es el producto de las observaciones llevadas a cabo en 2007 con el Multi-Object Infrared Camera and Spectrograph (MOIRCS) en el Telescopio Subaru y posteriores observaciones realizadas con el Telescopio Spitzer. Al analizar la emisión cercana al infrarojo del Subaru junto con emisiones de infrarrojos medios del Spitzer, los investigadores pudieron identificar que los objetos brillantes del infrarrojo constituían un cluster primario. Este logro muestra cómo la retroalimentación con datos archivados, los avances tecnológicos y la colaboración pueden producir descubrimientos continuos y mejoras en la comprensión del Universo.
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| Área del cluster. |
Aunque los telescopios actuales pueden capturar imágenes brorosas de galaxias antiguas, los científicos necesitan más pruebas que confirmen e identifiquen la naturaleza de los objetos que aparecen en esas imágenes. La velocidad de formación estelar (SFR) es uno de los criterios fundamentales que los astrónomos usan para acotar su búsqueda de galaxias antiguas, dado que el SFR probablemente era bastante alto durante la formación galáctica.
Análisis espectroscópicos de la firma de luz de un objeto pueden dar una estimación del SFR. Las líneas de emisión H-alfa son una de las firmas más populares que los astrónomos utilizan para aproximar el SFR; miden el hidrógeno ionizado en la parte visible del espectro.
Sin embargo, las emisiones atmosféricas comenzaron a restringir las medidas con líneas H-Alfa hasta un corrimiento al rojo de 2.7, una distancia de unos 11.200 millones de años. Cuanto más lejos está la galaxia, más larga es la longitud de onda del espectro; esto se llama "corrimiento al rojo". Un telescopio terrestre no puede pasar de un corrimiento al rojo de 2.7.
A pesar de todo, el equipo pudo identificar una galaxia primordial a unos 11.000 millones de años luz de distancia. Pudieron sortear las limitaciones al medir características de objetos lejanos analizando los datos de emisión de observaciones del mismo área con dos telescopios diferentes en dos momentos diferentes.
En 2007, Ichi Tanaka utilizó el Subaru para hacer observaciones directas del área 4C 23.56, una de las áreas con más posibilidades de albergar los proto-clusters. El telescopio montó el MOIRCS y utilizó un filtro de banda estrecha para detectar las líneas H-alfa a distancias concretas. Las observaciones dieron datos del área que se convertiría en una pieza del mecanismo para indentificar objetos en las observaciones.
Lo más importante para el descubrimiento vino en el verano de 2010, cuando Tanaka, estaba como residente en el ESO. Algunos de los colegas de Tanaka estaban estudiando galaxias distantes y analizando y archivando datos del Spitzer cuando se dieron cuenta de la presencia de objetos con emisiones de infrarrojos medios muy débiles en esa misma zona. En conversaciones posteriores con los astrónomos europeos se dieron cuenta del significado y la importancia de la conexión entre las líneas H-alpha obtenidas del Subaru y las infrarrojas medias del Spitzer.
Los análisis de todos los datos conjuntos dieron lugar a una conclusión muy interesante.
Las observaciones con el MOIRCS mostraron muchas líneas de emisión cercanas al infrarrojo. Aunque esto no era suficiente para establecer una gran velocidad de formación de estrellas, al juntarlo con los datos del Spitzer se pudo concluir que había una explosión de formación de estrellas. Además, la comparación de las velocidades de formación con las de otras áreas mostró una clara diferencia en la actividad de formación estelar.
El descubrimiento sorprendió incluso a los investigadores. Tanaka reflejó con entusiasmo el descubrimiento: "Estas galaxias primarias mostraron una gran velocidad de formación estelar, que se corresponde con la creación de varios cientos de soles cada año. Esta alta velocidad no ocurre en galaxias cercanas, ni en la Vía Láctea. Además, el número de fuentes de infrarrojos medios parece exceder la cantidad que se puede atribuir a los objetos visibles en la emisión H-alfa. Esto indica que podría haber más galaxias ocultas por polvo en las que se están formando estrellas".
Aunque los clusters de galaxias en el universo forman redes grandes y complejas, sólo hay un puñado de proto-clusters conocidos que pertenecen a la era "Piedra Rosetta". El cluster de galaxias descubierto en la observación actual está a 2.5 de corrimiento al rojo. Esto es lo más lejano conocido que se ha podido encontrar con un telescopio desde la Tierra.
El equipo espera poder expandir sus esfuerzos para localizar y decodificar más galaxias de Piedra Rosetta utilizando el Subaru y el Atacama Large Millimiter Array, un interferómetro submilimetral que será construído en poco tiempo.
La "atomtrónica" puede ser la electrónica del futuro
Fuente: Science News
Autor: Devin Powell
Olvídate de los cables, el silicio y la electricidad. Unos físicos han desarrollado un nuevo tipo de circuito que es poco más que una nube de gas bailando entre rayos láser. Coreografiando los átomos en este gas ultrafrío para que fluyan formando una corriente que puede ser controlada y encendida y apagada, los científicos han dado un paso más hacia la construcción del primer dispositivo "atomtrónico" del mundo.
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| Formación del Condensado de Bose-Einstein |
En el Joint Quantum Institute de Maryland, el estudiante Anand Ramanathan y sus compañeros esperan utilizar un gas ultrafrío llamado condensado Bose-Einsten para hacer sensores atomtrónicos. En un artículo que saldrá próximamente en Physical Review Letters, el equipo asegura haber creado este gas al enfríar átomos de Sodio suspendidos en campos magnéticos. Los investigadores atraparon los átomos entre dos rayos láser y los siguieron enfríando a menos de 10 milmillonésimas de grado sobre el cero absoluto. Los dos rayos también modificaron el condensado que se formó a bajas temperaturas para darle la forma de un dónut con un radio de unos 20 micrómetros.
"Tuvimos que tener mucho cuidado al crear la trampa", dijo Ramanathan. "Tuvimos que hacerlo lo más suave posible para asegurarnos de que las imperfecciones jugasen un papel mínimo".
Un segundo par de lásers transfirió la energía al dónut para comenza a girarlo. Dado que los átomos del condensado se comportan como una única partícula coherente, un anillo como este no se acelera ni se frena de forma gradual -salta entre diferentes velocidades, como una licuadora que pudiese cambiar su configuración instantáneamente. Los científicos escogieron la configuración más baja para su anillo: una revolución cada segundo.
Dado que el condensado no tiene fricción, el anillo debería, en teoría, rotar indefinidamente. Como estuvieron limitados por dificultades técnicas, el equipo sólo lo pudo mantener unos 40 segundos, el tiempo que vive su condensado.
"Es la primera vez que alguien consigue un condensado con forma de anillo", explicó Gretchen Campbell, miembro del equipo. "Esperamos utilizar este condensado de una forma parecida a la que se usaron los superconductores para mejorar los sensores".
Her first idea for a useful device was inspired by superconducting quantum interference devices, commonly known as SQUIDs. These devices reveal the presence of very weak magnetic fields by detecting sudden changes of current in semiconductor loops.
Su primera idea para crear un dispositivo útil se inspiró en los dispositivos superconductores de interferencia cuántica, conocidos como SQUIDS. Estos dispositivos revelan la presencia de campos magnéticos muy débiles detectando cambios repentinos de corriente en bucles semiconductores.
Utilizando un principio similar, Campbell cree que el condensado podría darles un sensor extremadamente sensible. Añadieron un "eslabón débil" a su anillo de condensado -una barrera creada por un láser azul que podría acelerar o apagar el flujo. Teóricamente, si el condensado se mantuviese quieto y la barrera se quedase pegada al sensor rotativo, la barrera provocaría un salto en la corriente a ciertas velocidades de rotación.
La idea del equipo de crear un dispositivo electrónico es sólo una de la media docena de laboratorios que buscan lo mismo alrededor del mundo. "Han dado otra herramienta sobre la que trabajar para construir una caja de herramientas atomtrónica", comentó Dana Anderso, física de la Universidad de Colorado.
Todos estos pioneros espera que, para ciertas aplicaciones, los átomos sean más interesantes que los electrones.
¿Qué pinta tendría una misión interestelar?
Fuente: Discovery News
Autor: Robert Adams
El Proyecto Icarus es un estudio ambicioso para envíar una misión no tripulada a un destino interestelar. Dirigido por la Fundación Tau Zero, en grupo sin ánimo de lucro dedicado a los viajes interestelares, Icarus buscar desarrollar una nave que pueda viajar a una estrella cercana. Robert Adams, director de Advanced Concepts Office de la NASA, asignado al Proyecto Icarus, nos explica en esta entrada cómo pretenden conseguir que la nave llegue a su destino.
Un componente fundamental de cualquier viaje interestelar es el "análisis de la misión", que organiza los objetivos científicos, traza la trayectoria y define los escenarios de corrección y anulación.
Misiones complejas, como la de Icarus, necesitan utilizar diversos fenómenos como la asistencia gravitatoria por parte de planetas y estrellas, maniobras de corrección y otras herramientas.
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| Proyecto Dedalus. SPACE.com |
Sin duda el mayor obstáculo que se necesita saltar es la gran distancia que separa una estrella de otra. Considérese, por ejemplo, el sistema estelar más cercano al sol: Alpha Centauri. Está a 4.4 años luz, Alpha Centauri es un sistema binario, las estrellas A y B giran alrededor de un punto central y una tercera estrella, Proxima Centauri, gira alrededor de las otras dos.
Utilizando la tecnología actual, un viaje de ida a Alpha Centauri tardaría unos 75.000 años. Para que nos hagamos una idea, es más o menos ciento cincuenta veces el tiempo que ha pasado desde que Colón descubrió América.
Ahora que sabemos la velocidad a la que podemos ir, analicemos a qué velocidad querríamos ir. Idealmente, una duración de larga duración no debería durar más de 50 años. Un hombre o una mujer joven puede unirse al equipo de la misión justo cuando sale y seguir vivo cuando llegue a su destino.
Tener a alguien que se mantenga en el proyecto asegura cierta continuidad a la misión. Icarus tiene la tarea de diseñar una nave que llegue a su destino en menos de 100 años, este hecho es en sí uno de los retos más notables -específicamente la creación de una organización que pudiese durar todo ese tiempo.
Con un máximo de 100 años, nuestro vehículo debe alcanzar la velocidad de 0.1*c (10% de la de la luz) para alcanzar la estrella en ese período de tiempo. Esto es unas 1000 veces más rápido que cualquier nave jamás construída.
Por conveniencia, démonos una velocidad máxima de 0.15*c para que podamos barajar varios sistemas estelares. Alcanzar una velocidad del 15% la de la luz es muy complicado, pero no es algo imposible utilizando la tecnología que tenemos disponible hoy en día.
En proimos artículos, el equipo hablará sobre los esquemas de propulsión con más detalle. También están por venir los problemas para proteger el vehículo cuando choque con polvo estelar a velocidades extremas. En este artículo, nos centraremos en la trayectoria más eficiente para alcanzar la velocidad deseada.
Finalmente, debemos tener en cuenta los métodos de frenado cuando lleguemos a nuestra estrella, dado que es uno de los objetivos de la misión Icarus. Al 15% de la velocidad de la luz, una nave recorrería un sistema solar tradicional en pocas horas. Un viaje de 50 años que culminase en menos de un día de observación y adquisición de datos es... poco satisfactorio. Por lo que, si es posible, deberíamos encontrar una forma de frenar la máquina y quedarnos un rato más.
Hay unas pocas herramientas que solemos utilizar en misiones espaciales. Compartimentar los vehículos nos suele permitir deshacernos de masas como tanques de gasolina cuando ya no se necesitan. La gravedad también nos permite ganar velocidad al pasar cerca de planetas de nuestro sistema solar. Perdemos un poco de tiempo en ir hasta un planeta, por ejemplo Júpiter, y utilizarlo como una especia de lanzadera. Este método de aceleración ha sido utilizado desde la sonda Luna 3 soviética que fotografió el lado oculto de la luna.
Sin embargo, nuestros trucos habituales son útiles pero no son suficientes para alcanzar los retos que la misión tiene porque las velocidades necesarias son demasiado grandes. Necesitaremos utilizar una vieja maniobra que cayó en el olvido.
Fue descrita inicialmente por Hermann Oberth en 1927, el escape "two-burn" puede ser muy efectivo para esta misión. Considérese una nave orbitando un cuerpo mucho más masivo como el Sol. Oberth describió cómo la nave podría revertir esta aceleración para frenarse y caer por el otro lado del cuerpo masivo.
Cuando la nave llega al punto más cercano del cuerpo gira y hace un "hard burn" para acelerar todo loq ue pueda. Los cálculos del autor muestran que esta maniobra puede alcanzar dos o tres veces la velocidad sin ella. Es importante apreciar que es muy diferente a la famosa maniobra de asistencia gravitatoria.
Parece como conseguir algo gratis, ¿no? Y todos sabemos que el Universo no da nada gratis. Sin embargo, esta maniobra no viola ninguna ley de la física.
Téngase en cuenta que el combustible del vehículo también está en órbita del cuerpo masivo. Si el vehículo quema combustible mientras lo tira a una órbita interior, se podrá quemar mucho más propelente en la órbita inferior. El propelente puede dejarse en otra órbita más baja (y con menos energía). Orbeth se dio cuenta de que al soltar la energía química o nuclear no se utilizaba toda la energía disponible. El propelente también tiene energía mecánica (cinética y potencial) que puede utilizarse -para acelerar el vehículo- utilizando esta maniobra.
Utilizando esta maniobra alrededor del sol, podemos anticipar que un vehículo que puede conseguir una velocidad del 5% la de la luz podrá salir del sistema solar a nuestro 15% deseado. Sin embargo aun hay muchos problemas a investigar.
¿Cuál es la máxima aceleración de la nave? ¿Podemos acercarnos al Sol sin sufrir los efectos del recalentamiento? ¿En cuántos compartimentos debemos dividir el vehículo? Además, conseguir el 5% antes de hacer la maniobra Oberth es algo que sigue estando lejos de nuestro alcance. Próximos artículos discutirán los sistemas de propulsión que pueden llegar a esas velocidades.
Una misión factible podría comenzar en la Órbita Baja de la Tierra (LEO) en la que Icarus se construirá. Utilizando sistemas de propulsión convencional como cohetes líquidos, la nave comenzará su viaje a Júpiter. Los cochetes químicos se desprenderían en ese momento.
La gravedad de Júpiter pondría la sonda en una nueva trayectoria perpendicular al plano del sistema solar. Además esta gravedad asistida acortaría la órbita de Icarus para que comienza a caer hacia el sol. Un pequeño acelerón aumentaría la órbita para poder acercarse, años más tarde, a la atmósfera del Sol, la corona solar.
Un conjunto de tanques de combustible se desprendería en Júpiter tras un pequeño acelerón. Mientras la sonda se acerca al sol comenzará a acelerar al máximo durante semanas o meses. La sonda tendrá que utilizar parte de su sistema de propulsión para girar hacia el sol al acelerar. La sonda giraría alrededor del sol durante un tiempo mientras continua acelerando. Se desprenderían muchos tanques durante esta etapa. La aceleración no se parará hasta que la sonda alcance la velocidad objetivo.
La sonda continuará acelerando en pequeños tramos en sus camino a la estrella. Esos acelerones contrarrestarán cualquier efecto de otras estrellas y se usarán para hacer pequeñas correcciones. A medida que la sonda se acerca a la estrella hará una maniobra Oberth, acelerando al máximo para dirigirse a la otra estrella. Si es posible, la sonda se frenará lo suficiente como para ser capturada alrededor de la estrella objetivo y extender el tiempo de estudio lo más posible.
Aun no está claro que el equipo vaya a conseguir encontrar la combinación adecuada de tecnologías de propulsión que permitan completa aceleración y frenado hacia la estrella objetivo. Y muchos de los elementos de la misión descritos más arriba podrán ser cambiados por otras opciones mejores.
El equipo Icarus tiene como objetivo perfilar la misión que hará que la humanidad se comunique con otras estrellas.
Una pequeña guerra nuclear podría revertir el Cambio Climático durante años
Fuente: National Geographic
Incluso una guerra nuclear regional podría desatar un enfriamiento global "sin precedentes" y reducir la lluvia durante años, según unos modelos computacionales del Gobierno de EEUU.
A esto seguramente le seguirían hambrunas y enfermedades globales, especulan los autores.
Durante la Guerra Fría se temía una guerra nuclear entre las superpotencias que podría dar lugar a un "invierno nuclear".
En ese escenario cientos de explosiones nucleares provocarían enormes incendios cuyo humo, polvo y cenizas bloquearían el sol durante semanas. Además habría un gran incremento de los niveles de radiación. La mayoría de la población terminaría muriendo de hambre.
Hoy, con EEUU como única superpotencia, el invierno nuclear es poco más que una pesadilla. Sin embargo, la guerra nuclear sigue siendo una amenaza -por ejemplo, entre India y Pakistan.
Para ver qué efectos climáticos tendría un conflicto regional nuclear, los científicos de la NASA y otras instituciones modelaron una guerra con bombas del tipo de la de Hiroshima, equivalente a unas 15.000 toneladas de TNT.
Los investigadores predijeron que los incendios resultantes enviarían poco más de 5 millones de toneladas de carbóno negro a la parte superior de la troposfera, la capa más baja de la atmósfera.
En los modelos de la NASA, este carbono absorbería calor solar y, como un globo de aire caliente, subiría a más altura, donde el hollín tardaría mucho más en dispersarse y limpiar el cielo.
¿Contrarrestar el Calentamiento Global?
El enfriamiento global causado por estas nubes de carbono no sería tan catastrófico como el invierno nuclear provocado por una guerra de superpoderes, pero "los efectos seguirían siendo el mayor cambio climático hasta el momento", explicó Luke Oman en una reunión de la American Association for the Advancement of Science.
La Tierra está ahora mismo en un período largo de calentamiento. Tras una guerra nuclear regional, las temperaturas globales bajarían 1.25 ºC en dos o tres años, según los modelos.
En los trópicos, Europa, Asia y Alaska el enfriamiento sería de 3 a 4 ºC. Por otro lado, partes del Ártico y la Antártida sí que se calentarían un poco debido al viento y los patrones de circulación oceánica, según los investigadores.
Tras diez años, las temperaturas globales aun estarían 0.9 ºC por debajo de la etapa previa a la guerra, según los modelos.
Años sin verano
Durante un tiempo, lo más probable es que la Tierra se convierta en un planeta frío y hambriento.
"Nuestros resultados sugieren que la agricultura se vería muy afectada, sobre todo en las áreas que suelen tener heladas cerca del verano", explicó Oman, del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt.
Todos estos cambios también alterarían los patrones de circulación de la armósfera tropical, reduciendo la precipitación un 10% de forma global de uno a cuatro años, explicaron los científicos. Incluso después de siete años, la precipitación global media sería un 5% más baja que lo que era antes del conflicto.
Además, el investigador Michael Mills, encontró grandes disminuciones de la capa protectora de ozono, llevando a una radiación mucho más ultravioleta y dañando a los habitantes del Planeta.
"Lo más importante de nuestro trabajo", explicó Oman, "es que incluso un conflicto nuclear regional tendría consecuencias globales".
