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La Ciencia es siempre sorprendente

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A la izquierda, muestra de GFP, a la derecha, su origen: algunas medusas

A la izquierda, muestra de GFP, a la derecha, su origen: algunas medusas – Northwestern University.
Logran un comportamiento cuántico a partir de un sistema biológico por vez primera. Un equipo de científicos han creado por primera vez una situación de entrelazamiento entre los fotones liberados por un sistema biológico, una proteína llamada “Green Fluorescent Protein” o GFO.

 

El mundo de la Mecánica Cuántica, la parte de la física que estudia cómo la luz y la materia se comportan en las escalas más pequeñas, no puede ser más desconcertante. Está repleto de realidades familiares para los científicos pero «imposibles» para el resto de los mortales. Una de ellas es lo que Einstein llamó la «fantasmagórica reacción a distancia», un fenómeno que le permite a los fotones «comunicarse» entre sí al instante, sin importar a qué distancia estén: se trata del llamado entrelazamiento cuántico.

Resultado de imagen de Entrelazamiento cuántico en un sistema biológico

Recientemente, una investigación publicada en Nature Communications ha logrado crear, por primera vez, un entrelazamiento cuántico a partir de un sistema biológico. Un estudio dirigido por Prem Kumar, investigador en la Universidad del Noroeste (Illinois, EE.UU.) ha conseguido vincular la polaridad de dos fotones, liberados por una proteína, la «Green Fluorescent Protein» o GFP, a distancia. Esto podría abrir la puerta a desarrollar herramientas biológicas capaces de aprovecharse de la Mecánica Cuántica o ampliar el conocimiento sobre los sistemas vivos.

Resultado de imagen de La cuántica en los sistemas vivos

«¿Podemos usar las herramientas cuánticas para aprender sobre Biología?», se preguntó en un comunicado Prem Kumar. «Muchos se han hecho esta misma pregunta durante mucho, mucho tiempo, desde el nacimiento de la Mecánica Cuántica. La razón por la que estamos tan interesados en esto es porque podría permitir desarrollar aplicaciones impensables de otra forma».

 

 

 

 

Hace unos 75 años, el Nobel Erwin Schrödinger, famoso por su gato cuántico, se preguntó si la Mecánica Cuántica tenía algún papel en la biología. Es decir, si las partículas que forman parte de los seres vivos tienen un comportamiento cuántico que influya en su funcionamiento. Aún no hay una respuesta clara, pero la investigación de Kumar apunta en la dirección de que sí.

¿Una máquina cuántica y biológica?

 

 

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En este estudio los investigadores usaron las GFP, proteínas usadas en investigación de forma rutinaria, y caracterizadas por emitir fluorescencia y por provenir de medusas. A partir de ellas, intentaron que los fotones que emitían exhibieran el fenómeno del entrelazamiento cúantico, a través de su interacción con otras ondas de luz para «sintonizarlas».

Gracias a esto, los investigadores lograron que al medir el estado de dos fotones separados y distintos, el resultado fuera siempre el mismo. Así es precisamente como se trabaja en la comunicación cuántica y en el teletransporte cuántico de información, y también en el desarrollo de los futuros ordenadores cuánticos.

Resultado de imagen de Teletransporte cuántico

                                  Si nos dejan evolucionar… ¡Todo llegará!

Por este motivo, muchos científicos trabajan en crear sistemas cuánticos entrelazados cada vez más grandes y compuestos por más átomos o fotones. El laboratorio de Kumar ha tratado de hacer algo similar pero a partir de un substrato biológico: en este caso una proteína.

En este caso, los autores lograron entrelazar la polaridad de parejas de fotones. También descubrieron que la estructura de la proteína es capaz de evitar que el entrelazamiento se pierda por su interacción con el entorno.

Resultado de imagen de Polarización vertical

«Cuando medí la polarización vertical de una partícula, sabía que el resultado iba a ser el mismo en la otra», explicó Prem Kumar. «Si medía la polarización horizontal, podía predecir la polarización horizontal de la otra. En definitiva, creamos un estado entrelazado que correlacionó todas las posibilidades simultáneamente».

Una vez que han demostrado que es posible crear un entrelazamiento cuántico a partir de partículas biológicas, los investigadores tratarán de construir una máquina cuántica con un substrato biológico. Después, intentarán averiguar si este sistema puede llegar a ser más eficaz que los artificiales

La incognita de la presencia de Vida fuera de la Tierra

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Noticias    ~    Comentarios Comments (0)

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¿Estamos realmente a un paso de hallar vida fuera del espacio exterior?

 

Publicado: 19 abr 2014  GMT
NASA

El descubrimiento de Kepler-186f abre la posibilidad de que exista un planeta similar al nuestro con agua y vida. Parece contar con las características necesarias para ser el ‘primo’ de la Tierra. Pero ¿estamos cerca de determinar si hay vida allí?

La NASA confirmó este jueves el descubrimiento en la constelación del Cisne de un planeta de un tamaño aproximado al de la Tierra en el que podría existir agua en forma líquida: el Kepler-186f.
© nasa.gov
El telescopio espacial de la NASA Kepler, lanzado en 2009, ha sido responsable de este último hallazgo cósmico. De hecho, gracias a este telescopio se conoce que en realidad es muy común hallar planetas del tamaño de la Tierra en nuestra galaxia, apunta un artículo del portal Policy.mic. Sin embargo, la mayoría de ellos son demasiado calientes o demasiado fríos como para ser habitables. Es el caso de Kepler-20e, un planeta del tamaño del nuestro en el cual la temperatura de la superficie ronda los 1.400 grados.
© nasa.gov
NASA

El telescopio Kepler también ha descubierto muchos planetas en las denominadas ‘zonas habitables’ de sistemas estelares. No obstante, muchos de ellos, como Kepler-22b, son mucho más grandes que la Tierra y, de acuerdo con los científicos, es poco probable que estos planetas tengan superficies rocosas y seguramente las componen capas líquidas o gaseosas. Aunque los científicos desconocen la composición de Kepler-186f, las observaciones realizadas de otros exoplanetas sugieren que aquellos planetas cuyas dimensiones son similares a las de la Tierra son más propensos a tener una composición rocosa.

 

Tamaño ideal y distancia necesaria de su sol, pero…

 

Cuenta con el tamaño adecuado y se encuentra a una distancia adecuada de su sol, ¿significa eso que en Kepler-186f podría haber vida como en la Tierra? Según los científicos, estas características no garantizan que un planeta sea habitable. Así, es crucial recopilar más información para dar una respuesta a esa pregunta.

Uno de los datos más importantes es conocer la composición de las atmósferas de exoplanetas como Kepler-186f. Y es que la atmósfera desempeña un papel clave para determinar si protege la superficie de la radiación solar, si regula la temperatura del planeta y si es habitable o no. Venus, por ejemplo, es de un tamaño similar a la Tierra y orbita dentro de una zona habitable, pero su atmósfera, compuesta en su mayor parte por dióxido de carbono y una pequeña cantidad de nitrógeno, es 90 veces más pesada que la de la Tierra y es demasiado calurosa para la vida.

 

 

Esperanza puesta en el telescopio espacial James Webb y el TESS

 

En el año 2018 se lanzará al espacio el telescopio espacial de nueva generación James Webb, que precisamente estudiará la atmósfera de los exoplanetas situados fuera del sistema solar. Lamentablemente, parece poco probable que dé a conocer pronto si Kepler-186f es habitable, dado que este se encuentra a 500 años luz de la Tierra. Esto significa que la luz de su estrella es demasiado tenue como para que se logren recoger los detalles sobre su luz necesarios para descifrar más rasgos de este exoplaneta.
© mit.edu
Sin embargo, se espera que el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS por sus siglas en inglés), pueda ayudar a revelar el misterio del planeta recién descubierto. El TESS buscará a partir de 2017 planetas de varios tamaños, desde gigantes gaseosos hasta planetas análogos a la Tierra, en las zonas potencialmente habitables de varias estrellas.

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Nuestra Galaxia está cuajada de Sistemas Planetarios

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Noticias    ~    Comentarios Comments (0)

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Resultado de imagen de La Constelación de Eridanus y su estrella del mismo nombre

                      Hallado un sistema planetario similar al nuestro a tan solo 10 años luz

A bright light source at right is encircled by comets and two oval belts of debris. At left is a yellow-orange crescent of a planet.

Noticias NASA: La vida podría estar más cerca de lo que podríamos pensar. Otros sistemas planetarios pueden reunir las condiciones para ello. En un radio de unos 20 años luz del Sol, pueden encontrarse grandes sorpresas.

 

El observatorio SOFIA de la NASA, emplazado en un avión ‘jumbo’ adaptado, ha confirmado la presencia de un sistema planetario con una arquitectura parecida a la del nuestro a 10,5 años luz. El estudio ha sido publicado en ‘The Astronomical Journal’.

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Ubicado en la constelación de Eridanus del hemisferio sur, la estrella Epsilon Eridani, eps Eri para abreviar, es el sistema planetario más cercano alrededor de una estrella similar al sol temprano. Es una ubicación privilegiada para investigar cómo los planetas se forman alrededor de estrellas como nuestro sol, y también es la ubicación de la estación espacial Babylon 5 en la serie de televisión de ciencia ficción del mismo nombre.

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Estudios previos indican que Eps tiene un disco de desechos, que es el nombre que los astrónomos dan a los restos de material que sigue orbitando una estrella después de que la construcción planetaria haya terminado. Los escombros pueden tomar la forma de gas y polvo, así como pequeños cuerpos rocosos y helados. Los discos de desecho pueden ser discos anchos y continuos o concentrados en cinturones de escombros, similares al cinturón de asteroides de nuestro sistema solar y el Cinturón de Kuiper –la región más allá de Neptuno, donde residen cientos de miles de objetos rocosos.

Además, las mediciones cuidadas del movimiento de Eps Eri indica que un planeta con casi la misma masa que Júpiter circunda la estrella a una distancia comparable a la distancia de Júpiter del Sol.

Cada día que pasa vamos más lejos con la tecnología

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La Foto con mayor resolución de la historia de la Astronomía. Obtenida con una red de radiotelescopios, muestra una galaxia a 900 millones de años luz que solo veríamos si nuestros ojos tuvieran ocho veces el tamaño de la Tierra

Representación del núcleo activo de una galaxia

              Representación del núcleo activo de una galaxia – Wolfgang Steffen

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Imagen en ondas de radio de BL Lacertae. La zona más brillante (azul y blanco) corresponde al agujero negro. El color verde es el chorro de partículas que emana- IAA

Esta imagen corresponde a BL Lacertae, el núcleo activo de una galaxia situada a 900 millones de años luz con un agujero negro 200 millones de veces la masa del Sol, es la de mayor resolución de la historia de la astronomía. Ha sido captada por una colaboración internacional entre 15 antenas terrestres y la antena de la misión espacial RadioAstron (de la Agencia Espacial Rusa), en órbita alrededor de la Tierra. Que nadie espere una foto al uso, no se ha obtenido con un telescopio óptico, sino gracias a la técnica conocida como interferometría de muy larga base (VLBI por su acrónimo en inglés), que permite que múltiples radiotelescopios separados geográficamente trabajen al unísono, funcionando como un único instrumento gigantesco. Si quisiéramos verla con nuestros propios ojos, estos tendrían que ser ocho veces más grandes que la Tierra. Imposible. El trabajo, liderado por investigadores del CSIC en el Instituto de Astrofísica de Andalucía, aporta nuevas claves para el estudio de las galaxias activas.

«Al combinar por primera vez todas estas antenas hemos logrado la resolución que tendría una antena con un tamaño equivalente a ocho veces el diámetro terrestre, unos veinte microsegundos de arco», explica José Luis Gómez, investigador del CSIC en el Instituto de Astrofísica de Andalucía, que encabeza el estudio.

Visto desde la Tierra, esos 20 microsegundos de arco corresponderían al tamaño de una moneda de dos euros en la superficie de la Luna, una resolución que ha permitido atisbar «con una precisión inigualable» las regiones centrales de BL Lacertae.

 

Los núcleos de galaxias activas son los objetos más energéticos del Universo y pueden emitir de forma continua más de 100 veces la energía liberada por todas las estrellas de una galaxia como la nuestra. Estas galaxias contienen un agujero negro supermasivo de hasta miles de millones de masas solares rodeado de un disco de gas. Perpendiculares al disco hay unos chorros de partículas subatómicas que viajan a velocidades cercanas a la de la luz.

«Parece claro que los jets se originan como consecuencia de la caída de material del disco al agujero negro central, pero aún desconocemos en gran medida cómo se forma el haz de partículas y cómo se acelera», señala Gómez. La hipótesis predominante sostiene que, debido a la rotación del agujero negro y el disco, las líneas de campo magnético se «enrollan» y forman una estructura helicoidal que confina y acelera las partículas que forman los jets. El estudio de BL Lacertae ha permitido obtener la primera evidencia directa de la existencia de un campo magnético helicoidal a gran escala en un núcleo de una galaxia activa, lo que parece confirmar ese esc

Reportaje de Prensa.

La ciencia y la tecnología que asustan a EEUU

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El director de Inteligencia Nacional de EEUU firma un informe que define CRISPR y a los Viajes Espaciales, entre otros, como potenciales amenazas a su Seguridad.

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El concepto “amenaza potencial” es muy amplio según quién lo mire. Y está claro que los Servicios de Inteligencia de EEUU tienen el listón muy bajo y ven peligros donde otros sólo ven avances. Así se deduce de su Evaluación de Amenazas Mundiales (PDF), presentada la semana pasada y donde, además de las armas biológicas y otras herramientas que pueden poner en problemas al gigante americano, se incluyen avances tecnológicos y científicos vistos desde un prisma muy diferente.

Uno de los que más llaman la atención es la edición del genoma humano, una posibilidad mucho más cercana desde la popularización de la técnica CRISPR / Cas9, nombrada avance del año 2015 por la revista Science.

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“La investigación en edición genética llevada a cabo por países con estándares regulatorios o éticos distintos a los países occidentales incrementa probablemente el riesgo de creación de agente o producto biológicos potencialmente dañinos”, se puede leer en el documento firmado por el director de Inteligencia Nacional de EEUU, James R. Clapper.

En el texto se subraya que, dada la amplia distribución, el bajo coste y el rápido desarrollo de la tecnología que hace posible la edición del genoma, su uso tanto deliberado como intencionado puede tener “implicaciones para la seguridad de largo alcance”. Los avances registrados este último año han llevado a biólogos tanto americanos como estadounidenses a cuestionar la edición “irregular” de líneas celulares humanas, que podrían llevar a cambios genéticos hereditarios, se lee en el texto, aunque el apartado concluye con un llamamiento a la tranquilidad: “Los investigadores seguirán encontrando desafíos para conseguir estas modificaciones, en parte por las limitaciones técnicas inherentes al procedimiento”.

Amenazas tecnológicas

Los avances en tecnología también preocupan a los servicios de seguridad de EEUU. Internet de las cosas, o el hecho de que cada vez más objetos cuenten con una conexión a la Red, puede tener un aspecto peligroso. Aunque resaltan que este área está mejorando la eficiencia y la conservación energética, creen que muchos de estos nuevos sistemas pueden amenazar la privacidad y la integridad de los datos, así como la continuidad de los servicios prestados vía internet.

En el futuro, advierten, los servicios de inteligencia podrían utilizar el internet de las cosas para identificación, vigilancia, localización y para conseguir acceso a redes o credenciales de determinados usuarios. Esto preocupa a los agentes estadounidenses, que también expresan inquietud por la llamada inteligencia artificial (IA), que puede implicar una mayor vulnerabilidad a los ciberataques y facilitar avances en sistemas de inteligencia y de desarrollo de armas de países extranjeros.

Eso sí, el informe resalta que EEUU lidera la investigación en este campo, pero advierte que en el extranjero también se está avanzando en este sentido. Los sistemas de IA, señalan, son susceptibles de caer bajo diversas tácticas que pueden ser “difíciles de anticipar o de entender rápidamente”.

El espacio exterior

Mientras el mundo celebra cada anuncio de la NASA como si fuera a cambiar nuestro día a día, el informe estadounidense advierte de los peligros del avance en la ciencia espacial. “Los cambios en este sector van a evolucionar más rápido en los próximos año, mientras la innovación se vuelve más ubicua, lo que se debe sobre todo a una mayor disponibilidad de tecnología y a un aumento de las inversiones por parte de empresas privadas”, constata el informe.

El documento subraya que ya hay “80 países” participando en actividades relacionadas con el espacio exterior y que se prevé que este numero aumente en poco tiempo. La entrada del sector privado espacial hará que se niveles hacia abajo los costes de la tecnología aeroespacial y la innovación en otros sectores tecnológicos y todo ello hará que aumente el acceso global a aplicaciones moduladas desde el espacio, como sistemas automáticos de identificación marítima,de predicción meteorológica o de influencia en las comunicaciones.

El peligro del cambio climático

Hasta el cambio climático preocupa a la seguridad estadounidense, pero por otros motivos que al resto del mundo. La degradación medioambiental, arguyen, puede convertirse en una fuente común de tensiones entre países.

Los autores destacan que el acuerdo alcanzado en la Cumbre del Clima de París es visto por sus 194 firmantes como “ambiguo y a largo plazo”. Y señalan también las predicciones meteorológicas para el futuro próximo, en el que se registrarán eventos climáticos extremos. Aunque reconocen la buena intención del acuerdo global, no dudan en calificarlo de insuficiente.

En la misma línea, el documento advierte de otros peligros relacionadas. El cambio en el uso de las tierras, señalan, incrementará la interacción entre animales y humanos y la globalización aumentará el potencial de dispersión rápida de la enfermedad, sin que haya una capacidad de respuesta internacional coordinada.

Por último, al menos en lo referido a salud, ciencia y tecnología, el informe enumera las numerosas patologías a las que nos podemos enfrentar, desde virus de la gripe a causantes de fiebre hemorrágica como el ébola.

Lo que preocupa a la inteligencia estadounidense es sobre todo la dificultad -que dan por sentada- de responder globalmente a una pandemia, además de lanzar un alarmante mensaje sobre patologías emergentes “contra las cuales los humanos no tienen inmunidad preestablecida o terapias eficaces”. “Poseen riesgos significantes de llegar a ser pandémicas”, anuncian.

Tras dibujar este desolador panorama, lo único que puede consolar al lector en la lectura del primer párrafo, que reza: “Estamos comprometidos cada día a proveer con la inteligencia multidisciplinar que tanto políticos como fuerzas de seguridad del estado y el aparato de la administración necesiten para proteger las vidas y los intereses estadounidenses en todo el mundo”.