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Archive for the ‘Ciencia’ Category

El primer ejemplar de plesiosaurio embarazado se puede ver en Los Ángeles

agosto 17, 2011 1 comentario

FUENTE | elpais.com

Hace unos 80 millones de años, en la era de los dinosaurios, los grandes predadores de los mares eran los plesiosaurios, reptiles acuáticos carnívoros con cuatro aletas cuya forma de reproducirse ha sido un misterio desde que hace 200 años empezaron a identificarse los fósiles hallados, bastante numerosos. El estudio de una hembra de plesiosaurio embarazada ha empezado a desvelar el misterio.

Este fósil del cretácico fue encontrado en 1987 en el Estado de Kansas (EE UU) y estaba almacenado en un museo pero hasta ahora no había sido preparado para su análisis, que han realizado Robin O’Keefe y Louis Chiappe. Este último es el director del Instituto de Dinosaurios del Museo de Historia Natural de Los Ángeles (EE UU), donde el fósil ha quedado expuesto tras su estudio, que se publica en Science.

El animal fosilizado estudiado, de cinco metros de largo, es un ejemplar bastante completo de Polycotylus latippinus, una especie de plesiosaurio. El gran tamaño del feto que contiene indica que los plesiosaurios eran vivíparos y que, al contrario de lo que sucedía con otros reptiles acuáticos de la época, parían una sola cría en vez de una camada de crías menos desarrolladas.

“Hace mucho tiempo que los científicos sabían que los cuerpos de los plesiosaurios no estaban bien adaptados a salir del agua y poner huevos en un nido”, dice O’Keefe. “La falta de pruebas de que dieran a luz ha resultado un misterio. Este fósil indica por primera vez que los plesiosaurios eran vivíparos y lo resuelve. Además, el embrión es de gran tamaño en comparación con la madre, mucho mayor de lo que se podría esperar si se compara con otros reptiles”.

Otros animales marinos vivíparos actuales, como las ballenas y los delfines, cuidan de sus crías durante bastante tiempo. “Creemos que los plesiosaurios tuvieron un comportamiento social y de cuidado materno, con una vida social más parecida a la de los delfines modernos que otros reptiles”, añade O’Keefe.

La presencia de plesiosaurios en lo que hoy es Kansas se explica porque en el mesozoico existía una enorme vía de agua que partía en dos el continente norteamericano y se formó por inundación al encontrarse las aguas del océano Ártico y el golfo de México.

Un experimento de hace años pudo decir cómo se originó la vida

abril 5, 2011 Deja un comentario

FUENTE | abc.es

En 1953, un joven investigador, Stanley Miller, se hizo mundialmente famoso por sus estudios sobre el origen de la vida, al reproducir en laboratorio las condiciones que supuestamente se produjeron en la Tierra primigenia. Cinco años después, el científico creó de nuevo esa «sopa primordial» en un segundo experimento similar, pero las muestras fueron olvidadas y, por lo que se sabe, Miller, que falleció en 2007, nunca volvió a trabajar con ellas. Ahora, científicos de la Institución de Oceanografía Scripps en La Jolla (Estados Unidos) han recuperado ese tesoro científico con resultados que pueden suponer un importante paso en el esclarecimiento de una de las preguntas fundamentales. Tras analizar las muestras, el equipo ha llegado a la conclusión de que los relámpagos, la actividad volcánica y los gases asociados a estos fenómenos podrían haber reaccionado entre sí para producir los primeros elementos creadores de vida. El hallazgo aparece publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Todo comenzó cuando Jeffrey Bada, un ex alumno de Miller, encontró las muestras entre el material de laboratorio del profesor de química. Bada y sus colegas, dirigidos por Eric T. Parker, analizaron de nuevo las muestras archivadas del experimento, que nunca antes se habían dado a conocer. Simulaban las condiciones primitivas de la Tierra al exponer una mezcla de sulfuro de hidrógeno, agua, metano, dióxido de carbono y gas amoniaco a descargas eléctricas similares a los relámpagos.

Las técnicas modernas de análisis químico, que son hasta 1.000 veces más sensibles que los métodos de investigación de los 50, detectaron los aminoácidos que contenían sulfuro, con proteínas y sin ellas y otros componentes en los residuos de la prueba original de Miller. Sólo se detectó una contaminación mínima. Los nuevos hallazgos apoyan la idea de que los volcanes -una fuente importante de sulfuro de hidrógeno en la actualidad- y los rayos convirtieron los gases simples en una gran cantidad de aminoácidos, que a su vez fueron indispensables para la creación de proteínas simples.

Los autores también creen que los aminoácidos producidos en el experimento de Miller con el sulfuro de hidrógeno son similares a los encontrados en los meteoritos. Por este motivo, estudiaron dos meteoritos con base de carbono, cada uno con concentraciones de aminoácidos similares a las sintetizadas por Miller. Según los investigadores, estos descubrimientos sugieren que el sulfuro de hidrógeno, en particular, jugó un importante papel en las reacciones químicas que fueron las precursoras del origen de la vida sobre la Tierra y posiblemente en cualquier otro lugar en los inicios del sistema solar. La hipótesis respalda, en buena parte, la polémica teoría de la Panspermia, que dice que los asteroides pudieron esparcir la vida por el Universo, lo que abre la puerta a la existencia de la misma en otros planetas.

Matemáticos de España resuelven una conjetura de John Nash

marzo 31, 2011 Deja un comentario

FUENTE | elpais.com

Dos jóvenes matemáticos españoles, Javier Fernández de Bobadilla y María Pe Pereira, han resuelto un problema que John Nash enunció a mediados de los años sesenta en el que se plantea una conjetura relacionada con un concepto que los matemáticos llaman ‘singularidad’.

Según ha asegurado la plataforma del proyecto Consolider Ingenio Mathematica (i-Math), los dos expertos han demostrado la conjetura con un abordaje que los matemáticos han definido como “muy novedoso y sencillo” pues han empleado “sólo” tres años de trabajo, por eso su descubrimiento ha sido toda una sorpresa para los especialistas en el problema de Nash, el científico que inspiró la película «Una mente maravillosa».

Fernandez de Bobadilla ha explicado que “lo importante en este caso ha sido dar con la idea y haber resuelto el problema con técnicas sorprendentemente sencillas, casi elementales, aunque por supuesto basadas en desarrollos previos de otros investigadores”.

El problema de Nash es de matemáticas ‘puras’, es decir, no tiene aplicaciones fuera de la propia matemática aunque, en opinión del matemático español “acabará teniendo aplicaciones”.

Concretamente, el principio enunciado por Nash tiene que ver con la comprensión de las ‘singularidades’, un concepto matemático que sí se percibe en el mundo físico. Los fenómenos en que aparecen cambios instantáneos de comportamiento tienen singularidades: la formación de tornados en la atmósfera, cuando un metal se rompe al ser sometido a temperaturas muy altas o cuando el espacio-tiempo se curva tanto que se forma un agujero negro.

Un cilindro retorcido
Sin embargo, el tipo de singularidades de las que trata el problema de Nash proceden de la geometría y se visualizan con un ejemplo más modesto: si se retuerce completamente un cilindro, el punto entre los dos conos resultantes es una singularidad. Y es que todas las singularidades se pueden imaginar a partir de un objeto liso en que una parte se comprime dando lugar a la ‘singularidad’. Este conjunto que se comprime o colapsa es lo que los matemáticos llaman ‘lugar excepcional’.

Así, las preguntas de Nash son: ¿Qué puede llegar a saberse de esa ‘singularidad’? ¿Sería posible, por ejemplo, hacer correr la película marcha atrás y deducir cuál es el lugar excepcional que ha sido comprimido para generarla? Los matemáticos, y en concreto los llamados singularistas, investigan intensamente en estas cuestiones desde la primera mitad del siglo XX.

En este sentido, el i-Math ha explicado que los ‘singularistas’ han aprendido, por ejemplo, a extraer información a partir de las posibles trayectorias de las partículas que atraviesan una ‘singularidad’ o, lo que es lo mismo, de los posibles recorridos de una canica microscópica rodando por la pared interna del cilindro retorcido. Estas trayectorias se agrupan en familias según su comportamiento.

«Un problema bonito»
“Desde el punto de vista matemático es un problema muy bonito, con un enunciado sencillo, y que además ha podido ser entendido con técnicas relativamente elementales, lo que es una suerte para un matemático”, ha señalado Pe Pereira.

Pe Pereira, de 30 años, actualmente en el Instituto Jussieu de París con una beca postdoctoral de Caja Madrid, y Fernández Bobadilla, de 38 años e investigador del Instituto de Ciencias Matemáticas (ICMAT) de Madrid con una beca del Consejo Europeo de Investigación, han publicado su trabajo hace unas semanas en internet y ya han tenido ocasión de exponerlo ante especialistas del tema. En este sentido, el I-Math ha señalado que la publicación en revistas de prestigio sólo se producirá tras una revisión cuidadosa por investigadores anónimos, que puede prolongarse más de un año.

Escriben información en una molécula

marzo 21, 2011 Deja un comentario

FUENTE | europapress.es

Un estudio internacional en el que ha colaborado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha logrado escribir información, en forma de ceros y unos, como la que se usa en los ordenadores, sobre una superficie cubierta de moléculas magnéticas.

Según ha señalado el CSIC, los resultados de esta investigación, publicados en la revista ‘Nature Communications’, “constituyen un avance en el camino hacia el almacenamiento de datos a gran escala”.

“En los ordenadores, los discos duros almacenan datos codificando ceros y unos mediante magnetismo en pequeños sectores de superficie. Hacer lo mismo a escala atómica supondría multiplicar la capacidad de almacenamiento en millones de veces, reducir el gasto de energía del ordenador y aumentar la velocidad de lectura y escritura”, explica el investigador del CSIC Nicolás Lorente, del Centro de Investigación en Nanociencia y Nanotecnología.

La ventaja que ofrecen las moléculas respecto a los átomos a la hora de codificar datos es su asimetría. “Un átomo es esférico respecto a su momento magnético. Es decir, es igual desde cualquier ángulo, y para poder escribir sobre él es necesario primero romper esa simetría, lo que es extremadamente difícil”, apunta Lorente.

Convertir las moléculas en minúsculas unidades de almacenamiento de un bit tampoco ha sido tarea sencilla para los investigadores. “La imantación es lo que permite escribir sobre las moléculas. Para transmitirles ese magnetismo lo que hicimos fue bombardearlas con haces de electrones. Sin embargo, vimos que el magnetismo variaba de una molécula a otra y nos preguntamos por qué unas se imantaban y otras no”, continúa Lorente.

Los investigadores encontraron que la explicación de este fenómeno se hallaba en la geometría de las moléculas que modifica su estructura electrónica. La investigación ha demostrado que los cambios en la geometría molecular alteran la imantación de las moléculas y que, además, esos cambios pueden ser reversibles, y por tanto controlables, mediante la exposición de las moléculas a bombardeos de electrones.

El método para comprobar si una molécula está imantada es el efecto Kondo, que caracteriza el comportamiento de algunos conductores eléctricos a baja temperatura. “A voltajes pequeños, la aparición o ausencia del efecto Kondo implica grandes variaciones de la resistencia eléctrica. Esa resistencia es fácilmente medible”, añade el investigador del CSIC.

Esta tecnología tiene, por ahora, la limitación de que sólo es posible a muy bajas temperaturas, de 30 grados kelvin (unos -243ºC), muy alejadas de las habituales en la vida cotidiana.

El terremoto de Japón desplaza el eje terrestre 15 centímetros

marzo 18, 2011 1 comentario

También hace variar la duración del día acortándolo 1,8 millonésimas de segundo.

FUENTE | abc.es

Richard Gross, científico del Jet Propulsion Laboratory, de la NASA, ha comprobado que, tras el terremoto del pasado viernes en Japón, el eje de la Tierra se ha desplazado alrededor de 15 centímetros, el doble que durante el terremoto de Chile de 2010. «Según mis cálculos -asegura el investigador- la duración del día se ha acortado en 1,8 millonésimas de segundo». Un tiempo al que hay que añadir las 1,2 millonésimas de segundos que perdimos tras el terremoto chileno.

Los datos iniciales sugerían, el viernes, que el terremoto desplazó 2,4 metros la isla de Honsu, la principal del archipiélago, y que movió el eje de la Tierra unos diez centímetros. Pero análisis posteriores y más detallados han hecho crecer esa cifra hasta los 15 centímetros lo que tiene una consecuencia directa sobre la duración de los días. Al principio se dijo que como consecuencia del seismo los días se habían acortado en 1,6 millonésimas de segundo. Ahora los expertos creen que se han acortado en 1,8 millonésimas de segundo y advierten que posteriores estudios podrían volver a modificar estas cantidades.

Un día terrestre dura cerca de 24 horas, o lo que es lo mismo, unos 86.400 segundos. A lo largo del año, esa duración varía cerca de un milisegundo (o mil millonésimas de segundo), debido a las variaciones estcionales en la distribución de la masa del planeta. Además, la Tierra realiza, de forma natural, sus propias redistribuciones de masa, la mayor parte de las cuales tiene lugar como consecuencia de las interacciones de las placas tectónicas.

En febrero de 2010, por ejemplo, la placa de Nazca se movió y la consecuencia fue un seismo destructivo en Chile. Esta clase de movimientos «de empuje», sin embargo, tienen también el efecto de alterar la rotación terrestre. «En un evento de empuje -explica Gross- una placa tectónica se desliza debajo de otra, y puede desplazarla hacia arriba o hacia abajo».

Y cuando la placa de Nazca se deslizó bajo la placa suramericana y la movió hacia el eje terrestre, las leyes de la Física nos dicen que la rotación de nuestro planeta sufrió una pequeña aceleración. De la misma forma, el terremoto de 2004 en Sumatra también redistribuyó la masa de la Tierra, causando una aceleración en su velocidad de rotación (los días se acortaron entonces 6,8 millonésimas de segundo).
Un efecto, por otra parte, que se contraarresta con la pérdida de grandes masas heladas en Groenlandia durante los últimos años (que también es una redistribución de masas), y que ha provocado el efecto contrario, ralentizando la Tierra y «devolviendo» al día una parte del tiemo perdido.

En resumen, según se distribuya la masa alrededor del eje de rotación terrestre, ésta ejerce un efecto de aceleración o de frenado. Se trata del mismo principio gracias al que funcionan algunos juguetes infantiles, generalmente pelotas de plástico en cuyo interior hay una bola metálica. Al hacerlas rodar, la bola metálica también se mueve, y según sea su posición, hace que la pelota acelere a peqqueños tirones o se frene.

Por supuesto, en el caso de la Tierra, los desplazamientos de masa, sean del origen que sean, afectan a su velocidad de rotación, y por lo tanto a la longitud del día.

Una máquina con cabezal de alfiler es capaz de manipular átomos

marzo 15, 2011 Deja un comentario

FUENTE | abc.es

Hace diez años un equipo de físicos de la Universidad de Stanford e IBM sorprendió al mundo al revelar que había construido un ordenador capaz de utilizar las extrañas reglas de la mecánica cuántica para procesar la información. Una década después, este campo de la informática en el que no parecen haberse producido avances espectaculares, vuelve a ser noticia gracias a una máquina de resonancia magnética con un cabezal del tamaño de un alfiler, capaz de “operar” con átomos de nitrógeno incrustados en diamante. ¿La computación cuántica está de vuelta?

Diez años han pasado desde que el equipo compuesto por físicos de IBM y la Universidad de Stanford, en Silicon Valley, reveló que había construido un equipo capaz de aprovechar las extrañas reglas de la mecánica cuántica para procesar información. Aquel “ordenador cuántico” había sido diseñado especialmente para factorizar números, un problema en el que los ordenadores convencionales han demostrado ser especialmente ineficientes. Con orgullo, el equipo mostró cómo su invento hallaba los dos factores primos del número 15 (3 y 5). A pesar de su aparente simplicidad, ese logro fue una hazaña impresionante. Aquel ordenador pudo realizar esa tarea gracias a que un objeto cuántico -o “qbit”- es capaz de existir en dos estados al mismo tiempo, representando un 0 y 1 simultáneamente. Este tipo de “superposición cuántica” permite que un objeto cuántico pueda operar con 2 bits al mismo tiempo, dos objetos cuánticos lo hagan con cuatro bits de forma simultánea, los siete “qbits” que poseía el ordenador de IBM/Stanford bastan para calcular con 128 bits y así sucesivamente. Se estima que un ordenador cuántico de solo 30 “qbits” sería más potente que cualquier ordenador convencional disponible en la actualidad.

Sin embargo, y a pesar de que la prensa se hizo eco de algunos discretos avances en este campo, en los diez años transcurridos de aquel anuncio ningún laboratorio pudo construir un ordenador cuántico más potente que aquel. El motivo principal detrás de esta falta de avances concretos se encuentra en el corazón mismo del sistema utilizado. En 2001, el equipo trabajó con una técnica basada en la resonancia magnética nuclear, con la que se manipulaban los núcleos atómicos de una molécula de forma independiente. Tal como ocurre cuando un paciente se somete a un análisis utilizando una de estas máquinas, el ordenador cuántico enviaba ondas de radio a los núcleos y luego escuchaba su “eco”. La técnica es bien conocida, y funciona con todo tipo de moléculas, incluidas la acetona, el alcohol, la cafeína y -por supuesto- la elegida por el equipo de IBM/Stanford, un compuesto ferroso llamado perfluorobutadienyl iron.

Pero esta técnica tiene un talón de Aquiles. La señal devuelta por una sola molécula es demasiado débil, por lo que el ordenador debe utilizar una enorme cantidad de ellas para efectuar sus cálculos. Y esta situación impone severos límites a la escalabilidad del sistema. Este es el principal problema que mantuvo a los físicos estancados durante tanto tiempo. Pero un equipo de la Universidad de Harvard, liderado por Mike Grinolds parece haber resuelto este problema, reduciendo drásticamente el tamaño del “cabezal de lectura” de la máquina de resonancia magnética. Utilizando un potente imán pueden crear un gradiente de campo magnético muy poderoso en un volumen de espacio de sólo unos pocos nanómetros, lo que les permite estimular y controlar la resonancia magnética de electrones individuales. Los miembros del equipo de Grinolds han utilizado su invento sobre muestras de nitrógeno incrustados en diamante. El diamante proporciona una excelente protección contra el medio ambiente, y las reacciones del nitrógeno son fáciles de ver por los fotones que emiten.

Colocando juntos varios de estos objetos de forma adecuada, se pueden crear puertas lógicas cuánticas, funcionales gracias a la nueva técnica de resonancia magnética. Grinold asegura que su descubrimiento tiene “interesantes aplicaciones potenciales, que van desde sensibles magnetómetros a nanoescala hasta procesadores de información cuántica escalables.” Este avance es fácilmente duplicable en otros laboratorios. Las muestras de nitrógeno en diamante se utilizan desde hace años, y el equipo de resonancia puesto a punto por Grinold es relativamente simple de duplicar. Si a esto le sumamos el hecho de que quien ponga a punto un ordenador cuántico realmente funcional seguramente será un firme candidato a obtener el Premio Nobel de Física, tenemos todos los elementos necesarios para que la carrera hacia la informática cuántica vuelva a ser emocionante.

‘Ratas gigantes’ poblaron las Canarias hace más de 2.000 años

marzo 7, 2011 Deja un comentario

FUENTE | abc.es

Las “ratas” dentro de las especies Canariomys bravoi y Canariomys tamarani poblaron Tenerife y Gran Canaria, respectivamente, hace más de 2.000 años – Una peculiar dieta vegetariana aumentó el peso de estos animales en comparación con los que ocupaban la Península.

Ambas especies pesaban más de un kilogramo y eran «gigantes» en comparación con sus hermanos que habitaban la península. Una investigación publicada en Biological Journal of the Linnean Society explica el motivo de su gran tamaño, que tiene que ver con su alimentación. A pesar de vivir aisladas, los análisis de la morfología de la mandíbula y el microdesgaste de los dientes (estudio de los rastros microscópicos de alimentos sobre el esmalte dental) confirman que tuvieron dietas vegetarianas muy parecidas.

“Contrariamente a lo que sugieren sus morfologías dentales, ambos Canariomys tenían dietas similares. Su alimentación se basó esencialmente en materias vegetales no herbáceas”, asegura a la plataforma de noticias científicas SINC Helder Gomes Rodrigues, coautor e investigador en el Instituto de Genómica Funcional de la Escuela Normal Superior de Lyon (Francia). El estudio asocia el gran tamaño de las ratas –superior a un kilogramo-, “demasiado para un roedor perteneciente al grupo de ratas y ratones del Viejo Mundo”, a una adaptación a diferentes regímenes alimentarios.

“La maciza morfología de la mandíbula de los dos Canariomys se debe tanto a un efecto del aumento de la talla (fenómeno conocido como ‘alometría’) que acompaña a menudo la evolución de los roedores en medios insulares, como a la herencia de una adaptación particular o a una nueva adaptación a una dieta vegetariana”, recalca Cyril Firmat, autor principal e investigador en la Universidad de Bourgogne (Francia).

Mandíbula ancha y maciza
El equipo de investigadores empleó dos métodos diferentes para comparar los dos roedores extintos con los actuales, que tienen dietas más variadas. Primero utilizaron los únicos restos disponibles de huesos y dientes fósiles para analizar la morfología de la mandíbula y conocer las preferencias alimentarias.

“Cuanto más vegetariana es una especie de roedor, más ancha y maciza es su mandíbula. El objetivo es soportar mejor las limitaciones biomecánicas impuestas por este régimen”, aclara Gomes Rodrigues.

Los científicos estudiaron también el microdesgaste dentario (basado en los rastros microscópicos dejados por los alimentos sobre el esmalte dental). “El número y la forma de los microrastros caracterizan la naturaleza de los alimentos consumidos por un animal durante los últimos días previos a su muerte”, subraya Firmat.

Los resultados demuestran que los dientes y las mandíbulas de estas robustas ratas endémicas evolucionaron con “relativa” independencia, “porque la morfología de los dientes no concuerda completamente con la de las mandíbulas, ni siquiera con las costumbres alimentarias reveladas por el microdesgaste”, revela el científico español.

Según los autores, la morfología dentaria es más fiel a una herencia continental que la morfología mandibular, “cuya plasticidad se ajusta más rápidamente a la dieta que los dientes”.

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