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domingo, 6 de octubre de 2013

La partícula de Dios

La oficina de prensa del CERN- Organización Europea para la Investigación Nuclear, ha anunciado la confirmación experimental sobre la existencia del 'bosón de Higgs' más conocida por el público como "la partícula de Dios". El bosón de Higgs era la última pieza que faltaba localizar para completar el cuadro de partículas elementales incluidas en el modelo estándar de la física de partículas, el modelo que relaciona las interacciones fundamentales entre las partículas elementales que componen toda la materia. Por lo tanto, confirmar o descartar su existencia ha sido una de las tareas fundamentales llevadas a cabo en el famoso "colisionador de Hadrones (LHC)" un anillo acelerador situado a 100 m de profundidad en la frontera entre Francia y Suiza, en las cercanías del aeropuerto de Ginebra.
La noticia fue publicada con gran prudencia por el organismo científico destacando que en dos de sus proyectos científicos se ha localizado una nueva partícula compatible con el "bosón de Higgs", pero remarcando que hacen falta más investigaciones para determinarlo unívocamente. Por lo tanto señalan una neta distinción entre el significado científico de "existencia" y "demostración". Su importancia radica en que más que alcanzar una meta final, comprobar la existencia del bosón de Higgs, se trata del inicio de una nueva etapa que promete muchos desarrollos posteriores.
Sabemos que toda la materia en el universo está formada por átomos, que a su vez, tienen un núcleo masivo con carga eléctrica positiva, rodeado de una nube de electrones en movimiento. El átomo forma una estructura que se mantiene unida por fuerza electromagnética, una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Esta fuerza electromagnética tiene, teóricmente, alcance infinito y es transportada por las partículas llamadas fotones. Sabemos que por este medio nos llega la luz de las estrellas o la electricidad a nuestros hogares y que esta fuerza es la responsable de todas las estructuras moleculares que forman los cuerpos macroscópicos.
Si sólo existiera esta fuerza, el núcleo de un átomo sería inestable, debería estallar por la proximidad entre los protones. Pero en el núcleo actúan otras fuerzas de corto alcance que son capaces de neutralizar la repulsión electromagnética y se conocen como "Nuclear fuerte", que depende de una propiedad llamada "carga de color" (que no tiene nada que ver con el uso normal de la palabra "color") y "Nuclear débil", la que gobierna los procesos de generación de energía en las estrellas.
Los protones y neutrones del núcleo están compuestos por partículas más diminutas llamadas "quarks", unidas por otras partículas llamadas "gluones", responsables de transportar la Fuerza Nuclear Fuerte. Las partículas que transportan la Fuerza Nuclear Débil son las partículas llamadas bosones W y Z, que a diferencia de los fotones tienen masa. Para imaginar dos partículas que interactúan se puede considerar a dos personas que se pasan un balón pesado, que sería la partícula de fuerza. Si el balón es más pesado, el rango de interacción es más corto.
El descubrimiento de las partículas W y Z, mereció un premio Nobel para el CERN en los años 80, pero el mecanismo que da lugar a su masa no había sido identificado anteriormente. Aquí entra el mecanismo de Higgs. Es el modelo más sencillo para dar cuenta de la diferencia de masa entre los fotones (que también son bosones) y los bosones W y Z. Los físicos consideran al bosón de Higgs como la clave para entender la estructura fundamental de la materia debido a que atribuye la masa a todas las demás, y a esta propiedad debió su nombre de "partícula de Dios".
Es difícil discutir sobre el modelo estándar sin las precisiones matemáticas que se requieren y poco podemos abundar sobre este tema en un espacio tan reducido. Tampoco ayuda que la mecánica cuántica no tenga nada que ver con el "sentido común" o la "intuición".
Sin embargo, se ha desatado un gran interés público por esta noticia, a pesar de la evidente complejidad del tema y de su escasa relación con la vida cotidiana, interés que probablemente esté ligado al nombre de "partícula de Dios". La relación que tiene la teoría respecto del Big-Bang y de la evolución de la materia en el Universo, nos hacen sospechar a todos, aún sin comprender los detalles, que esas conclusiones tienen que ver con nuestro propio origen.

domingo, 29 de septiembre de 2013

Robot para inspeccionar líneas eléctricas de alta tensión

Inspeccionar de manera directa líneas eléctricas de alta tensión puede ser peligroso, tanto por el riesgo de sufrir una descarga eléctrica como por el de una caída desde las alturas.

Por eso, recurrir a robots especializados permite ahorrarles muchas de las tareas más peligrosas a los operarios humanos.

Un nuevo robot para este tipo de tareas ha sido desarrollado recientemente. Se trata del SkySweeper, equipado con "codos" motorizados y "manos" en forma de pinza, que le permiten asirse a los cables y avanzar por ellos.

El SkySweeper es obra del equipo de Nick Morozovsky en el Laboratorio de Robótica Coordinada de Tom Bewley, profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial de la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos.

El robot es capaz de buscar desperfectos en el tendido eléctrico y localizar otras anomalías que requieran reparación.

Pero quizás lo más importante de este robot es que está hecho de componentes electrónicos comunes y asequibles, así como de piezas de plástico fabricadas a bajo costo mediante una impresora 3D. Esto hace a SkySweeper mucho más barato que otros robots usados actualmente para inspeccionar líneas eléctricas.

Los robots actuales dedicados a dichas inspecciones tienden a ser grandes, complejos y costosos. Las compañías eléctricas también pueden usar helicópteros, con piloto o guiados por control remoto, equipados con sistemas que captan imágenes infrarrojas para inspeccionar las líneas.

Sin embargo, recurrir al SkySweeper es una opción mucho más simple y económica.
SkySweeper podría además ser equipado con bobinas de inducción que le permitirían obtener energía de la propia línea de alta tensión, haciendo posible que este singular robot pudiera estar en activo durante semanas o meses seguidos.
Al robot también se le podría instalar una cámara que transmitiría imágenes a un equipo de inspección.

domingo, 15 de septiembre de 2013

Microcerebros humanos

Los microcerebros humanos que acaban de crear un equipo de científicos austriacos tendrán seguramente muchas aplicaciones, pero es improbable que el trasplante sea una de ellas. No porque sean pequeños, imperfectos y carentes de un sistema circulatorio, pues cabe suponer que todo ello se irá resolviendo a medida que avance la tecnología de las células madre y la medicina regenerativa. Ni tampoco por cuestiones inmunológicas, ya que los investigadores del Instituto de Biotecnología Molecular de Viena han mostrado que pueden partir de células madre iPS, cuyo genoma proviene de un paciente y genera un “organoide cerebral” genéticamente idéntico a él que no provocaría rechazo en caso de trasplante.
El problema es mucho más simple y fundamental: nadie querrá que le trasplanten un cerebro, pues ya no sería él, sino el otro, el individuo creado en el tubo de ensayo, al que —por así decir— se le habría trasplantado el cuerpo del paciente. Casi marea pensar en estas cosas. Pero no hace falta pensar en ellas, al menos de momento. El objetivo de esta investigación no es obtener tejidos u órganos trasplantables, sino un material de estudio con el que ningún neurólogo se había atrevido a soñar.
En primer lugar, los microcerebros de unos cuatro milímetros de diámetro generados a partir de células madre humanas constituyen en sí mismos un sistema modelo óptimo para analizar el desarrollo del cerebro humano, algo que por obvias razones éticas no se podrían hacer en personas. Y en segundo lugar, la posibilidad de obtener estos “organoides cerebrales” a partir de células de la piel de pacientes neurológicos permite estudiar su enfermedad con una profundidad sin precedentes.
Los científicos de Viena lo han probado ya con un enfermo de microcefalia. Mediante células madre iPS, o de pluripotencia inducida, que han obtenido reprogramando las células adultas del paciente, han podido generar microcerebros y han descubierto que las células precursoras neuronales se convierten en neuronas antes de lo normal: una importante clave sobre esta dolencia hereditaria.
Lo que venga después es un continente biomédico tan vasto que ni la imaginación puede abarcarlo.