NeoFronteras

Al parecer en la fotosíntesis realizada por las plantas se emplea un sistema de computación cuántica para mejorar la eficacia en la captura de la energía que proviene del sol.
Toda la energía que consumimos es nuclear. El mayor reactor nuclear que conocemos en nuestro mundo es el Sol. Su luz porta la energía que mueve los vientos y el agua en la atmósfera terrestre. Parte de esa luz es absorbida por las plantas que la transforman en carbohidratos a través de la fotosíntesis, carbohidratos que posteriormente alimentarán a animales y humanos. Incluso una fracción de esos carbohidratos fueron trasformados en carbón y petróleo en el pasado y ahora los quemamos en motores y centrales.
Es importante saber cómo funciona la fotosíntesis, un sistema que es fundamental para vida sobre la Tierra. Hemos empezado a obtener energía del sol directamente usando células solares, quizás podamos aprender algo de los seres que llevan haciendo lo mismo desde hace mucho tiempo. (leer más…)

Según un estudio reciente la distribución desigual de la riqueza en cualquier sociedad parece seguir en toda economía una ley universal. Desde el antiguo Egipto al moderno Japón o EEUU, la distribución parece reflejar una simple ley natural de manera análoga a la teoría de hace 100 años que describe la distribución termodinámica de energía en un gas ideal.
Arnab Chatterjee y Bikas Chakrabarti del Instituto de Física Nuclear Saha en Calcuta han analizado una variedad de modelos para intentar explicar los diferentes conjuntos de datos económicos de los que disponían, encontrando similitudes entre dichos conjuntos para un modelo dado. Según su modelo se puede observar que la mayoría pobre de la población sigue una distribución, mientras que la población adinerada se aparta de la curva siguiendo una distribución de potencia que refleja en esencia que el rico se hace más fácilmente rico. (leer más…)

Imágenes de microscopia electrónica y obtenidas con el nuevo sistema de las microletras N y O. Foto: UC Berkeley.

Dos equipos de investigadores crean independientemente las primeras superlentes hechas de metamateriales con índice de refracción negativo y las aplican a la microscopía. A diferencia de las lentes convencionales estas superlentes proporcionan imágenes sin límite de resolución y podrán un día proveernos de imágenes ópticas de proteínas, virus y ADN.
Independientemente de la calidad de fabricaciones de las lentes convencionales hay un límite físico de resolución al cual no pueden llegar debido a la difracción, y que depende de la longitud de onda que estemos empleando. Es lo que se conoce como el límite de difracción. De este modo con un microscopio convencional no se pueden ver objetos menores que la longitud de onda de la luz empleada, por eso los virus no son visibles a los microscopios ópticos, teniéndose que emplear microscopios electrónicos. (leer más…)

Con un MFA consiguen discernir átomos de distintos elementos. En este caso los átomos sobre una superficie de los elementos estaño, plomo y silicio son representados en azul, rojo y verde respectivamente. Foto: Oscar Custance.

La identidad química de los átomos que están sobre una superficie puede ahora además ser determinada gracias al microscopio de fuerza atómica o MFA. El nuevo sistema usa un método de calibración precisa para lograrlo. Esto significa que los científicos podrán ahora ver átomos individuales de un elemento específico y les ayudará a entender la compleja estructura de las superficies de los sólidos, además de diseñar materiales con propiedades especiales.
El MFA ha sido utilizado durante un par de décadas con una resolución que permite ver átomos individuales, pero con este sistema nadie había sido capaz de decir a qué elemento correspondía cada átomo a temperatura ambiente. Ahora científicos japoneses, checos y españoles, dirigidos por Yoshiaki Sugimoto de la Universidad de Osaka en Japón, han conseguido solucionar este reto. Son capaces de crear imágenes de la superficie de los sólidos en las que los átomos de los distintos elementos son representados en distintos colores.
El otro tipo de microscopio que alcanza esta resolución, el microscopio de efecto túnel, puede hacer este tipo de distinciones pero sólo cuando los átomos pertenecen a elementos conductores o semiconductores. (leer más…)

Esta foto muestra la ganacia en energía de los electrones (azul) según atraviesan el plasma. En blanco el grupo original de electrones del haz. Los electrones pueden ser fotografiados porque emiten luz según atraviesan el gas. Foto: SLAC.

Hace poco se han propuesto los planes para construir un acelerador lineal convencional de 25 km de longitud. Estaría financiado por un grupo internacional de países y significaría un paso más hacía la comprensión de las interacciones fundamentales. Alargando este futuro sistema hasta los 50Km se conseguiría llegar a una energía 1000 GeV. El costo del proyecto se estima en 15.000 millones de dólares. Este tipo de instalaciones son increíblemente caras y por eso varios países se unen para poder afrontar el costo. Pero quizás el costo sería diferente si se utilizase una nueva técnica recientemente ensayada y basada en la aceleración mediante plasma. (leer más…)

Ilustración: Peter MacDonald.

Demuestran experimentalmente un mecanismo molecular mediante el cual se consiguen sistemas fuera del equilibrio termodinámico de manera similar al que conseguiría el diablillo de Maxwel.
James Clerk Mawell concibió un experimento mental en 1867. En éste un demonio era el guardián de una puerta entre dos recintos rellenos con gas. Usando sus poderes demoníacos la criatura podría abrir la puerta en un sentido a determinadas moléculas de movimiento rápido y cerrárla a las otras. Con el tiempo uno de los recintos ganaría en moléculas de alto movimiento y la temperatura del gas se elevaría en esa cámara. Por el contrario el otro recinto al perder estas moléculas se enfriaría. De este modo se violaría el segundo principio de la termodinámica que dice que el calor no puede pasar espontáneamente y sin gasto de energía de un foco frío a uno cálido. La energía potencial del sistema aumentaría sin haber gastado energía previamente, pero sólo si consideramos que el diablillo no come nada.
Ahora con el desarrollo de la nanotecnología se puede explorar este tipo de mecanismos. Un grupo de investigadores escoceses afirman que gracias a un sistema de “raqueta de información” es posible llevar a un sistema fuera del equilibrio. La máquina, que está alimentada por luz, controla una puerta que transporta moléculas usando un sistema parecido al diablillo de Maxwell, aunque con gasto de energía. (leer más…)

Sugieren estudiar las dimensiones extras que las teorías de supercuerdas proponen mediante el análisis de la radiación de fondo de microondas.
Físicos teóricos de University of Wisconsin-Madison han demostrado teóricamente que la forma de las dimensiones extras (si es que existen) tuvieron que tener necesariamente una influencia durante el Big-bang. Este resultado ha sido publicado en Physical Review Letters el 2 de febrero pasado y proporciona a los físicos una manera de usar datos experimentales para así discernir la naturaleza de estas dimensiones tan elusivas.
Propuestas por las teorías de cuerdas, las dimensiones ocultas estarían compactificadas o curvadas a un tamaño tal que ningún acelerador presente o en construcción será capaz de analizarlas, o tan siquiera de probar directamente su existencia. La geometría de estas dimensiones ocultas tienen formas específicas predicha por estas teorías y nuestro Universo habría escogido una de ellas. (leer más…)