En su breve poema “Cuando escuché al docto astrónomo”,  Walt Whitman relata una velada en una conferencia científica. Aquello todo eran Cifras y demostraciones que llenan la estancia y crean un ambiente opresivo, y asfixiante. Ninguna explicación sugerente y mágica que, de alguna manera, mantuviera despierta la curiosidad del oyente y, sobre todo, cuestiones sugerentes y misteriosas que despertaran su imaginación.

“hasta que me levanté y me escabullí, salí a pasear en soledad

bajo la mística niebla de la noche, y de vez en cuando,

alzaba la mirada a las estrellas en absoluto silencio.”

 

 

 

 

Pese a que fue escrito hace más de un siglo el poema de Whitman, sigue hallando eco entre un público contemporáneo sorprendentemente grande. A todos nos gusta escuchar a los científicos que saben explicar, de manera sencilla, cuestiones difíciles relativas al universo, a la materia, y a las leyes que todo lo rigen. Si el orador, tiene talento para desgranar los temas con esa forma de cuento de niño, que sin embargo, está lleno de una cantidad ingente de datos presentados de una manera mágica que los lleve al asombro y a la maravilla, entonces, nadie se aburre, todos están “enganchados” en el hilo de lo que allí se cuenta y, de alguna manera, se produce la simbiosis entre orador y público, de tal manera que, se puede oír el vuelo de una mosca, tal es el silencio y la alta atención que se presta cuando lo que se oye, nos gusta y nos enseña.

Nuestro Universo está repleto de maravillas que desconocemos y, a medida que nos vamos adentrando en sus secretos, sentimos crecer la adrenalina y el asombro desaparece para dar paso a la maravilla y la sorpresa de todo lo que la Naturaleza puede hacer.

Pero, ¿es realmente cierto que la ignorancia supera al conocimiento como camino más directo hacia el asombro? Bueno, lo cierto es que, nos asombra todo aquel fenómeno que no llegamos a comprender y nos sorprendemos de su existencia de la que no tenemos una explicación. A medida que aprendemos, el Asombro Decrece en la misma proporción que la ignorancia para dar paso al conocimiento que, no pocas veces resulta ser, una realidad mágica de la que la Naturaleza está repleta y, nosotros, sólo tenemos que descubrirla para poder disfrutar de tales maravillas.

Cuando puedo admirar la imagen de n magnetar, me siento transportado a regiones lejanas del espacio en las que, ese magnetar o magnetoestrella (que es una estrella de neutrones alimentada con un campo magnético extremadamente fuerte y, Simplemente se trata de una variedad de púlsar cuya característica principal es la expulsión, en un breve período -equivalente a la duración de un relámpago-, de enormes cantidades de alta energía en forma de rayos X y rayos gamma. ), ha surgido a partir de una estrella masiva y se ha conformado como un extraño objeto exótico que nos produce sorpresa y admiración al ver como, a partir de una cosa totalmente diferente, por medio de transiciones de fase de diversa índole, se llega a formar otro objeto totalmente distinto del que fue.

Allí, los rayos Gamma están formados por fotones pertenecientes al extremo más energético del espectro electromagnético, seguidos de los rayos X y, a continuación, de los rayos ultravioleta. Si los rayos X expulsados por el magnetar son de alta intensidad recibe entonces el nombre de “púlsar anómalo de rayos X”, (en inglés “anomalous X-ray pulsars”, o su acrónimo AXPs). Si los rayos expulsados pertenecen al espectro Gamma de más alta intensidad, reciben el nombre de “repetidores de gamma suave”, SGRs del inglés “soft gamma repeater”.

De la misma manera, si miro el cráneo de Lucy y sus huesos diminutos,  cuidadosamente dispuestos para su exhibición en la vitrina de un museo, y, a su lado, puedo contemplar una también minuciosa reconstrucción de lo que Lucy fue en vida. No puedo evitar (ni quiero) que mi imaginación “vuele” hasta las cálidas sabanas africanas en la que se gestó la Humanidad hace tres mil millones de años.

Si pienso en los grandes reptiles del Jurásico, de inmediato me veo transportado a un tiempo en el que, los bosques mesozoicos por los que discurrían aquellas bestias prodigiosas, eran también un prodigio de exuberancia en la Naturaleza.

Así, tanto si miramos al espacio interestelar en las regiones lejanas del Universo, como si lo hacemos en las capaz profundas del planeta, encontramos los fósiles de estrellas o de seres vivos que nos cuentan lo que allí pasó. La información queda, y, por nuestra parte, lo único que tenemos que hacer es aprender, para poder leer los “infinitos mensajes” que, por todas partes, podemos encontrar para que nos cuenten lo que pasó y nos den una pista de lo que pasará.

¿Os imaginais, si pudiéramos conocer toda la historia científica de la creación? Sería una narración apasionante que, correcta y sencillamente explicada, nos ayudaría a conocer de dónde venimos y, casi, por definición, hacia dónde vamos. Todos hemos llegado a comprender que, el “milagro biológico” ha sido posible gracias a una conjunción de situaciones presentes en el conjunto del Sistema Solar que, escogió (por Azar) al planeta Tierra para que, en él, surgiera la Vida después de cuatro mil años de evolución. Somos parte de ese legado y, al tratar de comprender ese legado, hemos comenzado a dar los primeros pasos para poder llegar a saber, algún día, nuestro propio lugar en este mundo y, posiblemente, el el Universo.

Puede parecer mentira pero, todo, comenzó con aquella primera célula replicante. Las bacterias, los protozoos, los invertebrados, los peces…y, así, evolucionando a través de miles de años, pudimos llegar aquí nosotros que, por esa especie de “loteria” químico-biológica, se conformó primero en el protoplasma de la vida y, más tarde, de él, pudo surgir la primera señal, el primer exponente de eso que llamamos vida. Todo un logro de la Naturaleza que, a partir de la “materia inerte”, nos trajo aquí y, seguramente, de la misma manera, lo habrá hecho una y miles de veces en otros planetas lejanos que nos quedan por descubrir. Creo que estamos bien acompañados pero las familias están muy distantes las unas de las otras.

El entusiamo que en mi cerebro injerta todos estos temas, me lleva a preguntarme muchas cuestiones y situaciones y, una de ellas, es esa pregunta de cómo serán “ellos” qué aspectos de la biología terrestre nos unirán con todos aquellos que, como nosotros en la Tierra, habiten un planeta desde el que, se asombren al ver las estrellas y se hagan las mismas preguntas que nos hacemos nosotros?

Pero, ¿cómo llegaremos a comprender acontecimientos que pudieron suceder hace más de mil millones de años o más? Una cosa es saber que en las llanuras mareales de hace mil quinientos millones de años vivían bacterias fotosintéticas, y otra muy distinta es entender como se infiere que unos fósiles microscópicos pertenecden a bacterias fotosintéticas, cómo se averigua que las rocas que los rodean se formaron en antiguas llanuras mareales y cómo se estima que su edad es de mil quinientos millones de años.

Como estamos inmersos en una empresa Humana que va encaminada a conseguir los conocimientos necesarios de todo esto para poder, de una manera científica, poder explicar las cuestiones que más nos afectan y conciernen y, en tanto que empresa humana, éste es también un relato de exploración que se extiende desde el espacio interior de las moléculas a ese otro espacio que llamamos exterior, fuera de nuestro ámbito del Sistema solar, allí donde residen las galaxias lejanas, mundos nuevos, y objetos tan extraños y exóticos como lo pueden ser los magnétares, los púlsares, las estrellas de neutrones (todos lo mismo presentados en diferentes formas), o, los agujeros negros.

No quiero cerrar este trabajo sin dejar (aunque sea de pasada) un recuerdo a esos minúsculos “seres” que, sin duda alguna, han contribuído y siguen contribuyendo a la coevolución de la Tierra y la Vida. Tanto los organismos como el ambiente han ido cambiando drásticamente con el paso inexorable del Tiempo, a menudo de forma concertada. Los cambios de clima, la geología e incluso la composición de la atmósfera y de los océanos han influído de manera directa en la evolución. De la misma manera, las innovaciones tecnológicas de nuestra Sociedad Moderna, también influye, a su vez, en la historia del Medio Ambiente.

Todo esto que aquí hemos contado de manera sencilla y procurando no profundizar en demasía, nos puede llevar a la convicción de que, no estamos sólos, de que las leyes del Universo se repiten de la misma manera en todas partes y, en consecuencia, en todas partes ocurren las mismas cosas. Por otra parte, deberíamos considerar a nuestro planeta y (¿por qué no?) a la estrella que nos acompaña, como “seres vivos” que, a su manera, procuran cuidar de nosotros y, para ello, nos ofrecen lo mejor que tienen. Aunque, no siempre nosotros seámos conscientes de ello.

¡Merluzos! Al fin y al cabo… ¡La Humanidad! ¿Cambiará alguna vez?

emilio silvera

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Bajo presión se expande en lugar de comprimirse, generando estructuras porosas con múltiples aplicaciones potenciales

Los investigadores de este Laboratorio parecen estar desafiando a las leyes de la física al haber encontrado una manera de ejercer presión para conseguir que un material se expanda en lugar de comprimirse, como cabría esperar.

“Es como apretar una piedra y que se forme una esponja gigante”, explica Karena Chapman, químico del Departamento de Energía de EEUU en un comunicado del Argonne National Laboratory.

“Se supone que los materiales se adensan y se compactan bajo presión. Pero estamos viendo justo lo contrario. El material que hemos sometido a presión (con la nueva técnica) tiene la mitad de densidad que en su estado original. Esto contradice las leyes de la física “, añade la investigadora.

Como este comportamiento parecía imposible, Chapman y sus colaboradores pasaron varios años haciendo pruebas hasta llegar a creer lo increíble. En cada uno de sus experimentos, obtuvieron los mismos resultados asombrosos.

Posibles aplicaciones

El descubrimiento realizado no sólo podría hacer que se reescribiesen los libros de texto de ciencias, sino que además podría duplicar la variedad de materiales con estructuras porosas disponibles para fabricación, funciones sanitarias o de sostenibilidad ambiental.

Estos nuevos materiales, con orificios parecidos a los de las esponjas, podrían usarse para atrapar, almacenar y filtrar otros materiales. La forma de sus agujeros permite que éstos sean selectivos con moléculas específicas y, en consecuencia, puedan funcionar como filtros de agua, como sensores químicos o como medio de almacenamiento de compresión, por ejemplo, para el secuestro del dióxido de carbono de células de combustible de hidrógeno.

Además, adaptando las velocidades de liberación de los materiales “atrapados” en los agujeros, se podría “dirigir” el suministro de fármacos o determinar el inicio de reacciones químicas que produzcan de todo, desde plásticos hasta alimentos. Los detalles de este avance han sido publicados en el Journal of the American Chemical Society.

Los científicos pusieron cianuro de Zinc – Zn(CN)2 – en una celda de yunque de diamante, que es un dispositivo utilizado en experimentos científicos que permite comprimir una pequeña pieza (de tamaño sub-milimétrico) de material hasta presiones extremas. Luego introdujeron todo en el Advanced Photon Source (APS), una fuente de radiación sincrotrón de rayos X ubicada en el Argonne National Laboratory.

En este entorno, el cianuro de Zinc fue sometido a altas presiones – de entre 0,9 y 1,8 gigapascales, el equivalente a entre 9.000 y 18.000 veces la presión atmosférica a nivel del mar-. Este nivel de presión está dentro del marco de presión reproducible por la industria en sistemas de almacenamiento a granel.

Aplicando distintos fluidos en torno al material a medida que éste era sometido a la presión, los científicos consiguieron crear cinco nuevas fases de material. Dos de éstas mantuvieron su capacidad porosa bajo una presión normal.

El tipo de fluido utilizado en el proceso determinó la forma de los poros generados. Esta es la primera vez que se consigue, con presión hidrostática, hacer que un material denso se transforme en un material poroso. “Este descubrimiento probablemente doble la cantidad de materiales porosos disponibles, lo que ampliará en gran medida su uso en farmacia, en el secuestro o separación de materiales o en catálisis”, afirma Chapman.

Estado de los electrones en el cristal de metal líquido formado a partir de cemento. Fuente: Argonne National Laboratory.

También han transformado el cemento en metal

El pasado mes de mayo, el Argonne National Laboratory publicaba otro avance en formación de materiales muy llamativo: el descubrimiento de una fórmula que permite convertir el cemento líquido en metal líquido.

Aplicando un proceso conocido como captura electrónica, los científicos lograron transformar el cemento en un semiconductor, lo que permitiría usarlo en el sector de la electrónica para crear películas finas, revestimientos de protección o chips computacionales.

Este “nuevo” cemento tiene además propiedades muy positivas, como una mejor resistencia a la corrosión que un metal tradicional, menor fragilidad que los cristales, menor pérdida energética, y una fluidez mayor, que favorece su procesamiento y su moldeamiento.

Para su obtención, los investigadores sometieron la mayenita‎ (un componente de los cementos de alúmina) a diferentes atmósferas y a temperaturas de 2.000 ºC usando un haz de láser. Todo se hizo con un levitador aerodinámico que evitó que el líquido resultante tocara cualquier superficie del contenedor (este tipo de levitación permite establecer variaciones en la presión ejercida por gases para mantener los objetos en una posición estable).

Una vez enfriado, el líquido formó unos cristales que pueden capturar los electrones de la manera que precisa la conducción electrónica. Los electrones atrapados proporcionaron un mecanismo de conductividad similar al que permiten los metales.

Los científicos señalaron en este caso que comprender cómo el cemento puede convertirse en metal líquido abre la posibilidad de convertir otros sólidos de aislamiento en semiconductores que funcionen a temperatura ambiente. Los resultados de este otro estudio aparecieron en la revista Proceeding of the National Academy of Sciences.

Referencias bibliográficas:

Saul H. Lapidus, Gregory J. Halder, Peter J. Chupas, Karena W. Chapman. Exploiting High Pressures to Generate Porosity, Polymorphism, And Lattice Expansion in the Nonporous Molecular Framework Zn(CN)2. Journal of the American Chemical Society (2013). DOI: 10.1021/ja4012707.

Jaakko Akolaa, Shinji Koharad, Koji Oharad, Akihiko Fujiwarad, Yasuhiro Watanabee, Atsunobu Masunoe, Takeshi Usukif, Takashi Kubog, Atsushi Nakahirag, Kiyofumi Nittad, Tomoya Urugad, J. K. Richard Weberh y Chris J. Benmorei. Network topology for the formation of solvated electrons in binary CaO–Al2O3 composition glasses. PNAS (2013). DOI: 10.1073/pnas.1300908110.

Recomendado por el contertulio Don Julian Luque.

Fuente: Tendencias21 Una publicación de temas científicos que lleva a cabo una buena divulgación de todo lo que en el mundo de la Ciencia se mueve.

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