Descubren un acelerador natural de partículas en los Cinturones de Van Allen

Se ha descubierto un enorme acelerador de partículas natural en el corazón de una de las regiones más peligrosas del espacio cercano a la Tierra, una zona de partículas cargadas y de muy alta energía que rodea al globo terráqueo, conocida como los Cinturones de Radiación de Van Allen.

El hallazgo se ha hecho gracias a las dos naves Van Allen, de la NASA, dedicadas a estudiar los cinturones del mismo nombre. Estos cinturones fueron descubiertos en 1958, y toman su nombre del de su descubridor, James Van Allen.

Los científicos ya sabían que hay algo en el espacio que acelera las partículas en los Cinturones de Van Allen hasta más de un 99 por ciento de la velocidad de la luz, pero no lograban hallar al misterioso mecanismo responsable de ello. Nuevos datos obtenidos por las sondas Van Allen de la NASA, analizados por el equipo de Geoff Reeves, del Laboratorio Nacional de Los Álamos, en Nuevo México, Estados Unidos, muestran que la energía usada para la aceleración proviene del interior de los propios cinturones. Las partículas dentro de los cinturones son aceleradas por rachas locales de energía elevadísima, que las impulsan hasta velocidades mayores.

Las observaciones recientes de las naves gemelas Van Allen muestran que las partículas en los Cinturones de Radiación de Van Allen son impulsadas mediante un acelerador natural de partículas que toma su energía de la de los propios anillos. Eso ayuda a explicar cómo estas partículas son capaces de alcanzar velocidades de hasta más de un 99 por ciento de la velocidad de la luz. (Imagen: G. Reeves / M. Henderson)

El descubrimiento de que las partículas se aceleran por una fuente de energía local es semejante en importancia al descubrimiento de que los huracanes se alimentan de una fuente local de energía, como por ejemplo una región oceánica con aguas más cálidas.

Conocer la ubicación de los puntos donde se produce la aceleración ayudará a los científicos a mejorar las predicciones de la "meteorología espacial", lo cual sería muy útil puesto que los cambios en los Cinturones de Van Allen pueden constituir riesgos para vehículos en órbita a la Tierra.

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Conversión de imágenes a sonidos, percibir acústicamente el entorno

Los dispositivos de sustitución sensorial permiten compensar, hasta cierto punto, la pérdida de uno de los sentidos (como la visión en el caso de los invidentes, el más común en el uso de tales dispositivos). Esta compensación parcial se logra al convertir los estímulos del tipo que la persona no puede percibir en otros de un tipo que sí pueda captar, por ejemplo imágenes convertidas en sonidos en el caso de un invidente. Eso puede ayudar a las personas invidentes a hacerse una idea, por medio del sonido, de la forma de las estructuras a su alrededor.

Un aparato de esa clase, denominado vOICe, está causando sensación. Es un dispositivo de sustitución sensorial que convierte señales visuales en señales acústicas. La pequeña cámara que lleva colocada el usuario capta las imágenes del entorno que luego son procesadas para dar lugar a un conjunto de sonidos.

Los usuarios más experimentados pueden usar esos sonidos para construir en su mente una imagen aproximada de las cosas que hay a su alrededor.

El equipo del Dr. Michael Proulx, del Departamento de Psicología de la Universidad de Bath, Reino Unido, ha investigado la eficiencia inicial que puede lograrse usando el sistema. El estudio se ha basado en experimentos realizados con voluntarios sin experiencia en el sistema, con capacidad visual pero a quienes se les impidió ver.

Los participantes, a pesar de no tener ningún tipo de formación en el uso del dispositivo, fueron capaces de alcanzar en una prueba visual el mejor rendimiento posible en tales circunstancias. Los participantes que realizaron la prueba por segunda vez, valiéndose de la primera como un modesto entrenamiento, mostraron una notable mejora en esta segunda ocasión.

Una participante en el estudio captando su entorno visual exclusivamente mediante sonido, gracias al dispositivo. (Foto: Alastair Haigh, David J. Brown, Peter Meijer, Michael J. Proulx - How well do you see what you hear? The acuity of visual-to-auditory sensory substitution http://www.frontiersin.org/Cognitive_Science/10.3389/fpsyg.2013.00330/abstract)

La percepción del entorno lograda mediante este sistema es mejor que la proporcionada por otras técnicas de restauración sensorial por vías alternativas.

En los experimentos también se constató una correlación positiva entre la formación musical de los participantes y la agudeza sensorial que lograban con el sistema vOICe.

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Memoria de almacenamiento de datos digitales capaz de perdurar un millón de años

Usando un cristal nanoestructurado, unos científicos han demostrado experimentalmente y por vez primera los procesos de grabación y lectura de datos digitales en cinco "dimensiones" o "ejes" mediante la acción de un láser actuando en periodos ultracortos, del orden del femtosegundo. Este almacenamiento permite obtener resultados sin precedentes, incluyendo una capacidad por disco de 360 terabytes, una estabilidad térmica de hasta 1.000 grados centígrados y una durabilidad que podría llegar a valores del orden del millón de años, al menos en teoría.

En esta memoria de cristal, apodada como "cristal de memoria de Supermán", ya que ha sido comparada con los "cristales de memoria" usados en las películas de Supermán, los datos se graban mediante nanoestructuras autoensambladas creadas en cuarzo fundido, que es capaz de almacenar grandes cantidades de datos durante periodos tan largos como el indicado. La codificación de la información se realiza en cinco "dimensiones" o "ejes": el tamaño y la orientación, además de la posición tridimensional de estas nanoestructuras.

Una copia digital de 300 kb de un archivo de texto fue grabada exitosamente en 5D mediante un láser ultrarrápido, produciendo pulsos de luz extremadamente cortos e intensos. El archivo se escribe en tres capas de puntos nanoestructurados con una separación de cinco micrómetros (un micrómetro es la millonésima parte de un metro).

Las nanoestructuras autoensambladas cambian el modo en que la luz viaja a través del cristal, modificando la polarización de la luz.

El trabajo de investigación y desarrollo lo dirige Jingyu Zhang del Centro de Investigación en Optoelectrónica de la Universidad de Southampton en el Reino Unido, y se lleva a cabo en el marco de un proyecto conjunto con la Universidad Tecnológica de Eindhoven en los Países Bajos.

Si esta nueva tecnología de memoria cumple con todas las expectativas y desemboca finalmente en un producto comercializable a precios razonables, podríamos estar ante el inicio de una nueva era de la información, en la que dejar de preocuparnos por lo endeble de muchos de los soportes de los que de momento aún dependemos para almacenar grandes cantidades de datos y que pueden fallar aunque los hayamos guardado en una sala climatizada y jamás se hayan caído al suelo, ni se les haya vertido agua encima, ni por supuesto hayan sufrido quemaduras ni otras agresiones. Temores hoy tan comunes acerca de esos soportes de almacenamiento como "¿Se habrá degradado después de haber transcurrido 15 años desde que lo grabé y ya habrá ahora sectores ilegibles?" podrían pasar a ser cosa del pasado.

El equipo está ahora buscando empresas que deseen colaborar en la labor de comercializar esta innovadora tecnología.

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Verifican la implantación de recuerdos falsos en el cerebro

Recordar, mediante la implantación de recuerdos falsos en el cerebro, cosas que en realidad no han sucedido es un concepto tratado en la ciencia-ficción como por ejemplo con la empresa mostrada en "Total Recall". En esa película de ciencia-ficción, dicha empresa convierte en recuerdos los sueños más anhelados de los clientes; lo más parecido a hacer realidad esos sueños; si alguien desea viajar a Marte, tendrá recuerdos de haberlo hecho, tan intensos y detallados como si lo hubiera vivido de verdad.

Es inevitable que, debido a precedentes de la ciencia-ficción como éste, se esté generando un gran revuelo en torno a la implantación de recuerdos falsos, muchísimo más modesta aunque real, lograda en ratones por científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos. Por otra parte, el objetivo de estos experimentos no ha sido desarrollar una tecnología con la que ofrecer al público los servicios de esa empresa ficticia de "Total Recall", sino profundizar en el fenómeno de los recuerdos falsos sobre algún pequeño detalle que pueden formarse de modo espontáneo bajo algunas influencias y que pueden alterar peligrosamente la marcha de las pesquisas policiales y del proceso judicial cuando hacen referencia a hechos vinculados a un presunto delito.

¿Salió la persona de esa puerta o de la de al lado? ¿Llevaba realmente una camisa verde? ¿El ruido se oyó a las tres de la tarde o a las cinco? Ante cuestiones como éstas, no es difícil que los testigos interrogados por la policía y por el tribunal crean honradamente recordar con total seguridad detalles que en realidad no existieron.

En un paso clave hacia el esclarecimiento completo de cómo surgen esos falsos recuerdos, el equipo de Susumu Tonegawa, Steve Ramirez, Xu Liu, Pei-Ann Lin, Junghyup Suh, Michele Pignatelli, Roger Redondo y Tomas Ryan, ha verificado que hay una vía explotable que permite implantar falsos recuerdos en los cerebros de ratones.

Estos investigadores también han comprobado que muchas de las huellas cerebrales dejadas por estos recuerdos falsos son idénticas en naturaleza a las dejadas por los recuerdos auténticos. En otras palabras, tanto si el recuerdo es auténtico como si es falso, el mecanismo neural subyacente en el proceso de rememorar el recuerdo almacenado es el mismo.

Los autores del nuevo estudio han obtenido evidencias adicionales de que, para cada experiencia que vivimos y memorizamos, los recuerdos se almacenan en redes de neuronas que conforman estructuras conocidas como engramas.

La comunidad científica ha estado dedicando últimamente muchos esfuerzos a localizar estos engramas. Tonegawa y sus colegas del  Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria, dependiente del MIT, han mostrado que son capaces de identificar las células que forman parte de un engrama para un determinado recuerdo, y reactivarlo (o reprocesarlo) mediante tecnología optogenética, que  utiliza la luz  y genes especiales para estimular vías específicas en el cerebro.

Llegar a un sitio en el que, por ejemplo, nos ocurrió algo desagradable tiempo atrás, hace que se reactive el recuerdo de ello. Éste es un mecanismo común por el cual nos vienen a la mente los recuerdos. Sin embargo, si al llegar a un sitio donde nunca hemos estado ni se parece a aquel donde vivimos la experiencia desagradable, la reactivación de aquel recuerdo se realiza por otros medios, siendo así "reprocesado", el resultado puede ser muy similar a evocar un recuerdo verdadero, lo que puede hacernos creer que la experiencia desagradable nos ocurrió en el sitio en el que en realidad nunca antes hemos estado. Así sucede al menos con las ratas con las que se ha experimentado en esta línea de investigación. Valiéndose, entre otras cosas, de una proteína que mediante un estímulo luminoso activa a las neuronas escogidas, es posible hacer, al estimular con luz las neuronas apropiadas, que las ratas recuerden algo que no ha sucedido. El resultado no es un recuerdo enteramente nuevo, sino una versión retocada de un recuerdo real, aunque, en definitiva, se trata de un recuerdo falso.

Este equipo del MIT está ahora planeando investigaciones adicionales sobre maneras de distorsionar los recuerdos en el cerebro.

Ahora que ya es posible alterar el contenido de los recuerdos en el cerebro, los científicos comienzan a plantearse cuestiones que hasta no hace mucho eran exclusivas de la ciencia-ficción. Por ejemplo, ésta que expresa el propio Ramirez: "¿Es posible elaborar de modo artificial recuerdos falsos de sucesos placenteros así como de sucesos desagradables?".

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Atrapar luz mediante luz

Hay varias maneras de "atrapar" un rayo de luz, usualmente con espejos, con otras superficies reflectantes o con materiales de alta tecnología como por ejemplo los cristales fotónicos. Pero ahora unos investigadores han descubierto un nuevo método para atrapar luz que podría encontrar una amplia variedad de aplicaciones.

El nuevo sistema, desarrollado a través de modelos digitales y luego demostrado experimentalmente por Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, hace que las ondas de luz actúen sobre otras ondas de luz. La técnica se basa en generar una onda de luz con la misma longitud de onda que aquella sobre la que se desea actuar, pero con su fase exactamente opuesta (donde una onda tiene un pico, la otra tiene un valle); así que las ondas se contrarrestan entre sí. Mientras tanto, la luz de otras longitudes de onda (o colores) puede pasar libremente.

El equipo de Marin Soljacic, John Joannopoulos, Steven Johnson, Chia Wei Hsu, Bo Zhen, Jeongwon Lee y Song-Liang Chua, cree que este fenómeno podría aplicarse a cualquier tipo de onda: ondas sonoras, ondas de radio, electrones (cuyo comportamiento puede ser descrito por las ecuaciones de onda), e incluso olas en el agua.

Para muchos dispositivos ópticos que se espera construir, incluyendo láseres, células solares y fibra óptica, se necesita una manera de confinar la luz. Esto se ha logrado principalmente utilizando espejos de diversas clases, incluyendo tanto los tradicionales como los más avanzados espejos dieléctricos, y también los exóticos cristales fotónicos y otros dispositivos basados en principios físicos diferentes. En todos estos casos, se impide el paso de la luz, no se la deja seguir su camino, por lo que se ve forzada a reflejarse.

En el nuevo sistema, sin embargo, ese no es el caso. En vez de ello, la luz de una determinada longitud de onda es bloqueada por interferencia destructiva con otra onda que está fuera de fase de un modo muy preciso. Es una forma muy diferente de confinamiento de la luz.

En términos matemáticos, el nuevo fenómeno fue descrito en 1929 como una posibilidad teórica por el matemático y pionero en computación John von Neumann.

Este nuevo fenómeno podría ahora conducir a nuevos tipos de láseres y sensores, entre otras aplicaciones aún por identificar.

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Las bolas de fuego Perseidas

En astronomía, hay pocas cosas que se comparan con un brillante meteoro surcando la titilante bóveda celeste de una noche sin luna. El inesperado destello luminoso añade una pizca de magia a una caminata normal bajo las estrellas. Una nueva investigación realizada por la NASA acaba de identificar la más mágica de todas las noches. "Hemos descubierto que hay una lluvia de meteoros que produce más bolas de fuego que cualquier otra", explica Bill Cooke, quien trabaja para la Oficina de Medio Ambiente de Meteoroides, de la NASA. "Es la lluvia de meteoros Perseidas, la cual alcanzará su máximo entre el 12 y el 13 de agosto".

Empleando una red de cámaras distribuidas en el sur de Estados Unidos, el equipo de Cooke ha estado rastreando la actividad de las bolas de fuego desde el año 2008 y ha acumulado una base de datos que contiene cientos de eventos para analizar. Los datos indican que las Perseidas son las "campeonas de todas las bolas de fuego" entre las lluvias de meteoros anuales.

Una bola de fuego es un meteoro muy brillante, al menos tan brillante como los planetas Júpiter o Venus. Se les puede ver durante cualquier noche, conforme meteoroides aislados entran a la atmósfera de la Tierra. No es inusual ver alguna bola de fuego a intervalos de algunas horas. Sin embargo, las bolas de fuego se vuelven más numerosas cuando la Tierra pasa a través de la corriente de residuos de un cometa. Esto es lo que ocurrirá en agosto.

La lluvia de meteoros Perseidas proviene del cometa Swift–Tuttle. Cada año, de principios a mediados de agosto, la Tierra atraviesa una nube de polvo que el cometa deja atrás al acercarse al Sol. Cuando los meteoroides Perseidas golpean nuestra atmósfera a 212.000 kilómetros por hora (132.000 millas por hora), producen un espectáculo de luces anual que está entre los favoritos de los observadores del cielo nocturno.

Cooke cree que las Perseidas producen muchas bolas de fuego debido al tamaño del cometa que les da origen.

"El cometa Swift–Tuttle tiene un núcleo gigantesco, de unos 26 kilómetros de diámetro", comenta Cooke. "La mayoría de los demás cometas son mucho más pequeños, con núcleos que apenas llegan a unos kilómetros de tamaño. Como resultado, el cometa Swift–Tuttle produce una gran cantidad de meteoroides, muchos de los cuales son lo suficientemente grandes como para producir bolas de fuego".

Cooke recomienda estar alerta las noches del 12 y del 13 de agosto, entre las 10:30 de la noche y las 4:30 de la madrugada, hora local. Antes de la media noche, la tasa de meteoros será un poco baja, y luego se irá incrementando conforme progrese la noche, alcanzando así su máximo antes del amanecer, cuando la constelación Perseo se encuentre alta en el cielo.

Por cada bola de fuego que emane de Perseo, habrá docenas de meteoros normales.

"Trate de alejarse de las luces de la ciudad", recomienda Cooke. "Aunque las bolas de fuego pueden verse desde zonas urbanas, las mucho más numerosas, aunque débiles, Perseidas solo serán visibles desde el campo".

En total, la tasa de meteoros Perseidas en cielos oscuros podría alcanzar los 100 meteoros por hora.

¿Fue copiada la receta española de la 'Coca-Cola' por los estadounidenses?

¿Cómo nació la famosa receta de Coca-Cola en el siglo XIX? ¿Quién fue su verdadero inventor: una empresa de Valencia especializada en licores o un veterano adicto a las drogas de EE.UU.?

La fábrica de licores Aielo de Malferit de Valencia podría ser el lugar del nacimiento de lo que hoy conocemos como Coca-Cola, escribe el semanario alemán 'Der Spiegel'. Sus periodistas han visitado el establecimiento español y realizado una investigación histórica que permite comparar las dos versiones existentes del origen de la popular bebida: la europea y la estadounidense.

Como contó el dueño de la fábrica -que fundada con el nombre de Aparici, Sanz y Ortiz-, Juan Micó, fue puesta en marcha en 1880 por tres empresarios valencianos -Bautista Aparici, Ricardo Sanz y Enrique Ortiz- para producir bebidas alcohólicas de calidad, que incluso surtía a la Casa Real española. Una de las bebidas fue hecha de cafeína, y rica en frutos de los árboles africanos de cola y las hojas de las plantas de coca de Perú. En 1885 uno de los empresarios, Bautista Aparici, viajó a Filadelfia, norte de la costa este de EE.UU., donde presentó el invento de la fábrica y recibió un premio a la innovación por su 'Nuez de Kola-Coca', asegura Micó. En sus palabras, Aparici dio varias botellas como muestras a representantes de ventas de EE.UU.

Según la versión estadounidense, el autor de Coca-Cola es John Stith Pemberton, un veterano confederado del estado de Georgia, sur de la costa este de EE.UU. Dado que fue herido en la batalla de Columbus en 1865, más tarde se convirtió en un adicto a la morfina, que le ayudaba a mitigar los dolores de las heridas de guerra. Pemberton, farmacéutico de profesión, trataba de encontrar una cura para su adicción, eliminando los dolores de cabeza, y por eso experimentaba con coca e inventó varios vinos con base en esa planta. Cuando en 1885 las autoridades de Georgia prohibieron las bebidas alcohólicas, Pemberton tuvo que cambiar la fórmula, eliminando la base de alcohol y reemplazándola con un jarabe de caramelo con carbonatación.

En 1888, Pemberton vendió los derechos para poder producir la bebida a un empresario que más tarde registró la empresa The Coca-Cola Company.

La fórmula definitiva estuvo lista el 18 de mayo de 1889. En agosto de 1889 Pemberton murió, oficialmente, de cáncer.

Comparando estas dos versiones, hay que destacar que el invento de Pemberton no ganó ningún premio. Mientras tanto, la bebida de Aparici recibió un premio a la innovación, pero fue registrada en 1903. Otros inventos de la fábrica española obtuvieron un total de 20 medallas de oro y diez títulos honoríficos, incluso en Milán (1881), Londres y París (1900). 

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