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domi Conoce tus elementos – El kriptón

Hablemos de este elemento inerte de treinta y seis protones.

Como hemos visto a lo largo de la serie, es difícil que la existencia de un elemento químico se nos escape durante mucho tiempo. Para que un elemento sea descubierto muy tarde en la historia de la ciencia hace falta que se combinen varios factores: que no exista en gran cantidad, que no tenga efectos notables, que se presente siempre en compuestos que oculten su presencia… o, como en este caso, que no forme compuestos pero que su propia estabilidad lo haga casi indetectable.

El kriptón es tan escurridizo que su propio nombre viene del griego kryptos (oculto). Escapó a los descubrimientos casuales de la Antigüedad, a los más ingenuos intentos previos a la química moderna e incluso a la fiebre de descubrimientos de los siglos XVIII y XIX.

Hubo que esperar hasta el cambio de siglo XIX-XX, ya que fue entonces cuando los avances en Termodinámica nos permitieron atacar el problema de la composición del aire atmosférico de manera sistemática. Hemos hablado ya en la serie de los Premios Nobel sobre este asunto, ya que Sir William Ramsay obtuvo el Nobel de Química de 1904 por este asunto. Aunque hablásemos de ello en aquella serie, permite que te recuerde cómo sucedió la cosa y por qué el kriptón es tan difícil de detectar.

William Ramsay y Lord Rayleigh
Sir William Ramsay (izq.) y Lord Rayleigh (der.), en 1894 [dominio público].

A finales del XIX John William Strutt, Lord Rayleigh –ganador también de un Nobel por estas cosas, por cierto– se dio cuenta de algo muy raro: al medir la densidad del nitrógeno atmosférico y la de nitrógeno obtenido mediante reacciones químicas se obtenían valores diferentes. No muy diferentes, pero sí lo suficiente para que Rayleigh se diera cuenta de que pasaba algo raro.

La razón era simple: el “nitrógeno” atmosférico no lo era en realidad. Se trataba en su mayor parte de nitrógeno molecular, N2, pero mezclado con otros gases que, al medir la densidad de la mezcla, modificaban muy ligeramente el resultado. Como la modificación era ligera, sólo había dos opciones: o bien estos otros gases existían en concentraciones minúsculas o sus masas eran muy similares a las del nitrógeno.

En 1894 William Ramsay asistió a una conferencia de Strutt en la que el otro explicaba este problema y la probable razón: la existencia de algo más mezclado con el nitrógeno atmosférico. Ramsay se puso a trabajar en el asunto del modo termodinámicamente obvio: tomando una muestra de aire líquido comprimido y realizando la destilación parcial, es decir, haciendo que los componentes del aire se fueran volviendo gaseosos uno a uno y poco a poco, de los más volátiles a los menos volátiles.

William Ramsay
Sir William Ramsay [dominio público].

Así, Ramsay descubrió el argón, y en los meses y años siguientes hizo lo mismo con otros tres gases inertes casi de un tirón: neón, kriptón y xenón, trabajando con su ayudante Morris Travers. Resultó que no había un solo acompañante “secreto” del nitrógeno atmosférico, sino un buen puñado de ellos en cantidades minúsculas –y masas, algunas de ellas, muy diferentes de la del nitrógeno– y sin apenas efecto sobre nada más, dado su carácter inerte. Antiguamente se los llamaba gases nobles, aunque hoy tiende a llamárselos más bien gases inertes.

Como todos ellos, el kriptón es un gas transparente, de modo que no puedo mostrarte lo que Ramsay vio al aislarlo. Sin embargo, como todos los otros gases inertes, el kriptón puede brillar cuando se introduce en un tubo de descarga, de manera que aquí tienes su apariencia en este caso –y aquí sí es diferente de los otros, como veremos en un momento–:

Brillo del kriptón
Kriptón brillando en un tubo de descarga [Jurii / CC Attribution-Sharealike 3.0 License].

Este gas constituye tan sólo alrededor de una parte por millón de la atmósfera en masa, es decir, únicamente el 0,000 1%. Por otro lado, recuerda que la atmósfera tiene una masa gigantesca: 5·1018kg. Esto significa que hay unos 5·1012 kg de kriptón en ella, es decir, unos cinco mil millones de toneladas. Ya no parece tan poco, ¿verdad?

¿De dónde viene todo este kriptón? No estamos completamente seguros, y probablemente no tiene un único origen. Por una parte, el kriptón es uno de los productos de la fisión del uranio, tanto espontánea como provocada. Dado que el interior de la Tierra contiene mucho uranio que ha estado ahí desde el principio, es inevitable que según parte del uranio se ha ido desintegrando y formando átomos más ligeros haya ido liberando kriptón.

Es un proceso muy lento, por supuesto, pero hay una diferencia esencial entre el kriptón y otros gases formados como productos de desintegraciones nucleares, como el helio: el kriptón es bastante pesado. La densidad del helio en condiciones normales es de unos 0,18 kg/m3, lo que significa que gran parte del helio formado en el interior de la Tierra a lo largo del tiempo ha escapado a la gravedad terrestre y ha salido de la atmósfera. Sin embargo, la densidad del kriptón en las mismas condiciones es de 3,7 kg/m3, unas veinte veces más que el helio y más de tres veces la densidad media del aire al nivel del suelo.

Por tanto, prácticamente todo el kriptón producido en la Tierra desde su formación sigue aún aquí: o bien encerrado en bolsas subterráneas cercanas a depósitos de uranio, o bien en la atmósfera, en una concentración minúscula dada la enorme cantidad de gas que contiene, por supuesto.

Pero, por otra parte, utilizando la espectroscopía hemos detectado bastante kriptón en el espacio: en asteroides, en la Luna, en otras estrellas… Esto significa que es posible que parte del kriptón terrestre haya llegado hasta aquí desde el exterior. Muy probablemente esto también ha sucedido muy poco a poco, pero otra vez pasa lo mismo: por lenta que sea la ganancia de kriptón, la masa atómica de este elemento es tan grande que nunca escapa de nuevo, con lo que poco a poco vamos ganando más.

Desde luego, esto no es alarmante: con la excepción de algunos isótopos inestables de minúscula proporción, el kriptón no es peligroso en pequeñas concentraciones. La razón sigue siendo la de siempre: al ser estable y no reaccionar con nada, no es un veneno. Su único peligro, de haber una concentración considerable, es que podría desplazar al oxígeno. Dicho de otro modo, de aumentar mucho la concentración de Kr en una habitación podrías asfixiarte, pero no porque el kriptón sea peligroso en sí mismo, sino por la ausencia de O2.

Esto de que no reacciona con nada, por cierto, no es rigurosamente cierto. En 1963 se logró formar una molécula con kriptón, empleando por supuesto un elemento extraordinariamente reactivo, el flúor (el más electronegativo de todos):

Kr + F2 → KrF2

Pero esto se consiguió en minúscula concentración y condiciones extremas, lo mismo que algunas otras moléculas formadas desde la década de los 60. En general, y en la práctica, el kriptón siempre se encuentra en forma atómica y no se digna a reaccionar con nadie.

¿Para qué sirve entonces este asocial elemento? Su uso más común es el mismo que en el caso de otros gases inertes, como el argón, el neón o el xenón: en iluminación. Y el gas que nos ocupa hoy es especial en este aspecto.

El kriptón tiene varias líneas de emisión diferentes, que se corresponden con varias transiciones electrónicas distintas. Dado que las longitudes de onda de estas líneas barren una buena parte del espectro visible, la luz de descarga del kriptón es prácticamente blanca, y eso lo hace útil. Es común emplearlo en tubos de iluminación y bombillas de bajo consumo, ya sea para obtener luz blanca o pintando el tubo para darle algún otro color. Hemos hablado sobre tubos de este tipo al hacerlo del neón, por cierto, de modo que no voy a repetirme aquí.

Gases inertes
Luz de descarga de los gases inertes [Jurii / CC Attribution-Sharealike 3.0 License].

A pesar de que el kriptón tiene ese color blanco que lo hace muy útil, es mucho más caro que algunos otros gases que se usan con el mismo propósito, como el argón, porque es menos común. Por eso también es relativamente frecuente encontrarlo en tubos fluorescentes mezclado con gases más baratos en vez de puro.

Cuando sí se usa puro es cuando se quiere una luz muy blanca y muy brillante y el precio no es un problema. Por ejemplo, algunos flashes de cámaras fotográficas lo utilizan. El gas inerte “pata negra”, sin embargo, no es normalmente el kriptón sino el xenón, como veremos cuando lleguemos a él.

Finalmente, el kriptón también se utiliza en láseres de mayor potencia que los de helio-neón. El más famoso de éstos es el de kriptón-flúor, que es uno de los empleados en los intentos de lograr fusión nuclear mediante confinamiento por láser. Este láser de kriptón-flúor tiene, como te puedes imaginar, poco que ver con los rojos de helio-neón que suelen verse por ahí: para empezar no es rojo, ni mucho menos… tiene una longitud de onda de unos 250 nanómetros, con lo que se encuentra en el ultravioleta y ni siquiera podemos verlo.

En la próxima entrega pasaremos, como siempre sucede al terminar un período, de un elemento extraordinariamente estable a uno que es justamente lo contrario: conoceremos el elemento de treinta y siete protones, el rubidio.

http://eltamiz.com/2014/06/19/conoce-tus-elementos-kripton/

domi El poder de atravesar cuerpos opacos: Los Rayos X

Suele decirse que el descubrimiento de los rayos X, como otros muchos avances de la ciencia se produjeron de manera casual, y en cierto modo es así.

RayosX

Hace algo más de un siglo, en 1895 WILHELM CONRAD ROENTGEN (1845-1923),científico alemán de la Universidad de Würzburg (Alemania),estudiaba el comportamiento de los electrones emitidos por un tubo de crookes,(llamado así en honor a su inventor,el químico y físico británico WILLIAM CROOKES especie de ampolla de cristal  cerrada casi totalmente al vacío que produce una serie de relámpagos violáceos. Un día, descubrió que estos destellos eran capaces de iluminar unos frascos  de sales de bario colocados en el mismo laboratorio , lo extraordinario era que el tubo estaba envuelto en papel negro y entre el y los frascos había varias planchas  de madera y unos gruesos libros.

 

       Aquellas radiaciones tenía la propiedad de penetrar los cuerpos opacos.  Así decidió llamarles “LOS RAYOS X“. Eligió éste nombre porque no tenía idea  de la naturaleza exacta de lo que acaba de descubrir.

Gracias a su descubrimiento fue galardonado con el primer Premio Nobel de Física en 1901.

 El premio se concedió oficialmente: “en reconocimiento de los extraordinarios servicios que ha brindado para el descubrimiento de los notables rayos que llevan su nombre.”

Röntgen donó la recompensa monetaria a su universidad. De la misma forma que Pierre Curie haría varios años más tarde, rechazó registrar cualquier patente relacionada a su descubrmiento por razones éticas.

En su honor recibe tal nombre la unidad de medida de la exposición a la radiación, establecida en 1928: Unidad Roentgen .

Los rayos X son invisibles a nuestros ojos, pero producen imágenes visibles cuando usamos placas fotográficas o detectores especiales para ello.

 http://www.enlabuhardilla.com/Sabiasque/tabid/866/articleType/ArticleView/articleId/23/categoryId/156/El-poder-de-atravesar-cuerpos-opacos-Los-Rayos-X.aspx

 

vania ¿Mini agujeros negros que atraviesan la Tierra a diario?

Fotografía cortesía de Claudia Marcelloni, CERN

¿Mini agujeros negros que atraviesan la Tierra a diario?

Como si de fantasmas cósmicos se tratase, es posible que agujeros negrosen miniatura atraviesen la Tierra diariamente sin crear ningún peligro, como sugiere un estudio reciente.

Esta nueva teoría pone fin al temor de que poderosas máquinas como el Gran Colisionador de Hadronespuedan crear agujeros negros capaces de tragarse el planeta.

 

 

Los autores del estudio creen que estos minúsculos agujeros negros tienen un comportamiento completamente distinto al de sus hermanos mayores, llamados agujeros negros astrofísicos o de masa estelar.

A pesar de tener la masa de aproximadamente mil coches, un mini agujero negro es más pequeño que un átomo. Con ese tamaño un agujero negro no podría atraer mucha materia y en su lugar atraparía átomos y algunas moléculas más grandes a órbitas circulares, al igual que los protones atraen a los electrones en los átomos.

Así, los autores del estudio llaman a los mini agujeros negros que atraen materia a las órbitas «equivalentes gravitatorios de los átomos».

«Estos equivalentes no pueden causar ningún daño», afirma el coautor del estudio Aaron VanDevender, investigador de la empresa de biotecnologíaHalcyon Molecularde Redwood City (California). «Un átomo asociado a un equivalente gravitatorio podría desprenderse e impactar contigo, pero ni te darías cuenta. Se trata de una cantidad de energía muy pequeña».

Un universo lleno de mini agujeros negros

Se cree que los agujeros negros astrofísicos se forman al chocar enormes estrellas moribundas, dejando cuerpos tan densos que ni siquiera la luz puede escapar de su empuje gravitacional.

Los científicos creen que varios agujeros negros astrofísicos  pueden unirse y formar agujeros negros supermasivos que se encuentran en el centro de grandes galaxias, incluida nuestra Vía Láctea.

Aunque no podemos ver el agujero negro en sí mismo, los científicos pueden ver la luz del material extremadamente caliente que cae en el agujero negro, formando lo que se conoce como disco de acrecimiento.

Entretanto, las teorías afirman que se crearon muchos mini agujeros negros poco después del comienzo del universo, a medida que la materia densa se iba enfriando y expandiendo.

Según VanDevender, esa materia originaria no estaba distribuida de forma uniforme en el cosmos, por lo que algunas regiones del espacio eran más densas que otras.

«Debido a las variaciones aleatorias de la densidad [de la materia], algunos trozos formaron al principio agujeros negros», afirmó.

De acuerdo con el físico Stephen Hawking, los agujeros negros más pequeños deberían perder masa en forma de radiación y evaporarse en última instancia.

Sin embargo, la radiación descrita por Hawking nunca ha sido observada, por lo que el nuevo estudio supone que los mini agujeros originarios siguen existiendo en el universo.

Basándose en sus cálculos, VanDevender y su padre, J. Pace VanDevender, deSandia National Laboratoriesen Albuquerque (Nuevo México), creen que uno o dos de estos mini agujeros atraviesan la tierra cada día.

Los mini agujeros negros son demasiado pequeños como para absorber mucha materia. Sigue leyendo

vania Hallan evidencia de la Partícula de Dios

En medio de vítores y ovaciones, científicos del mayor colisionador de átomos en el mundo anunciaron el descubrimiento de una nueva partícula subatómica, la cual “concuerda” con el largamente buscado bosón de Higgs 

En medio de vítores y ovaciones, los científicos del mayor colisionador de átomos en el mundo dijeron este miércoles haber descubierto una nueva partícula subatómica, la cual “concuerda” con el largamente buscado bosón de Higgs -conocido popularmente como la ‘Partícula de Dios’- que ayuda a explicar qué le da forma y tamaño a toda la materia en el universo.

“Hemos hallado ahora la piedra angular que le faltaba a la física de las partículas”, dijo Rolf Heuer, director de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por las siglas en francés de su nombre provisional), a otros científicos.

Indicó que la partícula subatómica recién descubierta es un bosón, pero no quiso afirmar que sea el mismísimo bosón de Higgs, una distinción fundamental.

“Como lego, creo que lo logramos”, declaró ante la feliz multitud.

“Tenemos un descubrimiento. Hemos observado una nueva partícula que concuerda con un bosón de Higgs”.

El bosón de Higgs, que hasta ahora ha sido una partícula teórica, es considerado clave para comprender por qué la materia tiene masa, que se combina con la gravedad para darle peso a un objeto.

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Un físico explica por qué puede existir el alma

Henry P. Stapp es un físico teórico en la Universidad de California-Berkley quien trabajó con algunos de los padres fundadores de la mecánica cuántica, él no busca probar que el alma exista, pero dice que su existencia encaja en las leyes de la física.

No es correcto decir que creer en el alma no es científico, de acuerdo con Stapp. Aquí la palabra “alma” se refiere a una personalidad independiente del cerebro o del resto del cuerpo humano que puede sobrevivir más allá de la muerte. En su artículo, “Compatibilidad de la teoría de la física moderna con supervivencia de la personalidad”, escribió: “Las fuertes dudas sobre la sobrevivencia de la personalidad basadas únicamente en la creencia de que la supervivencia después de la muerte es incompatible con las leyes de la física son infundadas”.

Él trabaja con la interpretación de Copenhagen de la física cuántica –más o menos la interpretación utilizada por los fundadores de la mecánica cuántica, Niels Bohr y Werner Heisenberg. Incluso Bohr y Heisenberg tenían algunos desacuerdos sobre cómo funciona la física cuántica y desde entonces los entendimientos sobre la teoría han sido diversos. El artículo de Stapp sobre la interpretación Copenhagen ha sido de gran influencia. Fue escrito en la década de los 70 y Heisenberg escribió un apéndice para éste.

Stapp señaló acerca de sus propios conceptos: “No ha habido ningún indicio de mis descripciones (o concepciones) anteriores de esta mecánica cuántica ortodoxa sobre cualquier noción de supervivencia de la personalidad”.

Por qué la Teoría cuántica podría dar indicios de vida después de la muerte

Stapp explica que los fundadores de la teoría cuántica solicitaron a los científicos que cortaran fundamentalmente al mundo en dos partes. Sobre el corte, las matemáticas clásicas podrían describir el proceso físico experimentado empíricamente. Debajo, las matemáticas cuánticas describen un reino “que no implica determinismo físico completo”.

De este reino bajo el corte, Stapp escribió: “Uno generalmente encuentra que el estado evolucionado del sistema, no puede ser igualado con ninguna descripción clásica de las propiedades visibles para los observadores”.

Entonces, ¿cómo observan los científicos lo invisible? Usan propiedades particulares del sistema cuántico e instalan aparatos para ver sus efectos en el proceso físico “sobre el corte”.

La clave está en la elección de quien lo experimenta. Cuando trabajas con el sistema cuántico, la elección del observador se muestra para impactar físicamente lo que se manifiesta y que puede ser observado sobre el corte”.

Stepp citó la analogía de Bohr sobre esta interacción entre el científico y los resultados de su experimento: “es como un hombre ciego con un bastón: cuando el bastón se lleva suelto, el borde entre la persona y el mundo exterior se divide entre la mano y el bastón; pero cuando es sostenido firmemente se vuelve parte del yo exploratorio: la persona siente que él mismo se extiende hasta la punta del bastón”.

Lo físico y lo mental están conectados de forma dinámica. En términos de la relación entre mente y cerebro, parece que el observador puede sostener una actividad cerebral determinada que de otro modo sería breve. Ésta es una elección similar a la que hace un científico cuando decide qué propiedades del sistema cuántico estudiar.

La explicación cuántica sobre cómo la mente y el cerebro pueden separarse o diferenciarse, aún conectadas por las leyes de la física “es una revelación agradable”, escribió Stapp. “Esto resuelve el problema que ha plagado ambas, ciencia y filosofía por siglos, la necesidad del mandato científico ya sea para equiparar a la mente con el cerebro, o para hacer al cerebro dinámicamente independiente de la mente”.

Stapp dijo no es contrario a las leyes de la física que la personalidad de una persona muerta pueda adherirse a alguien vivo como en el caso de la llamada posesión espiritual. No requeriría ningún cambio básico en la teoría ortodoxa, aunque “requeriría flexibilidad en la idea de que eventos físicos y mentales ocurren sólo cuando ambos se juntan”.

La teoría física clásica solo puede evadir el problema, y los físicos clásicos solo pueden trabajar para desacreditar la intuición definiéndola como un producto de la confusión humana, dijo Stapp. En lugar de eso, la ciencia debería, reconocer “los efectos físicos de la conciencia como un problema físico que necesita ser respondido en términos dinámicos”.

Cómo este entendimiento afecta el tejido moral de la sociedad

Por otra parte, es imperativo para mantener la moral humana considerar a la gente como algo más que solo máquinas de carne y hueso.

En otro artículo, titulado “Atención, intención y voluntad en la física cuántica”, Stapp escribió: “Ahora se volvió ampliamente apreciada la asimilación del público en general de esta visión “científica”, de acuerdo con la cual cada ser humano es básicamente un robot mecánico, la cual parece tener un impacto significativo y corrosivo en el tejido moral de la sociedad”.

Escribió sobre “la creciente tendencia de la gente a exonerarse a sí misma argumentando que no soy “yo” quien está equivocado, sino algún proceso mecánico interno: “mis genes, me hicieron hacerlo”; o “mi alta glucosa en la sangre me hizo hacerlo”. Evoca la famosa defensa por demencia que sacó a Dan White después de cinco años de haber asesinado al alcalde de San Francisco George Moscone y al supervisor Harvey Milk”.

http://www.lagranepoca.com/32330-fisico-explica-que-puede-existir-alma

¿Es la velocidad de la luz más lenta de lo que pensamos? –

Referencia: ScienceAlert.com,

Una explosión de supernova de hace 25 años podría proporcionar evidencias de que cualquier medición usando la velocidad de la luz resulta errónea.


Un nuevo documento revisado por pares por el físico James Franson, de la Universidad de Maryland en EE.UU., ha causado un gran revuelo entre la comunidad de físicos. Publicado en el New Journal of Physics. Dicho documento sugiere que la velocidad de la luz, según lo descrito por la teoría de la relatividad general, es más lenta de lo que originalmente se pensaba.

De acuerdo con la teoría de la relatividad general, la luz viaja en el vacío a una velocidad constante de 299.792.458 metros por segundo. La velocidad de la luz, o el número de años de luz, es con lo que medimos prácticamente todo en el universo, por lo que es muy importante que lo hagamos bien.

La investigación de Franson está basada en las mediciones tomadas de la supernova SN 1987A, que colapsó y explotó en febrero de 1987. Los físicos comprobaron el colapso de esta supernova recogiendo la presencia de fotones y de neutrinos de la explosión, pero, como señala Bob Yirka en Phys.org, Había un problema.

Los físicos registraron un momento extraño para la llegada de los fotones. Según sus cálculos, se suponía que los fotones llegarían tres horas más tarde que los neutrinos y que mantendrían el mismo ritmo, ya que viajaban a través del espacio. Pero llegaron 4,7 horas más tarde. Tal vez los fotones fueron emitidos más lentos de lo esperado, sugierieron algunos científicos, o quizás la velocidad de viaje de los neutrinos era más lenta de lo que se esperaba. La teoría más popular es que los fotones vinieron de alguna otra fuente.

Pero lo que si vinieron de la explosión de la supernova, dice Franson, su tardía llegada se explica por una ralentización de la luz conforme viajaba, debido a una propiedad de fotones conocida como “polarización del vacío‘. La polarización del vacío describe un proceso en el que un campo electromagnético hace que un fotón se divida en un positrón y un electrón en un instante, cambia la corriente y la carga del campo electromagnético y luego vuelven a unirse en un fotón.

Yirka explica por qué esto es importante:

«Eso debería crear un diferencial gravitatorio entre un par de partículas, teoriza Franson, las cuales, tendrían un impacto energético pequeño cuando se recombinan, lo bastante para causar una ligera desaceleración durante el viaje. Si tal división y recombinación ocurre muchas veces con muchos fotones, en un viaje de 168.000 años luz, la supuesta distancia entre nosotros y la SN 1987A, se puede colegir fácilmente una demora de hasta 4,7 horas.»

Si la teoría de Franson es correcta, cada distancia medida por años luz está mal, incluyendo la distancia del Sol y lo que distan las galaxias de la Tierra. En algunos casos, dice Yirka, los astrofísicos tendrían que empezar de nuevo desde cero.


- Fuente:  Phys.org, por Bob Yirka .
- Imagen: Supernova 1987A, vista su luz desde diferentes longitudes de onda. De ALMA / NASA - See more at: http://bitnavegante.blogspot.com.es/2014/06/es-la-velocidad-de-la-luz-mas-lenta-de.html#sthash.4wD2ORhP.dpuf

Unas ecuaciones revelan los ritmos rebeldes de la naturaleza

Científicos británicos profundizan matemáticamente en la pérdida de sincronía en conjuntos de osciladores que hacen posible, por ejemplo, que el corazón lata

El ritmo del corazón o el funcionamiento de nuestro cerebro depende de redes de unidades (osciladores) que trabajan de manera coordinada. Pero, a veces, esa coordinación se rompe, pudiendo producir trastornos en los sistemas. Un equipo de físicos británicos ha logrado profundizar y comprender mejor esas faltas de síncronía, lo que, según ellos, “abre las puertas a muchas nuevas investigaciones, y traerá la comprensión mejorada de varias áreas aparentemente muy diferentes de la ciencia”.


Imagen: JoLin. Fuente: PhotoXpress.

Imagen: JoLin. Fuente: PhotoXpress.
Los físicos están usando ecuaciones para revelar las complejidades ocultas en el cuerpo humano. Desde los latidos de nuestros corazones hasta el funcionamiento de nuestro cerebro, muchos sistemas en la naturaleza dependen de conjuntos de ‘osciladores’ perfectamente coordinados; que constituyen auténticos sistemas rítmicos que trabajan colaborativamente, como las células del músculo cardíaco.

Cuando diversos agentes actúan de esta forma, se producen grandes efectos. Por ejemplo, la cooperación entre las neuronas genera ondas cerebrales y cognición o las contracciones sincronizadas de las células cardíacas hacen que el corazón se contraiga y bombee la sangre a todo el cuerpo… Pero, a veces, estas oscilaciones no funcionan correctamente.

¿En qué consisten esos trastornos “rítmicos”? Científicos de la Universidad de Lancaster, en el Reino Unido, informaron la semana pasada en la revista Nature Communication de la posibilidad de que existan “estados vítreos” y un fenómeno al que han bautizado como “super-relajación” en las pequeñas redes de osciladores del cerebro, el corazón, y otras unidades oscilantes.

La fórmula de la sincronización

Para estudiar estos fenómenos, los científicos aplicaron un nuevo enfoque a un conjunto de ecuaciones propuestas por el científico japonés Yoshiki Kuramoto en la década de 1970. Dichas ecuaciones y sus soluciones constituyen actualmente un modelo matemático que describe la sincronización.

Con su teoría, Kuramoto demostró que era posible, en principio, predecir las propiedades de un sistema como un todo, a partir del conocimiento de la forma en que sus osciladores interactuan entre sí.

Así, al observar cómo las células del músculo cardiaco interactúan, se puede deducir si el corazón completo se contraerá correctamente, y si bombeará bien la sangre. Del mismo modo, al observar cómo las neuronas del cerebro interactúan, se pueden comprender los orígenes de fenómenos de todo el cerebro, como los pensamientos, los sueños, la amnesia o los ataques epilépticos.

Hay que recordar que las redes extensas de osciladores acoplados existen no solo en la naturaleza, sino también en muchas ramas de la ciencia -por ejemplo, los láseres no funcionarían si sus osciladores atómicos no actuasen al unísono-, por eso (también) el conocimiento de los osciladores resulta tan importante.


Fenómenos desvelados

La teoría de Kuramoto, sin embargo, ha presentado algunos problemas no clarificados durante décadas, como la existencia y propiedades de un “estado vítreo” en los osciladores, explican los autores del estudio en Nature Communication, que conlleva una descoordinación de los osciladores.

El trabajo de los físicos Dmytro Iatsenko, Peter McClintock y Aneta Stefanovska ha logrado aclarar algo justo a este respecto: ha establecido las condiciones en las que el comportamiento “vítreo” puede darse, generando un trastorno de la síncronía.

Asimismo, los científicos han descubierto un nuevo e intrigante fenómeno en las redes de osciladores, al que se refieren como “super-relajación”. Consiste en la falta de interacción entre los osciladores, lo que conlleva una incoherencia, también un “desorden síncrono”.

Aún más preguntas que respuestas

Estos resultados plantean preguntas intrigantes, como ¿qué significa que las neuronas de un cerebro alacancen un estado vítreo? Dmytro Iatsenko admitió que sus resultados plantean más preguntas que respuestas.

“Todavía no está del todo claro lo que podría significar si, por ejemplo, que esto ocurra en el cuerpo humano, pero si las neuronas del cerebro pueden alcanzar un” estado vítreo”, esto podría tener alguna conexión fuerte con estados mentales o con determinados trastornos”. explica en un comunicado de la Universidad de Lancaster.

Aneta Stefanovska señala por su parte que: “Con una población de osciladores, el momento exacto en que ocurre algo es mucho más importante que la fuerza de cualquier evento individual. Este nuevo trabajo revela cambios exóticos que pueden suceder en oscilaciones a gran escala, como resultado de las alteraciones en las relaciones entre osciladores microscópicos. Dado que las oscilaciones ocurren en miríadas de sistemas de la naturaleza y de la ingeniería, estos resultados tienen una amplia aplicabilidad”.

Así que, a pesar de las cuestiones pendientes, los científicos concluyen que “nuestros descubrimientos ofrecen la posibilidad de crear estados vítreos y de observar la super-relajación en sistemas reales”.

El profesor Peter McClintock añade: “El resultado de este trabajo abre las puertas a muchas nuevas investigaciones, y traerá la comprensión mejorada de varias áreas aparentemente muy diferentes de la ciencia”.


Referencia bibliográfica:

D. Iatsenko, P.V.E. McClintock, A. Stefanovska. Glassy states and super-relaxation in populations of coupled phase oscillatorsNature Communications (2014). DOI: 10.1038/ncomms5118.

http://www.tendencias21.net/Unas-ecuaciones-revelan-los-ritmos-rebeldes-de-la-naturaleza_a34937.html

Teóricos del bosón de Higgs aseguran que el universo no debería existir

El universo no debería existir, afirman cosmólogos británicos. Según su estudio, tras el Big Bang el universo debería haber colapsado en cuestión de microsegundos.

El investigador y coautor del estudio, Robert Hogan, del King College de Londres, asegura que durante los inicios del universo se produjo una inflación cósmica, es decir, una rápida expansión del universo. Según explicó, dicha expansión provocó un temblor que debería haber desencadenado el colapso del universo. 

Para llegar a esta conclusión, los físicos analizaron las observaciones del telescopio BICEP2, ubicado en la Antártida, los conocimientos de las propiedades de la inflación cósmica y los rasgos del bosón de Higgs. Con estos datos, Hogan y el físico Malcolm Fairbairn, también del Kings College de Londres, trataron de recrear las condiciones de la inflación cósmica después del Big Bang. 

Las observaciones del BICEP2 apuntan a que el universo experimentó un gran impulso durante la fase de la inflación cósmica, que hubo una intensa fluctuación en su campo energético y el cosmos fue arrastrado hacia el denominado valle del campo de Higgs en una fracción de segundo. No obstante, si ese hubiera sido el caso, el universo tal y como lo conocemos hoy habría colapsado rápida e inevitablemente, señala la investigación.

Todo parece apuntar a que se han cometido fallos en algún cálculo llevado a cabo hasta la fecha o que los estudios carecen de algún ‘ingrediente’.

“Estamos aquí hablando de ello”, aseguró Hogan al portal Live Science. “Eso significa que tenemos que extender nuestras teorías para explicar por qué esto no sucedió”. 

En su opinión, es posible que las últimas teorías de la física no se hayan incluido en los cálculos. Otros investigadores sugieren que la información referente a la inflación cósmica no es del todo precisa y que el modelo de Hogan y Fairbairn necesite, por lo tanto, ser adaptado.

http://actualidad.rt.com/ciencias/view/131964-boson-higgs-universo-existir-big-bang

Científicos descubren una propiedad oculta del oro

¡¡ Curioso!! descubren ahora lo que las tablillas sumerias decían hace 6.000 años

Un grupo de científicos ha encontrado nuevas cualidades del oro, un metal noble tradicionalmente considerado poco interesante químicamente debido a su escasa capacidad de reaccionar con otras sustancias. La clave estaría en sus nanopartículas.

Los investigadores de la Escuela de Química de la Universidad de Cardiff, en Gales, aseguran que cuando se desglosa en nanopartículas que contienen solo unos cuantos cientos de átomos se hace muy reactivo.

“El oro ha sido tema de fascinación humana por milenios, en gran parte debido a su resistencia a la corrosión y su belleza duradera”, señala el profesor Graham Hutchings, director del Instituto de Catálisis de Cardiff (CCI). “Sin embargo, cuando se desglosa en nanopartículas que contienen solo unos pocos cientos de átomos, no solo cambia el color, sino que también se vuelve muy reactivo”.

Lea también: Crean una empresa para convertir la chatarra electrónica en oro
 
Hutchings resaltó que su investigación sobre el efecto de las nanopartículas de oro en los procesos químicos y biológicos indica que en esta forma reducida “las reacciones del oro son más rápidas, más fáciles y energéticamente más eficientes que muchos otros catalizadores”.

La catálisis es una tecnología que se aplica aproximadamente a entre el 80% y el 90% de todos los bienes manufacturados. El fenómeno implica un material, que no es uno de los reactivos, que acelera la reacción química deseada sin la necesidad de un aumento de la temperatura. Los catalizadores usados comúnmente, como aquellos que contienen mercurio, han demostrado ser dañinos para el entorno e incluso perjudiciales para la salud humana.

El profesor Hutchings cree que el oro tiene el potencial de salvar vidas, mejorar la salud humana y limpiar el medio ambiente. “Demasiados procesos crean demasiados residuos y producto insuficiente. Mediante la introducción de un catalizador de oro, podemos reducir la cantidad de residuos y aumentar la productividad en beneficio de una serie de procesos”, según cita Phys.org.

Uno de los descubrimientos iniciales que hicieron en Gales es que el oro es el mejor catalizador para la formación de cloruro de vinilo, el ingrediente principal para la producción de PVC, y tiene el potencial de reemplazar al catalizador de mercurio dañino para el medio ambiente, lo que sería un gran beneficio para la sociedad.

http://actualidad.rt.com/ciencias/view/131796-oro-catalizador-propiedad-oculta

vania Las resonancias Schumann y el día de 16 horas

En internet uno se puede encontrar con todo tipo de teorías conspirativas e ideas descabelladas, pero una que hable sobre el acortamiento del día de 24 horas a tan sólo 16, parece superar nuestro umbral de asombro. Según los amantes de las explicaciones alternativas, “la elevación del latido o frecuencia base de la Tierra, llamada resonancia Schumann acorto la duración del día a 16 horas”.

A usted ¿no le parece que el día ya no le alcanza para nada? ¿No se siente más ansioso y estresado? Antes, podíamos ir al trabajo, volver a casa, visitar a los amigos, ir un par de horas a ejercitar al gimnasio y hasta nos hacíamos  tiempo para mirar una película. Ahora, cuando uno se concentra en alguna tarea… se le hizo de noche. ¡El día parece durar menos! Existe un mito obligado en cualquier página new age que afirma que las “ondas Schumann” han elevado la frecuencia de vibración de nuestro planeta, acortando el día de 24 a tan sólo 16 horas. ¿Será así?

Qué son las Ondas Schumann

Las resonancias Schumann son un conjunto frecuencias del espectro electromagnético (ELF), aproximadamente equiespaciadas, cuyo primer armónico se ubica cerca de los 7Hz. Se trata de un fenómeno natural en el cual la superficie de la Tierra y la ionosfera actúan como cavidad resonante y la misma, al ser excitada por relámpagos, produce una onda electromagnética estacionaria cuyo modo fundamental se encuentra en 7,83Hz (la longitud de onda es igual a la circunferencia de la Tierra) y con sobretonos en múltiplos de 6,5Hz aproximadamente. Tienen particular importancia en la infraestructura eléctrica, dado que el noveno armónico cae en 59,9Hz, muy cercano a la frecuencia de red de algunos países. También resultan de interés en el estudio de ciertos fenómenos atmosféricos. Winfried Schumann predijo su existencia en 1952, luego confirmada experimentalmente por Schumann y König en 1954.

Ninguna relación con las ondas alfa

Las ondas α (alfa), también llamadas  ondas de Berger, son oscilaciones electromagnéticas en el rango de frecuencias de 8 a 12 ciclos por segundo que surgen de la actividad eléctrica sincrónica y coherente de las células cerebrales de la zona del tálamo y son detectadas mediante electroencéfalogramas.  Algunos pseudoinvestigadores sostienen que debido a su proximidad con las ondas cerebrales, las resonancias Schumann podrían afectar algunas funciones biológicas.
Herbert König, profesor de física en la Universidad Técnica de Munich,  estudió  junto con Winfried Schumann las ondas que llevan su nombre. König, más inclinado a las creencias pseudocientíficas, intentó demostrar la relación de las ondas Schumann con aspectos biológicos y cómo podrían afectar a los seres vivos [también intentó demostrar la radiestesia mediante la existencia de campos de energía desconocidos en la publicación de Wünschelruten Report en 1989, lo que le valió muchas críticas].

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