miércoles, 8 de julio de 2009

Si un equipo científico que trabaja en el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST, por sus siglas en inglés) tiene razón, seremos capaces de encontrar vida en otros mundos a través del mero estudio de su radiación óptica para detectar luz “diestra” o “zurda”.

La técnica que el equipo ha desarrollado para detectar vida en cualquier lugar del universo no revelará directamente a los alienígenas. Pero sí podría permitir que los instrumentos de observación ubicados cerca de la Tierra, valiéndose de la magnífica atalaya que brinda el espacio, detectasen una señal delatadora, y relativamente fácil de captar, de la posible influencia de la vida sobre una de las características de un paisaje de otro mundo. Esa señal es un predominio de moléculas de una quiralidad sobre las que poseen la otra. Una molécula “diestra” tiene la misma composición que su prima “zurda”, pero su comportamiento químico es diferente. Dado que muchas sustancias críticas para la vida favorecen a una quiralidad específica, Thom Germer y sus colegas piensan que la quiralidad podría revelar, desde gran distancia, la presencia de vida, e incluso ya han construido un detector de prueba.

No conviene limitarse a buscar materiales específicos como el oxígeno, usado por muchas criaturas terrestres, debido a que la vida en otros mundos no tiene por qué ser necesariamente parecida a la del nuestro. En cambio, la quiralidad es un parámetro inherente a la organización esencial subyacente en toda forma de vida.

Muchas moléculas no asociadas con la vida también exhiben quiralidad. Pero cuando los organismos se reproducen, sus vástagos poseen moléculas quirales que tienen la misma quiralidad que las moléculas presentes en el cuerpo de sus padres. A medida que la vida se expanda en un planeta, aumentará en éste la presencia de moléculas de una quiralidad particular, en detrimento de las otras.

Si la superficie tuviera sólo una colección aleatoria de moléculas con quiralidad, una mitad sería "diestra" y la otra mitad "zurda". En cambio, el autoensamblaje de la vida implica que todas deberán tener la misma quiralidad. Es difícil imaginar la superficie de un planeta presentando un fuerte predominio de una quiralidad sobre la otra sin la presencia del autoensamblaje, que es un componente esencial del proceso de la vida.

Como las moléculas quirales reflejan la luz de un modo que demuestra su quiralidad, el equipo de investigación desarrolló un dispositivo de prueba que proyecta luz sobre hojas de plantas y sobre bacterias, para luego detectar los reflejos polarizados de la clorofila de esos organismos desde corta distancia. El dispositivo detectó el predominio de un tipo de quiralidad en ambas fuentes.

El equipo de investigadores pretende mejorar su detector de manera que pueda ser enfocado hacia las superficies de estanques y lagunas, y luego a las de grandes regiones de la Tierra, captando el predominio de una quiralidad. Si las pruebas dan buenos resultados, Germer y sus colaboradores propondrán que su detector sea instalado en un gran telescopio o en una sonda espacial.

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lunes, 6 de julio de 2009

Desarrollo de una Batería Que Usa el Oxígeno del Aire

Foto: Newcastle U.Un grupo de científicos trabaja, con alentadores resultados preliminares, en el desarrollo de una nueva y asombrosa batería alimentada por aire, la cual posee un potencial de almacenamiento de hasta 10 veces la capacidad de los dispositivos convencionales.

La capacidad mejorada se debe a la adición de un componente que emplea oxígeno tomado del aire durante la descarga, reemplazando a otro componente químico usado en las baterías recargables actuales. No tener que llevar todos los productos químicos en la batería hace que ésta, a igual tamaño, suministre más energía. Reducir el tamaño y el peso de las baterías, pero manteniendo su capacidad de carga necesaria, ha sido una larga batalla para los diseñadores de automóviles eléctricos.

Este cambio en la capacidad podría sentar las bases para una nueva generación de automóviles eléctricos, teléfonos móviles y ordenadores portátiles.

Financiado por el Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas, el proyecto está siendo llevado a cabo conjuntamente por investigadores de las universidades de Newcastle, St. Andrews y Strathclyde.

En la Universidad de Newcastle se ocupan de desarrollar la nueva interfaz aire-electrodo, la parte de la batería donde se lleva a cabo la reacción.

El nuevo diseño tiene el potencial de mejorar el rendimiento de los equipos electrónicos portátiles y de dar un gran impulso a la industria de la energía renovable.

Estas baterías, por ser más idóneas que las normales para combinarse con paneles solares o aerogeneradores, permitirán un suministro constante de energía eléctrica, al poder actuar con facilidad cuando el Sol se oculte o el viento deje de soplar.

La batería STAIR también debiera resultar más barata que las actuales baterías recargables. El nuevo componente está hecho de carbono poroso, menos costoso que los materiales utilizados en las demás baterías.

Este proyecto de investigación, de cuatro años de duración, se encuentra ya a la mitad, y las perspectivas de éxito son muy prometedoras. "Nuestro objetivo es conseguir un incremento de cinco a diez veces en la capacidad de almacenamiento, lo que está más allá del horizonte de las actuales baterías de litio. Hasta ahora, nuestros resultados son muy prometedores y han sobrepasado en mucho nuestras expectativas", explica el investigador principal del proyecto, el profesor Peter Bruce de la Universidad de St. Andrews.

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sábado, 4 de julio de 2009

Comunicación Entre Ranas Por Ultrasonidos

Foto: T. Ulmar Grafe/University of Brunei DarussalamDos científicos de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) han descubierto el único caso conocido hasta ahora de una especie de rana cuyos individuos pueden comunicarse entre sí utilizando señales puramente ultrasónicas, es decir, de frecuencias demasiado altas para ser escuchadas por los humanos. Conocida como Huia cavitympanum, esta rana vive sólo en la isla de Borneo, en el Sudeste Asiático.

Los ultrasonidos son sonidos con frecuencias muy agudas, de más de 20 kilohercios, lo cual excede el límite superior de frecuencia del sonido que los humanos podemos percibir, y están muy por encima de las frecuencias de entre 5 y 8 kilohercios que la mayoría de los anfibios, reptiles y aves pueden escuchar o producir. Las partes principales del oído deben tener adaptaciones especiales para detectar estos ultrasonidos.

Estas ranas pueden captar sonidos de hasta 38 kilohercios, lo que las convierte en la especie de anfibio conocida capaz de escuchar el sonido más agudo. Los humanos pueden escuchar hasta unos 20 kilohercios y, típicamente, hablamos a 2 ó 3 kilohercios.

La mayoría de las más de 5.000 especies de ranas tienen tímpanos que son planos en el costado de la cabeza, pero los de la Huia cavitympanum están empotrados en el costado del cráneo, tal y como sucede con los mamíferos.

Peter Narins y Victoria Arch, ambos de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), pasaron varias noches en el área remota donde vive la rana.

“Teníamos una ligera idea de que vivían en esta zona”, explica Arch, autora principal del estudio. “Las descubrimos en nuestra primera noche de exploración”.

La Huia cavitympanum produce llamadas audibles y otras que son totalmente ultrasónicas.

Narins y Arch tienen una idea de por qué estas ranas, que viven junto a un arroyo con una corriente de agua ruidosa, utiliza la comunicación ultrasónica además de llamadas que son audibles para los humanos.

Su hipótesis es que estas ranas han comenzado a utilizar frecuencias más altas en su comunicación para evitar la interferencia de los sonidos producidos por el agua en movimiento, que tienen un tono más grave. Sin embargo, los sonidos de alta frecuencia no llegan tan lejos. Al producir algunas llamadas de frecuencia más baja, las ranas pueden transmitir señales a una mayor distancia, y así comunicarse con otras que están mucho más lejos. Por otra parte, con la producción de llamadas ultrasónicas, también pueden comunicarse mejor a corta distancia por encima de ese ruido de fondo.

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jueves, 2 de julio de 2009

Nueva Tecnología de Invisibilidad Para Todo el Rango Optico

Foto: Purdue UniversityUn equipo de investigadores ha creado un nuevo tipo de capa de invisibilidad que es más simple que los diseños anteriores y que funciona para todos los colores del espectro visible. Esta nueva capa hace posible la ocultación de objetos más grandes que antes, y probablemente llevará a otras aplicaciones prácticas en la "óptica de transformación".

Si bien otros diseños anteriores de capas de invisibilidad han usado metamateriales exóticos que requieren de una compleja nanofabricación, el nuevo diseño es en cambio un dispositivo más simple, basado en una guía de ondas ópticas especial.

Vladimir Shalaev (de la Universidad Purdue) y su equipo utilizaron su guía de ondas especial para volver invisible un área 100 veces más grande que las longitudes de onda de la luz proyectada por un láser dentro del dispositivo, un logro inaudito. Los experimentos anteriores con metamateriales han estado limitados a volver invisibles regiones sólo unas pocas veces más grandes que las longitudes de onda de la luz visible.

Como el nuevo método ha permitido a los investigadores aumentar de manera espectacular el área sometida a invisibilidad, la tecnología ofrece la esperanza de volver invisibles a objetos más grandes.

Con Shalaev han trabajado también Igor I. Smolyaninov (de BAE Systems en Washington, D.C.), Vera N. Smolyaninova (de la Universidad de Towson en Maryland) y Alexander Kildishev (Universidad Purdue).

La guía de ondas es inherentemente de banda ancha, lo que significa que podría usarse para otorgar invisibilidad en la gama completa del espectro visible de la luz.

Con el prototipo de este nuevo dispositivo de invisibilidad, los investigadores volvieron invisible un objeto de unas 50 micras de diámetro, o aproximadamente el espesor de un pelo humano, en el centro de la guía de ondas.

En lugar de reflejarse como sucede normalmente, la luz fluye alrededor del objeto y retoma su camino rectilíneo en el lado opuesto, como el agua que fluye alrededor de una piedra en un riachuelo.

La investigación cae dentro de un nuevo campo llamado óptica de transformación, que puede dar lugar a impresionantes avances tecnológicos, incluyendo sistemas de invisibilidad, poderosas "hiperlentes" que permitan producir microscopios 10 veces más potentes que los hoy existentes y capaces de permitir sensores avanzados, sistemas de captación de energía solar más eficaces, la observación de objetos tan minúsculos como el ADN, y ordenadores personales y otros aparatos electrónicos domésticos que usen la luz en lugar de las señales electrónicas para procesar la información.

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miércoles, 1 de julio de 2009

Una Eerupción Volcánica Causó una Extinción

Una Supererupción Volcánica, Hasta Hoy Desconocida, Causó una Extinción

Foto: U. LeedsHa sido descubierta, por un grupo de científicos de la Universidad de Leeds, una erupción volcánica gigante desconocida hasta ahora que, según todos los indicios, causó la extinción global en masa de 260 millones de años atrás.

La erupción, en la provincia de Emeishan del suroeste de China, liberó alrededor de medio millón de kilómetros cúbicos de lava, cubriendo un área 5 veces mayor que Gales, y diezmando la vida marina en todas partes del mundo.

Los científicos lograron en este estudio algo inusual: Pudieron precisar la época exacta de la erupción con respecto a las señales dejadas por otros fenómenos geológicos, y vincularla directamente a un evento de extinción en masa. Lo consiguieron gracias a que la erupción se desencadenó en un mar poco profundo, lo que significa que la lava aparece hoy como una capa distintiva de roca ígnea intercalada entre capas de roca sedimentaria que contienen vida marina fosilizada cuya antigüedad se puede estimar fácilmente.

La capa de roca fosilizada directamente después de la erupción muestra la extinción en masa de diferentes formas de vida, vinculando de manera evidente esa erupción con una enorme catástrofe medioambiental.

El efecto global de la erupción se debió también a la proximidad del volcán a un mar poco profundo. La colisión de la lava, que fluía rápidamente, con el agua, causó una explosión violenta al comienzo de la erupción o sucesión de erupciones, lanzando grandes cantidades de dióxido de azufre a la estratosfera.

Cuando el magma de poca viscosidad fluye con rapidez y se encuentra con el mar poco profundo, el efecto es como verter agua en una sartén con aceite hirviendo: Hay una explosión espectacular que produce nubes gigantescas de vapor.

La inyección de dióxido de azufre a la atmósfera habría conducido a la formación de grandes nubes que se expandieron por todo el mundo, enfriando el planeta y produciendo finalmente torrenciales lluvias ácidas. Los científicos estiman a partir del registro fósil que el desastre medioambiental se desató al comienzo de la erupción.

La extinción abrupta de cuantiosas formas de vida marina que hoy se aprecia con toda claridad en el registro fósil relaciona firmemente una erupción volcánica gigante con una catástrofe medioambiental global, una correlación que a menudo ha sido tema de encendido debate y de polémicas.

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