En el fondo, todas las fuerzas y partículas del universo son la manifestación de una exquisita geometría.

La física moderna comenzó con una amplia unificación: en 1687, Isaac Newton demostró que mezclando las dispares teorías existentes se describía un todo, desde el movimiento planetario a las mareas, todos eran aspectos de una única ley de gravitación universal. Dicha unificación ha jugado un papel central en la física desde entonces. A mediados del siglo XIX, James Clerk Maxwell, descubrió que la electricidad y el magnetismo son dos aspectos del electromagnetismo. Cien años más tarde, se unificó el electromagnetismo con la fuerza nuclear débil que rige la radiactividad, en lo que los físicos llaman la teoría electrodébil [la teoría de la Gran Unificación que supuestamente abarca la fuerza nuclear fuerte, aún no está verificada].

Esta búsqueda de la unificación se debe a consideraciones de orden práctico, filosófico y estético. Cuando tiene éxito, la fusión de las teorías aclara nuestra comprensión del universo y nos lleva a descubrir cosas que, de lo contrario, nunca podríamos haber sospechado. Gran parte de la actividad en la física experimental de partículas hoy día, en aceleradores como el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, cerca de Ginebra, implica una búsqueda de nuevos fenómenos predichos por la teoría de campos unificada. Aparte de predecir nuevos efectos físicos, una teoría unificada proporciona una imagen estéticamente más satisfactoria de cómo funciona nuestro universo. Muchos físicos comparten la intuición de que, a un nivel más profundo, todos los fenómenos físicos coinciden con los patrones de una bella estructura matemática.

-En 2007, el físico A. Garrett Lisi escribió el documento de física teórica del que más se habló aquel año. Desde la revista The New Yorker al magacín Outside, se sintieron atraídos por la historia, en parte debido al estilo de vida surfero de Garret Lisi. Tanto éste como otros continuaron desarrollando la teoría.

-La mayoría de los físicos piensan que, la unificación de la teoría general de la relatividad de Einstein con la teoría cuántica, requiere un cambio radical en nuestra concepción de la realidad. Lisi, en cambio, sostiene que las condiciones geométricas de la moderna física cuántica puede ampliarse hasta incorporar la teoría de Einstein, dando lugar a la tan deseada unificación de la física.

-Incluso si Lisi estuviera equivocado, la teoría E8 ha sido pionera en presentar sorprendentes patrones de física de partículas que cualquier teoría unificada necesitará explicar.

• - Referencia: ScientifcAmerican.com, 29 de noviembre 2010, por Antony Garrett Lisi and James Owen Weatherall
• - Matemáticas E8, en wikipedia.
• - Imagen: De Wikipedia. El zoológico natural de partículas elementales no es una mezcla al azar, sino que posee llamativos patrones e interrelaciones que se pueden representar en un diagrama que, curiosamente, corresponde a uno de los complejos objetos geométricos más conocidos por los matemáticos, el llamado E8.

Después de casi tres semanas, los tres experimentos que estudian las colisiones de iones pesados de plomo en el LHC, acaban dando una nueva perspectiva sobre la materia que habría existido en los primeros instantes de vida del Universo. 

El experimento ALICE, que está optimizado para el estudio de iones pesados, publicó hace unos días dos documentos tras iniciar el recorrido con iones de plomo. Ahora, con la colaboración de ATLAS y CMS tenemos la primera observación directa de un fenómeno conocido como chorro sofocado. De este resultado se informa en un artículo de colaboración de ATLAS, aceptado para su publicación en la revista Physical Review Letters. En breve, el documento de CMS y de todos los experimentos se presentará en un seminario el jueves, 2 de diciembre, en el CERN. La toma de datos con los iones continuará hasta el 6 de diciembre.

"Es impresionante lo rápido que dichos experimentos han llegado a estos resultados, tratando de una física muy compleja", dijo el Director de Investigación del CERN, Sergio Bertolucci. "Los experimentos están compitiendo entre sí por publicar en primer lugar, pero trabajando juntos para montar la imagen completa y cotejarla con los resultados. Es un bello ejemplo de cómo la competencia y la colaboración son características clave en este campo de investigación."

Uno de los objetivos principales del programa de iones de plomo en el CERN es crear materia como habría sido en el nacimiento del Universo. En aquel entonces, la materia ordinaria nuclear, sin la cual nosotros y el universo visible no existiríamos, las condiciones serían muy calientes y turbulentas para que los gluones sujetaran a los quarks dentro de los protones y neutrones, que son los bloques de construcción de los elementos. En cambio, estas partículas elementales vagaban libremente en una especie de plasma de quarks-gluones. No cabe duda que la producción y el estudio del plasma de quarks-gluones aportará importantes conocimientos sobre la evolución de los inicios del universo, la naturaleza de la fuerza fuerte que une a quarks y gluones en los protones, neutrones y, en última instancia, en todos los núcleos de la tabla periódica de los elementos.

Cuando chocan los iones de plomo en el LHC, pueden concentrar la suficientemente energía en un pequeño volumen para producir pequeñas gotas de este estado primordial de la materia, que indica su presencia a través de una amplia gama de señales mensurables. Los documentos de ALICE apuntan a un gran aumento del número de partículas producidas en las colisiones, en comparación con experimentos anteriores, y confirman que el más caliente plasma producido en el LHC se comporta como un líquido de muy baja viscosidad (el fluido perfecto), en consonancia con observaciones anteriores del colisionador RHIC de Brookhaven. En su conjunto, estos resultados ya han descartado algunas teorías acerca de cómo se comportaba el Universo primordial.

"Con las colisiones nucleares, el LHC se ha convertido en una fantástica máquina del Big Bang", señaló Jürgen Schukraft, portavoz de ALICE. "En algunos aspectos, la materia de quarks-gluones parece familiar, como el líquido ideal visto en el RHIC, pero también estamos empezando a ver atisbos de algo nuevo." 

Los experimentos ATLAS y CMS juegan con la fuerza de sus detectores, ya que ambos tienen una enorme capacidad de medición de energía hermética. Esto les permite medir los chorros de partículas que surgen de las colisiones. Estos chorros se forman como los constituyentes básicos de la materia nuclear, los quarks y los gluones, alejándose del punto de colisión. En las colisiones de protones, los chorros suelen aparecer en parejas, emergiendo uno tras otro. Sin embargo, en las colisiones de iones pesados, los chorros interactúan entre las tumultuosas condiciones de un medio denso y caliente. Esto conduce a una señal muy característica, conocida como el chorro sofocado, en el que la energía de los chorros se ven severamente degradada, lo que indica que las interacciones con el medio es más intenso de lo que se haya visto antes. El chorro sofocado es una poderosa herramienta para estudiar el comportamiento del plasma en detalle.

"El ATLAS es el primer experimento en informar de la observación directa de un chorro sofocado", comentó Fabiola Gianottie, portavoz de ATLAS. "La excelente capacidad de ATLAS para concretar la energía de un chorro nos permitió observar un notable desequilibrio en las energías de los pares de chorros, donde un de ellos es casi completamente absorbido por el medio. Es un muy interesante resultado fruto de esta colaboración, obtenido en un tiempo muy corto, gracias en particular a la dedicación y el entusiasmo de estos jóvenes científicos."

"Esta increíble búsqueda, aunque sea a escala microscópica, de las condiciones y el estado de la materia que existió en los albores del tiempo", decía el portavoz de CMS, Guido Tonelli, "apareció en nuestros datos, desde los primeros días, los chorros sofocados de las colisiones de iones de plomo, mientras que otras llamativas características, como la observación de las partículas Z, nunca se han visto antes en las colisiones de iones pesados, están en investigación. El reto ahora es reunir todos los estudios que puedan conducirnos a una mejor comprensión de las propiedades de este nuevo y extraordinario estado de la materia."

Las mediciones del ATLAS y CMS anuncian una nueva era en el uso de los chorros para investigar el plasma de quarks-gluones. El futuro del chorro sofocado y de otras medidas de los tres experimentos del LHC proporcionará información de gran alcance, dentro de las propiedades del plasma primordial y las interacciones entre los quarks y los gluones.

Con la toma de datos continuada durante una semana más, el LHC ya habrá entregado la cantidad programada de datos para el año 2010, se está a la espera de seguir analizando los datos, lo que contribuirá seguramente a la aparición de un modelo más completo del plasma de quarks-gluones, y por ende, sobre el Universo primitivo.

• - Referencia: AlphaGalileo.org, 26 de noviembre 2010
• - Fuente: CERN. Noticia .
• - Imagen 1: CERN-EX-1011252 tirage 04. Eventos registrados por el experimento ALICE.
• - Imagen 2: CERN-EX-04 1011310 . Pantalla de sucesos de un evento grabado por ATLAS.

La socio-economía, el capital natural y otras nociones, demuestran ser insuficientes cuando una y otra vez los investigadores y economistas intentan cuantificar el grado de sostenibilidad. Pero, ¿y si el consumo de recursos por parte de una sociedad o cualquier otro sistema complejo se considerara simplemente como un flujo de exergía, el trabajo útil que puede hacer un sistema? 

Cuando lo vieron de esta manera, el concepto de sostenibilidad se convertía en una cuestión de termodinámica, donde se podían calcular los umbrales por arriba o por abajo que un sistema puede consumir, ya sea "demasiado" o "muy poco", respectivamente, y así saber si está en un estado de equilibrio auto-preservado.

Enrico Sciubba, del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Universidad La Sapienza de Roma, y el físico Federico Zullo, de la Universidad Tre de Roma, en Italia, han desarrollado un modelo termodinámico simplificado de sostenibilidad. Describen los detalles de su modelo en la International Journal of Exergy. El modelo es una aproximación de cómo se comportan los sistemas complejos, ya sean económicos o ecológicos, bajo condiciones diferentes, además de proporcionar los fundamentos para la construcción de una representación más sofisticada, y utilizarse para determinar si un sistema puede existir en un estado sostenible.

El punto de partida de este enfoque es fijarse en una sola población, con un sistema que utiliza una reserva de recursos no renovables, de energía y materiales, y así sucesivamente. La tasa de exergía, es decir, la cantidad total de energía "utilizada" por la población por unidad de tiempo, se usa entonces para construir un conjunto de ecuaciones termodinámicas del modelo de las tasas de natalidad y mortalidad de la población y de la utilización de recursos.

El modelo pasa por alto los aspectos sociales, éticos, políticos y médicos que explican los autores del trabajo de investigación. No obstante, para que dichos aspectos de cualquier sistema sean sostenibles, el flujo de recursos, de entradas y salidas, deben ser en primer lugar también sostenibles, de lo contrario el sistema no alcanzará el equilibrio. El procesamiento de datos numéricos del modelo termodinámico nos lleva a algunas conclusiones obvias.

"El papel desempeñado por la tasa de consumo de recursos de nuestro modelo está claro: un cambio en un ecosistema significa un cambio en la cantidad de recursos exergéticos a disposición de la población", explica el equipo. "Esto se refleja en una variación de las "fuentes" del modelo. El límite de sostenibilidad es superado por un sistema, o sociedad, si está prosperando únicamente en productos no renovables, y el límite de una sociedad basada en energías renovables se demuestra que depende tanto de la cantidad de recursos renovables que una población es capaz de explotar como de su tasa de consumo."

Sin embargo, aunque las conclusiones puedan parecer obvias, el proporcionar una base matemática para tales conclusiones abre la posibilidad para determinar qué aspectos de un sistema afectan a la sostenibilidad de la mayoría, y de esta forma permitiría a los responsables políticos poder centrarse sólo en los factores importantes y no perderse en los triviales.

• - Referencia: AlphaGalileo.org, 26 de noviembre 2010
• - Fuente: Inderscience.
• - Artículo original: "Is sustainability a thermodynamic concept?", Enrico Sciubba and Federico Zullo . in Int. en Int. J. Exergy, 2011, 8, 68-85

¿Podría el espacio tener dimensiones más allá de las tres que todos conocemos? [mención aparte de una cuarta: el espacio-tiempo]. Algunas teorías de la física de partículas especulan que tal vez, aunque estas dimensiones se replieguen en círculos tan pequeños que, probablemente, hayan de ser investigadas sólo en las colisiones de partículas de alta energía. 

Sin embargo, ahora, un teórico sugiere que, al menos en principio, la hipótesis de que estas dimensiones podrían revelarse de otra sutil manera. Si hay dimensiones extras, entonces la gravedad del agujero negro del centro de nuestra galaxia podría iluminarse por las imágenes de las estrellas que están más allá de él. Otros, sin embargo, ven problemas en la forma de plantear el sistema.

La idea se basa en dos supuestos. El primero de ellos es que el espacio tiene dimensiones extra. Esto es la tesis central de la teoría de cuerdas, que postula que cada bit de materia es en realidad una cuerda infinitesimal que vibra de una u otra forma. Según la teoría de cuerdas, el espacio tiene seis dimensiones extra que no vemos, porque están replegadas y enredadas en escalas de longitud muy pequeñas.

El segundo supuesto es la curvatura del espacio por un agujero negro. Según la teoría de la gravedad de Einstein, la materia deforma el espacio-tiempo. Esta deformación cambia las rutas que los objetos siguen en su caída libre, haciendo, por ejemplo, que los planetas orbiten alrededor del sol, que de otra manera, viajarían a una velocidad constante en línea recta por el espacio, en otras palabras, creando lo que conocemos como gravedad.

En la teoría de Einstein, el espacio-tiempo deformado afecta incluso a la luz. Cuando la luz de una estrella pasa cerca de una galaxia, por ejemplo, dobla su camino, cambiando el lugar donde la estrella aparece en el cielo, en un efecto llamado de lente gravitacional. Si una estrella se encuentra justo detrás de una lente gravitacional, como un agujero negro, el efecto puede producir múltiples imágenes de una estrella o incluso el denominado anillo de Einstein que rodea la lente. Igual que en un telescopio, las lentes gravitacionales también hacen que las estrellas parezcan más grandes y brillantes.

Ahora, el físico Amitai Bin-Nun, de la Universidad de Pennsylvania, afirma que la lente gravitacional alrededor de Sagitario A*, se trata de un agujero negro supermasivo que parece estar en el centro de la Vía Láctea, y podría proporcionar la vía para buscar de dimensiones extra. En una recreación del escenario de dimensiones extra, la gravedad resulta mucho más fuerte cerca del agujero negro de lo que sería sin tales dimensiones, de manera que las imágenes de las estrellas aparecen más grandes y brillantes de lo que serían de otro modo. Bin-Nun, ha utilizado simulaciones numéricas para demostrar que en un mundo con dimensiones extra, comparado con otro sin ellas, la estrella conocida como S2 podría ser hasta un 44% más brillante cuando alcance su máximo brillo en el año 2018. Si S2 fuera así de brillante, podría ser una evidencia de las dimensiones extra, o al menos, de que nuestra comprensión de la gravedad debe ser modificada.

Bin-Nun sostiene que el método, publicado en Physical Review D, podría ser una buena forma de probar las propiedades de un agujero negro, aun reconociendo los problemas teóricos y prácticos. El uso de la lente gravitacional para buscar las dimensiones extra depende de que el telescopio sea capaz de ver un objeto, apenas visible, en el centro de la galaxia, algo que puede ser poco práctico dada la tecnología actual. No obstante, si los astrofísicos observan ese brillo, Bin-Nun predice que, podría ser la señal de que algunas de esas dimensiones extra se repliegan con la holgura suficiente para tener un efecto detectable.

El físico Abraham Loeb, de la Universidad de Harvard, señala que, "en general, es una buena idea para poner a prueba las modificaciones de la gravedad". Pero según la hipótesis de Bin-Nun, va a ser algo difícil de validar y que de las observaciones de las órbitas de los planetas en nuestro sistema solar pueden ya descartarse cambios tan grandes en la fuerza de la gravedad. Por otra parte, Loeb dice, si un agujero negro está girando, produciría efectos que fácilmente pueden confundirse con las predicciones de Bin-Nun.

• - Referencia: Science.org, 24 de noviembre de 2010, por Nathan Collins

El modelo de geometría del universo confirma la energía oscura y la constante cosmológica de Einstein, y lo que el mismo Einstein calificó como su peor error, los científicos comprueban ahora que ayuda a explicar el universo.

En 1917, Albert Einstein introduce un término llamado constante cosmológica en su teoría de la relatividad general, para obligar a las ecuaciones a predecir un universo estacionario, en consonancia con el pensamiento de la física de su tiempo. Cuando quedó claro que el universo no era estático, sino que, por el contrario, se expandía, Einstein abandonó la constante, declarando que fue el "mayor error" de su vida.

Pero, últimamente, los científicos han revivido constante cosmológica de Einstein (representada por la letra griega lambda), para explicar una misteriosa fuerza llamada energía oscura que parece contrarrestar la gravedad, haciendo que el universo se expanda a un ritmo acelerado.

El nuevo estudio declara que la constante cosmológica es la que mejor se adapta a la energía oscura, ofreciendo una estimación precisa y exacta de su valor, dijeron los investigadores. El hallazgo proviene de una medida de la geometría del universo que sugiere que nuestro universo es plano, en lugar de esférico o curvo.

La Geometría del universo

Los físicos Christian Marinoni y Adeline Buzzi, de la Universidad de Provence en Francia, encontraron una nueva forma de probar el modelo de energía oscura, completamente independiente de los estudios anteriores. Su método se basa en las observaciones de pares de galaxias distantes y midiendo la curvatura del espacio.

"El aspecto más interesante de este trabajo es que no hay datos externos que los conecte", señaló Marinoni, es decir, que sus resultados no dependen de otros cálculos que puedan estropearlo.

Los investigadores probaron la energía oscura estudiando de la geometría del universo. La forma del espacio depende de lo que hay en él, que fue una de las revelaciones de la relatividad general de Einstein, la cual demostró que la masa y la energía (dos caras de una misma moneda) curvan el espacio-tiempo con su fuerza gravitatoria.

Marinoni y Buzzi, a través de la medición de su forma, calcularon el contenido del universo, o sea, la cantidad de masa y energía que contiene, incluyendo la energía oscura.

Había tres opciones principales. La física dice que el universo puede ser liso, como un plano, esférico como un globo, o hiperbólicamente curvado, como una silla de montar. En estudios previos ha salido favorecido el modelo de universo plano, y este nuevo cálculo está de acuerdo con ello.

El universo plano

La geometría del espacio-tiempo puede distorsionar las estructuras dentro de ella. Los investigadores estudiaron los pares de galaxias distantes orbitando entre sí, para evidenciar la distorsión, y usaron la magnitud de esta distorsión como criterio para trazar la forma del espacio-tiempo.

Para descubrir cuánta distorsión provocaban los pares de galaxias, los investigadores midieron la cantidad de luz de cada una de las galaxias en su desplazamiento al rojo, es decir, el corrimiento hacia el extremo rojo del espectro visual, a través de un proceso llamado efecto Doppler, que afecta a la luz y a las ondas de sonido en movimiento .

Las medidas de corrimiento al rojo ofrecieron la manera de trazar la orientación y la posición de los pares de galaxias en órbita. El resultado de estos cálculos apuntaban hacia un universo plano. Marinoni y Buzzi han detallado sus hallazgos en la edición de 25 de noviembre de la revista Nature.

Comprendiendo la energía oscura

Al proporcionar más evidencias sobre un universo plano, estos hallazgos refuerzan el modelo de la constante cosmológica.

"Tenemos en este momento la mayor cantidad de mediciones precisas de lambda que una técnica puede dar", dijo Marinoni. "Nuestros datos apuntan hacia una constante cosmológica porque nuestras mediciones del valor de lambda están cerca de menos uno, que es el valor esperado si la energía oscura fuese la constante cosmológica."

Por desgracia, a sabiendas de que la constante cosmológica es la mejor explicación matemática de cómo la energía oscura está expandiendo nuestro universo, esto no ayuda mucho a comprender el por qué de su existencia.

"Muchos cosmólogos consideran que la determinación de la naturaleza de la energía oscura y la materia oscura como la cuestión científica más importante de la década", comentaba Alan Heavens, de la Universidad de Edimburgo, Escocia, en un ensayo que acompaña el mismo número de Nature. "Nuestra imagen del universo consiste en ir colocando a una serie de piezas evidenciales, por lo que la técnica novedosa de Buzzi y Marinoni resulta atractiva para probar el modelo cosmológico, ya que al menos, proporciona una medida directa y simple de la geometría de la universo."

• - Referencia: LiveScience.com, 24 de noviembre 2010, por Clara Moskowitz .
• - Fuente: Space.com .- Imagen: Discovery Channel.

Imagínese dando un paseo de medianoche, y su ruta esté iluminada por filas y filas de árboles luminosos de color azul fantasmal. Si fructifica el trabajo de un equipo de estudiantes de la Universidad de Cambridge, los árboles bioluminiscentes algún día podrían estar dando a nuestras calles esa mirada de ensueño. Los estudiantes han dado el primer paso por este camino, mediante el desarrollo de herramientas genéticas que permiten que puedan ser fácilmente transferidos a un organismo los rasgos de la bioluminiscencia.

La naturaleza está llena de criaturas que brillan en la oscuridad, pero su brillo es endeble, demasiado débil para leer. Para obtener esta luz, el equipo, que participó en la International Genetically Engineered Machines competition (iGEM), modificó el material genético de las luciérnagas y la bacteria marina luminiscente Vibrio fischeri impulsando la producción y actividad de las enzimas que producen luz. Luego hicieron otras modificaciones para crear componentes genéticos o "BioBricks" que pueden ser insertados en un genoma.

El equipo logró producir una gama de colores, colocando estos genes en la bacteria Escherichia coli. Y comprobaron que con el volumen de cultivo bacteriano del tamaño de una botella de vino se emitía luz suficiente para leer.

"No terminamos haciendo árboles bioluminiscentes, que fue la inspiración del proyecto", comentaba Theo Sanderson, un miembro del equipo estudiante de genética. "Pero decidimos hacer un conjunto de partes que permitan a futuros investigadores el uso de la bioluminiscencia de manera más eficaz." El equipo presentó sus conclusiones a principios de este mes en el iGEM Jamboree, que se celebró en el Massachusetts Institute of Technology.

Un importante obstáculo para aprovechar la bioluminiscencia es que el proceso se basa en una tipo de compuestos llamados luciferinas. Éstas emiten la luz y luego se convierten en oxiluciferina, que ya no producen luz. Para contrarrestar esto, el equipo de Cambridge idearon los BioBricks de tal manera, que permitieran a los organismos producir enzimas que reciclaran la oxiluciferina.

Las plantas bioluminiscentes podrían ayudar especialmente a las personas cuyos hogares no están conectados a la red eléctrica. Estas luces vivientes no tienen piezas frágiles y se crearían nuevas luces nuevas conforme vayan creciendo. El equipo calcula que un árbol bioluminiscente puede competir con una luz de la calle, y solamente el 0,02% de la energía absorbida por la fotosíntesis sería desviada para la producción de luz.

• - Referencia: NewScientist.com, 25 de noviembre 2010 por Frank Swain
• - Imagen: Panellus stipticus se denomina a un hongo que tiene las características de ser luminiscente. Crédito: Wikipedia.

Desde Amnistía Internacional me envían esta nota, dando a conocer y donde poder denunciar la situación de desamparo de las niñas violadas en Nicaragua, y la impunidad social y gubernamental que tienen sus agresores:

Laura (nombre ficticio) fue violada repetidamente por su padre y, a los 14 años, quedó embarazada:

“Yo sólo era llorar, esto era la sola cosa que me sostenía, llorar. Toda la gente me criticaban que yo era una cualquiera por haberme acostado con mi papá, que era una sinvergüenza que quería quitar el marido de mi mamá. Aun mis profesores me criticaban […]. Mis hermanos... [...] me corrieron de la casa. Ellos no me hablan”.

Por desgracia, su historia no es única en Nicaragua, un país lleno de infancias robadas por la violencia sexual. Entre 1998 y 2008, se presentaron 14.377 denuncias por violación. De esas, la mayoría las pusieron niñas que habían sido agredidas por sus tíos, primos, padrastros, padres, abuelos...

Muchas de las niñas fueron rechazadas por sus familias y comunidades, amenazadas por sus agresores, obligadas a seguir adelante con un embarazo, desatendidas por policías, fiscales y tribunales... Y por eso, muchas mantuvieron su drama en secreto. Otras, como Laura, rompieron el silencio para luchar por sus derechos.

Todas esas niñas cuentan con tu apoyo para conseguir que su Gobierno las proteja. Te costará sólo dos minutos firmar esta petición e invitar a tus amigas y amigos a que también lo hagan. Con un pequeño gesto tuyo podemos mejorar el futuro de miles de niñas y niños en todo el mundo.

- Ref. e imagen: Amnistía Internacional .

Los físicos han creado un nuevo tipo de luz con los fotones enfriados dentro de un estado de burbuja.

Al igual que los sólidos, líquidos y gases, esta condición, descubierta recientemente, representa un estado de la materia. El denominado condensado de Bose-Einstein, fue creado en 1995 con los átomos superenfriados de un gas, pero los científicos pensaban que no se podía hacer con los fotones, las unidades básicas de la luz.  Sin embargo, los físicos Jan Klars,  Julian Schmitt, Frank Vewinger y Martin Weitz, de la Universidad de Bonn, en Alemania, informaron que han podido llevarlo a cabo. Han llamado a estas nuevas partículas "super fotones".

Las partículas del tradicional condensado Bose-Einstein se enfrían cerca del cero absoluto, hasta que su brillo se confunde con los demás y no se pueden distinguir, actuando como partículas gigantes. Los expertos creen que los fotones no podrían alcanzar este estado, porque parecía imposible enfriar la luz mientras era concentrada a un mismo tiempo. Dado a que los fotones son partículas sin masa, simplemente son absorbidos por su entorno y desaparecen, algo que suele ocurrir cuando se enfrían.

De ahí que los científicos necesiten encontrar la manera de enfriar los fotones sin disminuir su número. "Muchos pensaban que no sería posible, pero yo estaba bastante seguro de que iba a funcionar", comentó Weitz.

Para atrapar a los fotones, los investigadores concibieron un recipiente hecho de espejos colocados muy próximos entre sí, a una millonésima de un metro (1 micra) de separación. Entre los espejos colocaron moléculas tintadas, básicamente, pequeñísimos trozos de pigmento de color. Cuando los fotones chocan con estas moléculas, son absorbidos y luego re-emitidos.

Los espejos atrapan los fotones al mantenerlos rebotando en un estado confinado. Durante el proceso, los fotones intercambian energía térmica cada vez que chocan con una molécula tintada, y con el tiempo se van enfriando hasta una temperatura ambiente. Mientras que la temperatura ambiente esté cerca del cero absoluto, resulta lo suficientemente fría para que los fotones se unan en un condensado de Bose-Einstein.

"Que la temperatura sea lo suficientemente fría para iniciar la condensación depende de la densidad de las partículas", comentó Klars. "Los gases atómicos ultra-fríos están muy diluidos y, por tanto, condensan a temperaturas muy bajas. Nuestro fotón de gas tiene una densidad mil millones de veces superior, con lo que podemos lograr la condensación a temperatura ambiente."

Estos hallazgos son detallados por los investigadores en la edición de noviembre de la revista Nature. El físico James Anglin, de la Universidad Técnica de Kaiserslautern, Alemania, que no participó en el proyecto, ha marcado el experimento como una ‘hazaña’, en un ensayo que se acompaña en el mismo número de Nature.

En efecto, al conseguir que los fotones se condensen en dicho estado, origina que se comporten más como partículas de materia ordinaria. También mostraron la capacidad de los fotones, y de hecho de todas las partículas, para comportarse tanto como partícula o como onda, una de las más desconcertantes revelaciones de la física cuántica moderna .

"La física que subyace en la condensación de Bose-Einstein, es la transición del comportamiento como partícula en altas temperaturas al comportamiento como onda a bajas temperaturas", observó Klars. "Esto es igual de cierto para los gases atómicos como para los fotónicos."

Los mismos investigadores dijeron que, el trabajo podría tener aplicaciones para crear nuevos tipos de láseres que generen una onda muy corta de luz en las  bandas de UV o de rayos X.

Eso, obviamente, nos llevará algunos años, señaló Wietz.

• - Referencia: LiveScience.com, 24 de noviembre 2010, por Clara Moskowitz
• - Imagen: Ilustración de un "super-fotón", creado cuando los físicos convierten los fotones de luz a un estado de la materia llamado condensado de Bose-Einstein. Crédito: Jan Klaers, de la Universidad de Bonn.

Investigadores europeos del Gran Colisionador de Hadrones del CERN, dicen que los experimentos muestran que el universo primitivo no sólo era muy caliente y denso, sino que se comportaba como un líquido caliente.

Al destruirse los núcleos de plomo junto a las altas energías se generaron ‘bolas de fuego’ [fireballs] muy caliente y denso, recreando las condiciones que existieron en el primeros microsegundos después del Big Bang.

Los científicos apuntan que en estos mini Big Bangs se generan temperaturas de más de 10 billones de grados.

A estas temperaturas, la materia normal se espera que se funda en una exótica "sopa" primordial conocida como plasma de quarks-gluones. Los científicos prefieren la palabra ‘fusión’.

"Estos primeros resultados parecen sugerir que el universo se comportaría como un super-líquido caliente, inmediatamente después del Big Bang", comenta David Evans, de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Birmingham, en el Reino Unido.

Esto contradice los modelos de la física teórica que predicen que el plasma de quark-gluón creado por estas energías se comportaría como un gas.

• - Referencia: UPI.com, 24 de noviembre 2010

La Academia de Ciencias de New York, en colaboración con la Fundación Nour, presentará el evento público, "Ser o no ser: el yo como ilusión" [To Be or Not to Be: The Self as Illusion] el martes, 7 de diciembre, a las 18:00 horas.

Los reconocidos filósofos Thomas Metzinger y Evan Thompson, junto con el cardiólogo y experto en experiencias cercanas a la muerte, Pim van Lommel, van a examinar la reciente evolución de la neurociencia y la filosofía para tratar de aclarar sobre si nuestra experiencia consciente de un ‘yo’ unificado es realidad o ilusión. Krista Tippett, creador y anfitrión de Public Radio's Being servirá de moderador de la noche.

Este evento es el primero de una serie de seis partes de conversaciones interdisciplinarias sobre la identidad, la conciencia y conocimiento de sí mismo, que examinen la cuestión "¿Qué es el Yo?" Estas conversaciones sobre la identidad y la conciencia se llevarán a cabo desde diciembre de 2010 hasta mayo de 2011, y reunirán a expertos de las ciencias y las humanidades, para ofrecer una visión objetiva de la noción de evolución, construcción y la experiencia del yo, sin perder de vista el valor subjetivo que hace de estos asuntos parte integral de cada uno de nosotros.

"El objetivo es proporcionar un discurso interdisciplinario del significado y la experiencia del Yo, desde la perspectiva de la ciencia contemporánea y de las humanidades", comentó Sonya Dougal, directora del programa de esta serie.

Un variado conjunto de eruditos como filósofos, científicos cognitivos, físicos, historiadores, biólogos evolutivos, neurobiólogos, psicólogos, sociólogos y teólogos de las universidades de todo el mundo participarán en esta serie de conversaciones interdisciplinarias.

Además de Krista Tippett, entre los anfitriones del evento y moderadores se incluyen el periodista de radio Steve Paulson, la editora de Newsweek, Lisa Miller, el jefe de Neuroendocrinología y conducta del Instituto Nacional de Salud Mental, Esther Sternberg, el profesor de Filosofía Robert Hanna, de la Universidad de Colorado, y Alex Voorhoeve, profesor de la Escuela de Economía de Londres.

Entre los oradores de la serie se incluyen los distinguidos filósofos Thomas Metzinger, Evan Thompson, Owen Flanagan, Raymond Martin, Simon Critchley, Shaun Gallagher, Elie During, y David Jopling; el especialista en ética de Harvard, Frances Kamm, Norbert Wiley sociólogo, los psicólogos Paul Bloom, Roy Baumeister y Tim Wilson, los teólogos John Haught y Nancey Murphy; Ken Miller biólogo evolutivo, el historiador Gerald Izenberg, el cardiólogo holandés Pim van Lommel y el físico y profesor de humanidades VV Raman.

• - Referencia: MedicalNewsToday.com .
• - Fuente: Adrienne Burke .New York Academy of Sciences.
• - Todos los eventos tendrán lugar en New York Academy of Sciences, 7 World Trade Center, 250 Greenwich St., 40th floor, New York, NY.

La antigua mitología de dragones da testimonio de la aprehensión casi irracional que la humanidad ha sentido hacia las serpientes, y más si esas serpientes son capaces de ir por el aire. Esta capacidad de los reptiles voladores atemoriza incluso a los más duros corazones humanos que tiene el Pentágono, muy interesados en cómo estas serpientes realizan sus acrobacias aéreas.

Las serpientes que provienen, principalmente, del sudeste asiático y la India, son del género Chrysopelea, son objeto de intenso estudio por John Socha, investigador de Virginia Tech, con el respaldo de DARPA, el brazo investigador del Departamento de Defensa. DARPA, naturalmente, tampoco dice cuáles son sus intereses por las serpientes que vuelan, pero sus dólares están ayudando a Socha a crear reconstrucciones en 3D con su biología y física implicada, esta investigación se publica en la revista Bioinspiration y Biometría.

Pero ¿Cómo se apañan las serpientes para volar? Bueno, en realidad no vuelan, sino que se dejan caer intencionadamente. Ellas suben a las cimas de los árboles más altos, a unos 70 metros, y luego dan un salto al vacío. Su método para convertir sus formas alargadas en vehículos aerodinámicos es bastante sorprendente, tanto que les permite viajar unos 240 metros lateralmente, a medida que descienden. Al principio de la caida cogen velocidad, después, comienzan una extraña danza aérea que, prácticamente, convierte su cuerpo en una alargada ala. Algunas de ellas, revolviéndose, pueden lograr girar en pleno aire.





En este vídeo de YouTube puede verse el movimiento fluido que ejecutan las serpientes y su aparente habilidad para engañar a la gravedad.

• - Referencia: Sott.net, 23 de noviembre 2010, Clay Dillow
• - Imagen: Chrysopelea paradisi, crédito Jake Socha

Se ha descubierto un extraño gusano con 10 tentáculos como los calamares, es uno de una serie de extraños descubrimientos que los científicos esperan encontrar en los vastos espacios, en gran parte sin explorar, del océano profundo.

La nueva anatomía y el análisis genético del gusano-calamar, Teuthidodrilus samae, ha revelado que es un gusano segmentado, un anélido, como una lombriz de tierra. Pero de aspecto mucho más extraño.

El cuerpo de este aplanado y viscoso se acerca a los 9 cm. de largo. Cuenta con 25 pares o más de remos blancos translúcidos dispuestos a los lados, para la natación, y hasta 10 frágiles apéndices, como tentáculos, en su cabeza que son de la misma longitud de su cuerpo o más.

La criatura no tiene ojos, explicó la investigadora Karen Osborn, bióloga marina de Scripps Institution of Oceanography en La Jolla, California, para moverse por su entorno confía en unos órganos volantes sobre su cabeza para oler, y unas especies de estructuras en las puntas de sus apéndices especializados para tocar u oler.

Fue descubierto en 2007 mediante un robot submarino por control remoto, explorando las aguas profundas del Mar de Célebes. Este punto caliente de diversidad se encuentra entre Filipinas e Indonesia.

Las aguas profundas del océano son el hábitat más grande para la vida en la Tierra, pero también lo menos explorado. Sus profundidades son un formidable desafío debido por su lejanía, vastedad y la enorme presión hasta el aplastamiento.

Los científicos saben muy poco sobre esas criaturas que nadan libremente de las profundidades, ya que son bastante difíciles de capturar sin dañar a los animales o las artes de pesca utilizadas para capturarlos. Para recoger el susodicho gusano, los investigadores utilizaron tanto un dispositivo que absorbe suavemente al animal en un cubo y con un robot, hábilmente maniobrado, lo sacaba y llevaba a grandes recipientes abiertos. Se atraparon siete especímenes, aproximadamente entre 2 y 3 km. bajo de la superficie del océano y, después fotografiarlos vivos, los subieron a la superficie conservados en una solución de formaldehído.

Basándose en su contenido intestinal y los vídeos, los investigadores sospechan que los gusanos-calamares se alimentan de "nieve marina" (el detritus de las capas superiores del océano que cae hacia abajo como una lluvia, como plancton hundido), “materia fecal, animales muertos, desechos varios", señaló Osborn. "No es precisamente el alimento más atractivo."

El gusano-calamar difiere radicalmente de todos los gusanos conocidos. Es un poliqueto, un tipo de anélido espinoso que se encuentra generalmente en ambientes marinos, y parece un eslabón perdido entre los poliquetos bentónicos que viven en el fondo marino y los pelágicos de mucho más arriba.

Aunque sólo se conoce una especie de gusano-calamar hasta la fecha, los científicos esperan que pronto se descubran más especies. También suponen que fue descubierta una especie relacionada por un sumergible en la costa oeste de la India en 2004, a una profundidad aproximada de unos 1.000 metros.

Osborn y sus colegas detallaron sus hallazgos en la revista Biology Letters .

• - Referencia: Physorg.com, 23 de noviembre 2010 por Charles P. Choi
• - imagen: LP Madin / WHOI

Han construido un dispositivo robótico en Nuevo México que ayuda a analizar cómo vuelan las aves. Los colibríes son los animales más grandes del mundo que logran un vuelo en suspensión casi perfecto; pero ¿cómo lo consiguen con ráfagas de viento?

Un equipo formado por investigadores de la New Mexico State University, de Los Alamos National Laboratory, la Universidad Técnica de Eindhoven y el Continuum Dynamics Inc., han construido las alas de un colibrí robótico para descubrir la respuesta, lo describieron en la reunión en Long Beach, CA, de la American Physical Society Division of Fluid Dynamics (DFD ).

Los colibríes no vuelan como los otros pájaros, aleteando arriba y abajo, explicó BJ Balakumar, del Laboratorio de Fluidos Extremos en Los Alamos National Laboratory. Las alas del colibrí dibujan el patrón de un ocho, para producir un impulso tanto en su vuelo descendente como ascendente. Para alcanzar la elevación adicional que necesitan para lograr la suspensión en el aire, crean un vórtice con el borde de ataque de sus alas.

Estos vórtices son en sí mismos inestables. "No obstante, las aves son muy listas", observó Balakumar. "Sus alas crean el vórtice con un alto ángulo de ataque en la bajada. Entonces, baten sus alas en derredor en sentido ascendente, a fin de despejar un vórtice y crear otro al otro lado de sus alas, manejando el proceso de cerca para mantener alto el impulso de elevación."

Una ráfaga de viento podría detener estos vórtices de las alas; sin embargo, los colibríes reajustan continuamente los ángulos de sus alas para mantener en alto el impulso de elevación.

Las alas robóticas de los investigadores intentarán replicar esta hazaña en condiciones de viento racheado. Tienen la esperanza de identificar los robustos algoritmos que permitan la creación de ornitópteros estables, que funcionen de forma fiable en condiciones de vida reales, para la vigilancia y otras aplicaciones.

• - Referencia: Eurekalert!.org, 21 de noviembre 2010, Jason Socrates Bardi
• - Presentación: "Effect of gust on flow patterns around a robotic hummingbird wing" is at 8:39 am on Sunday, November 21, 2010 in the Hyatt Regency Long Beach Room: Regency D. Resumen: http://meetings.aps.org/Meeting/DFD10/Event/132368 .
• - Imagen: New Mexico State University.

Por primera vez, no hay necesidad de fijar químicamente, tintar o cortar las células, a fin de estudiarlas. Se congelan rápidamente las células vivas enteras y son estudiadas en su medio ambiente natural. El nuevo método ofrece una imagen inmediata en 3-D, cerrando así una brecha en las técnicas convencionales al microscopio.

El nuevo microscopio ofrece una imagen de alta resolución en 3D de toda la célula de una sola vez. Esto es un avance sobre microscopía electrónica, en el que una imagen en 3-D debe ser montada desde otras muchas secciones. Esto puede retardar semanas para que se obtenga la imagen de una sola célula. Además, la célula no tendrá que ser etiquetada con tintes, a diferencia de la microscopía fluorescente, donde sólo las estructuras etiquetadas se hacen visibles. El nuevo microscopio de rayos X, aprovecha el contraste natural entre la materia orgánica y agua para formar una imagen de todas las estructuras celulares. El Dr. Gerd Schneider y su equipo de microscopía del Soft Matter and Functional Materials, han publicado su desarrollo en la revista Nature Methods (DOI: 10.1038/nmeth.1533).

Con la alta resolución obtenida por su microscopio, los investigadores, en colaboración con sus colegas del Instituto Nacional del Cáncer de EE.UU., han reconstruido las células del adenocarcinoma de un ratón en tres dimensiones. Hasta el más pequeño de los detalles se hacía visible: la doble membrana del núcleo celular, los poros nucleares de la envoltura nuclear, los canales de la membrana del núcleo, numerosas invaginaciones de la membrana mitocondrial interna y las inclusiones en los orgánulos celulares, como los lisosomas. Esta perspectiva es crucial para el esclarecimiento de los procesos internos celulares, por ejemplo, para saber cómo los virus o las nanopartículas penetran en las células o en el núcleo.

Esta es la primera vez que la llamada ultraestructura celular ha sido fotografiada con rayos X a tal precisión, hasta los 30 nanómetros. Diez nanómetros son casi una diez milésima parte del grosor de un cabello humano. Una ultraestructura es la estructura detallada de una muestra biológica tan pequeña como para ser vista por un microscopio óptico.

Los investigadores lograron esta alta resolución 3-D mediante la iluminación de estas pequeñas estructuras del objeto congelado-hidratado, con luz parcialmente coherente. Dicha luz la genera BESSY II, el sincrotrón de HZB. La coherencia parcial es una propiedad de dos ondas cuya fase relativa sufre fluctuaciones aleatorias que no llegan a ser suficientes para crear una onda completamente incoherente. La iluminación con luz coherente parcial genera un alto contraste en los pequeños detalles de un objeto, en comparación con iluminación incoherente. Combinando este enfoque con una lente de alta resolución, los investigadores pudieron visualizar las ultraestructuras celulares en un contraste hasta ahora no alcanzado.

El nuevo microscopio de rayos X, también permite un mayor espacio alrededor de la muestra, lo que conlleva a una mejorada visión espacial. Este espacio ha estado siempre muy limitado por la iluminación de la muestra. Esta necesidad de una luz de rayos-X monocromática fue creada usando un grid radial y, desde esta misma luz, un diafragma que selecciona el rango de longitudes de onda deseada. El diafragma tenía que colocarse tan cerca de la muestra que casi no había espacio para girar la muestra. Los investigadores modificaron esta configuración: la luz monocromática era recogida por un nuevo tipo de condensador capaz de iluminar directamente el objeto, así que el diafragma ya no era necesario. Esto permite girar la muestra hasta 158 grados y ser observada en tres dimensiones. Todo ello nos ofrece una nueva herramienta para la biología estructural y la mejor comprensión de la estructura celular.

• - Referencia: EurekAlert!.org, 19 de noviembre 2010, Dr. Gerd Schneider
• - Fuente: Helmholtz Association of German Research Centres .
• - Imagen: Esta imagen es un sector transversal del núcleo de un adenocarcinoma celalar de un ratón, mostrando el nucléolo y los canales de la membrana atravesando el núcleo, tomada por  nanotomografía de rayos X. Crédito: HZB.

He rescatado de mi antiguo blog este artículo dedicado a Imán Maleki, su arte merece la pena.

Imán Maleki nació en 1976 en Teherán. Desde que era un niño estuvo fascinado por el arte de la pintura. A la edad de 15, comenzó a aprender la pintura bajo la tutela de su primer y único maestro: Morteza Katouzian, considerado el mayor pintor realista de Irán. Mientras tanto, empezó a pintar profesionalmente. En 1999 se graduó en la Universidad de Arte de Teherán, en Diseño Gráfico . Desde 1998, ha participado en varias exposiciones. En el año 2001 estableció el Estudio de Pintura ARA y comenzó a enseñar la pintura, teniendo en cuenta los valores clásicos y tradicionales.

Sus más importantes exposiciones son: La exposición de pintores realistas de Irán, en Teherán, en el Museo Contemporáneo de Arte (1999); la Exposición de Grupo de Pintores de Estudio KARA, en la galería SABZ (1998) y en el Palacio Sa'ad ABAD (2003 ). En 2005, Iman fue galardonado con el premio William Bouguereau y el premio "Chairmanás Choise" en la II Competición Internacional del Art Renewal Center.





























 > Página de Imán Maleki .

La meditación es un conocido analgésico que facilita la percepción del dolor, incluso después de breves sesiones. Ahora, un estudio revela por qué: La meditación cambia la forma en que el cerebro procesa las señales de dolor.

En un estudio presentado el 16 de noviembre en San Diego, en la reunión anual de la Society for Neuroscience, los investigadores informaron que practicando el conocimiento consciente del cuerpo y la conciencia durante sólo cuatro días, afecta a cómo el cerebro responde al dolor. La actividad cerebral disminuye en las zonas dedicadas a la parte dolorosa del cuerpo, así como en las áreas responsables de la transmisión de información sensorial. En tanto, las regiones que regulan el dolor se ponen a funcionar, según indican los voluntarios, el dolor es menos intenso y desagradable.

Ya en estudios anteriores, se ha sugerido que la meditación reduce la ansiedad , promueve la relajación y ayuda a las personas regular sus emociones, decía el autor del estudio, Fadel Zeidan, investigador post-doctoral de la Wake Forest University School of Medicine.

Pero además, la meditación puede reducir el dolor, básicamente, haciendo que las sensaciones físicas sean menos estresantes. Según Zeidan "la meditación parece conseguir un sentido global de atenuación de este tipo de respuesta."

Cultivando la plena atención

La práctica conocida como ‘meditación de plena atención’ consiste en sentarse en silencio, con comodidad y respirando de manera uniforme. La idea es despejar la mente y enfocar la atención en el presente. 

Son muchos los estudios que han encontrado que la práctica de la meditación puede reducir el dolor. El trabajo de Zeidan sugiere que no hace falta dedicar mucho tiempo a la meditación para obtener los beneficios: En el estudio publicado en marzo en el Journal of Pain, Zeidan y sus colegas informaron que media hora de entrenamiento por día, durante tres días, puede aliviar significativamente el dolor, incluso cuando los participantes en la investigación no estaban meditando.

En este nuevo estudio, lo que Zeidan quería averiguar era cómo la meditación puede cambiar la respuesta al dolor del cerebro. Así que, él y sus colegas, pidieron a 15 voluntarios que pasaran 30 minutos cada día, durante cuatro días, aprendiendo a meditar. Antes y después del entrenamiento, los investigadores escanearon sus cerebros con imágenes por resonancia magnética.

Tanto antes como después de las exploraciones, cada voluntario experimentó sensaciones alternantes de calor a 49 ºC y a 35 ºC en la pantorrilla. Cada temperatura se aplicaba durante 12 segundos, los voluntarios clasificaron su dolor al empujar una palanca a la derecha, para más dolor, y hacia la izquierda para menos. La posición de la palanca correspondía a una escala de dolor en gradiente de 1 a 10 .

Todo en tu cabeza

Los resultados aún no están publicados, pero de acuerdo al resumen de la investigación de la Society for Neuroscience research, la meditación reduce la percepción de la gente de desagrado al dolor en un 57 por ciento. Los voluntarios también informaron que el dolor fue de un 40 por ciento menos intenso.

El cerebro de los voluntarios reflejaba su percepción alterada, según el documento. La actividad se redujo en el tálamo, una zona profunda del cerebro que transmite información sensorial del cuerpo a la corteza somatosensorial. La corteza somatosensorial, localizada lateralmente en el cerebro por encima de la oreja, está especializada en el procesado de señales de partes específicas del cuerpo. En la práctica de meditación de los voluntarios, el área de la corteza somatosensorial estaba relacionada con la pantorrilla estaba calmada.

En el ínterin, las áreas asociadas con la modulación del dolor se hicieron más activas. Estas áreas incluyen la corteza orbitofrontal, justo detrás de los ojos, y la corteza cingulada anterior profunda en la región frontal del cerebro. El putamen, una estructura enterrada en el centro del cerebro, y la cercana ínsula también mostraron una mayor actividad. Ambas estructuras tienen muchas funciones, incluyendo el control de movimiento, la conciencia de sí mismo y la percepción.

"Los resultados preliminares son muy interesantes y prometedores", observó Zeidan. La buena noticia, dijo, es que los estudios demuestran que los beneficios de la meditación se producen con rapidez, creando un alivio del dolor real para las personas que se enfrentan a una cirugía o una lesión permanente.

"No hay que ser necesariamente un monje para experimentar algunos de los beneficios relacionados a la meditación", señaló.

• - Referencia: LiveSciencie.com, 18 de noviembre 2010, por Stephanie Pappas

Si encuentras que tus relaciones son difíciles de cultivar y mantener, entonces es que estás en buena compañía. En su nuevo libro, el biólogo evolutivo Robin Dunbar sostiene que, nuestra capacidad para manejar las complejas conexiones sociales, como tu vida amorosa, los compañeros de trabajo, los amigos de la infancia y los conocidos, es lo que en primer lugar llevó a los humanos a desarrollar cerebros tan grandes.

Dunbar encuentra apoyo para esta teoría, conocida como la hipótesis de la inteligencia social, por la observación de aves. Recientemente ha realizado estudios de diversas especies de aves y descubrió un claro vínculo entre el tamaño del cerebro y el tipo de relación. Las aves que se aparean de por vida tienen cerebros mucho más grandes en relación al tamaño de su cuerpo, mientras que las aves que viven en manadas promiscuas tienen cerebros mucho más pequeños. Dunbar especula que el cerebro más pequeño de éstas últimas se debe a que carecen de la destreza mental para formar y mantener lazos emocionales más complejos.

Dunbar también encontró que los simios y monos que forman lazos duraderos tienen de manera particular un gran neocórtex (la región del cerebro que regula las emociones, la conciencia de los demás y las habilidades del lenguaje). Los humanos forman algunas de las relaciones más intrincadas y complejas de todos. Y nuestros cerebros tienen un alto mantenimiento, su consumo se lleva la friolera del 20% de nuestra energía.

A juzgar por el tamaño y complejidad del cerebro humano, Dunbar calcula que el grupo social de una persona debe incorporar a unas 150 personas, este es el número máximo de las relaciones que nuestro cerebro es capaz de no perder de vista a un mismo tiempo. Esta cifra, que se ha dado en llamar el "número de Dunbar", tiene en cuenta distintos tipos de relaciones. En un extremo del espectro, tenemos un grupo central de unas cinco personas con quienes hablamos una vez por semana. En el otro extremo, tenemos un grupo de alrededor de 100 conocidos, a quienes hablamos una vez al año.

La teoría de Dunbar puede parecer que se queda corta cuando se piensa en la cantidad de gente que conoces en tu comunidad o en los cientos de amigos que tienes en las redes sociales como Facebook; sin embargo, afirma Dunbar, que la mayoría de amigos que superan su número, tienen menos probabilidad de que sapamos mucho sobre ellos, o si acaso, que puedan llamarse amigos.

• - Referencia: Scientificamerican.com, 19 de noviembre 2010, por Frank Bures
• - Libro: “Dunbar's Number and Other Evolutionary Quirks”. Autor: Robin Dunbar, edit. Harvard University Press, 2010 [“El número de Dunbar y otras extravagancias evolutivas”]

La radiación de las redes Wi-Fi es perjudicial para los árboles, causan variaciones significativas en su crecimiento, así como sangrado y fisuras en la corteza, según un estudio reciente realizado en los Países Bajos.

Parece que se ven afectados todos los árboles de hoja caduca del mundo occidental, según el estudio realizado por un grupo de instituciones, entre ellas, la Universidad TU Delft y la Universidad de Wageningen. La ciudad de Alphen aan den Rijn, ordenó un estudio hace cinco años, después de que los funcionarios encontraban inexplicables anomalías en los árboles que no podían atribuirse a un virus o una infección bacteriana.

Unas pruebas adicionales hallaron que esta enfermedad ocurre en todo el mundo occidental. En los Países Bajos, el 70% de todos los árboles de las zonas urbanas presentan los mismos síntomas, en comparación con tan sólo el 10% de hace cinco años. Los árboles de zonas densamente boscosas están poco afectados.

Además de los campos electromagnéticos creados por los teléfonos móviles y las redes LAN inalámbricas, las partículas ultrafinas emitidas por los automóviles y camiones también puede ser los causantes. Estas partículas son tan pequeñas que pueden penetrar en los organismos.

El estudio ha expuesto 20 fresnos a diversas fuentes de radiación, durante un período de tres meses. Los árboles situados más cerca a la radio Wi-Fi mostraron un "brillo plomizo" en sus hojas, causado por la muerte de la epidermis superior e inferior de las hojas. Esto, a la larga, daría como resultado la muerte de partes de las hojas. El estudio descubrió también, que la radiación Wi-Fi podía inhibir el crecimiento de las mazorcas de maíz.

Los investigadores instaron a que se necesitan más estudios para poder confirmar los resultados actuales y determinar a largo plazo los efectos de la radiación inalámbrica en los árboles.

• - Referencia: Sott.net, 19 noviembre 2010, por René Schoemake de MacWorld MacWorld

Décadas de estudios en animales y datos epidemiológicos sugieren que el aumento de los niveles en sangre de la lipoproteína de alta densidad —HDL, o colesterol ‘bueno’—, podría tener un efecto protector más fuerte frente a la enfermedad cardíaca que las estatinas, unos medicamentos que disminuyen los niveles de lipoproteína de baja densidad (LDL, o colesterol ‘malo’). 


Ya en 2006, en un ensayo en EE.UU. que costó mil millones de dólares sobre el torcetrapib, un fármaco que aumentaba el HDL, se descubrió que parecía aumentar el riesgo de muerte en los pacientes, sembrando de dudas toda la investigación en este campo. Esta semana, apareció una buena noticia sobre un primer estudio centrado en esta clase de drogas que aumentan los niveles de HDL.

Hay rastros de vida en lo más profundo de la Tierra. Una expedición a lo más profundo de la corteza oceánica ha revelado un nuevo ecosistema que vive a más de un kilómetro bajo nuestros pies. Es la primera vez que la vida se encuentra en capas tan profundas de la corteza, y un análisis reciente de la biosfera sugiere que la vida podría existir aún más abajo.

En un hipotético viaje al centro de la Tierra desde el fondo del mar, el viaje atravesaría los sedimentos, una capa de basalto, y después de otra capa gabróica (rocas ígneas parecidas al granito) que se encuentra directamente sobre el manto. Expediciones de perforación ya alcanzaron este nivel antes, pero es raro pasar del basalto tan difícil de penetrar.

Para facilitar la tarea, el Programa Integrado de Perforación Oceánica puso sus miras sobre el Macizo Atlantis. La actividad tectónica bajo esta montaña sumergida en el océano Atlántico central ha removido la zona hasta la capa de gabros, a unos 70 metros bajo el fondo marino, lo que nos ha permitido llegar con más facilidad. Un equipo dirigido por Stephen Giovannoni, de la Universidad estatal de Oregon, en Corvallis, ha perforado hasta 1.391 metros, donde las temperaturas alcanzan 102 °C.

Ahí se encontraron con las escasas comunidades de bacterias, pero muy extendidas. Este tipo de bacteria que hallaron fue una sorpresa para Giovannoni, anteriormente ya se había encontrado con microorganismos que viven en la capa de basalto . "Esperábamos encontrar organismos similares en las capas más profundas", comentaba; "pero la realidad era muy diferente."

Una diferencia sustancial fue la ausencia de arqueas en la capa gabróica. Además, el análisis genético reveló que, a diferencia de sus vecinos de arriba, muchos de bacterias gabróicas han evolucionado para alimentarse de los hidrocarburos, como el metano y el benceno. Es similar a las bacterias que se encuentran en los yacimientos de petróleo y en la tierra contaminada, cabe deducir que estas bacterias migraron hacia abajo desde regiones superficiales, en lugar de evolucionar dentro de la corteza, supone el equipo (PLoS ONE, DOI: 10.1371/journal.pone.0015399).

"Esta biosfera profunda es un descubrimiento muy importante", dice Rolf Pedersen, de la Universidad de Bergen, Noruega. Indicando que las reacciones abióticas que producen el gas y el petróleo dentro de la corteza también podrían suceder en el manto, lo que significa que la vida podría prósperar, pese a todo.

• - Referencia: NewScientist.com, 18 de noviembre 2010 por Michael Marshall
• - Imagen: NewScientist.com

En una reciente visita oficial al sudeste asiático, un primer ministro me preguntó: "¿Qué se necesita para obtener un premio Nobel?" Inmediatamente contesté: "Invertir en investigación básica y reclutar las mejores mentes". 

Pero, este enfoque dirigido por la curiosidad parece cada vez más anticuada y poco apreciada en esta era moderna de la ciencia. Algunos creen que se puede conseguir más a través de una investigación estrictamente gestionada, como si pudiéramos predecir el futuro. Creo que esto es un lamentable error que afecta e infecta la financiación de la investigación. Oigo reiteradamente, en especial en los países en desarrollo: "Necesitamos una investigación aplicada." Y no hay nada malo en que una nación tenga prioridad en la investigación y el desarrollo orientados a resolver problemas específicos o abarque otros programas, como la exploración del espacio o las energías alternativas. Sin embargo, durante mi visita como enviado científico de EE.UU., siempre he hecho hincapié en que sin una inversión sólida en educación científica y una base en ciencia fundamental, los países no podrán adquirir los conocimientos de vanguardia necesarios para realizar descubrimientos e innovaciones que den forma a su futuro.

Hay innumerables ejemplos de avances donde la curiosidad ha conducido la investigación. En mi primer año como miembro del cuerpo docente en el Instituto de Tecnología de California (Caltech) en Pasadena, en 1976, el difunto Richard Feynman me habló de un trabajo teórico que publicó 20 años antes de que la óptica cuántica se abriera al campo de la experimentación, ofreciendo una forma de visualizar la interacción de la luz láser y la materia. Con una sonrisa, me decía que en ese momento sólo quería responder a una pregunta fundamental: si el momento del espín puede preceder a un campo magnético, ¿podría hacer lo mismo el momento de transición óptica? Quizá el ejemplo más común sea el desarrollo del láser por Townes Charlie. En las celebraciones del 50 aniversario de su invención en París, este verano, Townes señaló que su orientación al principio fue sólo por cuestiones fundamentales de la espectroscopia de microondas y en cómo amplificar la luz. Como dije a la audiencia en París, la curiosidad fue la que llevó mis contribuciones a la ciencia de los femtosegundos, por lo que fui galardonado con el premio Nobel, y por el microcopio electrónico de cuatro dimensiones capaz de visualizar la materia en el espacio y tiempo.

La mecánica cuántica, la relatividad y el desciframiento del código genético, son descubrimientos realizados de manera similar, igual que tecnologías revolucionarias como la imagen por resonancia magnética (desarrollada a partir de una investigación guiada por la curiosidad sobre el espín de un electrón), o el transistor (descubierto como resultado de la curiosidad acerca de la naturaleza de los electrones en semiconductores). La fabricación, las industrias tecnológicas de información digital y médica que siguieron, constituyen ahora la columna vertebral de las comunicaciones globales y la economía ¡La curiosidad cuesta!

¿Cómo podemos garantizar que dicha investigación se promueva hoy día? La investigación guiada por la curiosidad requiere el trabajo creativo de los científicos en un ambiente que aliente la interacción entre los investigadores y la colaboración en diferentes campos. Pero estos atributos no pueden orquestarse en una estructura de pesado manejo, las mentes creativas y la burocracia no guardan armonía entre sí. Entonces, ¿hay alguna receta para gestionar que se hagan descubrimientos? La respuesta está en la aceptación de una tríada de elementos esenciales. El primero, y más importante, son las personas involucradas. Es esencial dar la adecuada prioridad a una educación cabal e inspiradora de la ciencia, la tecnología, las matemáticas y la ingeniería. Una Investigación y requerimientos de desarrollo que atraigan a las mejores jóvenes mentes . Las grandes construcciones y los fondos masivos no producirán mucho si no están las personas adecuadas.

En segundo lugar, una atmósfera de intercambio intelectual es de suma importancia para que las ideas cristalicen. Distraer al profesorado con la redacción de extensas y numerosas propuestas amplias o convertirlos en administradores es el principio del fin. La empresa moderna de la ciencia se ha vuelto tan hinchada y compleja que los modelos tradicionales de financiación debe ser reexaminados. ¿Cómo enfocar los recursos de la mejor ciencia y qué nivel de financiación sería necesario para servir mejor a la sociedad?

En tercer lugar, poco se puede lograr sin recursos, aunque tengas las mentes más creativas. Obviamente, la inversión en ciencia es necesaria para construir instrumentos y contratar a personal competente. Los países e instituciones que proporcionan la infraestructura necesaria y financian las ideas serán los adalides de esos descubrimientos. Pero ese apoyo debe seguir la visión de los investigadores creativos, no sólo para que construyan cosas por dinero o forzándolos en investigaciones de moda, como la nanotecnología.

Hoy en día, los funcionarios de muchos países en desarrollo quieren encontrar la manera de alcanzar los niveles de innovación de los países desarrollados. En su búsqueda, a menudo pasan por alto el papel clave de la investigación fundamental y la educación científica; y por desgracia, los países desarrollados de dejan arrastrar por esta misma tendencia. Los líderes políticos deben entender que la búsqueda de nuevos conocimientos conduce a la innovación, y sin ello los jóvenes estudiantes no se sentirán atraídos por la profesión.

Yo he tenido la suerte de pasar los últimos 30 años de mi carrera en una institución que cree en esos valores. A pesar de la presión para el cambio, espero que Caltech continúe preservando esta cultura única que, en palabras de uno de mis colegas y ex presidente de Caltech, David Baltimore, sea una "aldea de la ciencia". Preservar el conocimiento es fácil. Transferirlo también lo es. "Pero conseguir nuevos conocimientos a corto plazo no es fácil ni rentable". La investigación fundamental es rentable a largo plazo, y es una fuerza tan importante que enriquece la cultura de cualquier sociedad con la razón y la verdad. 

• - Referencia: Nature.com, 17 de noviembre 2010, por Ahmed Zewail
• - Autor: Ahmed Zewail obtuvo el Premio Nobel en Química en 1999. Es miembro del Consejo de Asesores en Ciencia y Tecnología de Barack Obama.
• - Imagen: Ahmed Zewail

En una conferencia de prensa, antes de su primera experiencia de ingravidez en 2007, el físico teórico Stephen Hawking, dijo que esperaba que su vuelo de gravedad cero fomentara el interés público por la exploración espacial. El argumentaba que debido al riesgo cada vez mayor de destruirnos a nosotros mismos y a la Tierra, los humanos necesitarán colonizar el espacio.

Hawking sostiene que hay que hacer esto en el plazo de dos siglos o nos enfrentaremos a la extinción . Sin duda que esto alentó al presidente Barack Obama a anunciar, en abril de este año, acerca de una nueva iniciativa para enviar una nave tripulada a Marte para 2030 .

Hawking, Obama y otros defensores de los viajes espaciales de larga duración, están comentiendo un grave error: Los seres humanos no pueden dejar la Tierra durante los años que se tarda en viajar a Marte y su regreso, por la sencilla razón de que nuestra biología está íntimamente vinculada a la Tierra.

Para funcionar correctamente, necesitamos la gravedad. Sin ella, el medioambiente es, de diversas maneras, menos exigente con el cuerpo humano, y esto se mostraría en el regreso a la Tierra. ¿Recuerdan la debilitada visión de los astronautas después de las misiones Apolo? Pues eso no es nada, comparado con lo que le sucedería a los astronautas que regresaran de Marte.

De las primeras cosas que se verán afectadas es el corazón, el cual se reduce hasta un cuarto después de una semana en órbita ( The New England Journal of Medicine, vol 358, p 1370 ). La atrofia del corazón conduce a una disminución de la presión arterial y de la cantidad de sangre expulsada por el corazón. Lo que a su vez, supone una capacidad de ejercicio reducida. Los astronautas que regresan a la Tierra, después de varios meses en la Estación Espacial Internacional, sienten mareos y desmayos porque la sangre no llega a su cerebro en cantidad suficiente.

Seis semanas en la cama producen tanta atrofia del corazón como una semana en el espacio, lo que sugiere que la atrofia es causada tanto por la ingravidez como por la reducción concomitante de ejercicio.

Los demás tejidos musculares sufren otro tanto. Los efectos de la ingravidez sobre los músculos de las piernas son fáciles de verificar experimentalmente. Dado a que soportan el peso del cuerpo, los músculos de los muslos y las pantorrillas degeneran de forma significativa cuando dejan de hacer su función durante todo el tiempo de un vuelo espacial.

A pesar del ejercicio sustitutivo para los miembros de la tripulación de la Estación Espacial Internacional, después de seis meses ya habían perdido el 13% del volumen muscular de la pantorrilla y el 32% de la potencia máxima que los músculos de sus piernas podían desarrollar ( Journal of Applied Fisiología, vol 106, p 1159 ).

También se producen varios cambios metabólicos, incluyendo una disminución de la capacidad de oxidación de la grasa, que puede conducir a la acumulación de grasa en el músculo atrofiado.  Los viajeros espaciales también sufrirán el deterioro de la función inmune durante y después de sus misiones ( Aviation, Space, and Environmental Medicine, vol 79, p 835 ).

Posiblemente el efecto más temible es la pérdida de hueso ( The Lancet 355, p 1569 ). A pesar de la dureza y la fortaleza del hueso, y la relativa facilidad con la que se fosiliza le dan una apariencia de permanencia, el hueso es en realidad un tejido vivo muy flexible. En el siglo XIX, el anatomista alemán, Julius Wolff, descubrió que los huesos se ajustan a según qué cargas deban soportar. La disminución de la carga conlleva la pérdida de material óseo, mientras que un aumento producirá más grosor en el hueso.

No es de extrañar, pues, que la microgravedad del espacio desmineralice los huesos, especialmente los que normalmente soportaban la mayor carga. Los cosmonautas que pasaron medio año en el espacio perdieron hasta una cuarta parte de material en los huesos de la espinilla, a pesar de un ejercicio intenso ( The Lancet vol 355, p 1607 ). En los experimentos con embriones de pollo en la Estación Espacial Internacional se ha establecido que la formación de hueso en condiciones continuas de microgravedad, son superadas por la pérdida de hueso.

Lo más procupante es que, a diferencia de la pérdida de músculo que se nivela con el tiempo, la pérdida de hueso parece continuar a un ritmo constante del 1 al 2 por ciento por cada mes en ingravidez. Durante una misión de tres años a Marte, los viajeros del espacio podrían perder alrededor del 50% de su material óseo, lo que haría muy difícil volver a la Tierra y a sus fuerzas gravitacionales. Dicha pérdida ósea nos devuelve aquella vieja máxima de "usarlo o perderlo".

Con la pérdida del 50 por ciento del material óseo se hace extremadamente difícil volver a la gravedad de la Tierra.

No obstante, la pérdida ósea no es permanente. En un plazo de seis meses desde su regreso a la Tierra, los astronautas que pasaron medio año en el espacio mostraron una recuperación parcial de la masa ósea. Aunque después de un año de recuperación, los hombres que habían estado expuestos experimentalmente a tres meses de reposo total, aún no se habían recuperado completamente de todo el hueso perdido; eso sí, los músculos de la pantorrilla se recuperaron mucho antes ( Bone, vol 44, p 214 ).

Las agencias espaciales tendrán que ser más creativas a la hora de abordar la cuestión de la pérdida de masa ósea durante los vuelos a Marte. Hay una serie de ideas al respecto del desarrollo de naves espaciales con gravedad artificial, sin embargo, nadie sabe tan siquiera qué fuerza gravitacional puede ser necesaria para evitar estos problemas. Hasta ahora, las criaturas sin hueso, como las medusas, tienen más posibilidades que las personas de regresar a salvo a la Tierra después de viajes espaciales de varios años. Para los humanos, por ahora, la gravedad es una barrera casi infranqueable hacia Marte.

La imposibilidad de salir al espacio es sólo uno de muchos ejemplos de cómo nuestros cuerpos, y los de organismos similares a nosotros, son inseparables del medioambiente en que vivimos. En nuestras ambiciones futuristas no debemos olvidar que, nuestras mentes y cuerpos están conectados a la Tierra como por un cordón umbilical.

• - Referencia: NewScientist.com, 16 de noviembre 2010, por Theunis Piersma
• - Autor: Theunis Piersma es profesor de ecología animal en la Universidad de Groningen, en los Países Bajos, y científico principal de investigación en el Real Instituto de Investigación Marina en Den Burg. Este artículo se basa en su nuevo libro: The Flexible Phenotype: A body-centred integration of ecology, physiology, and behaviour (with Jan A. van Gils, Oxford University Press).
• - Imagen: Stephen Hawking, NASA .

El atractivo del sudoku se ha extendido al mundo procariótico. Tenemos ahora una cepa de la bacteria Escherichia coli, capaz de resolver este rompecabezas de la lógica, con la ayuda de un grupo de estudiantes de la Universidad de Tokio, Japón.

"Debido a que un sudoku tiene reglas simples, pensamos que tal vez las bacterias podrían resolverlo por nosotros, siempre y cuando se diseñara un circuito que pudieran seguir", explicaba el jefe del equipo de Ryo Taniuchi.

El equipo comenzó con 16 tipos de E. coli, a cada colonia se le asignó una identidad genética distinta en función del cuadro que ocupaba dentro del grid de cuatro por cuatro del sudoku. Las bacterias pueden expresar uno de los cuatro colores que representan el valor numérico de su cuadro. Como con cualquier sudoku, a un pequeño número de las cuadrículas tienen asignado un valor desde el principio, ya estimulado en las bacterias de esos cuadros, para diferenciarlas y que tengan uno de los cuatro colores.

Estas bacterias entonces, utilizan recombinasas de ARN, en paquetes de virus, para enviar información sobre su ubicación en la red y su valor de color, a la bacteria no diferenciada en los cuadros por "resolver" del grid. La E. coli están "programadas" para aceptar solamente el ARN de las células en la misma fila, columna o de su propio bloque. La información genética almacenada en los mensajes virales prohíbe a la bacteria receptora diferenciarse en el mismo color que la bacteria que lo transmite, de esta manera, por un proceso de eliminación de las células indiferenciadas se van estableciendo el color a adoptar para "resolver" el grid.

Con estos principios, y ampliando a 81 tipos de bacterias, se puede resolver un sudoku con un grid de nueve por nueve, señala Taniuchi.

Repartir la carga

Programar las bacterias no es nada nuevo, pero hay un límite a la cantidad de ADN que se puede insertar en su genoma. Propagar el código a través de muchas células permite programas más complejos al crear una red distribuida. "A través de este cálculo paralelo, las bacterias pueden abarcar todas las células del sudoku de forma simultánea, lo cual sería imposible para los humanos", comentaba Taniuchi.

Martyn Amos, de la Manchester Metropolitan University, Reino Unido, y miembro de Bactocom, tiene un proyecto financiado por la Unión Europea para desarrollar un dispositivo de computación bioquímica. "Si consideramos una colonia de hormigas, una sola hormiga no es muy útil," dijo; "pero si juntamos a millones de hormigas, pronto serán capaces de comportamientos de una riqueza y nivel muy complejos. Y eso es lo que estamos tratando de aprovechar."

La resolución del sudoku con bacterias del equipo de Tokio compitió en el International Genetically Engineered Machine del Instituto de Tecnología de Massachusetts, la semana pasada.

• - Referencia: NewScientist.com, 16 de noviembre 2010, por Frank Swain

El yoga tiene mucho mayor efecto positivo sobre el estado de ánimo de una persona y su nivel de ansiedad que el caminar y otras formas de ejercicio, lo que puede ser debido a unos niveles más altos de química cerebral, GABA, según un artículo en The Journal of Alternative and Complementary Medicine, una revisión paritaria de la revista publicada por Mary Ann Liebert, Inc., donde el artículo está disponible en línea.

Se ha demostrado que el yoga aumenta el nivel de ácido gamma-aminobutírico, o GABA, una sustancia química del cerebro que ayuda a regular la actividad nerviosa. La actividad de GABA se reduce en las personas con trastornos del estado de ánimo y la ansiedad, y los fármacos que aumentan la actividad de GABA normalmente se prescriben para mejorar estos trastornos.

Al relacionar todas estas observaciones, el estudio de Chris Streeter, de la Boston University School of Medicine (Massachusetts) y sus colegas, demostraron que el aumento de los niveles de GABA, medidos después de una sesión de posturas de yoga, están asociados con la mejora del estado de ánimo y una disminución de la ansiedad. Sus resultados establecen un nuevo vínculo entre el yoga, el aumento de los niveles de GABA en el tálamo, y las mejoras del estado de ánimo y la ansiedad basadas en evaluaciones psicológicas. Los autores sugieren que la práctica del yoga estimula zonas concretas del cerebro, dando lugar a cambios en los neurotransmisores antidepresivos endógenos, como GABA.

"Este es un trabajo muy importante, que establece bases objetivas para esos efectos que suelen ver a diario los profesionales altamente capacitados en la terapia de yoga en todo el mundo. Lo que ahora importa es que estos resultados sean aún más investigados en estudios a largo plazo, para establecer si estos cambios se hacen sostenibles y pueden ser empleados en tratamientos seguros, no farmacológicos, para la depresión ", aduce Kim A. Jobst, redactor jefe de The Journal of Alternative and Complementary Medicine.

• - Referencia: MedicalNewsToday.com, 15 de noviembre 2010
• - Fuente: Vicki Cohn. Mary Ann Liebert, Inc./Genetic Engineering News
• - El artículo, en .pdf, en Journal of Alternative and Complementary Medicine.