Aprovechar las señales WiFi como sistema de control por gestos corporales

¿Se ha olvidado de apagar las luces antes de salir de su vivienda? No hay problema. Levante una mano, haga en el aire el gesto de accionar un interruptor, y las luces se apagarán. ¿Quiere cambiar la canción que toca el reproductor de música en otra habitación? Mueva una mano hacia la derecha y vaya pasando de una canción a la siguiente con cada gesto.

Un equipo de expertos en computación, de la Universidad de Washington en Seattle, Estados Unidos, ha desarrollado una tecnología de reconocimiento de gestos que acerca este concepto, mostrado en películas de ciencia-ficción como por ejemplo Minority Report, a un paso de convertirse en realidad. Los investigadores de dicha universidad han mostrado que es posible nivelar señales WiFi, que ya estén a nuestro alrededor, para detectar movimientos específicos sin necesidad de llevar sensores sobre el cuerpo o de instalar cámaras en cada sala.

Usando un router (enrutador) WiFi adaptado y valiéndose de la actividad de algunos dispositivos inalámbricos en una sala de estar, los usuarios que participaron en los experimentos lograron controlar dispositivos electrónicos así como electrodomésticos gobernables mediante mando a distancia, desde cualquier habitación de la casa y con un simple gesto.

El concepto se basa pues en dar un uso nuevo adicional a señales que ya existen y ya cumplen una función.

El sistema ideado por el equipo de Shyam Gollakota, Shwetak Patel y Qifan Pu es similar en concepto a la Kinect para Xbox, un accesorio para ciertas consolas de videojuegos que se basa en una cámara revolucionaria con la que el programa puede reconocer gestos del jugador e integrarlos dentro de la marcha del videojuego como lo haría con los movimientos de un joystick u otro sistema controlador convencional. Sin embargo, la tecnología desarrollada en la Universidad de Washington es más simple, más barata y los usuarios no necesitan estar en la misma habitación que el dispositivo que quieran controlar a distancia por gestos. Eso es porque las señales WiFi pueden atravesar las paredes y no están sujetas a las restricciones del sonido ni dependen de que exista una línea de visión sin obstáculos.

Hasta donde saben sus creadores, este nuevo sistema, llamado WiSee, es el primer sistema de reconocimiento de gestos que funciona para toda una vivienda sin requerir que el usuario porte sensores ni que haya que instalar cámaras en todas las habitaciones.

Los investigadores construyeron un dispositivo receptor "inteligente" que en esencia escucha todas las transmisiones inalámbricas procedentes de dispositivos en una vivienda, incluyendo smartphones (teléfonos inteligentes), ordenadores portátiles y ordenadores tableta. Un enrutador WiFi estándar podría ser adaptado para funcionar como receptor.

Cuando una persona se mueve dentro de una vivienda con WiFi activo, produce un ligero cambio en la frecuencia de la señal inalámbrica. Mover una mano o un pie hace que el receptor detecte un patrón de cambios.

Estos cambios de frecuencia son de sólo algunos hercios, muy pequeños si se les compara con las señales WiFi que tienen un ancho de banda de 20 megahercios y operan a unos 5 gigahercios. Los investigadores desarrollaron un algoritmo para detectar estos cambios sutiles. La tecnología también tiene en cuenta los "silencios" en las señales inalámbricas cuando los dispositivos no están transmitiendo.

En la actualidad, la nueva tecnología puede identificar nueve gestos diferentes, ejecutados con buena parte del cuerpo. Los investigadores probaron estos gestos con cinco usuarios en un apartamento de dos dormitorios y en un entorno de oficina. De los 900 gestos realizados, WiSee acertó en la clasificación del 94 por ciento de ellos.

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Descubren el objeto cercano a la Tierra número 10.000

El telescopio PanStarrs1, gestionado por la Universidad de Hawai y financiado por la NASA, ha descubierto el objeto cercano a la Tierra número 10.000. Se trata del asteroide 2013 MZ5, que fue detectado el pasado 18 de junio.

Según ha indicado el encargado del Programa de Observación de Objetos Cercanos a la Tierra de la NASA, Lindley Johnson, ya se ha hallado el 98% de todos los objetos cercanos a la Tierra descubiertos y el hecho de llegar a 10.000 es "un hito importante".

Los objetos cercanos a la Tierra (NEOs) son asteroides y cometas que pueden acercarse a una distancia orbital del planeta de 45 millones de kilómetros. Varían en tamaño desde tan pequeños como unos pocos metros de diámetro a 41 kilómetros, que es lo que mide el mayor NEO hasta ahora detectado.

El último encontrado, 2013 MZ5, tiene aproximadamente 300 metros de ancho y, según han detallado los científicos, su órbita no se acercará lo suficiente a la Tierra como para ser considerado potencialmente peligroso.

"El primer objeto cercano a la Tierra fue descubierto en 1898", ha apuntado el director de la Oficina de NEOs de la NASA, Don Yeomans, quien ha precisado que, "en los próximos cien años, sólo unos 500 habían sido encontrados". "Pero luego, con la llegada del programa Observaciones que la NASA puso en marcha en 1998, el número ha ido creciendo, gracias a los sistemas y la tecnología cada vez más capaces", ha añadido.

Por otra parte, los expertos han indicado que ninguno de los NEOs de gran tamaño registrados actualmente representa una amenaza de impacto y que, probablemente, "sólo unas pocas docenas más de estos grandes NEOs permanecen sin descubrir". Así, han indicado que casi el 30% de los objetos cercanos a 460 metros de tamaño ya se han encontrado y no suponen peligro.

En este sentido, han explicado que un NEO tendría que medir, aproximadamente, 30 metros o más para causar una devastación significativa en las zonas pobladas. La agencia espacial estadounidense ha mostrado su "satisfacción" por haber llegado al número 10.000 en el registro de NEOs. "Cuando empecé la topografía de asteroides y cometas en 1992, hallar un objeto cercano a la Tierra era un evento raro. Ahora tenemos una media de tres descubrimientos NEO al día", ha concluido el director del Centro de Planetas Menores, Tim Spahr.

El juicio de Arquímedes, Fluidos y superfluidos

Entrega del podcast Ulises y la Ciencia, con guión de Ángel Rodríguez Lozano, en Ciencia para Escuchar, que recomendamos por su interés.

 

 

El aire que nos envuelve, el agua que bebemos o la sangre que bombea nuestro corazón son fluidos, tal vez por eso, la fluidez ha fascinado al ser humano desde tiempos inmemoriales. 

Ulises habla hoy de Arquímedes, el sabio de Siracusa que enunció el principio que lleva su nombre. Cuenta la leyenda que descubrió el famoso principio mientras buscaba la solución a un problema planteado por su tío el rey Herón. El relato servirá para mostrar algunas de las propiedades más clásicas de los fluidos, unas propiedades que en el siglo pasado fueron ampliadas con un descubrimiento sorprendente: La superfluidez. 

Como complemento, se ofrecen las explicaciones de Sebastián Vieira, catedrático de Física de la Materia Condensada en la Universidad Autónoma de Madrid.

Esta entrega del podcast Ulises y la Ciencia, en Ciencia para Escuchar, se puede escuchar aquí.

Compuestos avanzados de fibra de carbono

En los últimos años, se han usado compuestos avanzados de fibra de carbono para aligerar el peso de los aviones. Estos materiales pueden igualar al aluminio y al titanio en fortaleza, pero con una fracción del peso de estos, y están presentes en aviones como el Boeing 787 y el Airbus A380, reduciendo el peso de estos en un 20 por ciento.

Para la próxima generación de aviones comerciales a reacción, los investigadores están buscando materiales aún más fuertes y ligeros, como por ejemplo los compuestos hechos con fibras de carbono recubiertas con nanotubos de carbono (tubos diminutos de carbono cristalino). Cuando se les coloca en determinadas configuraciones, los nanotubos pueden ser cientos de veces más fuertes que el acero, pero con una sexta parte del peso de éste, lo cual hace que estos compuestos sean atractivos para su uso en aviones, automóviles, trenes, y naves espaciales.

Sin embargo, existe a escala nanométrica un obstáculo importante para fabricar en cantidades industriales dichos compuestos: Los científicos que han tratado de hacer crecer nanotubos de carbono sobre fibras de carbono han encontrado que, al hacerlo, se degradan significativamente las fibras subyacentes, despojándolas de su fuerza inherente.

Unos investigadores del MIT han producido fibras de carbono recubiertas con nanotubos de carbono sin degradar la fortaleza de las fibras subyacentes. Las fibras creadas pueden ser usadas para crear materiales compuestos destinados a piezas de aviones, más fuertes y ligeras. (Imagen: Stephen Steiner)

Ahora, unos científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, han identificado la causa de esta degradación en las fibras, y han ideado técnicas para preservar su fortaleza. Aplicando sus descubrimientos, el equipo de Brian Wardle, Stephen Steiner y Richard Li, recubrió fibras de carbono con nanotubos sin causar degradación de las fibras, obteniendo así fibras dos veces más fuertes que las conseguidas anteriormente, y sentando las bases para el desarrollo de compuestos de fibras de carbono que no solo sean más fuertes, sino que también tengan mejor conductividad eléctrica. Además, las nuevas técnicas se pueden integrar fácilmente en procesos actuales de fabricación de fibras.

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Desentierran en Marruecos una criatura de 520 millones de años

Científicos han desenterrado en Marruecos el fósil de una criatura de hace 520 millones de años emparentada con las estrellas y erizos de mar. Este ser con forma de cigarro de tan solo 4 cm de longitud, bautizado como Helicocystis moroccoensis, pertenece al orden de los animales marinos conocidos como equinodermos -los únicos en todo el planeta que tienen un plan corporal pentaradial-, y supone, según publican los autores del estudio en Proceedings of the Royal Society B, el más antiguo ejemplar de este grupo jamás encontrado.

El fósil del animal apareció en 2012 cuando paleontólogos del Museo de Historia Natural de Londres excavaban en un yacimiento del Atlas marroquí. El esqueleto había desaparecido por completo con el paso del tiempo, pero su forma estaba bien definida en los sedimentos. Cuando estaba vivo, la Tierra estaba dominada por el supercontinente Gondwana, en el período conocido como la explosión del Cámbrico, un período durante el cual surgieron todas y cada una de las variedades de seres vivientes que, millones de años después, desembocarían en la diversidad biológica actual.

El cuerpo en espiral de la criatura, que parece muy distinto del de las modernas estrellas de mar, puede decir mucho sobre la evolución de los equinodermos. El Helicocystis moroccoensis era capaz de expandir y contraer su forma de cigarro, de tal forma que a veces parecía más ancho y bajo y otras, más largo y delgado, según explican los investigadores a LiveScience.

Capas de invisibilidad, ahora fabricables mediante impresoras 3D

Ahora, crear una capa de invisibilidad sencilla parece haberse vuelto mucho más sencillo, hasta el punto de que en esa misma universidad se ha diseñado una capa de ese tipo, para la banda de las microondas, que, en principio, cualquiera con una impresora 3D puede fabricar.

Aunque la nueva capa fabricable por impresión 3D ofrece una invisibilidad que está limitada a la banda de las microondas, los investigadores se sienten confiados en que, en un futuro no muy lejano, capas similares a ésta podrán operar para otras longitudes de onda, incluyendo las de la luz visible.

La impresión tridimensional se ha vuelto cada vez más popular, no sólo en la industria, sino también para uso personal. En ella, un inyector móvil guiado por un software deposita capas delgadas sucesivas de un material, por regla general un polímero plástico, hasta que se produce un objeto tridimensional.

Los experimentos sobre impresión 3D y capas de invisibilidad, realizados por el equipo de Yaroslav Urzhumov, profesor de ingeniería electrónica y de la computación en la Universidad Duke, de Durham, Carolina del Norte, Estados Unidos, han dado su fruto, y ahora básicamente cualquiera que pueda invertir un par de miles de dólares en una impresora 3D puede fabricar una capa plástica de invisibilidad, literalmente de la noche a la mañana.

Disponiendo de la impresora 3D, producir una capa de invisibilidad sencilla resulta barato y fácil, disponiendo del diseño adecuado. Urzhumov y sus colaboradores hicieron por este medio en la Universidad Duke una pequeña capa de invisibilidad cuya forma recuerda a la de un platillo volante que estuviera hecho de queso gruyere. Los algoritmos determinaron la ubicación, forma y tamaño de los agujeros para permitirle al dispositivo desviar haces de microondas de tal modo que, en esa banda del espectro electromagnético, no se puede percibir al objeto así oculto. El proceso de fabricación, dependiendo de la impresora y de otros factores, dura de tres a siete horas.

La capa creada tiene un área abierta en su centro donde los investigadores colocaron un objeto opaco. Cuando apuntaron haces de microondas hacia el objeto a través del costado del disco, la capa hizo parecer que el objeto no estaba allí.

Lograr invisibilidad en la frecuencia de las microondas es hoy en día bastante fácil, aunque una década atrás parecía casi ciencia-ficción. La invisibilidad en frecuencias ópticas aún presenta grandes desafíos, pero de todas formas hay ya muchos grupos científicos investigando sobre ella.

En el trabajo de investigación y desarrollo de Urzhumov también han participado Nathan Landy y David R. Smith de la Universidad Duke, así como Tom Driscoll y Dimitri Basov de la Universidad de California en San Diego.

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Lanzado el satélite IRIS

La NASA ha lanzado un nuevo ejemplar de su serie científica Explorer (SMEX-12). Bautizado como IRIS, fue lanzado el 28 de junio a bordo de un cohete alado Pegasus-XL, después de un despegue a las 02:27 UTC, desde la base de Vandenberg. El IRIS (Interface Region Imaging Spectrograph) es un observatorio astrofísico dedicado a la observación del Sol, del cual obtendrá imágenes y espectros de alta resolución gracias a su telescopio de 20 cm de diámetro (diseñado por el Smithsonian Astrophysical Observatory). Cubrirá básicamente diversas bandas ultravioleta, para poner de manifiesto detalles de la cromosfera solar.

El IRIS fue construido por el Lockheed Martin Space Systems Advanced Technology Center, para la NASA. Pesa 236 Kg y operará desde una órbita heliosincrónica de unos 600 Km durante unos dos años.

La misión se inició con el despegue del avión L-1011 desde Vandenberg a las 01:31 UTC. El vehículo, que llevaba el Pegasus bajo su panza, se dirigió hacia un punto predeterminado sobre el océano Pacífico, y allí soltó al cohete, cuya primera etapa se encendió 5 segundos después. El IRIS fue liberado unos 13 minutos después.

El satélite, que se alimenta de dos paneles solares, estudiará la zona de la atmósfera solar que se cree responsable de la mayor parte de la radiación ultravioleta y los vientos solares. Una vez en posición, el IRIS pasará un mes probando sus sistemas, y otro mes dedicado a la calibración de su instrumental científico. El centro Ames se ocupará de controlar el satélite.  

Explicación molecular para el declive de la fertilidad femenina asociado a la edad

Es bien sabido que la fertilidad de una mujer se reduce paulatinamente con la edad, a partir, más o menos, de los treinta y cinco años, y que ese declive es ya evidente a los cuarenta y tantos años de edad. Ahora, una nueva investigación ha profundizado en el fenómeno, y las conclusiones extraídas permiten ofrecer una explicación molecular de por qué sucede esto.

A medida que las mujeres envejecen, sus óvulos se plagan de daños en el ADN y mueren porque se deterioran sus sistemas de reparación del ADN. Desde hace tiempo, a los defectos en uno de los genes de reparación del ADN, concretamente el BRCA1, se les ha asociado al cáncer de mama, y ahora parece que también provocan un inicio más temprano de la menopausia, a juzgar por las conclusiones a las que ha llegado el equipo de la Dra. Susan Taymans, de la División de Fertilidad e Infertilidad del Instituto Nacional Eunice Kennedy Shriver de Salud Infantil y Desarrollo Humano, uno de los Institutos Nacionales estadounidenses de Salud.

Cuando una mujer se acerca a sus cuarenta años, la cantidad de oocitos, y su fertilidad, disminuye a grandes pasos. Para cuando ha pasado de los cincuenta años de edad, su provisión ovárica original de cerca de 1 millón de células ha caído ya hasta prácticamente cero.

Sólo una cantidad modesta de oocitos se libera en la ovulación durante la vida reproductiva de una mujer. El 99,9 por ciento restante es eliminado por el cuerpo de la mujer, principalmente mediante suicidio celular, un proceso normal que evita la propagación de células dañadas o que esos daños se transmitan por herencia.

Los científicos sospechan que la mayoría de los oocitos se autodestruyen porque han acumulado un tipo peligroso de daño en el ADN. Según el estudio, los oocitos viejos tienen más daños de esta clase que los jóvenes.

Al examinar oocitos de ratonas, así como de mujeres de 24 a 41 años de edad, los investigadores encontraron que la actividad de cuatro genes de reparación del ADN (BRCA1, MRE11, Rad51 y ATM) se redujo con la edad. Cuando, en un experimento, el equipo de investigación desactivó estos genes en oocitos de ratona, estas células registraron más desperfectos en su ADN y tuvieron tasas de mortalidad más altas, que los oocitos con sistemas de reparación que funcionaban normalmente.

Para la fertilidad de las mujeres resulta esencial que tengan versiones sanas del BRCA1. Los oocitos de mujeres de entre 24 y 35 años, a la izquierda, contienen niveles más altos de BRCA1, en gris, que los oocitos de mujeres de entre 36 y 41 años, a la derecha. (Imagen: "Impairment of BRCA1-Related DNA Double-Strand Break Repair Leads to Ovarian Aging in Mice and Humans", Shiny Titus et al. Sci Transl Med 5, 172ra21 -2013-; DOI: 10.1126/scitranslmed.3004925)

Tal como dice Taymans, lo descubierto en este nuevo estudio podría ayudar a encontrar tratamientos para mejorar y prolongar la etapa fértil de la mujer.

En la investigación también han trabajado especialistas de la Escuela Médica de Nueva York (NYMC), el Centro Oncológico Sloan-Kettering (MSKCC, Memorial Sloan-Kettering Cancer Center), la Escuela Médica Weill de la Universidad de Cornell, y la Universidad Yeshiva, todas estas instituciones en el estado de Nueva York, Estados Unidos, así como la Universidad Científica de Estambul en Turquía.

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Nuevo tipo de estrella pulsante

Las enanas blancas de baja masa son el remanente de estrellas rojas gigantes alteradas por objetos estelares exóticos, como los púlsares binarios de milisegundos y otros sistemas. Algunas de ellas se enfrían rápidamente; otras brillan durante miles de millones de años debido a la fusión estable del hidrógeno que conforma una gruesa capa en su superficie.

Un equipo coliderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha observado por primera vez una nueva clase de estrella pulsante, detectable por las variaciones en su luminosidad debido a los cambios en su atmósfera, en el sistema binario J0247-25 de nuestra galaxia. Los resultados, que aparecen publicados en el último número de la revista Nature, abren una nueva ventana para el estudio y la comprensión de las condiciones en las que se forman las enanas blancas de baja masa.

La estrella detectada forma parte del sistema binario J0247-25, compuesto por el núcleo de una estrella gigante roja a punto de convertirse en una enana blanca de baja masa, y una estrella parecida al Sol. Ambas, descubiertas por la red de telescopios SuperWasp del observatorio Roque de los Muchachos, en La Palma, (Islas Canarias) y por el South African Astronomical Observatory (Sudáfrica), se eclipsan entre sí al ser observadas desde la Tierra.

Los científicos, que han usado la cámara ULTRACAM en el telescopio New Techonology Telescope del Observatorio Austral Europeo y el espectrógrafo UVES del Very Large Telescope, han determinado con una gran precisión la luminosidad, el radio y la masa de ambas estrellas. Comparando los datos observacionales con modelos teóricos de evolución estelar en sistemas binarios, han descubierto que la precursora a enana blanca, no sólo pulsa de forma radial, como un globo que se infla y desinfla, sino que además presenta pulsaciones no radiales, que se observan en forma de ondas en todas las direcciones de la superficie estelar.

“Las enanas blancas de baja masa se forman en sistemas binarios, a través de episodios de transferencia de masa a su compañera. El descubrimiento de esta nueva clase pulsante de estrellas, en un estadio evolutivo inmediatamente posterior a la finalización de la fase de transferencia de masa, permitirá determinar la estructura interna de estos objetos y así reconstruir su evolución durante el proceso de formación”, ha explicado el investigador del CSIC Aldo Serenelli, que trabaja en el Instituto de Ciencias del Espacio.

Según las pulsaciones de la estrella, la capa exterior de hidrógeno de la enana blanca en formación es mucho más gruesa que en la mayoría de las enanas blancas de este tipo. El espesor de la envoltura permite que las elevadas temperaturas en su base (alrededor de 107 grados Kelvin) den lugar a reacciones nucleares de fusión de hidrógeno. Esta fuente adicional de energía tiene como consecuencia un enfriamiento mucho más lento de la enana blanca que si la única fuente disponible de energía fuese su calor interno.

La asterosismología, una potente herramienta

A través de la asterosismología (el estudio de las oscilaciones naturales de las estrellas), los investigadores pueden penetrar en el interior de las estrellas y determinar su estructura interna. “Así como las frecuencias de vibración de la cuerda de un instrumento dependen de las propiedades del material con que está fabricada, las frecuencias de las pulsaciones estelares dependen de la estructura interna de la estrella, de sus perfiles de presión, densidad o composición química”, explica el investigador del CSIC.

La determinación de la estructura interna de estas enanas blancas servirá para desarrollar modelos más precisos de su evolución, en concreto, de sus curvas de enfriamiento, lo que permitirá utilizarlas como relojes de precisión en otros campos de la astrofísica. Será posible determinar, por ejemplo, las edades de los púlsares de milisegundo, objetos estelares que giran cientos de veces por segundo alrededor de su eje.

“El descubrimiento de una nueva clase pulsante de estrellas con pulsaciones en modos no radiales abre la puerta para poder estudiar el interior de estas estrellas. De otro modo, el interior estelar resulta inaccesible y sólo puede inferirse muy indirectamente a partir de las condiciones en la superficie”, precisa Serenelli.

Logran la teleportación cuántica

Desde hace varios años, existe la capacidad de transferir información cuántica por teleportación cuántica de un haz de luz a otro. En 2006, unos investigadores en el Instituto Niels Bohr, dependiente de la Universidad de Copenhague en Dinamarca, consiguieron hacer una teleportación cuántica entre un haz de luz y átomos de un gas. Ahora, el mismo grupo de investigación ha logrado hacer una teleportación cuántica de información cuántica entre dos nubes de átomos de un gas. Además, no lo ha hecho una sola vez, sino bastantes, en todos los casos con éxito, lo que augura que se está alcanzando en esta clase de tecnologías una madurez suficiente como para garantizar la estabilidad de funcionamiento del equipamiento involucrado.

 

El equipo de Eugene Polzik, profesor y jefe del Centro Quantop de Investigación en el Instituto Niels Bohr, ha realizado los nuevos experimentos en un laboratorio ubicado en el sótano de dicho instituto.

Así funciona este sistema de teleportación cuántica:

Hay dos recipientes de vidrio, y cada uno contiene una nube de miles de millones de átomos de cesio gaseoso.

Los dos recipientes de vidrio no están conectados entre sí, pero se teleporta información cuántica de una nube a la otra mediante luz láser. La distancia es de sólo medio metro, poquísimo para las medidas de nuestro mundo cotidiano, pero una distancia considerable en el reino de lo subatómico. Al enviarse la luz al primer recipiente de vidrio ocurre un extraño fenómeno cuántico: la luz y el gas se entrelazan cuánticamente. El hecho de que se entrelacen significa que han establecido un vínculo cuántico.

Ambos recipientes de vidrio están encerrados en una cámara con un campo magnético y cuando la luz láser (de una longitud de onda específica) incide sobre los átomos del gas, los electrones más externos de los átomos reaccionan, de un modo que recuerda la conducta de las agujas de las brújulas, apuntando en la misma dirección. Pueden apuntar de dos maneras, que se definen como "hacia arriba" y "hacia abajo", y es esta dirección la que constituye la información cuántica, de la misma manera que la información de un ordenador normal está constituida por ceros y unos.

El gas entonces emite fotones (partículas de luz) que contienen la información cuántica. La luz se envía al otro recipiente y entonces se lee de ella la información cuántica, que es registrada por un detector. La señal del detector se envía de vuelta al primer recipiente y se ajustan las direcciones a las que apuntan los electrones de los átomos de acuerdo con la señal. Esto completa el teleportación desde el segundo recipiente hasta el primero.

Los experimentos, llevados a cabo por el equipo de Polzik, Daniel Salart Subils y Heng Shen, se han hecho a temperatura ambiente.

En teoría, disponiendo de las instalaciones adecuadas, la misma teleportación cuántica lograda ahora se podría hacer entre dos puntos mucho más distantes, por ejemplo entre la superficie terrestre y un satélite artificial, tal como explica Polzik.
 

Las Bacterias Ingeridas Pueden Influir en la Funcion Cerebral

Un equipo de investigación de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) ha llegado a la conclusión de que las bacterias ingeridas en la comida pueden influir en algunos aspectos de la función cerebral en los seres humanos. En un estudio preliminar hecho sobre mujeres sanas, los científicos han determinado que las mujeres que consumieron de modo habitual bacterias beneficiosas conocidas como probióticos mostraban un patrón de función cerebral distinto en comparación con las demás sujetos de estudio, tanto en un estado relajado como en su reacción ante una tarea de reconocimiento de emociones.

Los resultados del estudio se han publicado en la revista académica Gastroenterology.

El descubrimiento de que cambiar la flora microbiana intestinal en el Ser Humano puede afectar al cerebro en algunos aspectos podría aportar líneas interesantes de investigación en el campo médico, acaso llevando al desarrollo de tratamientos alimentarios o farmacológicos para mejorar la función cerebral, según valoran la Dra. Kirsten Tillisch, profesora adjunta de medicina en la Escuela Médica David Geffen de la UCLA y sus colegas del equipo que ha realizado esta investigación.

Se sabe que el cerebro envía señales al intestino, lo cual es una de las causas de que el estrés y otras emociones puedan contribuir a la aparición de molestias gastrointestinales. Este nuevo estudio parece demostrar algo que se ha sospechado desde tiempo atrás pero que hasta ahora sólo se había demostrado en investigaciones sobre animales: Que las señales también discurren en la dirección inversa.

"Una y otra vez, escuchamos decir a pacientes que nunca se sintieron deprimidos o ansiosos hasta que empezaron a experimentar problemas con sus intestinos", explica Tillisch. "Nuestro estudio muestra que la conexión intestino-cerebro es una vía de doble sentido".

En esta pequeña investigación participaron como sujetos de estudio 36 mujeres con edades de entre 18 y 55 años.

El equipo de la Dra. Tillisch y el Dr. Emeran Mayer, profesor de medicina, fisiología y psiquiatría en la misma escuela médica de la UCLA, dividió a las mujeres en tres grupos: un grupo ingirió un yogur específico que contenía una mezcla de varios probióticos (bacterias que se considera que tienen un efecto positivo sobre los intestinos) dos veces al día durante cuatro semanas; otro grupo consumió un producto lácteo con el mismo aspecto y sabor que ese yogur pero sin contener probióticos; y un tercer grupo no consumió ningún producto de prueba.

Se realizaron escaneos mediante fMRI (resonancia magnética funcional por imágenes) antes y después del período de estudio de cuatro semanas. Estos escaneos examinaron los cerebros de las mujeres en estado de reposo y en respuesta a una tarea de reconocimiento de emociones en la que veían una serie de imágenes de personas con rostros de enojo o miedo y los hacían corresponder con otros rostros que mostraban las mismas emociones. Se escogió esta tarea, diseñada para medir el grado de participación que en respuesta a un estímulo visual mostraban regiones cerebrales asociadas con la afectividad y la cognición, porque investigaciones anteriores en animales habían asociado cambios en la flora intestinal con cambios en las conductas afectivas.

Los investigadores encontraron que, en comparación con las mujeres que no consumieron el yogur con probióticos, las que sí lo hicieron mostraron una disminución en la actividad tanto de la ínsula (una región del cerebro ligada a la emoción y los sentimientos y que procesa e integra sensaciones internas del cuerpo, incluyendo las generadas por los intestinos) como de la corteza somatosensorial primaria, durante la tarea descrita que suscitaba reacciones emocionales.

Además, en respuesta a la tarea, se constató en estas mujeres una disminución en el grado de participación de una amplia red cerebral que incluye áreas vinculadas a la cognición, y a sensaciones y emociones. Las mujeres de los otros dos grupos mostraron una actividad estable o con incrementos en esta red.

Los escaneos cerebrales realizados en reposo revelaron que las mujeres que consumieron probióticos mostraron una mayor conectividad entre una región clave del tallo cerebral conocida como sustancia gris periacueductal, y áreas asociadas a la cognición en la corteza prefrontal.

Por su parte, las mujeres que no consumieron ningún producto de prueba mostraron una mayor conectividad de la sustancia gris periacueductal con las regiones vinculadas a las sensaciones y emociones, mientras que el grupo que consumió el producto lácteo sin probióticos mostró resultados intermedios.

Tal como Mayer explica, hay estudios que muestran que lo que comemos puede alterar la composición y los productos de la flora intestinal, en particular que las personas que tienen dietas con alto contenido de fibra y ricas en vegetales tienen una composición de su microbiota intestinal diferente a la de las personas que consumen la típica dieta occidental rica en grasas y carbohidratos. "Ahora sabemos que esto afecta no sólo al metabolismo, sino también a la función cerebral", subraya Mayer.

Conviene mencionar que esta investigación ha sido financiada por Danone Research, y que Mayer ha trabajado en el consejo asesor científico de la empresa. Tres de los autores del estudio (Denis Guyonnet, Sophie Legrain-Raspaud y Beatrice Trotin) son empleados de Danone Research y participaron en la planificación y la ejecución del estudio (suministrando los productos) aunque no tuvieron papel alguno en los análisis ni en la interpretación de los resultados.

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Un desierto aislado en medio del supercontinente Pangea

Durante la era del Pérmico, la Tierra estaba dominada por un solo supercontinente llamado Pangea, donde animales y plantas se dispersaban ampliamente en toda esta tierra, según documentan especies fósiles idénticas encontrados en varios continentes modernos. Pero un nuevo estudio publicado en 'Journal of Vertebrate Paleontology' apoya la idea de que había un desierto aislado en medio de Pangea con una fauna muy particular.

Vagando por este desierto en lo que hoy es el norte de Níger había una criatura muy peculiar conocida como Pareiasauro, un gran reptil herbívoro que era común a través de Pangea durante el Pérmico Medio y Tardío, hace alrededor de entre 266 y 252 millones de años, según fósiles recién descubiertos pertenecientes al género Bunostegos, que significa lleno de protuberancias.

"Del tamaño de una vaca, estos reptiles se alimentaban de plantas y tenían un cráneo lleno de protuberancias y una armadura ósea en la espalda", explica la autora principal, Linda Tsuji. La mayoría de Pareiasauros tenían protuberancias óseas en el cráneo, pero Bunostegos lucía los más grandes que se hayan descubierto. En vida, probablemente fueron cuernos cubiertos de piel, como los de los jefes de las jirafas modernas, aunque a primera vista estas características parecen sugerir que Bunostegos fue un pareiasauro evolutivamente avanzado, que también tenía muchas características primitivas.

El análisis de Tsuji mostró que Bunostegos estaban en realidad más estrechamente relacionados con Pareiasauros más antiguos y primitivos, lo que lleva a dos conclusiones: en primer lugar, que su cráneo lleno de protuberancias fue el resultado de la evolución convergente, y segundo, que su linaje genealógico se había aislado durante millones de años.

Pero, ¿cómo aislar una población de reptiles del tamaño de una vaca? Aunque no había vallas en el Pérmico, las condiciones climáticas conspiraron para acorralar a los Bunostegos, junto con otros reptiles, anfibios y plantas, y mantenerlos limitados a la zona central del supercontinente.

"Nuestro trabajo apoya la teoría de que el centro de Pangea fue aislado climáticamente, lo que permite una única fauna relicta persistir en el Pérmico Tardío", dijo Christian Sidor, otro de los autores del artículo, para quien resulta sorprendente porque las áreas fuera de esta región central muestran evidencia fósil de intercambio faunístico regular.

Los datos geológicos muestran también que el centro de Pangea fue hiperárido (muy seco), lo que disuadía eficazmente el paso de algunos animales, manteniendo a los que estaban dentro. El largo periodo de aislamiento bajo estas condiciones secas dio a Bunostegos tiempo para que su linaje evolucionara hacia sus características anatómicas únicas.

El paleontólogo Gabe Bever, que no participó en el estudio, dijo: "La investigación en estas cuencas menos conocidas es de vital importancia para la interpretación significativa de los fósiles del Pérmico. Nuestra comprensión del Pérmico y la extinción masiva en la que terminó depende del descubrimiento de más fósiles, como los Bunostegos, maravillosamente extraños".

Gran parte de lo que una vez fue el centro de Pangea queda por explorar por los paleontólogos. "Es importante continuar la investigación en estas áreas poco exploradas -sentenció Tsuji-. El estudio de los fósiles de lugares como el norte de Níger pinta un panorama más amplio del ecosistema durante la era del Pérmico".

28 Asteroides Nuevos en el Universo

El origen de los asteroides está plagado de misterios. No poseen un origen común, sino que algunos son fragmentos de un astro, quizá ya inexistente, y otros tienen otras procedencias. Averiguar a qué "familia" pertenece cada asteroide no es tarea fácil, y a veces surgen sorpresas.

El cinturón principal de asteroides es una fuente importante de objetos capaces de aproximarse bastante a la Tierra. Los objetos de este tipo, conocidos como NEOs por sus siglas en inglés, son cuerpos de naturaleza asteroidal o cometaria que se acercan a menos de 45 millones de kilómetros del trazado orbital de la Tierra alrededor del Sol. Algunos de estos objetos tuvieron órbitas estables en el cinturón principal de asteroides, hasta que una colisión o perturbación gravitacional los arrojó fuera de su trazado orbital, exponiéndolas a otras influencias potenciales, con resultados difíciles de predecir.

El equipo de Joseph Masiero del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, valiéndose de observaciones efectuadas por el satélite astronómico WISE (por las siglas de Wide-field Infrared Survey Explorer) de la NASA, examinó datos de aproximadamente 120.000 asteroides del cinturón principal entre Marte y Júpiter, de entre los aproximadamente 600.000 asteroides conocidos. Encontraron que casi 38.000 de estos objetos, aproximadamente un tercio de la población observada, puede clasificarse en una de 76 familias, 28 de las cuales son nuevas. Además, los investigadores reclasificaron algunos asteroides, que estaban incluidos en una familia que no les correspondía.

Una familia de asteroides se forma cuando una colisión fragmenta un astro grande en otros de diferentes tamaños. Algunas colisiones producen cráteres gigantes, como los dos cráteres observados en el hemisferio sur del asteroide Vesta, excavados por dos grandes impactos. Otras colisiones son catastróficas, desmenuzando un objeto en numerosos fragmentos. Al principio, los escombros resultantes se mueven cerca unos de otros en grupos, viajando por un mismo camino orbital alrededor del Sol, pero con el paso del tiempo los fragmentos se separan cada vez más unos de otros, hasta que su parentesco deja de estar claro.

A lo largo de la historia de nuestro sistema solar, las colisiones catastróficas entre asteroides ubicados en el cinturón entre Marte y Júpiter han formado familias de nuevos objetos en órbitas similares alrededor del Sol. (Imagen artística: NASA/JPL-Caltech)

El conocimiento que hasta recientemente tenía la comunidad científica sobre los linajes de los asteroides proviene de la observación de sus órbitas. En la sección de rastreo de asteroides de la Misión WISE (una sección llamada NEOWISE), se hicieron mediciones del índice de reflexión de los asteroides, lo que ha sido de gran ayuda para identificar a más miembros de las familias de asteroides.

Los asteroides de una misma familia suelen tener una composición mineral similar, y reflejan porcentajes parecidos de luz. Algunas familias se caracterizan por asteroides oscuros, mientras que otras están constituidas por objetos de color más claro. Es difícil distinguir entre asteroides oscuros y claros disponiendo tan solo de la luz visible.

Gracias a la capacidad del WISE para detectar la luz infrarroja, que revela el calor de un objeto, es factible distinguirlos. Cuanto mayor sea el objeto, más calor desprende. Cuando se logra medir el tamaño de un asteroide, es factible determinar sus verdaderas propiedades reflectantes. Eso permite reclasificar, en familias distintas, a asteroides a los que antes se consideraba parte de una misma familia por seguir órbitas muy similares.

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Lámparas de OLEDs y puntos cuánticos

Aunque no tan eficientes como los diodos emisores de luz convencionales (LEDs), los diodos orgánicos emisores de luz (OLEDs) cuentan con una serie de ventajas, entre las que figura el ser aplicables sobre superficies flexibles, de modo que sea factible obtener lámparas o pantallas de televisión que se puedan enrollar y guardar en el bolsillo.

Una prometedora línea de investigación se basa en la combinación de los OLEDs con puntos cuánticos inorgánicos, diminutos cristales semiconductores que emiten luz de diferentes colores en función de su tamaño. Estos OLEDs "híbridos", llamados también LEDs con puntos cuánticos, o QD-LEDs, incrementan la eficiencia de los dispositivos emisores de luz y también la gama de colores que pueden producir. Sin embargo, la fabricación de esta tecnología, respetuosa con el medio ambiente, ha venido siendo difícil y costosa, lo que ha impedido su producción comercial.

A fin de poder producir OLEDs con mayor facilidad y menor costo, unos investigadores de la Universidad de Louisville en Kentucky, Estados Unidos, están desarrollando nuevos materiales y métodos de producción.

Hasta ahora, el alto costo de los materiales y de los procesos de fabricación ha sido un gran obstáculo para el uso de OLEDs en dispositivos de iluminación cotidianos.

Pero esa situación parece que ahora va a cambiar drásticamente.

Para aplicar a bajo costo los puntos cuánticos a sus dispositivos híbridos, el equipo de la profesora Delaina Amos usa impresoras de chorro de tinta como herramienta con la que rociar de manera muy precisa una superficie con los puntos cuánticos y los materiales de los que están hechos los OLEDs. Sin embargo, a diferencia de otros grupos que experimentan con esta estrategia, el equipo de Amos se ha centrado en desarrollar una técnica de bajo costo, que permite que la producción en masa reduzca los costes y haga viable comercializar el producto final.

El objetivo es desarrollar QD-LEDs que se puedan vender en cualquier tienda de iluminación o de electrodomésticos. Para tal fin, el equipo de Amos ha sintetizado puntos cuánticos más respetuosos con el medio ambiente y menos caros. Ella y sus colaboradores han modificado también las superficies de contacto entre los puntos cuánticos y otras capas del OLED para mejorar la eficiencia con la que los electrones son transferidos, permitiéndoles producir luz visible más eficientemente.

Además de su mayor eficacia, su mayor gama de colores, y el poder ser aplicados a superficies flexibles, los QD-LEDs de Amos también utilizan materiales de baja toxicidad, haciéndolos potencialmente mejores para el medio ambiente.

Los últimos avances logrados con esta prometedora gama de OLEDs con puntos cuánticos se han presentado en la última edición del congreso CLEO (Conference on Lasers and Electro-Optics), un congreso de larga trayectoria histórica, ya que, entre otras cosas, fue aquí donde en su día la tecnología láser fue presentada públicamente por primera vez. El CLEO ha contado con el respaldo de la Sociedad Óptica Estadounidense (OSA), una organización fundada en Estados Unidos en 1916, con sede en Washington, D.C., y que reúne a unos 17.000 científicos, ingenieros, y demás profesionales de la óptica y la fotónica de más de 100 naciones. Aproximadamente el 52 por ciento de los miembros de esta sociedad reside fuera de Estados Unidos.

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Tres supertierras en la zona habitable de una estrella cercana

Un equipo de astrónomos ha descubierto que la estrella Gliese 667C, 'vecina' del Sol, tiene asociados al menos seis planetas. Pero lo más sorprendente es que tres de ellos son supertierras localizadas en una zona en la que pueden tener agua líquida, lo que las convierte en posibles candidatas para albergar vida.

Los datos disponibles de la estrella Gliese 667C, junto a las nuevas observaciones facilitadas por el instrumento HARPS de un telescopio del Observatorio Europeo Austral (ESO), en Chile, han permitido desvelar que este sistema estelar cuanta, al menos, con seis planetas.

Un equipo de astrofísicos confirma ahora que tres de esos planetas son supertierras –planetas más masivos que la Tierra, pero menos masivos que planetas como Urano o Neptuno– y que, además, se encuentran dentro de la zona de habitabilidad de su estrella.

Esta zona es una región limitada alrededor del astro en la cual el agua puede estar presente en forma líquida si las condiciones lo permiten. Se trata, por tanto, de la primera vez que tres planetas de este tipo se localizan orbitando esta zona al mismo tiempo. El estudio se publica en la revista Astronomy & Astrophysics.

Gliese 667C es una estrella muy estudiada. Con tan solo un tercio de la masa del Sol, forma parte de un sistema estelar triple conocido como Gliese 667 o GJ 667. Se encuentra a 22 años luz de distancia, en la constelación de Scorpius (el Escorpión). Se encuentra bastante cerca de nosotros –en la vecindad solar– mucho más cerca que otros sistemas estelares estudiados con otros telescopios como el telescopio espacial Kepler, el cazador de planetas.

Estudios anteriores sobre Gliese 667C ya habían descubierto que la estrella albergaba tres planetas y que uno de ellos se encuentra en la zona de habitabilidad. Pero el equipo de astrónomos liderado por Guillem Anglada-Escudé de la Universidad de Göttingen (Alemania) y Mikko Tuomi de la Universidad de Hertfordshire (Reino Unido) ha reexaminado el sistema añadiendo a la información que ya se poseía nuevas observaciones llevadas a cabo por el instrumento HARPS y datos obtenidos por otros telescopios.

Han descubierto indicios de la existencia de más de siete planetas en torno a la tercera estrella, la más débil de un sistema estelar triple. Los otros dos soles se verían como un par de estrellas muy brillantes visibles durante el día. Durante la noche, proporcionarían una iluminación equivalente a la de la Luna llena.

Los nuevos planetas llenan por completo la zona de habitabilidad de Gliese 667C, ya que no hay más órbitas estables en las cuales un planeta pudiera existir a la distancia adecuada.

“Sabíamos, por estudios previos, que la estrella tenía tres planetas, y queríamos ver si podía tener alguno más”, afirma Tuomi. “Sumando algunas observaciones nuevas y revisando datos anteriores fuimos capaces de confirmar estos tres, con la confianza de encontrar alguno más. ¡Ha sido muy emocionante encontrar tres planetas de baja masa en la zona de habitabilidad de la estrella!”.

Más planetas habitables de lo previsto

“El número de planetas potencialmente habitables en nuestra galaxia es mucho mayor de lo que podríamos pensar si tenemos en cuenta que podemos encontrar varios de ellos en torno a cada estrella de baja masa; en lugar de buscar diez estrellas para encontrar un único planeta potencialmente habitable, ahora sabemos que podemos buscar tan solo una estrella y encontrar varios planetas”, añade el coautor Rory Barnes (Universidad de Washington, EE UU).

Se ha descubierto que los sistemas compactos alrededor de estrellas tipo Sol son abundantes en la Vía Láctea. En torno a dichas estrellas, los planetas que orbitan cerca de su estrella anfitriona son muy calientes y difícilmente podrían ser habitables. Pero no ocurre lo mismo con estrellas más frías y tenues como Gliese 667C.

En este caso la zona de habitabilidad se encuentra totalmente integrada en una órbita del tamaño de la de Mercurio, mucho más cerca de la estrella que en el caso de nuestro Sol. El sistema Gliese 667C es el primer ejemplo de un sistema en el que una estrella de baja masa alberga varios planetas potencialmente rocosos en la zona de habitabilidad.

El científico de ESO responsable del instrumento HARPS, Gaspare Lo Curto, señala: “Este emocionante resultado fue posible en gran parte gracias a las capacidades de HARPS y su software asociado, y a su vez destaca el valor de los archivos de ESO. También es muy positivo ver cómo diversos grupos de investigación independientes explotan este instrumento único alcanzando una precision muy destacada”.

“Estos nuevos resultados resaltan cuán valioso puede ser revisar los datos de este modo, combinando resultados de diferentes equipos o diferentes telescopios”, concluye Anglada-Escudé.

Electrodo revolucionario para aumentar la capacidad de las baterías de ión-litio

Los ordenadores portátiles y los automóviles eléctricos podrían tener mayor autonomía si fuera posible aumentar aún más la capacidad de sus baterías de ión-litio. El material del electrodo influye decisivamente en la capacidad de una batería. Hasta ahora, el electrodo negativo normalmente está hecho de grafito, cuyas capas pueden almacenar átomos de litio.

Dar carga a una batería de ión-litio hace que las capas de grafito del electrodo negativo atrapen átomos de litio. Sin embargo, la capacidad del grafito está limitada a un átomo de litio por cada seis átomos de carbono. El silicio podría atrapar hasta diez veces más átomos de litio. Pero, desafortunadamente, se expande mucho durante este proceso, lo cual conduce a problemas por ahora sin solución cuando se le usa en baterías.

Unos científicos en la Universidad Técnica de Múnich en Alemania han desarrollado ahora un material hecho de boro y silicio que podría servir como material de electrodo, lo que abriría una puerta hacia sistemas con mayores capacidades.

De forma similar a los átomos de carbono en el diamante, los átomos de boro y silicio del novedoso borosiliciuro de litio (LiBSi2) están interconectados tetraédricamente. Pero, a diferencia del diamante, además forman canales.

En el laboratorio de alta presión del Departamento de Química y Bioquímica de la Universidad Estatal de Arizona, Estados Unidos, el equipo de Thomas Fässler y Michael Zeilinger, de la Universidad Técnica de Múnich, hizo que reaccionaran los materiales originales. A una presión de 100.000 atmósferas y temperaturas de unos 900 grados centígrados, se consiguió que arrancara la transformación deseada.

El borosiliciuro de litio es estable al aire y a la humedad, y resiste temperaturas de hasta 800 grados centígrados.

En la investigación también han trabajado especialistas de la Universidad de Augsburgo en Alemania y la de Estocolmo en Suecia.

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Crean una cepa de bacterias capaces de usar hidrógeno y CO2 para generar electricidad

Unos investigadores han obtenido mediante ingeniería genética una cepa de bacterias productoras de electricidad que pueden crecer usando el gas de hidrógeno como su único donante de electrones, y el dióxido de carbono como su única fuente de carbono.

El logro, fruto de los esfuerzos de un grupo de la Universidad de Massachusetts en Amherst, Estados Unidos, es un importante avance en el naciente campo de las células de combustible microbianas.

El equipo de Derek Lovley ha estado estudiando las bacterias Geobacter desde que Lovley aisló por primera vez la Geobacter metallireducens a partir de muestras de sedimentos arenosos del Río Potomac en 1987.

Las bacterias Geobacter son de gran interés para los biotecnólogos debido a sus capacidades incomparables de transferencia de electrones. Estas bacterias pueden transferir electrones fuera de la célula y transportarlos a largas distancias mediante los filamentos conductores conocidos como nanocables microbianos.

Bajo la dirección de Lovley, el grupo de Amit Kumar y sus colegas estudió a un pariente de la G. metallireducens llamado Geobacter sulfurreducens, que tiene la capacidad de producir electricidad mediante un proceso de reducción aplicado a compuestos de carbono orgánico mediante un electrodo metálico.

Los investigadores obtuvieron por ingeniería genética una cepa de la bacteria que no necesita del carbono orgánico para crecer en una célula de combustible microbiana.

Los resultados de esta investigación han sido presentados recientemente a través de la ASM (Sociedad Estadounidense de Microbiología), una organización fundada en 1899 y que cuenta con unos 40.000 socios, de dentro y fuera de Estados Unidos.

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Leer pergaminos sin ni siquiera desenrollarlos

Una tecnología pionera de rayos X está haciendo posible leer documentos históricos enrollados muy frágiles por vez primera en siglos.

Los viejos pergaminos frecuentemente se encuentran muy resecados, con riesgo de quebrarse y reducirse a pedazos ante cualquier intento de desenrollarlos o desplegarlos físicamente. La nueva tecnología, sin embargo, elimina la necesidad de hacerlo, al permitir que el pergamino se despliegue o desenrolle "virtualmente" y el contenido pueda verse en una pantalla de ordenador.

La técnica ha sido desarrollada en la Universidad de Cardiff y en la Universidad Queen Mary de Londres, con financiación del Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC), las tres instituciones en el Reino Unido.

Este avance tecnológico permitirá que los historiadores accedan a fuentes escritas que antes resultaba imposible utilizar, y de este modo se logrará dar una nueva y reveladora mirada a hechos del pasado.

Ninguna otra técnica desarrollada en el mundo había permitido hacer genuinamente legibles a los textos aprisionados en pergaminos históricos que no se pueden desenrollar ni desplegar.

El equipo de Graham Davis y Tim Wess ha logrado demostrar la validez de la nueva técnica en un pergamino del siglo XIX.

En un enfoque completamente innovador para resolver el problema descrito, esta técnica funciona escaneando el pergamino con rayos X para detectar la presencia del hierro contenido en la tinta más comúnmente utilizada en Europa entre los siglos XII y XIX.

Usando un método llamado microtomografía, se construye un “mapa” tridimensional que revela la posición exacta de la tinta, creando imágenes a partir de una serie de “rodajas” captadas por rayos X a través del pergamino.

Un programa avanzado, especialmente desarrollado por este equipo, combina los datos obtenidos con información acerca del modo en que está enrollado o plegado el pergamino, y calcula con precisión dónde se sitúa la tinta en el original. Se puede producir entonces una imagen del documento tal como se vería si pudiera desenrollarse o desplegarse.

La diferencia clave entre el nuevo método y otras técnicas desarrolladas previamente para leer documentos históricos que no podían ser abiertos es la resolución de alto contraste sin precedentes que permite distinguir entre la tinta y el pergamino. Esto significa que la tinta se puede diferenciar muy bien del fondo del pergamino, y debido a ello el texto acaba siendo perfectamente legible.

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¿Huracanes en Titán?

Un modelo digital de la meteorología de Titán, una luna del planeta Saturno, indica que, en el futuro cercano, el avance de la primavera y el verano en el hemisferio norte de ese satélite quizá establezcan las condiciones necesarias para que se generen huracanes (ciclones tropicales).

Los ciclones tropicales de la Tierra obtienen su energía a partir de la acumulación de calor por la evaporación del agua de mar, y se han visto versiones en miniatura en grandes lagos, como el lago Hurón.

El nuevo trabajo de modelado, dirigido por Tetsuya Tokano, de la Universidad de Colonia, Alemania, muestra que los mismos procesos también podrían actuar en Titán, excepto que en este caso se trata de metano, en vez de agua, lo que se evapora de los mares.

La temporada más probable para estos huracanes sería la presidida por el solsticio de verano en el hemisferio norte de Titán, cuando la superficie marítima se hace más caliente y el flujo del aire cerca de esa superficie se vuelve más turbulento.

Concretamente, el aire húmedo se arremolinaría, en dirección contraria a la de las agujas del reloj, sobre la superficie de uno de los mares del norte, y aumentaría la velocidad del viento en la superficie marítima, posiblemente hasta unos 70 kilómetros por hora (45 millas por hora).

No obstante, para que se desarrollen estos huracanes en Titán, es necesario que exista en sus mares una combinación adecuada de hidrocarburos, y todavía se desconoce su composición exacta.

La misión Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo entre la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana.

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Alta eficiencia para la computación óptica

El procesamiento de la información que tiene lugar actualmente dentro de los ordenadores, smartphones (teléfonos inteligentes) y tabletas es electrónico. Cada uno de los miles de millones de transistores en un chip usa las señales eléctricas entrantes para actuar de acuerdo a ellas y para modificarlas.

Procesar la información con luz en vez de con electricidad, podría permitir ordenadores más rápidos y más eficientes en el uso de la energía, pero construir una computadora óptica es complicado, debido a las reglas cuánticas que rigen la luz.

Ahora se ha presentado públicamente un nuevo y eficiente método para distribuir nanopartículas metálicas siguiendo patrones geométricos, a fin de conseguir configuraciones capaces de actuar como procesadores ópticos que transformen las señales entrantes de luz en señales salientes con un color diferente.

El logro es obra de un equipo de físicos e ingenieros del Laboratorio de Nanofotónica, adscrito a la Universidad Rice en Houston, Texas, Estados Unidos.

Este equipo, que incluye a Naomi Halas (directora de dicho laboratorio), así como a Peter Nordlander, Yu-Rong Zhen y Yu Zhang, usó el método para crear un dispositivo óptico en el que la luz entrante puede controlarse directamente con otra luz mediante un proceso conocido como “mezcla de cuatro ondas”.

La nueva técnica permite distribuir nanopartículas metálicas siguiendo patrones geométricos, a fin de conseguir configuraciones capaces de actuar como procesadores ópticos que transformen las señales entrantes de luz en señales salientes con un color diferente. (Imagen: Yu Zhang / Universidad Rice)

La mezcla de cuatro ondas se ha estudiado ampliamente, pero el método de la Universidad Rice es el primero que puede producir materiales diseñados para realizar la mezcla de cuatro ondas con una gama amplia de señales entrantes y salientes de colores.

La versatilidad es una de las ventajas de este proceso. Hace posible mezclar los colores de muchas maneras. Eso no sólo permite enviar haces de dos colores diferentes y conseguir a la salida un haz de un tercer color, sino también sintonizar los conjuntos de nanopartículas metálicas para crear dispositivos que acepten o produzcan un espectro de colores amplio.

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Los rápidos vientos de Venus se están acelerando

El registro más detallado del movimiento de las nubes en la atmósfera de Venus obtenido por la nave de la ESA Venus Express ha revelado que los vientos del planeta se han ido acelerando poco a poco en los últimos seis años.

 

En Venus es famoso el fenómeno de la superrotación de la atmósfera, que gira en torno al planeta una vez cada cuatro días terrestres. Esta rapidez de la atmósfera contrasta enormemente con la lentitud de la rotación del planeta en sí mismo, el día venusiano, que equivale a 243 días terrestres.

Siguiendo el movimiento de detalles identificables en las nubes localizadas a unos 70 Km sobre la superficie del planeta, durante un periodo de diez años venusianos –seis años terrestres-, los científicos han logrado hallar un patrón en la velocidad de los vientos a largo plazo.

Cuando Venus Express llegó al planeta, en 2006, la velocidad media de los vientos a la altura de las nubes, a 50º de latitud a ambos lados del ecuador, eran de unos 300Km/h. El resultado de dos estudios independientes ha revelado que estos vientos, ya muy rápidos, se están acelerando, hasta alcanzar los 400Km/h durante el transcurso de la misión.

“Es un aumento enorme, en unos vientos ya muy rápidos. Nunca antes habíamos visto una variación tan grande en Venus, y aún no entendemos por qué ha ocurrido”, dice Igor Khatuntsev, del Instituto de Investigación Espacial de Moscú y autor principal de este trabajo, que se publicará en la revista Icarus.

Khatuntsev y su equipo determinaron la velocidad de los vientos midiendo el movimiento de detalles de las nubes: más de 45.000 de ellos fueron seguidos cuidadosamente a mano, y para otras 350.000 más se usó un programa de ordenador.

En un estudio complementario, un grupo japonés se basó en un método automático propio para seguir las nubes y derivar su movimiento. Sus resultados se publicarán en Journal of Geophysical Research.

Además de este aumento en la velocidad media de los vientos, ambos trabajos han revelado variaciones regulares asociadas a la hora local del día, a la altura del Sol sobre el horizonte y al periodo de rotación de Venus.

También han detectado otra oscilación regular que ocurre cada 4,8 días cerca del ecuador; se cree que tiene que ver con ondas atmosféricas a altitudes más bajas.

Pero esta investigación ha revelado también algunos detalles más difíciles de explicar.

“Nuestro análisis del movimiento de las nubes a latitudes bajas en el hemisferio sur ha mostrado que a lo largo de los seis años de duración del trabajo la velocidad de los vientos cambió en hasta 70Km/h en una escala de tiempo de 255 días terrestres -algo más de un año en Venus”, dice Toru Kouyama, del Instituto de Investigación en Tecnología de la Información, en Ibaraki, Japón.

Los dos equipos han observado también variaciones muy intensas en la velocidad media de los vientos entre órbitas consecutivas de Venus Express alrededor del planeta.

En algunos casos la velocidad del viento en latitudes bajas subió tanto que las nubes completaron una vuelta al planeta en 3,9 días, mientras que en otras ocasiones fueron necesarios 5,3 días.

Los científicos aún no pueden explicar estas variaciones, ni el aumento global más a largo plazo. Aunque hay evidencias claras de que las velocidad media global ha aumentado, hace falta investigar más para entender los patrones de circulación atmosférica que causan el fenómeno, y los cambios que se observan a escalas de tiempo más pequeñas en áreas localizadas”, dice Håkan Svedhem, Jefe Científico de V enus Express, de la ESA.

“La súperrotación de la atmósfera de Venus es uno de los grandes misterios sin resolver del Sistema Solar. Estos resultados le añaden aún más misterio, mientras Venus Express sigue sorprendiéndonos con sus observaciones de este planeta dinámico y cambiante”.

BigBrain recrea el cerebro humano en 3D

Una reconstrucción en 3D de un cerebro humano completo, llamado BigBrain, muestra por primera vez la anatomía de este órgano con un nivel de detalle microscópico –a una resolución espacial de 20 micras, más pequeño que un mechón de pelo–, muy superior a la de los cerebros de referencia actuales.

Los investigadores, que trabajan en distintas instituciones de Alemania y Canadá, destacan que la nueva herramienta es de libre acceso para la comunidad científica con el objetivo de avanzar en el campo de la neurociencia.

El trabajo, publicado en el último número de la revista Science, pretende generar nuevo conocimiento sobre el cerebro sano y enfermo y ha logrado superar los límites de la tecnología actual.

“El BigBrain es el primer modelo en 3D de un cerebro humano en una resolución microscópica. Es 50 veces mayor que la de los atlas cerebrales existentes”, explica a SINC Katrin Amunts, investigadora en la Universidad de Düsseldorf Heinrich Heine (Alemania) y autora principal del estudio.

Tal y como apunta Amunts, “en este atlas es necesario integrar los datos de la neurociencia celular, el análisis de estudios de mapeo de la distribución de los receptores de neurotransmisores o el patrón de expresión de genes en forma espacialmente organizada”.

Para los autores, el modelo proporcionará parámetros realistas, necesarios para la simulación, y empujará el desarrollo de nuevas herramientas para el análisis de imágenes, visualización y computación de alto rendimiento.

"Ha sido una proeza montar imágenes de más de 7.400 cortes histológicos individuales, cada uno con sus propias deformaciones, roturas y desgarros, en un volumen de 3D coherente", afirma Alan Evans, otro de los autores del estudio que trabaja en el Instituto de Neurología de Montreal (Canadá).

"Este conjunto de datos permite por primera vez una exploración 3-D de la anatomía citoarquitectónica humana", añade.

Para llevar a cabo el proyecto, los investigadores alojaron en cera de parafina secciones finas de un cerebro femenino de 65 años de edad, que se cortaron con una herramienta de gran escala llamada microtomo.

A continuación, las secciones histológicas se montaron en placas para detectar las estructuras celulares y, finalmente, fueron digitalizadas con un escáner de alta resolución para que los investigadores pudieran reconstruir el modelo en 3D del cerebro.

Los autores necesitaron cerca de mil horas para recoger los datos, y observar diferencias en el patrón laminar entre las áreas del cerebro. El nuevo cerebro de referencia, parte del Proyecto Europeo del Cerebro Humano, "redefine los mapas tradicionales de principios del siglo XX", subraya Amunts.

Por último, los expertos sostienen que este trabajo permitirá obtener información sobre las bases neurobiológicas de la cognición, el lenguaje, las emociones y otros procesos. Además, planean extraer mediciones del espesor cortical para analizar el proceso del envejecimiento y los trastornos neurodegenerativos. (Fuente: SINC)
 

Resuelven un enigma sobre la generación de luz en LEDs

Los diodos emisores de luz (LEDs) siguen estando en el meollo de muchos avances tecnológicos con numerosas aplicaciones prácticas, ya sea en las imágenes de alta resolución de televisores de pantalla plana, o en lámparas que duran años. Su alta eficiencia y versatilidad hacen que sean cada vez más populares, pero aún no se ha conseguido explotar todo su potencial, en parte debido a que quedan misterios por resolver sobre el mecanismo exacto de emisión de luz en los materiales semiconductores.

Una gran controversia ha venido rodeando al por qué un importante material semiconductor usado en los LEDs, el nitruro de galio e indio (InGaN), genera luz de tan alta intensidad: No había consenso sobre si en el material se forman cúmulos ricos en indio que hacen posible la notable eficiencia de los LEDs. Ahora, el equipo de Kim Kisslinger, Aaron C. Johnston-Peck, y Eric A. Stach, del CFN (Centro para los Nanomateriales Funcionales) del Laboratorio Nacional estadounidense de Brookhaven, en Upton, Nueva York, así como Silvija Gradecak y Kamal H. Baloch, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, ha demostrado definitivamente que la formación de esos cúmulos no es la causa.

Los resultados no despejan la incógnita, pero al menos acotan el terreno donde puede hallarse la explicación, y mejoran el nivel de conocimientos básicos sobre la tecnología LED. Todo ello podría traducirse en la apertura de nuevas y productivas líneas de investigación.

Conviene recordar que las bombillas incandescentes convencionales convierten sólo un 5 por ciento de su energía en luz visible, perdiéndose el resto en forma de calor. Las lámparas fluorescentes llevan esa eficiencia hasta cerca del 20 por ciento, desperdiciando todavía el 80 por ciento de la electricidad consumida. En ambos casos, la luz es subproducto de reacciones que generan calor, en vez de ser el efecto principal, lo cual hace que sean inherentemente ineficientes.

En cambio, los LEDs generan fotones de luz visible directamente a partir de la corriente eléctrica.

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Sorpresa alrededor de un agujero negro gigantesco

El Interferómetro del Very Large Telescope de ESO ha llevado a cabo las observaciones más detalladas hechas hasta el momento del polvo que rodea al gigantesco agujero negro del centro de una galaxia activa. En lugar de encontrar todo el brillante polvo rodeando al agujero negro en forma de toro (la forma geométrica de un rosco), tal y como era de esperar, los astrónomos han descubierto que gran parte del mismo se encuentra encima y debajo del toro. Estas observaciones muestran que el polvo está siendo repelido del agujero negro hacia afuera en forma de vientos fríos un sorprendente descubrimiento que pone en jaque las actuales teorías y nos revela cómo evolucionan e interactúan con su entorno los agujeros negros supermasivos.

A lo largo de los últimos veinte años, los astrónomos han descubierto que casi todas las galaxias tienen un enorme agujero negro en su centro. Algunos de esos agujeros negros crecen atrayendo materia de su entorno y crean, durante el proceso, el objeto más energético del universo: los núcleos de galaxias activos (Active Galactic Nuclei, AGN). Las regiones centrales de estas brillantes centrales energéticas están rodeadas por un anillo en forma de rosco compuesto de polvo cósmico arrastrado del espacio circundante, algo similar a lo que ocurre cuando el agua forma un pequeño remolino alrededor del desagüe de un lavabo. Se creía que la mayor parte de la fuerte radiación infrarroja que provenía de los AGNs se originaba en esos roscos.

Pero nuevas observaciones de una galaxia activa cercana llamada NGC 3783, empleando las capacidades del Interferómetro Very Large Telescope (VLTI) instalado en el Observatorio Paranal de ESO, en Chile, han dado una sorpresa a un equipo de astrónomos. Pese a que el polvo caliente — que tiene una temperatura de entre 700 y 1000 grados Celsius — se encuentra en un toro (tal y como esperaban), han descubierto grandes cantidades de polvo frío encima y debajo de este toro principal.

Tal y como explica el autor principal del artículo que presenta estos nuevos resultados, Sebastian Hönig (Universidad de California Santa Barbara, EE.UU, y Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Alemania), “Es la primera vez que hemos podido combinar observaciones detalladas en el infrarrojo medio del polvo frío (casi a temperatura ambiente) que rodea a un AGN, con observaciones de casi la misma precisión del polvo muy caliente. Es también la mayor colección de datos interferométricos en el infrarrojo sobre AGNs publicada hasta el momento”.

El polvo recientemente descubierto forma una corriente de viento frío que sale del agujero negro. Este viento debe jugar un importante papel en la compleja relación existente entre el agujero negro y su entorno. El agujero negro satisface su insaciable apetito alimentándose del material circundante, pero la intensa radiación que produce este proceso también parece estar eyectando material. Aún no está muy clara la forma en que estos dos procesos se alían para permitir que los agujeros negros supermasivos crezcan y evolucionen en el interior de las galaxias, pero la presencia de un viento polvoriento añade una nueva pieza a este puzle.

Con el fin de investigar las regiones centrales de NGC 3783, los astrónomos necesitaban utilizar las capacidades combinadas de los Telescopios Unitarios del VLT (Very Large Telescope) de ESO. Utilizándolos juntos, forman un interferómetro que puede obtener una resolución equivalente a la de un telescopio de 130 metros.

Otro miembro del equipo, Gerd Weigelt (Instituto Max-Planck de Radioastronomía, Bonn, Alemania), explica: “Combinando las capacidades únicas de los espejos del VLT con la interferometría somos capaces de recoger la suficiente cantidad de luz como para observar objetos débiles. Eso nos permite estudiar una región tan pequeña como la distancia que separa a nuestro Sol de su estrella más cercana, en una galaxia que se encuentra a decenas de millones de años luz. Actualmente, no hay otro sistema óptico o infrarrojo en el mundo capaz de emular estas capacidades”.

Estas nuevas observaciones pueden llevar a un cambio de paradigma en la comprensión de los AGN. Son evidencias directas de que el polvo está siendo eyectado por la fuerte radiación. Los modelos de distribución del polvo y los que muestran cómo crecen y evolucionan los agujeros negros supermasivos deberán tener en cuenta, a partir de ahora, estos nuevos efectos recién descubiertos.

HERB Robot con Autoaprendizaje

A un robot le puede resultar difícil familiarizarse con objetos de su entorno cuando dispone únicamente de su capacidad visual computerizada para captar forma, color y tamaño. Pero si combina la información visual con datos de muchas otras clases, como por ejemplo la ubicación del objeto con respecto a otros, e incluso el dato de si lo puede o no elevar con su brazo, el robot puede de modo constante ir descubriendo nuevos objetos, familiarizarse con ellos y refinar sus conocimientos sobre cada uno.

A esta conclusión ha llegado un equipo de investigadores del Instituto de Robótica de la Universidad Carnegie Mellon, en Pittsburgh, Pensilvania, Estados Unidos.

Un nuevo proceso de autoaprendizaje, desarrollado por robotistas de ese instituto, ha permitido a HERB, un robot que deambula por su entorno mediante ruedas y que posee dos brazos para manipular cosas, valerse de imágenes de video en color, los datos que le ofrece una cámara Kinect con percepción de profundidad, e información diversa no visual, para familiarizarse por su cuenta con más de 100 objetos presentes en la sala de pruebas del laboratorio, habilitada como una vivienda común, el escenario de las futuras generaciones de robots domésticos. Esos objetos incluyen, por ejemplo, monitores de ordenador, plantas y alimentos.

El modo más común que los robotistas tienen de enseñar a sus robots a reconocer los objetos con los que deben trabajar es elaborar modelos digitales de dichos objetos y cargarlos, junto con imágenes de los objetos, en la memoria del robot.

Con la incorporación en HERB de un nuevo proceso de autoaprendizaje, el robot puede ahora familiarizarse con estos objetos por sí mismo.

Conforme el robot acumula más tiempo de funcionamiento y más experiencia, el nuevo proceso de autoaprendizaje perfecciona gradualmente sus modelos de los objetos, y el robot empieza a concentrar su atención en los más importantes para las tareas que se le encarguen.

La habilidad para fijarse por su cuenta en nuevos objetos, discernir qué son, y familiarizarse con ellos, incluso a veces toma a los investigadores por sorpresa, tal como confiesa Siddhartha Srinivasa, profesor de robótica y jefe del Laboratorio de Robótica Personal donde se está desarrollando HERB. En una ocasión, varios miembros del equipo dejaron los restos del almuerzo (un trozo de piña y una bolsa de bollos en forma de rosquilla) en el laboratorio al marcharse a casa tras la jornada laboral. A la mañana siguiente, cuando volvieron al laboratorio, descubrieron con asombro que HERB se había dado cuenta de la presencia de esos objetos para él desconocidos, había construido modelos digitales de ellos y había deducido cómo podía recoger cada uno con sus manos robóticas.

Las mediciones de profundidad de los sensores Kinect de HERB han demostrado ser particularmente importantes para que el robot se familiarice con nuevos objetos, ya que las medidas tridimensionales de la forma de un objeto son una información vital para reconocerlo en ocasiones futuras o para deducir que otros objetos de forma muy similar cumplen la misma función.

Otro tipo de información que maneja HERB, y que le resulta de gran utilidad, es la ubicación del objeto: Si, por ejemplo, está sobre una mesa, o por el contrario yace en el suelo, o bien está guardado en un armario. El robot también se fija en si un objeto está afianzado en su sitio y no se le puede mover de allí empleando una fuerza acorde con su peso aparente máximo, o, por el contrario, si no está sujeto a ningún sitio y se le puede transportar de un lado a otro sin limitaciones. También tiene en cuenta si un objeto se está moviendo solo o lo ha hecho anteriormente. Esto es importante para asegurar una correcta convivencia del robot con, por ejemplo, animales domésticos y otros robots (como las típicas aspiradoras y friegasuelos robóticos cada vez más comunes en las viviendas de las naciones industrializadas). Asimismo, valora las implicaciones de que un objeto esté en un lugar y momento particulares. Y, por supuesto, para todo ello puede usar sus brazos a fin de verificar si puede alzar sin problemas el objeto, la prueba definitiva del carácter de "objeto" de aquello que le resulta nuevo y está observando.

La primera vez que a HERB se le enseña un video de, por ejemplo, una habitación, todo contenido de la misma se "ilumina" en su mente como un posible objeto. Pero cuando usa sus otros tipos de conocimiento, combinados entre sí, pasa a tener más claro qué es y qué no es un objeto (en el sentido de algo que él pueda recoger y cambiar de sitio), y su tiempo de computación para reconocer cosas se reduce de manera espectacular.

Aunque todavía no está implementada esta función, HERB y otros robots podrían usar internet para adquirir unos conocimientos aún más amplios sobre objetos. Estos robots se podrían conectar por su cuenta a almacenes específicos de imágenes como RoboEarth, ImageNet o 3D Warehouse, para encontrar el nombre de un objeto que están viendo ante sí y no saben qué es, o para obtener imágenes de partes del objeto que no pueden ver.

Alvaro Collet, con la supervisión de Srinivasa y Martial Hebert, dirigió el desarrollo del nuevo proceso de autoaprendizaje. Collet trabaja ahora como científico en Microsoft. En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado Bo Xiong (Connecticut College), y Corina Gurau (Universidad Jacobs en Bremen, Alemania).

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