Ciencia y tecnología. Materia y antimateria se comportan de forma diferente

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Nueva evidencia de que la materia y la antimateria se puede comportar de forma diferente


Los neutrinos, partículas elementales generadas por reacciones nucleares en el sol, sufren de una crisis de identidad al cruzar el universo, pueden presentarse de tres diferentes "sabores". Sus homólogos de antimateria –que son idénticos en masa, pero contrario a carga y spin (giro)– hagan lo mismo cosa.

Un equipo de físicos entre ellos algunos del MIT ha encontrado diferencias sorprendentes entre el sabor de la oscilación de neutrinos y antineutrinos. Si se confirma, el descubrimiento podría ayudar a explicar por qué la materia, y no la antimateria, domina nuestro universo.

"La gente está muy entusiasmada porque sugiere que hay diferencias entre los neutrinos y antineutrinos”, dice Georgia Karagiorgi, una estudiante graduada del MIT y uno de los líderes de los análisis de datos experimentales producidos por el experimento Booster Neutrino (MiniBooNE) en el Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi.

El nuevo resultado, anunciado en junio y presentado a la revista Physical Review Letters, que parece ser una de las primeras violaciones de la simetría CP(*) observadas: la teoría de que la materia y la antimateria debería comportarse de la misma manera. La violación de simetría CP se ha visto antes en los quarks, otro tipo de partículas elementales que componen los protones y los neutrones, pero nunca en los neutrinos o electrones.

Foto: Fermilab

El hallazgo también podría obligar a los físicos a revisar su modelo estándar, que cataloga todas las partículas conocidas que forman la materia. El modelo plantea ahora sólo tres tipos de neutrinos, pero un cuarto (o quinto o sexto) puede ser necesario para explicar los nuevos resultados.

"Si se demuestra que esto es correcto, tendría importantes implicaciones para la física de partículas", dice John Learned, profesor de física en la Universidad de Hawai, que no forma parte del equipo de MiniBooNE.

Hasta ahora, los investigadores disponen de datos suficientes para presentar sus resultados con un nivel de confianza justo por debajo del 99.7 por ciento (también llamado 3 sigma), que no es lo suficientemente alto como para reclamar un nuevo descubrimiento. Para llegar a ese nivel, se requiere 5–sigma de confianza (99.99994 por ciento). "La gente va a exigir una razón muy limpia, resultado de la 5-sigma", dice aprendidas.

Desde la década de 1960, los físicos han estado reuniendo pruebas de que los neutrinos pueden cambiar, u oscilar entre tres sabores diferentes: electrón, muón y tau (electrónico, muónico y tauónico) y, cada uno de ellos, tiene una masa diferente. Sin embargo, aún no han sido capaces de descartar la posibilidad de que más tipos de neutrinos podrían existir.

En un esfuerzo por ayudar a concretar el número de neutrinos, los físicos MiniBooNE enviarán haces de neutrinos y antineutrinos por un túnel de 500 metros, al final del cual se encuentra un tanque de 250,000 galones(2) de aceite mineral. Cuando los neutrinos o antineutrinos chocan con un átomo de carbono en el aceite mineral, los rastros de energía dejados permitirán a los físicos identificar de que sabor son los neutrinos participantes en la colisión. Los neutrinos, que no tienen carga, rara vez interactúan con otras materias, por lo que tales colisiones son raras.

MiniBooNE se creó en 2002 para confirmar o refutar una conclusión controvertida de un experimento en el Liquid Scintillator Neutrino Detector (LSND) en Los Álamos National Laboratory. En 1990, el LSND informó que un número, mayor de lo esperado, de antineutrinos parecía ser oscilante en distancias relativamente cortas, lo que sugiere la existencia de un cuarto tipo de neutrino, conocido como "estéril".

En 2007, investigadores del MiniBooNE anunciaron que sus experimentos sobre neutrinos no producen oscilaciones similares a las observadas en LSND. Asimismo, asumieron que el mismo resultado sería válido para antineutrinos.

MiniBooNE luego cambió a modo de antineutrino y los datos fueron recogidos durante los siguientes tres años. El equipo de investigación no tuvo todos los datos hasta principios de este año, entonces se sorprendieron al encontrar más oscilaciones de lo que cabría esperar a partir de sólo tres tipos de neutrinos, el mismo resultado que LSND.

Ya, los físicos teóricos están publicando documentos en línea con teorías para tratar de esclarecer los nuevos resultados. Sin embargo, "no hay una explicación clara e inmediata", dice Karsten Heeger, físico de neutrinos en la Universidad de Wisconsin. "De ‘las uñas hacia abajo’ (sic), necesitamos más datos de MiniBooNE, y entonces necesitaremos, experimentalmente, comprobarlos de una manera diferente."

El equipo MiniBooNE planea reunir datos antineutrino por otros 18 meses. Conrad también espera lanzar un nuevo experimento que utiliza un ciclotrón, un tipo de acelerador de partículas en el que las partículas viajan en un círculo en lugar de una línea recta, para ayudar a confirmar o refutar los resultados MiniBooNE.

(1)La simetría CP se basa en la composición de la simetría C y la simetría P. La primera afirma que las leyes de la física serían las mismas si se pudiesen intercambiar las partículas con carga positiva con las de carga negativa. La simetría P dice que las leyes de la física permanecerían inalteradas bajo inversiones especulares, es decir, el universo se comportaría igual que su imagen en un espejo. La simetría CP es una suma de ambas. (http://es.wikipedia.org/wiki/Violaci%C3%B3n_CP)

(2) Galón. Medida de capacidad para líquidos, usada en Gran Bretaña, donde equivale a algo más de 4.546 L y en América del Norte, donde equivale a 3.785 L (http://buscon.rae.es/draeI/SrvltGUIBusUsual?TIPO_HTML=2&TIPO_BUS=3&LEMA=gal%F3n)


Fuente: New evidence that matter and antimatter may behave differently por Jorge Franchín el 31/08/2010 04:09:00 PM (http://www.scitech-news.com/2010/08/new-evidence-that-matter-and-antimatter.html), Massachusetts Institute of Technology


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Ciencia y Tecnología. Nuevos descubrimientos representan “sueño de los científicos”

Avance sobre el átomo que representa el "sueño de los científicos"
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En un importante avance de la física a nivel internacional, en la Universidad de Otago, los científicos han desarrollado una técnica para aislar y capturar sistemáticamente un átomo neutro en rápido movimiento, asimismo,  por primera vez, se ha visto y fotografiado este átomo.

La captura del átomo de rubidio 85 es el resultado de un proyecto de investigación de tres años de duración financiado por “the Foundation for Research, Science and Technology” (Fundación para la Investigación, Ciencia y Tecnología).

Un equipo de cuatro investigadores del Departamento de Física de Otago, dirigido por el Dr. F. Mikkel Andersen, utiliza tecnología láser de refrigeración para ralentizar drásticamente el movimiento de un grupo de átomos de rubidio 85. Un rayo láser, o "pinzas ópticas", se utilizó para aislar y mantener un átomo, lo que permitió ser fotografiado a través de un microscopio.

Los investigadores demostraron que podían, de forma fiable y consistente, atrapar átomos individualmente, un paso importante hacia la utilización de los átomos para construir la próxima generación de computadoras de lógica cuántica ultra rápidas, que aprovechan la potencia y velocidad de los átomos para realizar tareas complejas de procesamiento de la información en fracciones de segundo.

El Dr. Andersen dice que, a diferencia de las computadoras convencionales basadas ​​en chips de silicio, que en general realizan una tarea a la vez, las computadoras cuánticas tienen el potencial para realizar numerosos cálculos largos y difíciles al mismo tiempo, así como tener el potencial de romper códigos secretos que normalmente resultaría demasiado complejo.

"Nuestro método proporciona una forma de capturar los átomos necesarios para construir este tipo de equipo, y ahora es posible obtener un conjunto de diez átomos de lugar o atrapados en el tiempo.


"Se necesita un conjunto de 30 átomos si queremos construir un ordenador cuántico que sea capaz de realizar ciertas tareas mejor que los equipos existentes, por lo que este es un gran paso hacia logro de este objetivo", dice.

"Ha sido el sueño de los científicos del siglo pasado ver el mundo cuántico y el desarrollar la tecnología en la escala más pequeña, la escala atómica.


"Lo que hemos hecho se acerca a los límites de lo que los científicos pueden hacer y nos da el control determinista (*) de los ladrillos más pequeños en nuestro mundo", dice el Dr. Andersen.

Los resultados del estudio de referencia han sido publicados en la principal revista científica Nature Physics.

El Dr. Andersen dice que en el corto plazo, después del experimento exitoso de la primera captura del átomo en el laboratorio,  podrán ponerse en marcha nuevos experimentos, aún antes de lo que se creía posible.

El siguiente paso es tratar de generar un "estado de enlazamiento" entre los átomos, una especie de romance atómico, estable, que dure en el tiempo, dice.

"Necesitamos generar la comunicación entre los átomos en el que se puedan sentir uno al otro, de tal manera que, cuando estén separados, se queden enganchados y no se olviden uno al otro, incluso desde la distancia. Esta es la propiedad que un computador cuántico utiliza para realizar tareas al mismo tiempo”, dice el Dr. Andersen.

Un átomo es tan pequeño que 10 mil millones colocados uno al lado del otro serían, apenas, un metro de longitud. Los átomos normalmente se mueven (vibran) a la velocidad del sonido, haciendo que sea difíciles de manipular.

A diferencia de los iones, los átomos neutros, como el rubidio 85, son notoriamente difíciles de definir debido a que no puede ser considerado por los campos eléctricos. En los últimos tiempos, sólo otros dos tipos de átomo neutros se han visto y fotografiado por los científicos en el mundo, el rubidio 87 y el cesio 133.

El Dr. Andersen dice que para él personalmente, el avance ha sido un hito importante.


"Yo aprendí en la escuela primaria que es imposible ver un solo átomo a través de un microscopio. Bueno, mi maestro de escuela primaria estaba mal", dice.

Los demás miembros del equipo del Dr. Andersen son Tzahi Grünzweig, Hilliard Andrés y McGovern Matt.

(*) Determinismo.
Teoría que supone que la evolución de los fenómenos naturales está completamente determinada por las condiciones iniciales. (http://buscon.rae.es/draeI/SrvltGUIBusUsual?TIPO_HTML=2&TIPO_BUS=3&LEMA=determinismo)

Fuente: University of Otago atom breakthrough represents “dream of scientists”
(http://www.otago.ac.nz/news/news/otago013581.html)
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Ciencia y Tecnología. Investigando la cuarta propiedad de los electrones

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Investigando la cuarta propiedad de los electrones

Los electrones son partículas elementales con carga eléctrica negativa. Ellos forman la parte exterior, alrededor del núcleo, de los átomos. Esto, o algo similar, es lo que encontrarás en los libros de texto. Sin embargo, esta información puede necesitar ser completada. La razón es que muchos físicos creen que los electrones tienen un momento dipolar eléctrico(*) permanente.

Un momento dipolar eléctrico se crea normalmente cuando las cargas positivas y negativas están separadas espacialmente. Al igual que los polos norte y sur de un imán, hay dos polos eléctricos: positivo y negativo. En el caso de los electrones, la situación es mucho más complicada porque los electrones están considerados como una “carga puntual” negativa, no están previstos como una “dimensión espacial”. A pesar de ello, una gama completa de las teorías físicas, que van más allá del modelo estándar de la física de partículas elementales, se basan en la existencia de momento dipolar.

Estas teorías, a su vez, podrían explicar cómo el universo en la forma que sabemos que podría haber sido creado, según las teorías prevalecientes, a través del Big Bang, hace unos 13.7 mil millones años, habría tenido que crear tanto materia como antimateria. La lógica nos dice que debería de haberse creado una cantidad similar de una y de otra, lo que habría producido una total aniquilación, tanto de una como de la otra y nada se habría mantenido. En realidad, sin embargo, más materia que antimateria fue creada, por eso el universo de materia, existe. Un momento eléctrico dipolar del electrón podría explicar este desequilibrio.

Hasta ahora, nadie ha demostrado con éxito la existencia de este supuesto momento dipolar pequeño. Los métodos existentes simplemente no son lo suficientemente sensibles. Una pequeña pieza de cerámica está lista para cambiar esto: Los doctores Marjana y Konstantin Ležaić Rushchanskii del Instituto de Física del Estado Sólido en Forschungszentrum Jülich y el profesor Nicola Spaldin de la Universidad de California en Santa Bárbara, han diseñado esta cerámica, con propiedades muy especiales, en un laboratorio virtual, utilizando la supercomputadora Jülich JUROPA.

El titanato de bario europio (sic) nuevas mediciones debería permitir a ser 10 veces más sensible de lo que eran en el pasado. De acuerdo con la Jülich físicos, "esto podría ser suficiente para encontrar el momento dipolar eléctrico del electrón("*).

Como momento eléctrico no puede ser medido directamente, los físicos están trabajando en conjunto con científicos de la Universidad Americana de Yale, así como con instituciones de investigación Checa en Praga con el fin de probar su existencia indirectamente. Los investigadores de Yale han desarrollado un dispositivo experimental que utiliza un magnetómetro SQUID extremadamente sensible para medir la magnetización de la pieza de cerámica en un campo eléctrico. Su objetivo es demostrar un cambio en la magnetización cuando el campo eléctrico se invierte. Esta vez sería la codiciada prueba de que el momento dipolar eléctrico existe. En un electrón, un dipolo eléctrico sólo pueden ser orientadas de forma paralela o anti-paralela al spin del electrón. En un campo eléctrico, la mayoría de los electrones se orientan de modo que su momento dipolar es paralelo al campo. Menos se orientan en la dirección contraria. Esto debería conducir a una magnetización medible. Si el campo eléctrico se invierte, los momentos dipolares de los electrones se invierten líder en consecuencia, un cambio simultáneo y mensurables en la magnetización. Sin un momento dipolar eléctrico, por otra parte, la magnetización se mantendría sin cambios.
"Hubiera sido muy difícil encontrar un material tan bien adaptado por ensayo y error", dijo Ležaić. Este material debe tener una inusual combinación de propiedades: una alta concentración de iones magnéticos, trastorno magnética a temperaturas inferiores a cuatro grados Kelvin y una polarización eléctrica reversible. "Nuestros colegas en Yale que se le ocurrió la idea de las medidas y los conducía ya había probado distintos materiales. Sin embargo, un nuevo material con todas las propiedades necesarias se pueden encontrar más rápidamente con el uso del análisis teóricos y simulaciones por ordenador." Ležaić, como jefe del grupo de jóvenes investigadores, su grupo Rushchanskii miembros, y su socio en la cooperación Spaldin prácticamente sintetizó y analizó titanato de bario europio en la supercomputadora en Jülich. Para ello, lo único que necesitaba era su composición química y las ecuaciones básicas de la mecánica cuántica. De estos, se calcula la interacción entre los átomos y los electrones individuales y las propiedades magnéticas locales. Así fue como encontraron el óptimo de cerámica.

(*) Dipolo eléctrico (http://es.wikipedia.org/wiki/Dipolo_el%C3%A9ctrico): sistema de dos cargas, cercanas entre sí, de signo opuesto e igual magnitud.

Momento dipolar eléctrico: Magnitud vectorial con módulo igual al producto de la carga q por la distancia que las separa d, cuya dirección es la recta que las une, y cuyo sentido va de la carga negativa a la positiva.

Fuente: Researchers seeking the fourth property of electrons
(http://www.scitech-news.com/2010/08/researchers-seeking-fourth-property-of.html)

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Ciencia y Tecnología. Visualizando edificios aztecas

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Cualquiera que haya visitado las ruinas antiguas de grandes civilizaciones puede apreciar la dificultad de visualizar los edificios en su mejor momento. El visitante de hoy al Museo Británico pueden ver las estructuras de los aztecas, gracias a la investigación de un profesor de arquitectura antigua, que sirvió como el centro de la vida ceremonial azteca, combinado con un diseño ultra moderno procesado y modelado con electrónica digital.
Antonio Serrato-Combe, profesor de arquitectura en la Universidad de Utah, ha dedicado décadas al estudio de las estructuras antiguas de los aztecas. Su obra es ahora la base para una nueva exposición del Museo Británico que explora el poder y el imperio del último emperador azteca, Moctezuma II. La exposición, Moctezuma: Aztec Ruler, se realizó en la Sala de Lectura del Museo Británico, Londres WC1B 3DG (sic), Reino Unido.
Moctezuma (que reinó de 1502 a 1520) fue un gobernante de estado semi-mítico. Él heredó y luego consolidó el control azteca sobre un imperio políticamente complejo que, a principios del siglo decimosexto se extendía desde las costas del Pacífico hasta el Golfo de México. Su triunfo mayor fue la construcción del Recinto del Templo Mayor en Tenochtitlán, México (la actual Ciudad de México). Destruido por Hernán Cortés en 1521, el Templo Mayor fue el epicentro de la vida ceremonial azteca, y sirvió como escenario para el colorido de los rituales, altamente energizados, que representan las relaciones entre grupos sociales y los seres humanos y sus dioses.
La cuestión de lo que, el recinto del Templo Mayor Azteca, parecía ha despertado la curiosidad de muchos, incluyendo a Serrato-Combe, quién, durante más de dos décadas, ha estado tratando de resolver el misterio sobre cómo se veía en la capital de los aztecas, utilizando la tecnología y las herramientas de la arquitectura. Su libro, El Templo Mayor Azteca: una visualización fue publicado en 2002 por la editorial de la Universidad de Utah.
"La capital azteca era una metrópoli próspera planificada y construida de acuerdo a principios que, no sólo atendía y resolvía problemas ambientales críticos, sino que, añadió, conceptos holísticos también…" explica Serrato-Combe, "Los aztecas no se separaron de las artes. El resultado final fue una combinación única de arquitectura, escultura, pintura, vestuario, paredes y pintura de arena, cerámica, máscaras, amuletos, todos en una sola expresión. Envidio a aquellos individuos que tuvieron la oportunidad de experiencia de sus entornos”.
La investigación y visualizaciones de Combe están basadas en estudios históricos y arqueológicos realizados en la Ciudad de México, con una investigación exhaustiva sobre manuscritos mesoamericanos en la Biblioteca Nacional y el Museo Nacional de Antropología en dicha ciudad, Dumbarton Oaks, Harvard University, y Harold B. Lee Biblioteca, la Universidad Brigham Young, entre otros. La investigación en sí misma tardó más de dos décadas, debido a la complejidad y la diversidad de los registros históricos y arqueológicos.
Más complicado que la investigación, no obstante, es la cuestión de cómo visualizar los descubrimientos. Por sugerencia de un estudiante, geek (entusiasta) de la computación, fue que Combe combinó sus dos pasiones: la investigación y la infografía en un libro ilustrado. Él dijo: "Un día, después de una de mis clases de historia, aquí en la Universidad de Utah, uno de mis alumnos comentó: ‘ya que usted sabe tanto sobre la arquitectura precolombina y también parece ser un geek de la computadora, ¿por qué no combina ambas disciplinas y llega a un libro que utiliza herramientas digitales para ilustrar el pasado?’". Lo demás es historia.
A través de su proyecto, Combe se ha convertido en una autoridad en la las técnicas de visualización digital y ahora enseña a los estudiantes los fundamentos de la arquitectura de una herramienta integral en la materia: "Las herramientas digitales en la arquitectura son únicas ya que proporcionan un canal de comunicación donde un estudiante hace o propone algo y el equipo responde", dice. "La conversación entre el estudiante y la máquina desencadena una variedad de acciones que, finalmente, hacen que la experiencia académica sea más emocionante y fructífera."

El proceso de modelado digital para la esta exhibición se inició mediante la simulación de estructuras basadas en relatos históricos y los actuales datos arqueológicos incluyendo imágenes de satélite. Una vez que se estableció un sistema de dibujo de capa de alta complejidad, un modelo sólido fue construido de forma que determine las dimensiones generales de las estructuras más importantes que los arqueólogos han podido descubrir hasta la fecha. Algunas de las secciones, incluida la base del templo más grande dentro del recinto, todavía son visibles hoy en día.

Fuente: Visualizing the aztecs
Universidad de Utah

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Ciencia y Tecnología. Impacto gigante cerca de la India -no en México- sentenció a los dinosaurios

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Una misteriosa cuenca frente a las costas de la India podría ser el mayor cráter de impacto (de asteroide) de múltiples anillos que el mundo haya visto. Y, si son correctas nuevas investigaciones, puede haber sido responsable de la muerte de los dinosaurios hace 65 millones de años.
Sankar Chatterjee, de la Universidad Texas y un equipo de investigadores, vieron de cerca a la cuenca Shiva, una depresión sumergida al oeste de la India que es intensamente explotada para la obtención de sus recursos de petróleo y gas. Algunos cráteres complejos están entre los sitios de hidrocarburos más productivos del planeta.
"Si estamos en lo cierto, éste es el cráter más grande conocido en nuestro planeta", dijo Chatterjee. "Un bólido de unos 40 kilómetros de diámetro crea su propia tectónica."
Por el contrario, el objeto que golpeó la península de Yucatán, y que comúnmente se cree que mató a los dinosaurios fue entre 8 y 10 kilómetros de ancho.
Es difícil imaginar este cataclismo. Pero, si el equipo está en lo correcto, el impacto de Shiva vaporizó la corteza terrestre en el punto de colisión, dejando únicamente material del manto ultra caliente en su lugar. Es probable que el impacto, provocara erupciones del Deccan Traps que cubrieron gran parte del oeste de la India. Es más, el impacto desgarró la placa tectónica de la India, separando las islas Seychelles y enviándolas a la deriva hacia África.
La evidencia geológica es dramática, el borde exterior de Shiva forma una violenta falla, el anillo, de unos 500 kilómetros de diámetro, rodea el pico central, conocido como el Alto de Bombay, que serían alrededor de 4 kilómetros de altura desde el fondo del océano (aproximadamente la altura del Monte McKinley). La mayor parte del cráter se encuentra sumergida en la plataforma continental de la India, pero en la parte que llega a la costa está marcada por altos acantilados, fallas activas y manantiales de agua caliente. El impacto parece haber esquilada o destruyó gran parte de la capa de granito de unos 40 kilómetros de espesor en la costa occidental de la India.
El equipo de investigadores espera examinar las rocas del centro del cráter en busca de evidencias que demuestren que la cuenca se formó por un impacto gigantesco.
"Las rocas del fondo del cráter nos demostrarán si el evento fue un impacto que destrozó y derritió las rocas. Y queremos ver si hay brechas, cuarzo deformado e iridio", dijo Chatterjee. Los asteroides son ricos en iridio, y esas anomalías son consideradas como la huella de un impacto.

Fuente: Giant impact near India - not México - may have doomed dinosaurs

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Ciencia y Tecnología. Evidencia fósil de que la Antártida fue mucho más cálida

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Evidencia fósil de que la Antártida fue mucho más cálida
Leer: Unique fossil discovery shows Antarctic was once much warmer
“El hallazgo de un nuevo fósil, el primero de su tipo en todo el continente antártico, proporciona a los científicos una nueva evidencia a favor de la teoría de que la región polar fue mucho más cálida que hoy en una época de su pasado.
En la investigación, realizada por un equipo internacional de científicos, intervinieron especialistas de la Universidad de Leicester, la Universidad Estatal de Dakota del Norte, el BAS (British Geological Survey), la Universidad Queen Mary de Londres y la Universidad de Boston.
El equipo hizo un nuevo descubrimiento fósil en los Valles Secos de la región Este de la Antártida. Los fósiles (ostrácodos) provienen de un antiguo lago, de 14 millones de años de antigüedad, y están excepcionalmente bien conservados, con toda su anatomía blanda en 3 dimensiones. Los ostrácodos fueron descubiertos por Richard Thommasson.
La presencia de ostrácodos en un lago a esta latitud, 77 grados al sur, es muy reveladora. Las condiciones actuales de esta región antártica incluyen temperaturas medias anuales de 25 grados Celsius bajo cero. Éstas son condiciones imposibles para sostener una fauna de ostrácodos.
Por consiguiente, los fósiles demuestran que hubo un enfriamiento sustancial y muy intenso del clima en la Antártida después de esa época en la que vivieron los ostrácodos. Ello es importante para rastrear el desarrollo de la capa de hielo antártica. El tema, por otra parte, como todo lo que tenga que ver con grandes cambios climáticos antiguos, es de interés por los conocimientos potenciales que pueda aportarles a los expertos que estudian el actual Cambio Climático Global.
Los ostrácodos fósiles de los Valles Secos señalan con su presencia que el antiguo lago donde han sido encontrados fue en su día viable para la colonización animal, y esto indica un cambio muy notable en el clima de esta región, desde las condiciones aceptables de la tundra de hace 14 millones de años, al clima glacial hoy reinante.”
U. Leicester
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Ciencia y Tecnología. Más información sobre origen del Homo sapiens mediante el ADN mitocondrial

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Más información sobre origen del Homo sapiens mediante el ADN mitocondrial
Ver: Profundizan en los inicios de la humanidad mediante el ADN mitocondrial

Doron Behar, investigador genográfico del Centro Médico Rambam en Haifa, y Saharon Rosset, del Centro Watson de Investigación de la IBM en Nueva York y la Universidad de Tel Aviv analizaron más de 600 genomas completos de ADN mitocondrial de las poblaciones nativas del continente africano, con el propósito de fechar los inicios de la humanidad.
La información obtenida muestra evidencias sorprendentes acerca de la historia demográfica temprana de las poblaciones humanas antes que emigraran de África, mostrando que vivieron en pequeños núcleos aislados, unos de otros, durante decenas de miles de años.
El ADN mitocondrial, que se hereda únicamente por vía materna, ha demostrado que todos los seres humanos actuales, descendemos de una única mujer que vivió en África hace alrededor de entre 100 mil y 200 mil años, conclusión que es apoyada por la Paleontología que corrobora que la especie humana se originó hace aproximadamente 200 mil años en ese continente.
La humanidad se aventuró fuera del continente africano y se distribuyó por todo el mundo desde hace unos 60 mil años, lo que ha sido prioritariamente estudiado por la investigación genética antropológica. Sin embargo, los 140 mil años anteriores a estas migraciones, han sido muy poco estudiadas, lo que hace primordialmente importante este estudio, que atrae la atención hacia este período para incrementar el conocimiento de la historia del hombre moderno.
El presente estudio muestra fuertes evidencias de que las poblaciones originarias empezaron a dispersarse, dentro del mismo continente, hace unos 150 mil años, dando como resultado la formación de pequeños núcleos separados, aparentemente en las regiones sur y este de África. Esta situación duró alrededor de 100 mil años para, posteriormente, durante los 40 mil años anteriores a su salida de África, reunirse hasta “…convertirse en una sola población panafricana…”
Las intensas sequías, sugeridas por recientes datos climáticos sobre esa época, que azotaron África oriental en el período de los 135 mil a 90 mil años, hacen presumir la dispersión primordial de la población, dispersión que, sorprendentemente, duró, aproximadamente, la mitad de la historia del Homo sapiens.
“La época de estos eventos coincidió con el inicio de la Edad de Piedra tardía en África, un cambio en la cultura material que los arqueólogos creen anunció el principio del comportamiento humano totalmente moderno, incluyendo el pensamiento abstracto y un uso complejo del lenguaje hablado.”
Lecturas recomendadas:
National Geographic
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Ciencia y Tecnología. Última propuesta teórica: Los agujeros negros no existen

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Última propuesta teórica: Los agujeros negros no existen

Gerard 't Hooft, premio nobel de física afirma, en su último modelo teórico del universo, que los agujeros negros y singularidades del espacio-tiempo no puede existir.
Uno de los grandes desafíos de la ciencia moderna es unir nuestra concepción sobre el universo a gran escala con nuestros conceptos de su funcionamiento a nivel de partículas elementales, es decir, combinar la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica en una única teoría que explique el funcionamiento integral del universo.
Actualmente, la Teoría de Cuerdas, proveniente del pensamiento cuántico, explica la fuerza de gravedad como un subproducto de la complejidad, y forma parte de los fenómenos conocidos como emergentes.
El problema con estos “fenómenos emergentes”, es que son formulados para “ir de acuerdo” con nuestras ideas intuitivas sobre la causalidad; es decir, que un efecto debe ser precedido por su causa. Al menos, así es como el ganador del Premio Nobel de física Gerard ‘t Hooft presenta las cosas.
Para explicarlo, ha diseñado un modelo del universo que, en todo momento, conserva la el principio de causalidad (en la teoría cuántica, los efectos no necesariamente son precedidos por una causa, es decir, la causalidad deja de tener vigencia) y tiene algunos efectos colaterales interesantes. La propuesta fundamental de su idea es aceptar un nuevo tipo de simetría en el universo.
La simetría es una propiedad de un sistema que lo mantiene sin cambios bajo cualquier transformación; por ejemplo, las leyes de la física deben mantenerse constantes bajo cualquier cambio en la posición o dirección en el espacio. Es una idea enormemente poderosa.
Gerard ‘t Hooft propone que, para conservar la idea de causalidad en una Teoría de la Gravedad Cuántica, tenemos que aceptar la idea de una simetría de escala. En otras palabras, las leyes de la física son las mismas independientemente de la escala. También introduce la idea de “complementariedad de agujeros negros” en la cual un observador dentro de un agujero negro ve el universo de una forma distinta a un observador fuera del agujero.
Las consecuencias son explicadas por t’ Hooft de la siguiente manera:
“Si añadimos esto a nuestro conjunto de transformaciones de simetrías, agujeros negros, singularidades espacio temporales, y horizontes desaparecen”.
A cambio, mantenemos intacta la idea de causalidad.
Independientemente de la gran visión que esta interpretación representa para el pensamiento humano, la gran pregunta y lo verdaderamente importante es si el nuevo universo de ‘t Hooft guarda alguna relación con la realidad en que vivimos nosotros.
Nuestra realidad teórica es que la existencia de los agujeros negros está bien aceptada por la comunidad científica. Los astrónomos pueden ver sus efectos gravitatorios. Y, aunque nadie ha observado directamente un agujero negro o la radiación de Hawking que los físicos suponen que emiten, pocos dudan de que se acumularán las pruebas a favor.
La respuesta a la pregunta de cómo unir la física de lo muy grande con la física de lo muy pequeño, dice ‘t Hooft que no hay diferencias entre ellos.
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Ciencia y Tecnología. ¿Podría el Gran Colisionador de Hadrones (Large Hadron Collider) tragarse a la Tierra?

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En la frontera entre Suiza y Francia, a unos 170 metros de profundidad, el CERN (European Organization for Nuclear Research), en asociación con un sinnúmero de universidades y centros de investigación de todo el mundo, ha construido el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) con el propósito de comprobar varias predicciones teóricas de la física cuántica a través de la colisión de protones a velocidades cercanas a la de la luz.
En virtud de que dichas colisiones producirán elevadísimas temperaturas, según algunos hasta de billones de grados, algunos críticos han levantado temores de que, en el transcurso de los experimentos, sea creado un agujero negro capaz de tragarse completamente a la Tierra en cuestión de segundos.
¿Debemos estar preocupados?
Stéphane Coutu, profesor de física de la Universidad Estatal de Pensilvania, responde a esta pregunta con un rotundo NO, “absolutamente no”, aclarando que “…el mundo está constantemente bombardeado por rayos cósmicos de alta energía provenientes de las profundidades del espacio, y algunos de ellos inducen colisiones de partículas miles de veces más potentes que las que se producirán en el LHC. Si estas colisiones pudieran crear agujeros negros, ya habría sucedido".
El LHC consiste en un túnel circular de alrededor de 27 kilómetros de diámetro, a través del cual será disparados, a muy altas velocidades, haces de protones en sentidos opuestos provocando así las colisiones que generarán partículas exóticas que serán analizadas por detectores especiales posicionados a lo largo del túnel.
Una de las grandes posibilidades es que pueda demostrarse la existencia del bosón de Higgs como subproducto de estas colisiones. Esta misteriosa e hipotética partícula, algunas veces llamada la “Partícula de Dios” sería la responsable e proporcionar masa a otras partículas y se entendería con mayor claridad el porqué la materia se comporta de la manera en que lo hace.
Para saber más: Could the large hadron collider swallow the earth?

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