Los superconductores transportan corriente eléctrica
sin pérdida de energía, pero no trabajan a temperaturas ambiente, solo a
temperaturas cercanas al cero absoluto. Investigadores han buscado la razón
para este comportamiento.
Han sido capaces de identificar una fase llamada
pseudogap, la cual es un rango de temperatura abajo de la temperatura
ambiente ala cual la superconductividad falla. Algo pasa con los electrones
en esta fase que hace que los superconductores fallen.
Investigadores del Departamento de Energía de USA
pueden haber resuelto el enigma. Al trabajar con superconductores de óxido
de cobre, identificaron un cambio en el comportamiento del electrón que solo
ocurre durante la fase pseudogap. Para entender ésto uno se puede imaginar
el átomo de cobre al centro de la unidad, con el átomo de oxígeno al "norte"
y otro al "este". Esta configuración se repite a través de toda la capa de
óxido de cobre. En cada unidad la habilidad de tunneling de los electrones
del átomo de oxígeno norteño es diferente de la del oxígeno del este.
Encontrar esta rotura de simetría es muy importante,
como lo fue descubrir simetrías rotas en cristales líquidos, para poder
controlar el cristal u lograr que las pantallas de cristal líquido o LCDs
sean corrientes y económicas.
Los investigadores tratan de entender cómo esta
asimetría afecta el flujo de electrones, lo cual afecta la
superconductividad y cómo trabajar sobre ello para conseguir
superconductores a temperatura ambiente.
En mecánica cuántica, el efecto túnel (tunneling) es
un fenómeno nanoscópico por el que una partícula viola los principios de la
mecánica clásica penetrando una barrera potencial o impedancia mayor que la
energía cinética de la propia partícula. Una barrera, en términos cuánticos
aplicados al efecto túnel, se trata de una cualidad del estado energético de
la materia análogo a una "colina" o pendiente clásica, compuesta por crestas
y flancos alternos, que sugiere que el camino más corto de un móvil entre
dos o más flancos debe atravesar su correspondiente cresta intermedia si
dicho objeto no dispone de energía mecánica suficiente como para imponerse
con la salvedad de atravesarlo
Investigadores de la Universidad Sheffield y Warwick
ha demostrado que la gallina es la respuesta a esta eterna pregunta.
Estos investigadores usaron un supercomputador para
examinar las cáscaras de huevo, descubriendo que la proteína llamada
ovocledidin-17 (OC-17) actúa como un catalizador para acelerar el desarrollo
de la cáscara, y es crucial para la formación de la cáscara de huevo. Por
otro lado, encontraron que esta proteína se encuentra en los ovarios de la
gallina. Basándose en ésto, los científicos decidieron que la gallina debió
haber aparecido antes del huevo.
La asimetría de las moléculas utilizadas hace el
plástico piezoeléctrico, es decir, cambia de forma cuando se le aplica un
campo eléctrico.
Entre las aplicaciones se encuentran ropa con
micrófonos sensibles para capturar el habla o monitorear funciones
corporales, filamentos delgados podrían medir la presión sanguínea o la
presión en le cerebro. También se podría utilizar en redes que monitoreen el
flujo del agua en el océano y en sistemas de imágenes por sonar de
gran área con mayores resoluciones.
El telescopio espacial Planck de la Agencia Espacial
Europea (ESA) ha trazado el mapa más completo del Universo desarrollado
hasta la fecha, una imagen de toda la bóveda celeste que aporta nuevas
evidencias sobre el proceso de formación de estrellas y galaxias y permite
estudiar las primeras fases de formación del cosmos.
A juicio de la agencia espacial, esta primera imagen del cielo completo
constituye un "extraordinario tesoro, repleto de datos inéditos para los
astrónomos", ya que refleja desde las regiones más cercanas de la Vía Láctea
hasta los límites del espacio y del tiempo. El disco de la Vía Láctea se
extiende a lo largo del centro de la imagen. Lo primero que llama la
atención son los filamentos de polvo y de gas que se extienden por encima y
por debajo de la galaxia, justo donde se están formando las nuevas
estrellas. Más intrigante es el fondo moteado de la imagen, que presenta la
'radiación cósmica de fondo en microondas' (CRMB, por sus siglas en inglés),
la luz más antigua del Cosmos, con restos de la explosión que ocurrió hace
13.700 millones de años y que dio origen al Universo.
El patrón de microondas es la huella digital de lo que hoy conforma los
cúmulos y los supercúmulos de galaxias, y permite observar cómo era el
Cosmos instantes después de su creación. Los distintos colores representan
ínfimas diferencias en la temperatura y en la densidad de la materia del
universo. El CMBR se extiende por todo el mapa, pero una gran parte aparece
oculta tras la radiación procedente de la Vía Láctea. Por eso, en el
post-procesado de los datos se eliminará la contribución de la Vía Láctea
para poder observar la radiación cósmica de fondo en su totalidad.
Cuando termine esta labor, Planck será capaz de mostrar la imagen más
precisa de la radiación cósmica de fondo jamás obtenida. La gran cuestión
ahora es si los datos podrán desvelar las huellas del periodo primigenio
conocido como 'inflación cósmica'. Las hipótesis postulan que durante esta
época, que tuvo lugar justo después del Big Bang, el Universo se expandió de
forma exponencial en un periodo de tiempo muy corto.
Un equipo de ingenieros del MIT ha informado que
lograron desarrollar un chip capaz de administrar el almacenamiento de
energía en un conjunto útil de súper-capacitores (Supercaps,
Supercondensadores, Ultracapacitores o Ultracondensadores). Este avance
tecnológico permite superar uno de los últimos obstáculos técnicos que han
mantenido a los súper-capacitores alejados de la posibilidad de sustituir a
las baterías como dispositivo eficiente para el almacenamiento de energía
dentro de los equipos electrónicos pequeños.
Los súper-capacitores ofrecen varias ventajas sobre las baterías: Alta
densidad de energía, recarga rápida (casi instantánea), y un número
virtualmente ilimitado de ciclos de carga-descarga que en las baterías de
cualquier tipo, este número es finito. Dentro del grupo de las desventajas
que podemos encontrar en los súper-capacitores tenemos que su tensión
disminuye junto con su estado de carga, mientras que bajo las mismas
circunstancias, el voltaje de una batería se mantiene “relativamente”
estable. Dicho en otras palabras, esto significa que en el momento en que un
súper-capacitor desciende a un estado del 25% de la carga, la tensión entre
sus bornes (placas) ya se ha reducido a la mitad. Por su parte, el voltaje
de una batería de plomo-ácido en este estado de carga se reduciría sólo en
aproximadamente un 5%. Debido a que la mayoría de los chips dedicados a
utilidades específicas y de precisión (por ejemplo, médicas) suelen operar
en un rango de tensión bastante estrecho, una fuerte caída en la tensión de
alimentación o de respaldo (backup) podría causar fallos indeseables tales
como errores de lectura o escritura de memoria, conversiones
analógico-digitales erróneas o pérdida total de los sistemas de referencia
de tensión que son los encargados de brindar a cualquier equipo precisión y
exactitud.
Luego de un complejo estudio, al equipo de científicos del MIT que se dedicó
a estudiar esta problemática se le ocurrió una forma muy ingeniosa de salvar
los problemas ocasionados por esta lógica caída de tensión y mantener a un
conjunto de súper-capacitores en funciones operativas hasta que casi toda la
energía almacenada se consuma. El circuito desarrollado reorganiza la
configuración de un conjunto de súper-capacitores para sacar el máximo
provecho de ellos mientras se mantiene una tensión final que intente ser lo
más estable posible. En un chip de 1,3 por 1,4 milímetros, el dispositivo
basa su funcionamiento en cuatro súper-capacitores de 250 mili-Faradios de
2,5 voltios, conectados (inicialmente) todos en paralelo. Cuando el estado
de carga de estos acumuladores baja hasta un 25% y su caída de tensión
desciende hasta 1,25Volts en cada uno, (por debajo del voltaje de referencia
preestablecido) el chip de energía redirige las conexiones de los súper-capacitores.
El sistema pasa a configurar dos grupos en paralelo de dos elementos
conectados en serie.
De este modo cada par de elementos colocados en serie alcanza una tensión
total de 2,5Volts con carga suficiente como para seguir operando a niveles
de tensión óptimas. Una vez reconfigurada la conexión el chip reestablece el
suministro hasta que el consumo energético vuelve a hacer decaer la tensión
de cada conjunto hasta 1,25Volts. En esta nueva instancia el sistema conecta
a los cuatro capacitores en serie obteniendo nuevamente una tensión nominal
de 2,5Volts para continuar alimentando al circuito. Una vez que la tensión
vuelva a caer por debajo de los límites seguros de funcionamiento, se supone
que ya se ha entregado a la carga el 98% de la energía acumulada
originalmente en el conjunto. Durante el procedimiento inverso, es decir, a
medida que los súper-capacitores se recargan, la maniobra de “apilamiento”
se invierte, y en una primera instancia se vuelve a los dos pares (series)
conectados en paralelo y, finalmente, a la configuración original de cuatro
elementos individuales en paralelo.
De acuerdo con William Sánchez, el estudiante de postgrado que es el líder
del proyecto, una de las pocas mejoras que deben hacerse aún se encuentra en
la eficiencia del dispositivo cuando trabaja operando convertidores DC-DC.
En los experimentos publicados, los sistemas iniciales ofrecen un
aprovechamiento aproximado de la mitad de la energía de los súper-capacitores
luego de una carga plena. Sánchez espera que las próximas versiones de este
chip controlador de energía obtengan rendimientos más satisfactorios y que
se pueda llegar un 65 a 85% de eficiencia. El objetivo es lograr un
dispositivo comercial cuyo rendimiento alcance una prometedora cifra de
alrededor del 90%. La siguiente etapa del trabajo del grupo consiste en la
creación de un pequeño elemento médico capaz de ser implantado y alimentado
por este chip administrador de energía, que se utilizaría para controlar a
pacientes con enfermedades neurológicas.
Se ha conseguido crear una estructura que actúa como
un imán de un solo polo. Este logro técnico había sido perseguido, sin éxito
hasta ahora, desde hace muchas décadas.
Los investigadores que lo han conseguido, del University College de Londres,
creen que su nueva investigación les lleva un paso más cerca de aislar un "monopolo
magnético".
Los imanes tienen dos polos magnéticos, norte y sur. Dos polos iguales, ya
sean dos polos norte o dos polos sur, se repelen entre sí, en tanto que los
polos opuestos se atraen; uno norte con otro sur. De cualquier manera que un
imán sea cortado, siempre tendrá estos dos polos.
Los científicos han teorizado durante muchos años que debe ser posible
aislar un monopolo magnético, sólo norte o sólo sur, pero hasta muy
recientemente los investigadores han sido incapaces de demostrar esto por
medio de experimentos.
Ahora, los investigadores de la citada universidad han logrado que pequeños
imanes de tamaño nanométrico se comporten como monopolos magnéticos, gracias
a posicionarlos del modo idóneo en una estructura parecida a un panal.
A finales del 2009, varios equipos de científicos consiguieron inducir un
comportamiento como el de un monopolo en un material especial.
Sin embargo, en ese material y los de su clase, los monopolos sólo se forman
a temperaturas sumamente bajas, de 270 grados Celsius bajo cero, o sea sólo
3 grados por encima del Cero Absoluto.
En cambio, la estructura creada por los investigadores del University
College de Londres contiene monopolos magnéticos a la temperatura ambiente.
Científicos han logrado teletransportar información
entre dos fotones situados a una distancia de 16 kilómetros uno del otro.
Entre ambos no había otra cosa que espacio libre, a diferencia de
experimentos anteriores en los que se cubrieron distancias menores
utilizando canales de fibra óptica. Este logro tiene el potencial de
permitirnos algún día establecer un enlace “instantáneo” entre la Tierra y
los astronautas en órbita.
A pesar de lo que su nombre puede hacernos creer, el “ teletransporte
cuántico” es un fenómeno bastante diferente a lo que se sugieren en las
películas de ciencia ficción. En el mundo real, el teletransporte
cuántico no es otra cosa que un conjunto de dos partículas -fotones, por
ejemplo- entrelazadas de forma que puedan mantener asociados sus estados
cuánticos. Cuando las partículas implicadas en el experimento se separan una
de otra, este entrelazamiento garantiza que cuando el estado de una de ellas
cambie, el de la otra también lo hará, permitiendo el teletransporte de
información cuántica. Una forma simple de comprender este fenómeno -la
física cuántica nunca es fácil de explicar con un ejemplo- es pensar en
ambas partículas como si fuesen piedras de colores. Imaginemos que tenemos
una piedra de color rojo y otra de color azul. Sin mirarlas, las envolvemos
en un papel oscuro, nos quedamos con uno de los paquetes y enviamos otro a
varios kilómetros de distancia. Tradicionalmente, si quisiésemos saber el
color de la piedra que hemos enviado lejos necesitaríamos algún sistema de
comunicaciones que -como mínimo- demoraría en enviarnos esa información un
tiempo igual al que tarda la luz en recorrer esa distancia. Sin embargo, si
nos limitamos a quitar el papel que cubre nuestra piedra, automática e
instantáneamente sabremos de que color es la otra. Algo similar es lo que
ocurre con los estados cuánticos de las partículas entrelazadas.
Hasta ahora, este efecto había sido posible solo entre partículas separadas
por algunos cientos de metros, y mediando entre ambas un “canal” de fibra
óptica por el que viajaban los fotones a fin de preservar su estado
cuántico. En este experimento, los investigadores entrelazaron dos fotones y
enviaron a uno de ellos a una distancia de 10 millas (16 kilómetros) a
través del espacio vacío, y fueron capaces de comprobar que el fotón
distante aún era capaz de responder a los cambios en el estado del otro
fotón. Este fenómeno pudo ser comprobado en el 89% de las veces que se
repitió la experiencia, un valor que alcanza para -protocolo de corrección
de errores mediante- transmitir información fidedigna a esa distancia y de
manera instantánea. ¿Quiere decir esto que estamos más cerca de un sistema
de transportación “a lo Star Trek”? Ni remotamente. En esa serie, lo que se
hace es teletransportar materia de un sitio a otro, de forma instantánea. El
experimento que han llevado a cabo estos científicos, en cambio, simplemente
demuestra que es posible mantener el entrelazamiento cuántico entre
partículas separadas por poco mas de una decena de kilómetros sin necesidad
de tender un “cable” entre ambas
Tres naves espaciales separadas unas de otras por unos
5 millones de kilómetros dispararán lásers unas contra otras, en el vacío
espacial, para probar la teoría propuesta por Albert Einstein.
Se espera que la misión pruebe la existencia de ondas
gravitacionales, un fenómeno predicho en la Teoría General de la Relatividad
y que constituye la última pieza de esa teoría que aún espera por una prueba
experimental que la corrobore.
Es una misión
conjunta de la NASA y la Agencia Espacial Europea, que utilizará 3 naves en
formación que orbitarán el sol, cada una llevando cubos flotantes de platino
y oro. Los lásers disparados entre las naves medirán cambios en las
distancias entre los cubos (con una precisión de 40 millonésimas de una
millonésima de un metro) causados por ondas gravitacionales que provengan de
eventos catastróficos en el espacio profundo.
La Teoría General de la Relatividad predice que cuando
objetos masivos como agujeros negros colisionan provocan un flujo de ondas
en el espacio-tiempo, ondas llamadas gravitacionales.
Científicos ya han probado predicciones de la Teoría
como que la luz es curvada por la gravedad, que la gravedad viaja a
velocidad constante, que el tiempo puede ser curvado por la gravedad así
como que el espacio y el tiempo se pueden curvar.
Esta
antena espacial llamada LISA, Laser Interferometer Space Antenna, será capaz
de detectar ondas gravitacionales de muy bajas frecuencias (0.03
mHz a 0.1 Hz, correspondientes a períodos de oscilación de 10 horas a 10
segundos)
debido a la gran distancia entre las naves. Será el mayor detector jamás
construído.
Una misión más pequeña llama LISA Pathfinder se
lanzará en el 2.011 para probar las tecnologías usadas para la detección de
estas ondas. LISA se espera sea lanzada hacia el 2.020.
Logran recubrir el papel con material semiconductor
orgánico usando un proceso similar a una impresora de inyección de tinta.
Por ahora, este tipo de celdas solo logran una
eficiencia del 2% para convertir la luz solar en energía, comparado a los
paneles comerciales que logran un 20%.
Pero
con este avance se espera que se puedan tener celdas solares prácticamente
en cualquier cosa que logre ver el sol. El director del proyecto estima que
aún faltan unos 10 años para poder comercializar este tipo de celdas solares
de papel.
Un láser se ha empleado para generar pequeñas nubes
bajo demanda en el laboratorio, pudiéndose convertir en una forma de crear
lluvia cuando se requiera.
En el laboratorio
se dispararon pulsos de luz láser infrarroja a una cámara de aire saturada
con agua a -24 grados centígrados, formándose nubes lineales en la estela
del láser, como la estela de un avión en miniatura.
Se generan las nubes por extracción de electrones
de los átomos de aire que favorecen la formación de radicales hidroxilo, los
cuales convierten dióxidos de nitrógeno y sulfuro en el aire en partículas
que actúan como semillas para crear gotas de agua.
Los investigadores en Alemania pudieron repetir el
experimento en los cielos de Berlín. sugiriendo que el efecto puede
funcionar en condiciones naturales.
Buscan optimizar la longitud de onda del láser, su
enfoque y duración del pulso, para llegara producir gotas que produzcan
lluvia.
Es una sustancia que es 95% agua y tiene textura tipo
gelatina, que es adecuada para pegar tejidos.
El material se crea agregando 2 gramos de arcilla y
una pequeña cantidad de materia orgánica a agua normal. Si se logra aumentar
su densidad se podrían producir materiales plásticos ecológicos.
Investigadores alemanes y norteamericanos construyeron
un microscopio con la punta recubierta de hierro, para manipular electrones
de cobalto.
Colocando los átomos en un plato de manganeso,
pudieron cambiar la dirección del espín del electrón mediante microscopía de
efecto túnel. Los átomos de cobalto fueron enfriados a 10 grados Kelvin en
helio líquido en el vacío.
Este logro puede ayudar al desarrollo de espintrónica,
un campo de investigación experimental de la electrónica, que podría algún
día reemplazar la electrónica convencional con dispositivos más pequeños y
potentes y con menos disipación de energía. O una eventual utilización en
memoria y procesamiento de computadores aprovechando el espín de los átomos
individuales, diferentes direcciones de espín podrían significar diferentes
estados para el almacenamiento de datos.
Un equipo internacional de investigadores del National
Institute of Information and Comunication Technology, de Japón, y la
Universidad Tecnológica de Michigan han diseñado un circuito de
“ciberneuronas” que trabajan en paralelo y que son capaces de evolucionar
continuamente para resolver problemas de modo similar a como lo hacen las
neuronas humanas.
Este computador utiliza DDQ, una molécula hexagonal
compuesta de nitrógeno, oxígeno, cloro y carbono que se constituye en dos
capas sobre un sustrato de oro. La molécula DDQ puede cambiar entre cuatro
estados (0, 1, 2 y 3) a diferencia de los interruptores binarios (0 y 1)
utilizados por las computadoras digitales. Esta red de moléculas orgánicas
interactúa entre sí de un modo dinámico (unas 300 conversan en un momento
dado), permitiendo una ejecución en paralelo más atomizada que la de los
tradicionales hilos (“threads”) en los que un operativo multitarea divide
los procesos para los núcleos de los procesadores.
Éstos terminan ejecutándose necesariamente en un modo secuencial para los
que lógicas iguales se traducen en rutas eléctricas iguales en cada núcleo.
En esta red, la misma lógica puede ser el resultado de rutas distintas en
función del estado del resto de las moléculas que lo forman, posibilitando
una capacidad multitarea que sólo está limitada por el número enorme que
resulta de las combinaciones de enlaces que se pueden establecer en la red y
la capacidad que tiene el proceso a ejecutar de dividirse en bloques que
pueden ejecutarse en paralelo.
En consecuencia, su procesador puede resolver pequeños problemas que en los
computadores convencionales son imposibles de realizar, tales como las
predicciones de desastres naturales y brotes de enfermedades. Para ilustrar
esta característica, han imitado dos procesos naturales: la difusión del
calor y la evolución de las células cancerosas. Además, los expertos han
diseñado este circuito con una capacidad de autorregeneración. Si una de
estas ciberneuronas se muere, otra ocupa su lugar y adquiere sus funciones.
El mayor problema con los implantes hoy en día es la
efectividad con la que reciben la información del cerebro y este nuevo tipo
de implantes mejoraría considerablemente ese problema. Según indican sus
creadores, los nuevos implantes, que son “ultra finos y flexibles”, hechos
parcialmente de seda, pueden captar la actividad cerebral con mucha más
efectividad que los usados anteriormente. Walter Koroshetz, Director
National Institute of Neurological Disorders and Stroke, explica: “Estos
implantes tienen el potencial de maximizar el contacto entre los electrodos
y el tejido cerebral, mientras que minimiza el daño al cerebro.”
El implante contiene electrodos metálicos de 500 micrómetros de tamaño, casi
cinco veces el grosor de un cabello humano. A diferencia de otros implantes,
este no tiene electrodos punzantes o superficies rígidas, lo que disminuiría
considerablemente el daño al cerebro. Además, al “derretirse”, se amolda a
la superficie cerebral, lo que le ofrece mejorar estabilidad. Por lo
general, cuando el cerebro se mueve dentro del cráneo, hace que los
implantes cambien su posición, dificultando aún más la recuperación de
información.
Hasta ahora, este nuevo tipo de implantes han mostrado mucho potencial en
serias enfermedades. En personas con epilepsia, los puntos de contacto
podrían utilizarse para detectar cuándo comienza un ataque y hasta enviar
pulsos para detenerlos. Y en individuos con lesiones en la médula espinal,
la tecnología ha mostrado promesas para leer señales complejas del cerebro
que controlan el movimiento, para luego redireccionar esas señales a
músculos sanos o prótesis.
Se eligió seda como material no solo por su flexibilidad, sino porque es lo
suficiente durable para someterse a las huellas de los electrodos metálicos
y otros dispositivos electrónicos. También pueden ser diseñados para evitar
reacciones inflamatorias y ser disueltos en el momento deseado, ya sea,
inmediatamente luego de la implantación o años más tarde. Los puntos de
contacto consisten en 30 electrodos con un patrón de 5x6 dispuestos en una
capa ultra fina de polyimide, un tipo de polímero muy resistente. Es la
mezcla de seda y polyimide que al entrar en contacto con el cerebro se
“abraza” a la superficie.
Estos implantes fueron probados en animales y grabaron la actividad cerebral
en respuesta a la estimulación visual. Encontraron que estos nuevos
implantes captaban señales mucho más completas que otros. En el futuro,
planean mejorar el diseño para que la grabación sea de mayor resolución.
Según dijeron sus creadores, sería posible comprimir el implante de tal
manera que pueda ser enviado al cerebro mediante una sonda.
Seis de 27 planetas recientemente encontrados orbitan
en la dirección opuesta a la rotación de su estrella anfitriona, lo opuesto
a lo que ocurre en nuestro sistema solar.
Los nuevos resultados retan el conocimiento
convencional de que los planetas deben orbitar en la misma dirección que el
giro de sus estrella. Los planetas gigantes calientes encontrados se pensaba
se formaban lejos de su estrella y posteriormente migraban a órbitas más
cercanas, gracias a interacciones gravitacionales con el disco de polvo del
cual se formaron.
Para tratar de explicar los nuevos planetas calientes
retrógrados se sugiere que la proximidad a su estrella se debe, no solo, a
interacciones con el disco del polvo estelar, sino también a un
proceso de evolución más lento que envuelve un tirón gravitacional con
compañeros planetarios o estelares más distantes. sobre cientos de millones
de años. Después de llegar a órbitas elongadas, perderían energía cada vez
que girasen su estrella, llegando a una órbita casi circular y ligeramente
inclinada al azar.
Dos de los planetas retrógrados se ha encontrado que
cuentan con compañeros más distantes y masivos. que causan el efecto.
El ingeniero Yi Cui de la Universidad de Stanford ha
encontrado una manera barata y eficiente de fabricar supercondensadores y
baterías de papel ligeros; simplemente zambullendo papel ordinario en una
tinta especial con nanopartículas.
Las casas del futuro podrían algún día ser empapeladas con papel capaz de
almacenar energía.
Se utilizan nanoestructuras, que pueden ensamblarse de maneras que les
permiten transportar electricidad y por tanto son capaces de aportar
soluciones a varios problemas con los que se enfrentan los dispositivos de
almacenamiento de carga eléctrica disponibles actualmente en el mercado.
Recientemente, este equipo también ideó una forma más fácil de convertir al
algodón o al poliéster convencionales en tejidos textiles conductores de
electricidad, capaces de servir también como pilas recargables.
Los métodos actuales para fabricar dispositivos de almacenamiento de
electricidad pueden ser caros y presentar riesgos para el medio ambiente.
Los propios productos tienen limitaciones evidentes de eficiencia. Por
ejemplo las pilas de ión-litio convencionales tienen una capacidad limitada
de almacenamiento, y los condensadores tradicionales proporcionan una gran
potencia pero a expensas de su capacidad de almacenamiento.
Con un poco de ayuda de los nuevos avances científicos, las baterías del
futuro podrían presentar un aspecto totalmente diferente al de las
voluminosas unidades de metal tan típicas hoy en día. La nanotecnología
puede mejorar los dispositivos de almacenamiento de electricidad tanto desde
el punto de vista económico como desde el técnico.
Investigadores de la Universidad de Columbia han
creado huesos humanos en laboratorio, por primera vez, desde cero, los
cuales pueden ser insertados dentro de un cuerpo humano.
Se utilizaron células madre y moldes generados por
escaneos tridimensionales. Aún se realizan pruebas con animales, pero se
espera que los médicos puedan usar este tipo de huesos como reemplazo en
seres humanos en una década, fabricándolos del mismo tamaño y forma
anatómica que el original.
Con equipos de
imágenes de alta resolución se puede crear prácticamente cualquier hueso que
se desee, incluso el diminuto hueso del oído medio.
El experimento fue realizado por investigadores del
laboratorio de nanorobótica del
École Polytechnique de Montréal.
Se emplearon bacterias conocidas como magnetotácticas que cuentan con
brújulas internas que responden a la atracción de un campo magnético. Se
utilizó el campo magnético para agrupar las bacterias en masa y manipular
sus movimientos para llevar a cabo tareas simples.
Se podría emplear en el futuro esta técnica para crear un sistema de
propulsión bacterial para nanobots, con el fin de navegar en el torrente
sanguíneo y suministrar drogas o reparar un órgano.
El trabajo en la pirámide está suspendido mientras se analiza el pliego de
peticiones de las bacterias por mejores condiciones de trabajo, salarios y
participación en las ganancias del turismo generado para la nueva pirámide.
El Instituto de Tecnología de Karlsruhe ha
desarrollado un metamaterial fotónico que puede hacer que objetos con
volumen desaparezcan, un avance sobre los métodos de refracción de luz
previos que solo trabajan en 2D.
Funciona
desde ángulos inferiores a 60 grados, logrando que el objeto refleje la luz
y elimine su sombra, pudiendo ver detrás de él.
Emplearon un cristal de polímero hecho de varias
barras muy pequeñas, cambiando el grosor de las barras, se cambia la razón
de aire a polímero, el índice refractivo del aire es 1, del polímero 1,52,
pudiéndose obtener cualquier índice refractivo entre esos 2 números, y se
adapta a la superficie a ocultar
La partícula utilizada solo mide un milésimo de
milímetro de altura. Por ahora, ocultar objetos más grandes puede tomar
varios años.
En el legendario experimento imaginario del gato de
Schrödinger, gracias a los efectos extraños de la mecánica cuántica, el gato
está vivo y muerto simultáneamente. Una superposición cuántica con objetos
macroscópicos que muestre estos extraños efectos no había sido lograda hasta
el momento, pero ahora la primera superposición cuántica se ha observado en
un objeto visible al ojo humano. (El video anexo explica el curioso fenómeno
del gato de Schrödinger)
El efecto fue
obtenido por investigadores de la Universidad de California, con una tira de
metal resonante de solo 60 micrómetros de largo, lo suficientemente grande
para ser vista sin microscopio, logrando que oscilara y no oscilara al mismo
tiempo, sin embargo, el efecto no se puede ver directamente, debido a que el
acto de observación elimina la superposición cuántica.
En el experimento se requiere un control delicado y
temperatura de unos 25 mili-kelvin para medir el estado de superposición en
los pocos nanosegundos antes de que fuera roto por influencias exteriores.
Se conectó la tira de metal resonante a un qubit
superconductor, un circuito eléctrico diminuto preparado fácilmente en una
superposición cuántica de 2 estados de energía. El qubit es un puente entre
el mundo microscópico y el mundo macroscópico. Se afina la frecuencia a la
cual el qubit se mueve entre sus dos estados con la frecuencia resonante de
la tira de metal, logrando transferir el estado cuántico del qubit al
resonador a voluntad.
Cuando se midió
después, el resonador estaba algunas veces en su estado no oscilante y
algunas veces en su estado excitado oscilante. El número de veces que fue
medido en cada estado sigue las reglas probabilísticas de la mecánica
cuántica.
Con transistores del tamaño de 10 nanómetros,
investigadores han comenzado a explorar la interfase entre biología y
electrónica, integrando componentes nanoelectrónicos dentro de células
vivientes.
Desarrollar herramientas a micro y
nano escala, más pequeñas que las células, se podrá adquirir un mejor
entendimiento de la maquinaria celular al nivel de una célula.
Una célula humana típica mide 10 micrómetros
cuadrados, lo que significa que le cabrían cientos de los transistores más
pequeños de la actualidad, para el 2.020 le cabrán 2.500 transistores,
equivalentes a microprocesadores de la primera generación de PCs.
Investigadores del Instituto de Microelectrónica de
Barcelona han producido, e internalizado chips de silicon dentro de células
vivientes, mediante técnicas como lipofección (encapsulamiento de materiales
en una vesícula lípida llamada liposoma), fagocitosis y microinyección, y
los han utilizado como sensores intracelulares.
Estos chips tienen un tamaño lateral de 1.5 a 3
micrómetros y grosor de 0.5 micrómetros. Las células se mantuvieron vivas y
los chips funcionales después de 7 días de insertados.
Investigadores de IBM están creando plástico usando
plantas en lugar de petróleo. El nuevo plástico será más eficiente en
energía, más versátil e infinitamente reciclable
El descubrimiento promete plástico biodegradable,
utilizando catalizadores orgánicos que pueden repetidamente ser reciclados,
en lugar de una sola vez como en el plástico hecho de petróleo.
Investigadores del MIT han desarrollado nanotubos de
carbono que crean una corriente eléctrica con 100 veces más energía por
unidad de peso que las baterías de ión de litio.
Recubrieron los nanotubos con combustible reactivo que
produce calor por descomposición y los encendieron con rayos láser o chispas
de alto voltaje. La onda de calor atravesó el nanotubo 10 mil veces más
rápido que el combustible reactivo y alcanzó una temperatura de 3 mil grados
Kelvin, el calor empujó electrones que crearon una corriente eléctrica.
La posibilidad de crear energía sustancial en una
escala tan pequeña podría permitir la fabricación de pequeños dispositivos
electrónicos del tamaño de granos de arroz, para chips médicos implantables
o sensores diminutos.
En la Universidad de Florida se está trabajando en
unos exóticos materiales que serán capaces de almacenar una cantidad de
información nunca vista hasta ahora. Dicen los responsables del estudio que
se trata de unos cristales muy particulares que funcionan de una manera
determinada en el ámbito químico, de tal modo que los cristales ya poseen
una estructura especial a nivel nanométrico que les permite guardar los
datos de forma inherente. Normalmente los chips se fabrican pensando en
interponer capas de material que se pueda interpretar como valores
almacenados, pero estos extraños cristales lo hacen de modo natural gracias
a sus particulares estructuras atómicas.
Naresh S. Dalal, el experto en bioquímica que se encarga de la
investigación, dice que son “materiales multiferroicos” y eso quiere decir
que son al mismo tiempo ferromagnéticos y ferroeléctricos, dependiendo de la
temperatura a que sean sometidos. "Normalmente, estas dos propiedades son
mutuamente excluyentes", dijo Dalal. "La mayoría de los materiales son
ferromagnéticos o ferroeléctricos y están basados en el número de electrones
en la capa electrónica exterior del ión. Por lo tanto, la búsqueda de cuatro
materiales multiferroicos al mismo tiempo es científicamente significativo y
abre numerosas puertas en términos de aplicaciones potenciales."
En teoría con esos cuatro cristales se podrían diseñar chips mucho más
pequeños y mucho más capaces en cuanto al almacenamiento de datos. Del orden
de un millón de veces. Mientras que una tarjeta SD actual guarda 1 Gigabyte,
un dispositivo del mismo tamaño hecho con estos materiales podría albergar
hasta 1 Exabyte. La mala noticia es que, por ahora, esos exóticos cristales
necesitan estar a 150 grados bajo cero para funcionar con esas capacidades.
Se está estudiando para ver si se encuentran materiales similares a
temperatura ambiente.
1 EB = 1,000,000,000,000,000,000 B = 1018bytes
o 1 mil millones de gigabytes
Científicos de IBM han dado un paso de gigante en el
mundo de la electrónica circuitos ultrarrápidos que usan la luz para
comunicarse. El dispositivo que lo hace posible, llamado fotodetector
nanofotónico de avalancha, podría tener grandes implicaciones en el futuro
de la electrónica, ya que permite sustituir las señales eléctricas por
señales ópticas y enviar mucha más información entre chips consumiendo menos
energía.
El invento de IBM explora el llamado “efecto avalancha” en el germanio, un
material usado actualmente junto al silicio en la producción de
microprocesadores. De forma similar a una avalancha que comienza con un
pequeño montón de nieve, un pulso de luz (fotón) libera un electrón, que
produce un efecto en cascada hasta que la señal original queda amplificada
en miles o incluso millones de veces, como en un “desprendimiento”. Esto da
lugar a un dispositivo capaz de recibir señales a 40 gigabytes por segundo y
de multiplicarlas por 10. Y lo que es más, el veloz aparato opera con una
potencia de sólo 1.5 voltios, lo que permitirá que funcione con pilas AA.
Por otra parte, teniendo en cuenta que los materiales que se usan para
construirlo son silicio y germanio, y que los procesos estándar de
fabricación actuales serían también válidos para los nuevos fotodetectores,
podrían empezar a utilizarse de manera casi inmediata.
En un trabajo publicado recientemente en Scientific
American, el Profesor de física del MIT, Robert Jaffe, el ex investigador
posdoctoral del MIT, Alejandro Jenkins, y el físico del MIT Itamar Kimchi,
demostraron que universos con leyes físicas muy diferentes de las del
nuestro igualmente poseerían elementos químicos con características
similares a las del carbono, hidrógeno y oxígeno, y por lo tanto, podrían
evolucionar formas de vida muy similares a nosotros. Incluso cuando las
masas de las partículas elementales fuesen dramáticamente alteradas, la vida
podría manifestarse. “Podemos imaginar leyes muy diferentes y, sin embargo,
la química orgánica sigue siendo posible”, dice Jenkins.
La cosmología moderna sostiene que nuestro universo puede puede ser
simplemente uno más dentro de una vasta colección de universos, conformando
lo que se conoce como multiverso. Los físicos predicen que una buena parte
de estos universos se derrumbarían apenas transcurridos unos instantes de su
formación, mientras que en otros las fuerzas que actúan entre las partículas
que los componen serían tan débiles que no podían existir en ellos átomos o
moléculas. Sin embargo, cuando las condiciones se encuentran dentro de
ciertos límites, la materia se une formando galaxias y planetas, tal como ha
ocurrido en nuestro universo. Cuando eso ocurre, los elementos correctos se
encuentran presentes y la vida inteligente tiene una buena posibilidad de
aparecer y evolucionar.
El equipo de Jaffe se concentró en primer lugar en aquellos universos que
poseen fuerzas nucleares y electromagnéticas similares a las del nuestro. En
un universo de esas características pueden existir átomos, semejantes a los
que forman nuestros cuerpos y toda la materia que nos rodea. El equipo grupo
del MIT decidió concentrarse en la vida basada en la química del carbono.
Llamaron “universos afines a la vida” a aquellos en que sus leyes permitían
formas estables de hidrógeno, carbono y oxígeno. “Si no existe una entidad
estable con la química de hidrógeno, no existen los hidrocarburos o los
hidratos de carbono complejos, por lo tanto la vida no puede existir", dice
Jaffe. "Lo mismo ocurre para el carbono y el oxígeno. El resto son
detalles”, asegura.
A un nivel de la materia mas “íntimo”, especularon con lo que ocurriría si
las masas de las partículas más elementales -los denominados quarks- se
modificaba. El equipo del MIT se centraron en las variedades de quarks
denominadas "Up", "Down" y "strange", que son los más comunes y ligeros. En
nuestro universo, el quark "Down" es aproximadamente dos veces más pesado
que el quark "Up", dando lugar a neutrones que son un 0,1 por ciento más
pesados que los protones. Jaffe y sus colegas dedujeron las leyes físicas
que tendría un universo en el que el quark "Down" fuese más ligero que el
quark "Up", en el que se crearían protones hasta un 0,1 por ciento más
pesados que los neutrones. En este escenario, el hidrógeno ya no sería
estable, pero sus isótopos más pesados -como el deuterio o el tritio-
existirían sin problemas. El isótopo del carbono conocido como carbono-14
también sería estable, al igual que una forma de oxígeno, por lo que las
reacciones orgánicas necesarias para la vida serían ligeramente diferentes,
pero posibles.
Jaffe y sus colaboradores se centraron en los quarks, porque conocemos lo
suficiente acerca de las interacciones entre ellos como para predecir lo que
sucederá cuando sus masas son alteradas. Sin embargo, "cualquier intento de
abordar el problema en un contexto más amplio resultaría mucho más difícil",
dice Jaffe. Un grupo de investigadores del Lawrence Berkeley National
Laboratory ha realizado estudios para determinar si la vida puede existir en
un universo en el que falta una de las cuatro fuerzas fundamentales que
existen en el nuestro: la fuerza nuclear débil. Los investigadores
demostraron que ajustando un poco los valores de las otras tres fuerzas
fundamentales se podría compensar la falta fuerza nuclear débil, permitiendo
la existencia de elementos estables, y por lo tanto, de la vida. Otra de las
variables con las que se puede “jugar” es la denominada “constante
cosmológica”. Se trata de la medida en que la presión ejercida por el
espacio vacío hace que el universo se expanda o se contraiga. Cuando esta
constante es positiva, el espacio se expande indefinidamente, y cuando es
negativa el universo se colapsa sobre sí mismo. En nuestro universo, la
constante cosmológica es positiva, pero muy pequeña - cualquier valor mayor
hubiese provocado que el universo expandiese demasiado rápido como para
haber formado galaxias. Sin embargo, Jaffe ha demostrado que es teóricamente
posible que los cambios en la densidad de perturbaciones primordiales
cosmológicas sean capaces de compensar pequeños cambios en el valor de la
constante cosmológica.
La hazaña de "atar" luz en "nudos" ha sido lograda por
un equipo de físicos de las universidades de Bristol, Glasgow y Southampton.
En un rayo de luz, el flujo de luz a través del espacio es similar al agua
que fluye por un río. Aunque suele fluir en línea recta, la luz también
puede fluir en remolinos, formando líneas en el espacio llamadas "vórtices
ópticos”.
A lo largo de esas líneas en el espacio, o vórtices ópticos, la intensidad
de la luz es cero (negro). La luz a nuestro alrededor está llena de estas
líneas oscuras, aún cuando no podemos verlas.
Los vórtices ópticos pueden ser creados con hologramas que dirijan
apropiadamente el flujo de luz. En este trabajo, el equipo diseñó hologramas
valiéndose de la teoría de nudos, una rama de las matemáticas abstractas
inspirada en los nudos de la vida cotidiana, como los que hacemos con
cuerdas o con los cordones de los zapatos. Usando estos hologramas
especialmente diseñados, los investigadores han conseguido crear nudos en
los vórtices ópticos.
Esta nueva investigación demuestra una aplicación física para una rama de
las matemáticas que antes se consideraba completamente abstracta.
El nuevo trabajo de investigación, en el que han intervenido Mark Dennis, de
la Universidad de Bristol, y Miles Padgett, de la Universidad de Glasgow,
busca averiguar cómo controlar la luz de esta manera y va a tener
importantes repercusiones en la tecnología láser que se utiliza en numerosos
sectores industriales.
En el Laboratorio Nacional Brookhaven acaban de
“calentar” la materia hasta los 4 billones de grados centígrados, algo así
como 250 mil veces más que la temperatura del núcleo del Sol. A esa
temperatura, la materia se convierte en una especie de “sopa”, idéntica a la
que existía instantes después del nacimiento del universo.
Steven Vigdor, uno de los científicos del Laboratorio
Nacional Brookhaven, durante una conferencia de prensa realizada en la
Sociedad de Física de Estados Unidos, en Washington, declaró que “esa
temperatura es lo suficientemente alta como para fundir los protones y
neutrones”. En realidad, “fundir” quizás no sea el término exacto, pero
ilustra claramente qué ocurre con esas partículas cuando se las somete a
temperaturas tan altas. En efecto, las partículas que forman átomos están
hechas a su vez de componentes más pequeños llamados quarks y gluones. Como
resultados de estos impactos, los electrones y protones se “desarman” (o
“funden”) en sus partículas elementales. Para los físicos teóricos, este
tipo de experimento ayudará a encontrar las pequeñas irregularidades que
pueden explicar por qué la materia surgió en el universo.
Utilizando un acelerador de átomos llamado
Acelerador Relativista de Iones Pesados (RHIC por sus siglas en inglés), un
dispositivo mucho más pequeño (y barato) que el LHC, hicieron chocar entre
si iones de oro. Viajando a lo largo de un circuito cerrado de casi 3,9
kilómetros de largo, los núcleos de oro alcanzaron una velocidad cercana a
la de la luz, antes de chocar con otro haz que gira en sentido opuesto. Con
esos impactos lograron producir explosiones supercalientes con una duración
de unos pocos milisegundos
Las condiciones obtenidas en el RHIC recrean del
momento justo antes de que la sopa de quarks y gluones se condensara en
hadrones (como los neutrones y protones), las partículas de la materia que
componen actualmente gran parte del universo.
Un nuevo programa interactivo revela la luz
espectacular que se vería si se acercase a un agujero negro, detalla cómo se
verían las constelaciones de fondo, distorsionadas por la gravedad, cómo
girarían como si estuviesen en una lavadora gigante, lo que se conoce como
lente gravitacional.
El programa incorpora
118 mil estrellas con sus posiciones reales mapeadas por el satélite Hiparco
de la Agencia Espacial Europea. Los usuarios pueden escoger la distancia al
agujero negro, ir en órbita o caer directamente a él.
El programa también muestra cómo la intensa
gravedad hace que las estrellas de fondo luzcan más rojas, al pasar la luz
de ellas cerca al horizonte de eventos, haciendo que los fotones se estiren
a longitudes de onda más largas o más rojas. Al caer hacia el agujero a una
velocidad cercana a la luz, el efecto es contrarrestado haciendo que la luz
se torne más azul debido al efecto Doppler.
El programa fue desarrollado en la Universidad de
Stuttgart en Alemania
Investigadores del Imperial College en Londres crearon
un nuevo material prototipo que es capaz de almacenar y descargar energía
eléctrica y es suficientemente fuerte y liviano para ser utilizado como la
carrocería de su automóvil, convirtiéndolo en una una batería gigante.
También se podría utilizar en celulares haciéndolos
más pequeños y liviano, podrían ser incluso del tamaño y grosor de una
tarjeta de crédito pues no se requeriría una batería abultada
tradicional, o laptops que se alimentara de su carcasa.
En un importante primer logro dentro de una nueva y
prometedora tecnología, unos científicos han usado una computadora cuántica
para calcular con precisión la energía del hidrógeno molecular. Este avance
revolucionario en las simulaciones moleculares podría tener importantes
repercusiones no sólo para la física y la química, sino también para muchos
otros campos, desde la criptografía a la ciencia de los materiales.
Uno de los problemas más importantes para muchos químicos teóricos es cómo
ejecutar simulaciones exactas de los sistemas químicos. Ésta es la primera
vez que se logra construir y hacer funcionar una computadora cuántica para
obtener de ella los resultados precisos de estos cálculos.
El trabajo es fruto de la colaboración entre el equipo de químicos teóricos
de Alán Aspuru-Guzik, de la Universidad Harvard, y un grupo de físicos
experimentales dirigidos por Andrew White de la Universidad de Queensland en
Brisbane, Australia. El equipo de Aspuru-Guzik coordinó el diseño
experimental y realizó los cálculos fundamentales, mientras que sus colegas
en Australia ensamblaron la "computadora" física y ejecutaron los
experimentos.
Si bien las supercomputadoras modernas pueden realizar simulaciones
aproximadas de sistemas moleculares simples, aumentar el tamaño del sistema
conduce a un aumento exponencial en el tiempo de cómputo. Si se simula algo
más grande que cuatro o cinco átomos (por ejemplo, una reacción química, o
incluso una molécula ligeramente compleja) enseguida se convierte en un
problema intratable.
La computación cuántica tiene el atractivo de su potencial para resolver
ciertos tipos de problemas que son imposibles de resolver para los
ordenadores convencionales.
En vez de usar bits binarios etiquetados con "0" ó "1" para codificar los
datos, como en un ordenador convencional, la computación cuántica guarda la
información en qubits (bits cuánticos), que pueden representar
simultáneamente tanto "0" como "1". Cuando una computadora cuántica es
puesta a trabajar sobre un problema, considera todas las respuestas posibles
organizando sus qubits simultáneamente en todas las combinaciones posibles
de "ceros" y "unos".
Dado que una secuencia de qubits puede representar muchos números
diferentes, una computadora cuántica haría muchos menos cálculos que una
convencional para solucionar algunos problemas.
Una propiedad física llamada entrelazamiento, permite
conectar dos partículas de modo que el comportamiento de una puede influir
en la otra aunque se encuentren separadas por miles de años luz de
distancia.
En 1993, Charlie Bennett del Centro de Investigación Watson de IBM en el
Estado de New York y algunos compañeros demostraron cómo transmitir
información cuántica de un punto del espacio a otro sin atravesar el espacio
intermedio. Dado que lo que diferencia unas partículas de otras es la
información que contienen, propusieron que enviando dicha información y
teniendo preparada otra partícula como “recipiente”, no sería necesario
enviar la partícula inicial hasta el punto de destino, sino sólo su
información, de tal modo que la receptora adoptara la identidad de la
emisora. A eso le llamaron teletransporte.
Masahiro Hotta de la Universidad Tohoku en Japón propone una idea mucho más
exótica. ¿Por qué no usar los mismos principios cuánticos para
teletransportar energía? Explica el mecanismo de la siguiente manera: El
proceso de teletransporte implica hacer una medida de cada una de las
partículas entrelazadas. La propia medida de la primera partícula inyecta
energía cuántica en el sistema. Entonces demuestra que eligiendo
cuidadosamente la medida a realizar en la segunda partícula, es posible
extraer la energía original. Todo esto es posible debido a que siempre hay
fluctuaciones cuánticas en la energía de cualquier partícula. El proceso de
teletransporte permite inyectar la energía cuántica en un punto del universo
y luego aprovechar las fluctuaciones de energía cuántica para extraerla en
otro punto. Por supuesto, la energía del sistema global no cambia.
Hotta da un ejemplo para comprender esto: Una cadena de iones entrelazados
que oscilan atrás y adelante en una trampa de campo eléctrico, algo similar
a las bolas de Newton. Medir el estado del primer ión inyecta energía en el
sistema en forma de un fonón, una oscilación cuántica. Hotta dice que
realizando este tipo de medida en el último ión se extrae la energía. Dado
que esto puede hacerse a la velocidad de la luz, el fonón no viaja a través
de los iones intermedios por lo que no hay calentamiento en estos iones. La
energía se transmite sin viajar a través del espacio que media entre uno y
otro. Esto es el teletransporte.
Vidrio líquido rociado desde un atomizador mantiene
desde ropa hasta plantas libres de la suciedad, calor, infecciones, hongos,
termitas y radiación ultravioleta.
Este tipo
especial de vidrio utiliza dióxido de silicona pura SiO2 extraído de la
arena de cuarzo, se mezcla con agua o etanol dependiendo de la superficie a
ser recubierta, no requiere aditivos, según los fabricantes este vidrio
líquido tiene un efecto anti-bacterial de larga duración debido a que los
microbios que se ubiquen en la superficie no se pueden dividir o replicar
fácilmente.
Se está comenzando a experimentar
en hoteles del Reino Unido, sitios de comidas rápidas en Alemania,
hospitales para recubrir equipos, implantes médicos, suturas, vendajes; se
está investigando también su empleo para tratar monumentos de piedra y
grava, porque protege contra el clima y grafitis
Este vidrio líquido creado por un consorcio
turco-alemán.
Se espera lanzarlo
comercialmente en fecha por definir en el Reino Unido, inicialmente.
Una animación Flash interactiva en el sitio NewGrounds
permite observar una escala del Universo, desde lo muy pequeño
(0.0000000001 yoctómetros) hasta lo más grande conocido, el tamaño estimado
del universo, pasando por átomos, células, personas, planetas, estrellas,
galaxias.
El yoctómetro es la unidad de
longitud equivalente a una cuatrillonésima parte de un metro. 1 ym = 1x10-24
m
Diseñado por el post-doctorado Samuel Arbesman este
mapa del metro de la galaxia Vía Láctea, utiliza como base un mapa del metro
moderno de Londres.
Lo diseñó después de
re-leer la novela Contacto de Carl Sagan y sus referencias cósmicas a la
Gran Estación Central, sirve para aclara nuestra relación con otras
estrellas y nebulosas, para que la gente se familiarice con los sitios de
interés y hacer a las distancias inconcebibles un poco menos desalentadoras.
El Sol simplemente es una pequeña estación sin
trasbordos.
En la Universidad de Tokio han mezclado arcilla e
hidrogel que esperan pueda substituir al plástico en un amplio número
de aplicaciones, sin poner en peligro las personas o el planeta. Takuzo Aida,
el responsable del equipo que llevó a cabo este trabajo, mezcló unos pocos
gramos de arcilla con 100 gramos de agua en presencia de pequeñas cantidades
de un agente espesante conocido como poliacrilato de sodio y un “pegamento
molecular orgánico”. El agente espesante ayuda a distribuir la arcilla en
láminas delgadas, aumentando su superficie y permitiendo que el pegamento
mencionado logre un mejor control sobre ella. El resultado es una mezcla
compuesta aproximadamente por un 98% de agua, que forma un hidrogel
transparente y elástico, con una resistencia mecánica lo suficientemente
importante como para ser capaz de crear un puente autosostenido de 3,5
centímetros de ancho.
Los hidrogeles son sustancias en estado coloidal con apariencia sólida como
la albúmina coagulada por el calor o la gelatina gelificada por
enfriamiento. Sin embargo, al añadir una pequeña cantidad de arcilla a la
mezcla, Aida y sus investigadores han logrado proporcionar al hidrogel la
rigidez necesaria para hacerlo un material mucho más versátil. La arcilla
fortalece el hidrogel porque el polímero utilizado para enlazar el agua con
el gel también se adhiere a la arcilla, al agua, y otras cadenas de
polímeros. Aferrándose a todos estos elementos, el polímero forma un
andamiaje rígido sobre el que se apoyan las otras moléculas, creando un
material sólido.
La resistencia del nuevo material proviene de la suma de las fuerzas que
actúan entre las moléculas en las nanocapas de arcilla y pegamento, explica
Aida. Estas fuerzas, llamadas “fuerzas supramoleculares”, son semejantes a
la de los enlaces del hidrógeno y también ayudan a atrapar las moléculas de
agua entre las láminas de arcilla. Las fuerzas supramoleculares se pueden
“regenerar” fácilmente, y si el material resulta dañado por el estrés
mecánico puede recuperar rápidamente su resistencia original.
Al estar constituido básicamente por agua, barro y sólo un poco de polímero,
el nuevo material no tiene ninguna de las propiedades tóxicas de plástico.
Para ello han utilizado un recipiente lleno con gas
para ese objetivo. la luz se desplaza a 300 mil kilómetros por segundo,
pero si el medio que atraviesa cuenta con algunas propiedades particulares,
puede ir a velocidades ligeramente menores, lo que se conoce como
refracción.
Llevando este concepto al
extremo, en los últimos años varios científicos han logrado retardar la
velocidad de la luz hasta llegar a detenerla por completo. En general, ha
sido posible detener un rayo de luz por completo durante unas pocas
millonésimas de segundo. Una vez “liberado”, el rayo continúa su camino como
si nada hubiese pasado, conservando tanto su energía como su fase. En los
últimos días, un equipo dirigido por Lene Hau ha logrado detener la luz
durante un segundo y medio.
Para ello, enfriaron un gas atrapado magnéticamente en átomos de sodio hasta
casi el cero absoluto, cerca de los -273 grados centígrados. Si bien en
circunstancias normales este material es opaco a la luz, iluminándolo
adecuadamente con un láser especial se vuelve lo suficientemente
transparente como para ser atravesado por otro rayo láser. Los físicos
llaman a este fenómeno “transparencia inducida por electromagnetismo” Lo que
descubrió Lene Hau es que si el primer láser se apaga mientras que el
segundo está atravesando el gas, este se detiene por completo, reanudando su
viaje -intacto- cuando se lo vuelve a iluminar.
Una de las aplicaciones más interesantes de este fenómeno podría ser la
construcción de memorias para los ordenadores cuánticos. Dado que tanto la
energía de la luz como su fase se conservan, puede utilizarse cada rayo como
un elemento de memoria.
El polo norte magnético se está moviendo 64 kilómetros
por año hacia Rusia, debido a cambios magnéticos en el núcleo del planeta.
El polo norte magnético no está en el mismo lugar que
el polo norte geográfico, ahora mismo se encuentra cerca a la isla Ellesmere
en Canadá.
El polo norte magnético se ha
movido poco desde que fue localizado en 1831, en 1904 comenzó a desplazarse
hacia en dirección noreste a un ritmo de 15 Km por año. En 1989 aceleró de
nuevo y en 2007 se mueve hacia Siberia a 55 a 60 Km por año.
Los geólogos piensan que la Tierra tiene campo
magnético debido a que su núcleo de hierro sólido está rodeado por poca
líquida que gira rápidamente, lo que crea un dínamo que produce el campo
magnético.
A partir de un electrodo implantado en el cerebro de
un paciente, un grupo de científicos ha demostrado cómo transmitir de forma
inalámbrica señales neurales a un sintetizador de voz en tiempo real. En
otras palabras, han logrado convertir al pensamiento en palabras reales y
audibles. Útil para personas que poseen movimiento solamente en sus ojos,
completamente paralizadas, y con todo sistema de comunicación convencional
con el mundo exterior totalmente vedado.
Se conecta un electrodo al cerebro, capaz de recoger señales neurales del
motor del habla presente en la corteza cerebral, el cual no puede ser
utilizado en su plenitud por la lesión cerebral que causa la parálisis. Las
señales son amplificadas, y enviadas de forma inalámbrica a través del cuero
cabelludo utilizado señales de radio FM. El Sistema Neuralynx
amplifica, convierte, y ordena las señales para que el decodificador neural
pueda convertir la señal, transformándola en comandos de voz para el
sintetizador. El proceso de "pensamiento a habla" toma aproximadamente
cincuenta milisegundos, una latencia equivalente a la de una persona
completamente sana, sin impedimentos motrices que compliquen su capacidad de
expresar sus pensamientos.
El equipo responsable por este logro ha involucrado a profesionales e
instituciones de nivel internacional: La Universidad de Boston, la
Universidad de Harvard, el prestigioso MIT, el Hospital de la Universidad de
Emory, el Centro Médico Gwinnett, el Instituto de Investigación de Georgia
Tech, el Neural Signals Inc. de Duluth y el StatsANC LLC en Buenos Aires,
Argentina. La demostración fue posible gracias a la colaboración de un
paciente de 26 años, quien sufrió un ataque cerebral a los 16. El
procedimiento tardó cinco años en tomar forma, y se necesitó una gran
cantidad de entrenamiento por parte del paciente. Con sesiones controladas
por los investigadores, el paciente ha alcanzando una efectividad en su
conversión "pensamiento-voz" de un asombroso 89 por ciento.
Investigadores de
Case Western
Reserve University y MIT's
Lincoln Lab ofrecen una propuesta de un nuevo tipo de estrella,
llamada electrodébil como alternativa para en lugar de colapsar en un hueco
negro.
Las estrellas ordinarias se alimentan de la fusión de núcleos ligeros en
pesados como hidrógeno a helio en nuestro sol. Las estrellas electrodébiles
se alimentan de la conversión total de quarks, partículas que constituyen en
protones y neutrones, en partículas más ligeras llamadas leptones, que
incluyen a los electrones y neutrinos.
En sus últimos días estrellas menores a 2.1 masas del sol colapsan en
estrellas de neutrones, objetos más masivos se piensa colapsan en agujeros
negros, pero a las temperaturas extremas y densidades que se alcanzan cuando
una estrella comienza a colapsar en un hueco negro, la conversión
electrodébil de quarks en leptones ocurre a una tasa muy rápida.
La energía generada podría detener el colapso, así como la fusión nuclear
evita en estrellas como el sol que colapsen. Es decir, una estrella
electrodébil es un posible próximo paso antes del colapso total en un
hueco negro, si este procesos es eficiente, se consumiría suficiente masa
para prevenir que lo que queda se convierta en un hueco negro.
Mucha de la energía emitida por estrellas electrodébiles es en forma de
neutrinos difíciles de detectar, una pequeña fracción sale en forma de luz,
que sí se puede detectar más fácilmente. Esta fase de electrodébil puede
durar unos 10 millones de años.
Este video realizado por el planetario Hayden de Nueva
York, similar a un video que ha circulado por la red llamado Potencias de
Diez, pero éste es astronómicamente exacto, no es una dramatización, es un
mapa.
Se ha empleado el Atlas Universal
Digital del planetario, el cual es actualizado por astrofísicos del Museo de
Historia Natural norteamericano, para crear este video, parte de una visión
del Tíbet hasta llegar a los límites del universo observable.
Orbita una estrella roja en la constelación Ofiuco, a
una distancia de nuestro sistema solar de unos 40 años luz.
El descubridor, David Charbonneau, dice que es uno
de los más parecidos a la Tierra y que posee gran cantidad de agua. Es 2.7
veces mayor que la Tierra, masa 6.6 veces mayor, y demora 38 horas en dar
una vuelta a su estrella GJ 1214, temperatura en su superficie 200 grados
centígrados, lo que provoca que se inyecten grandes cantidades de vapor a su
atmósfera.
El planeta GJ 1214b gira a 2 millones de kilómetros
de sus estrella, compuesto 75% de agua, 25% rocoso con hierro y silicio.
Utilizaron 8 telescopios terrestres, grupo llamado Mearth, en Mount Hopkins,
Arizona., espejos de 16 pulgadas o 40 cm. que utilizan para supervisar el
brillo de unas 2 mil estrellas cercanas, buscando el tránsito de los
planetas que las orbitan, al ocurrir ésto el brillo de la estrella varía,
evidenciando la existencia de un exoplaneta.
Estas diminutos engranajes de 380 micrómetros son
movidos por cientos de bacterias nadando en una solución líquida, un avance
hacia el desarrollo de materiales inteligentes.
Este proceso fue realizado en la Universidad
Northwestern y el Departamento de Energía de USA, y se logra estimulando con
oxígeno a las bacterias para empujar estos engranajes millones de veces
mayores en tamaño que ellas.
Se espera que algún día estas micro-máquinas
dinámicamente alteren su estructura, reparen sus daños o suministren energía
a micro-dispositivos.
Es el vivero de estrellas más grande en nuestra
vecindad galáctica local, a 17 mil años luz de distancia, se ubica en la nebulosa 30 Doradus, en la Gran
Nube de Magallanes, galaxia satélite de la Vía Láctea.
Muchas de las estrellas azules como un diamante están
entre las más masivas conocidas, varias de ellas 100 veces más masivas que
el Sol, que terminarán como supernovas en unos millones de años.
Foto tomada en ultravioleta, visible y rojo entre el
20 y 27 de octubre por la cámara 3 de campo amplio del Hubble, cubre unos
100 años luz, las luces azules son las estrellas más grandes y calientes, el
color verde es oxígeno, el rojo hidrógeno.
Luego de años en oscuridad, los vórtices hexagonales
que Saturno posee en su polo norte, vuelven a ver la luz del Sol. Chocantes
nuevas imágenes ha obtenido la sonda Cassini de este extraño fenómeno.
Las exóticas formas fueron descubiertas en datos de la sonda Voyager, a
inicios de los años 80, y confirmadas fehacientemente a inicios del año
2007, en imágenes infrarrojas obtenidas por la sonda espacial Cassini a
fines del 2006.
Estas formas solamente existen en el polo norte del planeta gigante, lo que
provoca aún mayor incertidumbre en la comunidad científica, debido a que no
sólo se debe explicar la forma de los vórtices de material, sino que también
por qué sólo existen en ese polo.
Desde el año pasado, el polo norte ha comenzado a ver la luz solar, por lo
que la sonda Cassini ha podido obtener − por fin − imágenes en luz visible
de los impresionantes vórtices hexagonales de Saturno. Las imágenes tomadas
el 2006 por la misma sonda, eran en infrarrojo por lo que no entregaban
muchos detalles, pero los nuevos datos en visual permiten ver una mayor
variedad de características del polo, y adicionalmente son de bastante mayor
resolución.
Los datos muestran exquisitos detalles de las formas. Kevin Baines,
científico de la NASA, explica que con las nuevas imágenes, han descubierto
pequeñas ondulaciones y nuevas formas circulares, las cuales podrían ser
claves a la hora de explicar el extraño patrón poligonal de la atmósfera de
esa zona del planeta.
Las particulares formas, aparecen a partir de los 77° de latitud norte de
Saturno, y se ha estimado que el grosor de los lados de los hexágonos más
grandes es de 2 diámetros terrestres. La profundidad de éstos aún no ha sido
estimada, pero se sospecha que es de gran tamaño. En el mismo polo norte,
también se ha encontrado un “punto caliente” y un ciclón de colosales
proporciones, haciendo aún más extraño todo.
La pantalla BiDi permite tanto capturar imágenes como
desplegarlas, para ello se han integrado cientos de diminutas cámaras entre
los puntos emisores de luz de la pantalla.
De
esta forma se tiene una misma superficie que es capaz de emitir luz para
formar imágenes y a la vez pude detectar lo que tiene al frente, así se
logran manipular objetos 3D sin requerir contacto físico con la pantalla
El profesor Frank Guenther, de la Universidad de
Boston, ha creado un sistema que permite conectar el cerebro con un PC
mediante ondas de radio. El dispositivo, que requiere del implante de una
serie de electrodos en la corteza cerebral, convierte los impulsos
eléctricos generados por el cerebro en señales inalámbricas que son enviadas
a un receptor e interpretadas por un PC. Gracias al invento, Erik Ramsey, un
paciente que había sufrido un accidente de tránsito, ha vuelto a “hablar".
El sistema permite recoger las señales del cerebro de una persona,
convertirlas en señales de frecuencia modulada, y transmitirlas a un
receptor. Una vez allí, esas señales son convertidas nuevamente en
información que puede ser procesada por un PC. Con el software adecuado, el
PC puede realizar algunas tareas por Erik, por ejemplo, hablar.
Por ahora, Ramsey sólo puede expresar los sonidos de las vocales a través
del PC. Este tipo de dispositivos reciben genéricamente el nombre de
Brain Computer Interface System (BCIS, o interfaces cerebro-ordenador).
Los sistemas “tradicionales” que recogen las señales cerebrales mediante
sensores colocados sobre el cuero cabelludo son notoriamente lentos.
Utilizando una interfaz de ese tipo, Ramsey era capaz de articular no más de
una palabra por minuto. Si bien era un adelanto, seguía siendo bastante
incomodo de utilizar. Al colocar los electrodos directamente en su cerebro,
la velocidad se incrementa lo suficiente como para poder hablar normalmente.
“El sistema introduce una demora de solo 50 milisegundos. Ese es el tiempo
que tarda en aparecer el sonido en los parlantes del ordenador cuando el
paciente da la orden correspondiente”, dice Guenther. Obviamente, colocar
electrodos directamente en el cerebro de un paciente plantea la posibilidad
de una infección peligrosa.
Utilizando un modelo construido por el propio Guenther, la actividad
cerebral de Ramsey relacionada con la boca los movimientos de la mandíbula
es la encargada de controlar el implante. De alguna manera, basta con que el
paciente ordene a su paralizado cuerpo que hable para que los sonidos salgan
por los altavoces del ordenador. Hasta ahora se han implantado solo tres
electrodos en el cerebro de Ramsey, que son suficientes para recoger los
sonidos de las vocales. Pero Guenther planea agregar 32 electrodos más. De
esa forma, su paciente podría emitir los mismos sonidos que una persona
sana.
Han creado baterías de papel normal y "tinta" hecha
con nanotubos de carbono. Gracias al papel la batería se podría curvar,
doblar o plegar.
El papel es sumergido en una solución de litio y un
electrolito para entregar la reacción química que genera una batería actual
estándar. El papel actúa para recoger la carga eléctrica de la reacción,
reduciendo el peso de la batería en un 20%, además permite liberar su
energía almacenada rápidamente, que puede ser útil en vehículos eléctricos.
Un grupo de investigadores, pertenecientes a la
Universidad Tecnológica de Helsinki (Finlandia), Universidad de New South
Wales (Australia), y la Universidad de Melbourne (Australia) han creado un
transistor que está compuesto por solo un solo átomo. Básicamente, consiste
en un átomo colocado entre dos electrodos de metal pero, a pesar de tan
sencillo diseño, es plenamente funcional. Para lograr esto los
investigadores se han basado en el denominado “efecto túnel”, un principio
de la mecánica cuántica que predice la forma en que una partícula puede
“violar” los principios de la mecánica clásica, atravesando una barrera de
potencial mayor que la energía cinética que posee la propia partícula. El
átomo utilizado es de fósforo, y el túnel por el que circulan los electrones
puede ser abierto o cerrado simplemente controlando la tensión en el metal.
Si bien el “corazón” del transistor está compuesto por un solo átomo, el
dispositivo completo -incluyendo los electrodos de metal- es tan grande como
cualquier transistor convencional. Sin embargo, tal como explica el Dr.
Mikko Möttönen, miembro del equipo, su grupo no estaba interesado
especialmente en construir el transistor más pequeño para aplicaciones
“clásicas”, sino más bien uno capaz de operar con un bits cuánticos (Qubits).
Es exhibida en el Planetario Adler de Chicago, mide 37
metros de largo por 1 metro de alto a los lados, 2 metros en el centro,
donde se encuentra la protuberancia central.
Se emplearon dos grupos de trabajo con el telescopio
espacial Spitzer, mediante los instrumentos
Infrared Array Camera (IRAC) y el Multiband Imaging Photometer.
Consta de 800 mil fotos individuales, 2.5 mil millones de puntos
infrarrojos.
Unos físicos de la Universidad Yale han hecho las
primeras mediciones definitivas de la “corriente persistente”, una corriente
eléctrica pequeña pero perpetua que fluye de forma natural a través de
anillos diminutos de cable metálico incluso sin una fuente de energía
externa.
El equipo usó un método nuevo, basado en dispositivos de tamaño nanométrico
y forma comparable a la de un puente levadizo o un trampolín de piscina,
para medir indirectamente la corriente a través de los cambios en la fuerza
magnética que se producen cuando la corriente eléctrica fluye a través del
anillo.
La existencia de esta corriente perpetua en un cable conectado a sí mismo y
sin fuente de alimentación externa puede parecer que vulnera las leyes de la
física. Sin embargo, es el resultado de un efecto de la mecánica cuántica
que influye en cómo los electrones viajan a través de los metales, y
proviene del mismo tipo de movimiento que permite a los electrones dentro de
un átomo orbitar en torno al núcleo para siempre.
Aunque la corriente persistente fue propuesta desde el ámbito teórico hace
décadas, es tan débil y sensible a su entorno que ningún físico fue capaz de
medirla con precisión ahora hasta.
Los autores de la nueva investigación usaron dispositivos nanométricos con
forma de trampolín para detectar los cambios en el campo magnético
producidos cuando la dirección de la corriente cambiaba en los anillos de
aluminio. Este nuevo instrumental permitió al equipo hacer mediciones un
orden de magnitud más precisas que cualquiera de las efectuadas antes. Los
investigadores también midieron la corriente persistente en una gama más
amplia de temperatura, de tamaño de anillo y de campo magnético que en los
experimentos anteriores.
Investigadores del MIT crearon un prototipo de tejas
termalmente activada, que cambia de color, llamada Thermeleon.
Esta tejas tienen un gel de polímero que cambia de
fase, logrando así que se puedan controlar las propiedades de transmisión de
energía lumínica, para que las tejas se tornen blancas y reflejan el calor
durante un día cálido, y se vuelven transparentes, absorbiendo calor en un
día frío, ayudando a ahorrar energía en los hogares.
Cómo se vería la Tierra con un sistema de anillos
estilo el de Saturno. La animación anexa detalla cómo luciría tanto desde el
espacio, cómo desde diferentes ciudades.
Esta animación tuvo en cuenta el límite Roche.
En astronomía, se denomina límite de Roche a la
distancia mínima que puede soportar un objeto, que mantiene su estructura
únicamente por su propia gravedad y que orbita un cuerpo masivo, sin
comenzar a desintegrarse debido a las fuerzas de marea que genera el objeto
principal. Dentro del límite de Roche la fuerza de gravedad que el cuerpo
central ejerce sobre el extremo del satélite más cercano y más alejado
exceden a la fuerza de gravedad del satélite, y éste podrá ser destruido por
las fuerzas de marea. El nombre de límite de Roche proviene del astrónomo
francés Édouard Roche, quien primero propuso este efecto y calculó este
límite teórico en 1848.
Investigadores de la Universidad de Uppsala, Suecia,
han creado una batería flexible, eficiente, sin partes metálicas y como
materia prima el alga llamada cladophora.
Utiliza la estructura del alga, celulosa, para
elaborar un sustrato como base de la batería y una capa fina de polímero
conductor para producir una batería ultra-liviana y que mejora la carga y
capacidad de las baterías a base de celulosa.
No se sabe si se llegue a comercializar, por ahora
sigue en investigación.
Un meteorito marciano descubierto en 1992 en la
Antártida podría contener restos fósiles de microorganismos que vivieron en
el planeta rojo. La roca, bautizada como Allen Hills o ALH 84001, fue
originada en Marte hace 4.000 millones de años. Usando un microscopio
electrónico de alta resolución, científicos de la NASA han analizado por
primera vez los discos de carbonato y los cristales minúsculos de magnetita
presentes en el interior del meteorito. Y han llegado a la conclusión de que
lo más probable es que hayan sido producidos por bacterias magnéticas, un
tipo de microbios que se encuentra también en los sedimentos lodosos de la
tierra, tanto salados como de agua dulce, y que utilizan el geomagnetismo
para orientarse .
El hallazgo parece confirmar la existencia primitiva de vida en la
superficie de Marte o en sus aguas subterráneas.
Utilizando el radiotelescopio VLA, un equipo de
astrónomos ha obtenido datos esclarecedores sobre la naturaleza del objeto
más distante observado hasta ahora en el universo; una explosión estelar
gigantesca en forma de GRB (fogonazo de rayos gamma).
La explosión fue detectada por el satélite Swift de la NASA y los
científicos pronto se dieron cuenta de que estaba a más de 13.000 millones
de años-luz de la Tierra. Representa un evento que ocurrió 630 millones años
después del Big Bang, cuando el universo tenía sólo el cuatro por ciento de
su edad actual de 13.700 millones de años.
Esta explosión proporciona una visión sin precedentes de una era arcaica del
universo, cuando éste estaba sufriendo drásticos cambios. La oscuridad
cósmica primigenia era surcada por la luz de las primeras estrellas, y las
primeras galaxias estaban empezando a formarse. La estrella que explotó en
este evento fue una de estas estrellas de las primeras generaciones.
Astrónomos de muchas partes del mundo apuntaron sus telescopios hacia la
explosión, denominada GRB 090423, para estudiarla. El VLA detectó las
primeras ondas de radio de la explosión una semana después del
descubrimiento, y siguió los cambios en el objeto hasta que dejó de ser
observable más de dos meses después.
Los científicos han llegado a la conclusión de que la explosión fue más
energética que la mayoría de los GRBs. Se trató de una explosión casi
esférica y que se expandió en un medio gaseoso tenue y relativamente
uniforme alrededor de la estrella.
Los astrónomos sospechan que las primeras estrellas en el universo eran muy
diferentes de las que se formaron más tarde. Aquellas estrellas primigenias
fueron más brillantes, más calientes y más masivas que las estrellas
posteriores. Los investigadores tienen la esperanza de encontrar más huellas
de estos arcaicos soles gigantes mediante la observación de objetos tanto o
más distantes que GRB 090423.
En astrofísica se conoce como BRG o brotes de rayos
gamma a una emisión intensa y breve de rayos gamma. El nombre abreviado es
una adaptación del acrónimo del inglés Gamma ray bursts. Se trata del
fenómeno físico más luminoso del universo, que produce una gran cantidad de
energía en haces breves de rayos gamma que pueden durar desde unos segundos
hasta unas pocas horas. Los más largos son seguidos por una radiación
residual más débil en rayos X, conocida en términos técnicos como «posluminiscencia».
Los BRG ocurren en posiciones aleatorias en el cielo sin poderse predecir su
aparición. Las diferentes teorías sobre su origen requieren fenómenos muy
violentos como las explosiones de supernova. Debido a que la radiación gamma
no atraviesa la atmósfera terrestre, estos fenómenos sólo pueden detectarse
desde el espacio, si bien la posluminiscencia puede ser observada con
telescopios terrestres
El video anexo muestra una animación de un estallido
tipo GRB.
Ha sido desarrollada en el Instituto de Biodiseño de
la Universidad Estatal de Arizona, N.J.
Un tamaño más pequeño significa costos más baratos y un mejor rendimiento
para los dispositivos electrónicos. Las CPUs de la primera generación
destinadas a ordenadores usaban unos pocos miles de transistores. Ahora
incluso los ordenadores más simples y baratos usan millones de transistores
en un solo chip.
Pero últimamente la tarea de miniaturización se ha hecho mucho más difícil,
y la famosa "ley" de Moore que establece que el número de transistores
basados en el silicio en un chip se duplica cada 18-24 meses, está
comenzando a alcanzar sus límites físicos. El tamaño del transistor está
alcanzando unas decenas de nanómetros, un tamaño que es sólo unas 20 veces
mayor que el de una molécula.
La idea de sobrepasar los límites del silicio con un componente electrónico
formado por una única molécula ha sido barajada por los expertos desde hace
tiempo. Los químicos teóricos Mark Ratner y Ari Aviram propusieron, ya en
1974, el uso de moléculas individuales para componentes electrónicos como
los diodos. Científicos de todo el mundo han estado intentando lograr esto
durante más de 30 años.
El equipo interdisciplinario de Tao incluye a Luping Yu, de la Universidad
de Chicago, quien proporcionó las moléculas para el estudio, así como a Ivan
Oleynik de la Universidad del Sur de Florida, quien trabajó en la parte
teórica del proyecto.
El equipo utilizó moléculas conjugadas, en las cuales
que los átomos están pegados alternando enlaces simples y múltiples. Dichas
moléculas despliegan conductividad eléctrica y tienen terminaciones
asimétricas capaces de forma espontánea de formar enlaces covalentes con
electrodos de metal para crear un circuito cerrado
Científicos han creado un hueco negro artificial del
tamaño de un escritorio que es capaz de absorber luz, pero si aún está
leyendo ésto quiere decir que la Tierra no ha sido absorbida por este
vórtice, porque este hueco negro no requiere un campo gravitacional
concentrado que evite que la luz escape, como postula Albert Einstein.
Captura luz o, más precisamente, radiación
electromagnética, está hecho de 60 capas concéntricas de placas de
circuitos, cada capa recubierta de cobre e impresa con patrones que,
alternativamente, vibran o no vibran en respuesta a ondas electromagnéticas.
Todas la capas juntas completamente absorben radiación de microondas
viniendo de cualquier dirección y convierten la energía en calor, que podría
usarse en paneles solares.
Sony presentó su prototipo de transmisión inalámbrica
de energía y promete transmitir 60 Watts a una distancia de 50cm, con una
eficiencia del 80%, logrando encender un TV LCD de 22".
Esta nueva tecnología está basada en resonancia magnética, ya que la energía
electromagnética solo es transferida a los recipientes que comparten la
misma frecuencia que la fuente de energía. Según Sony esto es solo un
prototipo y seguirán trabajando en mejorar la eficiencia del sistema.
También han mencionado que para extender la distancia colocaron un relé
pasivo entre la bobina primaria y secundaria, lo que permite un
funcionamiento extendido de 80cm de distancia.
No se sabe aún cuándo se comercialice esta tecnología.
Un nuevo proceso para producir diodos inorgánicos
emisores de luz (LEDs), ultrafinos y ultrapequeños, y ensamblarlos en
grandes conjuntos, abre las puertas a una nueva clase de sistemas de
alumbrado y de pantallas, con interesantes propiedades, tales como la de
permitir ver a través de las estructuras de los edificios, o la de dotar de
flexibilidad mecánica a las fuentes de luz.
Las aplicaciones para estos paneles de LEDs que pueden imprimirse en
substratos planos o flexibles de materiales como el vidrio, el plástico o el
caucho, incluirán la iluminación en general, pantallas de resolución muy
elevada para sistemas de Home Cinema, dispositivos para captación de
imágenes biomédicas y monitores para supervisión de constantes vitales que
el paciente pueda llevar puestos a modo de camiseta.
El nuevo proceso de fabricación es obra de John Rogers (de la Universidad de
Illinois) y colaboradores de esta universidad, la del Noroeste, el Instituto
de Computación de Alto Rendimiento en Singapur y la Universidad Tsinghua en
Pekín.
Comparados con los LEDs orgánicos, los LEDs inorgánicos son más luminosos,
más robustos y de vida más larga. Sin embargo, los LEDs orgánicos son
atractivos porque pueden formarse sobre un substrato flexible, en conjuntos
densos e interconectados. La nueva tecnología de los investigadores combina
las características principales de ambos.
La NASA ha desarrollado un sistema de
fabricación de objetos mediante rayos de electrones, el método llamado
Electron Beam Freeform Fabrication(EBF3),
usa rayos de electrones para derretir materia prima en el vacío, puede crear
cualquier parte mecánica por una fracción del costo de métodos anteriores.
Normalmente un fabricante de aviones utiliza un bloque de
unos 2.720 Kg de titanio y máquinas los reducen a una parte de 136 Kg,
dejando 2.585 Kg de material que necesita ser reciclado y además se emplean
varios miles de galones de fluído cortante en el proceso.
Con EBF3, se construye la misma parte con solo 159 Kg de
titanio y solo se desperdician 23 Kg para obtener la configuración final,
además de utilizar mucha menos electricidad en el proceso.
NASA espera que no solo se utilice este método por
fabricantes de aviones sino algún día, astronautas fabriquen partes de
repuesto en misiones remotas.
El implante ha sido diseñado para personas que han
perdido su capacidad visual debido a Retinosis Pigmentaria o Degeneración
Macular relacionada a la edad, dos de las principales causas de ceguera
alrededor del mundo. La prótesis es del tipo retinal, y trabajará de forma
tal que podrá estimular las células nerviosas encargadas de transmitir las
imágenes desde la retina hasta el cerebro. Este método permite una capacidad
visual limitada, definida por "manchas" que de acuerdo a su tamaño y su
cantidad le ayudarán al paciente distinguir el tamaño y la distancia de un
objeto en su cercanía
Las pruebas preliminares han sido muy positivas, pero es necesario
desarrollar técnicas más complejas y refinadas para llevar a cabo la acción
principal, que es implantar el dispositivo en el ojo humano. Se han aplicado
varias modificaciones como una micro-carcasa de titanio sellada
herméticamente que ayuda a proteger el circuito interno por mucho más
tiempo. Puede no ser una solución definitiva, pero sin lugar a dudas se
trata de un descubrimiento que podría aumentar de forma significativa la
calidad de vida en personas ciegas de aquí a algunos años
Desarrollado en la Universidad de Michigan, este
microprocesador de 8 bits, emplea un sistema de válvulas para funcionar como
un procesador estándar sin necesidad de electricidad, solo requiere aire a
presión.
Procesa las señales binarias
mediante la presencia o ausencia de presión de aire.
Este microprocesador neumático replica la
arquitectura de uno convencional mediante puertas lógicas, flip-flops y
registros con elementos neumáticos.
Científicos del Instituto Fraunhofer han inventado el
mug perfecto: absorbe el calor de la bebida llevándolo a la temperatura
perfecta y luego libera el calor para mantenerla a la temperatura exacta por
30 minutos.
Utilizan una sustancia llamada PCM, material de cambio
de fase (Phase Change Material) que se emplea en construcción y ropa de
invierno: es capaz de almacenar y liberar calor o frío.
Dentro de la cerámica hueca del mug se coloca una
estructura de aluminio que se llena con PCM, en el proceso de fabricación
del mug se define la temperatura que mantendrá el mug, por ejemplo, para
café o té es ideal 58 grados centígrados, se utiliza PCM que es sólido y se
hace líquido a esa temperatura y la mantiene de 20 a 30 minutos.
En la Universidad de Tsukuba en Japón, mediante el
supercomputador Sistema Tsukuba T2K han calculado 2,576,980,377,524 números
decimales para el número Pi.
El T2K es un cluster con 640 computadores cuya
velocidad es 95 billones de operaciones de punto flotante por segundo, le
tomó realizar el cálculo 73 horas y 36 minutos.
El gigante azul, junto con el Instituto de Tecnología
de Californía, planea fabricar la próxima generación de chips tomando como
referencia algo que suele tener un papel crítico en el campo medicinal: El
ADN
Según IBM, se podrían reducir costos en varios miles de millones de dólares
aplicando tecnología de "origami ADN", o sea, nanoestructuras de ADN
artificial que proveerían a los fabricantes de un marco de trabajo mucho más
barato y eficiente. En teoría, se podría pasar de complejas y costosas
maquinarias a simples polímeros, soluciones de ADN y técnicas de
calentamiento especiales.
Estructuras como el ADN ofrecen patrones repetitivos y reproducibles, y con
los ajustes necesarios se podrían crear diseños con resoluciones de seis
nanómetros. De acuerdo a uno de los administradores de investigación de IBM,
esta sería la primera ocasión en que un elemento biológico como las
moléculas sería utilizado en la industria de los semiconductores. El
documento oficial fue publicado en el periódico "Nature Nanotechnology",
bajo el nombre de "Posicionamiento y Orientación de Formas de ADN
Individuales en Superficies Modeladas Litográficamente", un título que tal
vez no refleje la importancia del proyecto. Si esto toma forma, cambiaría de
manera radical los métodos de fabricación de microchips.
Tanto los investigadores de IBM como de Caltech estiman que se necesitarán
unos diez años para comprender, depurar y perfeccionar los métodos de
fabricación. Esto se debe a que el origami ADN se sintetiza en solución, lo
que agrega un grado de aleatoriedad demasiado grande. Para lograr resultados
exactos y reproducibles, los investigadores deberán realizar una cantidad
enorme de pruebas, la gran mayoría de ellas ubicadas en el rango de la
experimentación.
Un equipo de científicos de la Cornell University y la
Purdue University ha puesto a punto un dispositivo capaz de generar luz
láser que utiliza plasmones en lugar de fotones. Esta partícula, de sólo 44
nanómetros de longitud, ha posibilitado la creación del láser que abre las
puertas para la fabricación de microprocesadores capaces de funcionar a 100
THz, unas 20.000 veces más rápido que los actuales.
Siendo estrictos, no se trata de un láser (Light Amplification by Stimulated
Emission of Radiation), sino de un pariente cercano llamado spaser (surface
plasmon amplification by stimulated emission of radiation) que, en lugar de
fotones, utiliza plasmones. Los plasmones son unas partículas que solo
tienen 44 nanómetro de longitud y, como se encarga de aclarar Mark Stockman,
profesor de física de Georgia State, “el spaser trabaja unas mil veces más
rápido que el transistor más rápido existente, con un tamaño similar. Esto
abre la posibilidad de construir amplificadores ultrarrápidos, elementos
lógicos y microprocesadores que pueden funcionar miles de veces más rápidos
que los microprocesadores convencionales basados en silicio.” Este método
trata la luz de forma diferente a las tradicionales CPU ópticas, que son
“difíciles de reducir de tamaño porque no puedes contener fotones en áreas
más pequeñas que la mitad de la longitud de onda asociada”.
El tamaño de un láser convencional está dictado por la longitud de onda que
utiliza. La distancia entre las superficies reflectivas implicadas no puede
(por obvias razones) ser menor que la mitad de la longitud de onda de la luz
utilizada, que en el caso del espectro es de alrededor de 200 nanómetros.
“Los spasers evitan estas limitaciones mediante el uso de plasmones,” dice
Noginov. En el futuro, los spasers tendrán tamaños más pequeños, quizás de
solo un nanómetro. “Difícilmente se puedan hacer más pequeños que eso,”
explica Noginov, “porque se podría romper la funcionalidad de las
nanopartículas en el dispositivo.”
Mientras que los equipos electrónicos actuales de uso masivo más veloces
operan a velocidades de alrededor de 10 Gigahertz, Mikhail Noginov, un
físico del Center for Materials Research de la Norfolk State University
(Virginia), explica que los dispositivos ópticos pueden operar a cientos de
Terahertz. Lamentablemente, hasta la fecha los dispositivos ópticos han sido
muy difíciles de miniaturizar porque su tamaño depende de la longitud de
onda de los fotones utilizados. “Actualmente se está haciendo un gran
esfuerzo para diseñar una nueva generación de dispositivos nanoelectrónicos
basados en plasmónica”, dice Noginov. A diferencia de otros intentos
previos, los spasers son elementos activos capaces de producir y amplificar
ondas. Noginov conoce profundamente el tema, ya que es uno de los coautores
de este nuevo spaser.
El reto que Noginov y sus colaboradores deben afrontar es construir un
dispositivo que evite que la energía del haz spaser se disipe rápidamente en
la superficie del metal. Una de las formas de evitarlo consiste en colocar
una capa de sílice incrustada sobre la parte de oro. La “luz” proveniente
del spaser permanece confinada como plasmones, o puede -de forma controlada-
dejar que salga en forma de fotones en el rango de luz visible.
El Efecto Kaye es una propiedad que poseen los
líquidos complejos, que puede convertir un chorro de líquido que cae en otro
que sube a su encuentro, fue descrito por primera vez en 1963 por el
británico Arthur Kaye. Muchos líquidos como los jabones de mano, champús y
pintura líquida poseen esta propiedad.
Arthur Kaye descubrió en 1963 que, cuando una de estas sustancias cae sobre
un recipiente, tiende a formar una especie de columna debido a que la
velocidad con la que se aporta líquido es mayor a la velocidad con la que se
desparrama por el fondo del contenedor debido a su alta viscosidad. En algún
momento, y durante periodos de tiempo muy cortos (menores a una tercera
parte de un segundo) dentro de esa columna se forman concavidades que hacen
que el chorro de líquido que cae se desvíe nuevamente hacia arriba.
A medida que se sigue vertiendo más liquido, este chorro ascendente se hace
cada vez más vertical hasta que -inevitablemente- choca con el que cae. En
ese momento, todo vuelve a la “normalidad” y el ciclo vuelve a empezar. Lo
corto de la duración de este fenómeno hace que muchas veces pase
desapercibido, pero filmando el evento con una cámara de alta velocidad
puede apreciarse este efecto.
Científicos estadounidenses demuestran que la luz
posee un carácter “repulsivo” de tal modo que puede empujar componentes de
tamaño microscópico. Esta propiedad de la luz había sido teorizada en el
2005 pero ha sido ahora cuando se ha conseguido demostrar desde los hechos.
Lo normal es que la luz no empuje de ninguna manera, sin embargo, parece que
a niveles microscópicos la luz sí que posee unas capacidades de impulsión
suficientes como para mover nanointerruptores.
Ya antes, el equipo de investigadores de la Universidad de Yale, había
descubierto que la luz posee una fuerza “atractiva” con la cual es posible
manipular diminutos dispositivos electrónicos dentro de un chip. El equipo,
liderado por Hong Tang, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería y
Ciencia Aplicada de Yale, informa de sus hallazgos en la publicación on-line
avanzada del 13 de julio de Nature Photonics. “Esto completa el cuadro”,
dijo Tang. “Hemos demostrado que esta es una fuerza de luz bipolar con
componentes atractivos y repulsivos”.
Estas fuerzas de atracción y repulsión descubiertas por el equipo de Tang no
son las mismas que ejerce la presión de la radiación de la luz cuando brilla
sobre un objeto y lo empuja. En el caso que nos ocupa las fuerzas tiran de
los laterales de la dirección en la que viaja la luz. Anteriormente se había
usado la facultad de atracción para cerrar un interruptor de escala
nanométrica, pero fueron incapaces de abrirlo, por tanto, carecía de
utilidad practica. Con la fuerza de empuje complementaria descubierta sí que
se pueden usar ambas propiedades para construir dispositivos fotónicos que
funcionen dentro de chips electrónicos.
Para crear la fuerza repulsiva en un chip de silicio, el equipo dividió un
rayo de luz infrarroja en dos rayos separados y forzó a cada uno a viajar
una longitud distinta de un nanocable de silicio, llamado guía de onda. Como
resultado, los dos rayos de luz quedan desfasados uno respecto al otro,
creando una fuerza que empuja con una intensidad que puede controlarse pues
cuanto más desfasado estén los dos rayos, mayor será la fuerza. “Podemos
controlar cómo interactúan los rayos de luz”, comentó Mo Li, asociada de
posdoctorado en ingeniería eléctrica en Yale y autor principal del artículo.
“Esto no es posible en el espacio libre; sólo es posible cuando la luz está
confinada en las guías de onda de nanoescala que se colocan muy cerca entre
sí en el chip”.
“La fuerza de la luz es intrigante debido a que funciona de forma opuesta a
los objetos cargados”, dijo Wolfram Pernice, otro profesor de posdoctorado
en el grupo de Tang. “Las cargas opuestas se atraen entre sí, mientras que
los rayos de luz desfasados se repelen en este caso”.
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