Una batería que tiene 175 años de uso y sigue funcionando

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En la Universidad de Oxford, en el laboratorio Clarendon, exste una campana que ha estado sonando sin detenerse, por al menos 175 años. Tiene como fuente de energía una batería que fue instalada en 1840. Los investigadores quisieran saber de qué está hecha la batería en cuestión, pero temen que si la abren, podrían arruinar el experimento de saber cuánto más tiempo puede durar esta campana sonando.

Entre dos campanas hay un pequeño badajo que oscila constante y rápidamente, lo cual implica que este timbre eléctrico ha golpeado el metal de las campanas por unos 10 mil millones de ocasiones, segun la propia Universidad. La pila aparentemente es de las denominadas secas y es una de las primeras baterías eléctricas que fueron fabricadas. Las pilas secas fueron inventadas por Giuseppe Zamboni a principios de los años 1800. Usan discos alternativos de plata, zinc, sulfuro y otros materiales para generar corrientes bajas de electricidad.

“De qué está hecha esta pila no se conoce con exactitud, pero es claro que la cubierta exterior es de sulfuro y esto se sella en las celdas y el electrolito.”, dice AJ Croft, un ex-investigador en el Laboratorio Clarendon, quien escribió en 1984 un artíuclo describiendo la campana en el European Journal of Physics. “Pilas similares a esta fueron construidas por Zamboni, cuyas baterías estaban constituidas por cerca de unos 2000 pares de discos de una delgada capa de aluminio pegada a papel impregnado con sulfato de zinc y cubierta en el otro lado con dióxido de manganeso”.

Las campana no necesariamente empezó como un experimento. Se fabricó por el creador de intrumentos de Londres Watkin y Hill, y escribieron una nota que decía: “Encendida en 1840″. Eventualmente fue comprada por un investigador que continuó dejándola funcionar (la Universidad de Oxford sugiere que hay evidencia de que podría haberse echado a andar la campana alrededor de 1825). El libro de récord Guinness indica que “esta es la batería más durable del mundo”.

Uno podría pensar que seria muy molesto que la campana sonara constantemente por 175 años, pero el voltaje de la batería es tan bajo que el ser humano no puede escuchar el sonido de la misma. A lo más puede ver la oscilación del badajo entre las campanas (ver video). El experimento es realmente una curiosidad, dice Croft, indicando que la batería consume un nanoAmpere cada vez que oscila, lo cual significa que usa una cantidad muy pequeña de corriente.

Croft especula indicando que el badajo probablemente se eche a perder antes de que se acabe la energía electroquímica. Cuando pase esto, finalmente aprenderemos cómo funciona la batería, comentó.

Unocero

Científicos crean el objeto más frío del universo conocido

El obje1to más frío que conocemos está en la Tierra, y es obra del ser humano. Se trata de una masa de cobre de 400 kilos cuya temperatura se ha logrado rebajar hasta los -273,144 grados centígrados en el interior de un contenedor criostático durante dos semanas. Solo faltaron 0,006 grados para llegar al cero absoluto en la escala de kelvin, o sea, -273,15 grados celsius. Este es el único objeto en el universo conocido a esta temperatura.

El experimento se llevó a cabo en el Observatorio Criogénico subterráneo para Eventos Raros(CUORE por sus siglas en inglés), en Italia. El grupo de científicos que lo desarrolló incluye expertos de Estados Unidos, China, España y Francia. En estas instalaciones cuentan con el contenedor criostático más grande del mundo, algo así como un refrigerador gigante que se enfría con helio.

Este contenedor necesita llegar a temperaturas muy frías para detectar un proceso llamadodoble desintegración beta, que nunca se ha visto en práctica en el estudio de la física de partículas. Es un comienzo para intentar demostrar por primera vez la transformación deantineutrinos en neutrinos a nivel subatómico. Es decir, se podría explicar, por ejemplo, por qué existe más materia que antimateria en el universo.

Durante la doble desintegración beta, los átomos pierden dos electrones y cero neutrinos. Este evento genera una cantidad muy pequeña de energía que eleva la temperatura del contenedor. Cuanto más frío esté el entorno, mejor se puede detectar el cambio.

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La estructura del contenedor es algo parecido a una muñeca rusa. Cada segmento hacia el interior del núcleo es más frío que el anterior. El último tiene casi un metro cúbico de volumen y es el que logró alcanzar la temperatura de -273,144 grados centígrados.

Gracias a este experimento, los científicos podrán comenzar a hacer pruebas de la doble desintegración beta y así, intentar resolver algunos de los misterios del universo. Por esta razón, el evento es único en el mundo y supone un importante avance en el estudio de la física de partículas. Se prevé que el CUORE mantenga este equipo en funcionamiento durante los próximos cinco años. [vía INFN]

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Gizmodo

Estrellas hechas totalmente de metal

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Una de cada 10,000 estrellas puede estar compuesta de metal, es probable que sea el resultado de un fenómeno llamado “concentración preferencial”, el cual juega un rol importante en todo desde la producción de aerosol hasta la creación de gotas de lluvia.

La investigación ha llevado a esta conclusión, ha sido recientemente publicada por el astrofísico de de CalTech Philip Hopkins, está basado en los cambios caóticos en un flujo de fluido  conocido comúnmente como turbulencia, Como los físicos explican, cualquier flujo turbulento esta compuesta por pequeños remolinos de distintos tamaños que rotan a diferentes velocidades, cuando el flujo turbulente contiene partículas que son del mismo tamaño que los remolinos, son empujadas en las regiones entre los vórtices.

Puesto de otra forma, las turbulencias pueden separar y reunir partículas con una masa especifica.

Así que, ¿qué sucede si aplicamos lo que conocemos acerca de este fenómeno a la turbulencia que ocurre dentro de las nubes gigantescas de gas en el espacio?

Estas nubes de gas son remanentes de supernovas y por lo tanto contienen un amplio rango de elementos recién creados así como también elementos primordiales más ligeros, como el hidrogeno helio y litio.

La concentración preferencial tiende a forzar elementos pesados fuera de las regiones de alta turbulencia así que se reúnen entre los espacios de los remolinos, esta concentración de masa crea fuertes campos gravitacionales los cuales atraen más materia y así sucesivamente, así que en el nuevo modelo de Hopkins las nubes de gases se vuelven un gatillo fundamental para formar estrellas.

Pero este es el asunto, dado que los elementos se concentran separadamente del helio, hidrógeno y litio, algunas estrellas se formarán en estas regiones compuestas enteramente de elementos pesados, los astrofísicos llaman a esta concentración de elementos pesados como una estrella en metalicidad. así que la extraordinaria consecuencia de la acumulación preferencial es que algunas estrellas deben estar hechas enteramente de metal, (en el lenguaje de física significa que está hecha de elementos más pesados que el litio).

Hasta la fecha, nadie ha observado una estrella de metal, pero tal vez sea por que nadie la ha buscado, astrónomos comiencen a buscar.

io9

Cientificos crean un virus que puede matar a toda la humanidad

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Trabajando en laboratorio con una relativa baja seguridad de nivel dos, el profesor de la universidad de Wisconsin-Madison Yoshihiro Kawaoka ha creado una cepa que puede escapar completamente al sistema inmune humano, el nuevo virus creado con ingeniería genética está basado en el H1N1, que tal vez sea responsalbe de mas de 500,00 muertes 5 años atrás.

La mayoría de la gente tiene cierto nivel de inmunidad al H1N1, que ahora ha sido clasificado como relativamente de poco peligro, Kawaoka manipuló genéticamente el H1N1 para que pudiera “escapar” a nuestras anticuerpos, esto haría el sistema inmunológico humano –y a su población– incapaz de resistir un brote de esta enfermedad.

Kawaoka quería convertir el H1N1 a su estado pre-epidémico para analizar como se suceden los cambios genéticos, el dijo al diario The Independent que ha terminado su estudio y publicará todos sus descubrimientos a un diario científico, también dijo al diario que su experimento consistía en monitorear los cambios a la cepa H1N1, para mejorar vacunas:

A través de la selección de virus que escapan a la sistema inmune humano en el laboratorio bajo las condiciones apropiadas, somos capaces de identificar las regiones clave que permitieron al virus H1N1 escapar al sistema inmune en el 2009.

Virus en sistemas aislados han sido identificados como portadores de los mismos cambios en las proteínas víricas, esto muestra como el virus escapa, emerge en la naturaleza, y estudios de laboratorio como el de nosotros muestra de forma importante como ocurre esto.

estamos confiados en que nuestro estudio contribuirá al campo, particularmente dado el numero de virus mutantes que generamos y los sofisticados estudios que les aplicamos.

Hay riegos en todo este tipo de investigaciones, sin embargo siempre hay formas de mitigar estos riesgos, en cuanto a toda la investigación realizada en los virus de influenza en mi laboratorio, es llevada a cabo por un equipo de trabajo con mucha experiencia bajo condiciones apropiadas de contención y con una completa supervisión y sujeto a aprobación del comité de bioseguridad.

La jurisdicción para la investigación estuvo a cargo del instituto para investigación de la influenza en Madison, el instituto tiene un nivel tres de agricultura  en bioseguridad, un nivel abajo de los instituto que llevan a cabo investigaciones con ébola, sin embargo el trabajo de Kawaoka fue llevado en un laboratorio nivel dos  de bioseguridad, la universidad dice que no había riesgo de escape del laboratorio, para referencia la reciente contaminación con ántrax, dispersa en Atlanta contaba con un nivel de prevención nivel tres.

Sploid

NASA detecta una misteriosa Señal

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Astrónomos han detectado una misteriosa señal a 240 millones de años de distancia de la tierra, en el Cúmulo Perseus (arriba), uno de los objetos más masivos en el universo, la señal sin identificar es un “pico de intensidad en un ancho de banda específico de rayos X”, los científicos no conocen aún sus origen.

Una de las teorías es realmente interesante: pude ser producida por: “el decaimiento de neutrinos estériles, un tipo de partícula que se ha propuesto como un candidato para la materia oscura”, de acuerdo con Esra Bulbul, en el centro Smithsoniano-Hardvar de astrofísica en Cambridge, Massachusetts:

Sabemos que la materia oscura es una explicación poco probable, pero de estar en lo correcto sería un gran descubrimiento, así que seguiremos probando esta interpretación y veremos a donde nos lleva.

Ahora están trabajando en encontrar confirmación a esta interpretación, que podría ser una gran descubrimiento ya que nadie ha sido capaz de detectar materia oscura aún, incluso cuando los astrónomos estiman que la materia oscura constituye el 85% de toda la materia en el universo, algunos científicos incluso sugieren que el origen no son los neutrinos estériles, en lugar de eso dicen “podrían haberse detectado diferentes tipos de candidatos a materia oscura tales como el axión.”

Escuchando las notas musicales en el cúmulo de Perseus

Para encontrar la señal, un equipo liderado por Bulbul paso por 17 días de observaciones en el cúmulo Perseus tomadas por 10 años con ayuda del observatorio de rayos x Chandra y el Esa XMM-Newton de la NASA.

Este cúmulo es un titán de los cielos, uno de los objetos más masivos en el universo, alberga “miles de galaxias sumergidas en una vasta nube de gas a miles de millones de grados” no es la primera vez que un científico ha detectado cosas como estas, en el 2003 los investigadores “escucharon una de las notas más profundas escuchadas” una en que las que el periodo de oscilación es de 9.6 millones de años, eso es “57 octavas bajo las teclas en el centro del piano” aquí la nota acelerada:

Este video muestra la localización del cúmulo de Perseus en el cielo de la tierra, así como un acercamiento a las galaxias que contiene.

 

Sploid

Comparando nuestro cerebro con otras especies

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La imagen que tiene sobre estas líneas (que aparecía ayer en la portada de Reddit) muestra la comparación entre un cerebro humano (izquierda) y el de un delfín (derecha). Aparte de que el cerebro humano parece de plástico, se puede añadir alguna curiosidad más sobre la comparación: esos dos hemisferios tan bien diferenciados del delfín se desactivan alternativamente para permitirle descansar y dormir ‘apagando’ la mitad de su cerebro cada vez. Pero lo que para muchos es una sorpresa la diferencia de tamaño, ¿cómo puede ser el cerebro del delfín más grande, si nosotros somos – en teoría – más “listos”? Eso es lo que vamos a explicar en este post.

Lo que se tiene en cuenta en biología para calcular la posible inteligencia de una especie animal es el denominado cociente de encefalización, que es algo así como la relación entre el tamaño del encéfalo y la masa corporal. Una ballena azul, por ejemplo, tiene un cerebro de 7 kilos, el mayor de la Tierra seguido del cerebro del elefante indio de 6 kg, pero ninguno de los dos animales tiene un cociente de encefalización mayor a los humanos, debido a su tamaño. En animales de peso similar, un delfín y un gorila, por ejemplo, podemos ver también diferencias: el cetáceo tiene un cerebro de unos 1’200 kg mientras que el del gorila ronda el medio kilo.

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¿Es esto lo más importante para conocer la inteligencia de una especie? A la ecuación hay que sumarle más variables, como la cantidad de neuronas y la extensión del llamado neocórtex, que son las “capas” de neuronas que recubren los lóbulos frontal y prefrontal de los mamíferos. Ahí, y en la presencia de determinadas neuronas – de von Economo y piramidales, por ejemplo – reside quizá la diferencia de nuestra capacidad de procesamiento. La extensión de estas capas de neuronas es el evento evolutivo más importante del cerebro de los mamíferos y lo que les ha dado muchas ventajas por todo el planeta. En esta imagen tenéis una comparativa entre especies:

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Volviendo a la comparación inicial, entre humano y delfín, repetimos lo que decíamos al principio:no es tan importante el tamaño como la densidad de neuronas. En esta lista de Wikipedia de los animales por número de neuronas encontraréis la explicación. Si contabilizamos el número de neuronas de la corteza de un delfín nariz de botella y un chimpancé, vemos que están en términos similares: en torno a 6.000 millones cada uno, mientras que los humanos estamos más cerca de los 20.000 millones (en la corteza).

Comprender cómo se ha producido la evolución hacia ese encéfalo tan denso y proporcionalmente grande de los humanos es una tarea fascinante en la que los científicos siguen enfrascados. La principal incógnita es cómo hemos podido desarrollar un órgano tan costoso energéticamente. En adultos, nuestro cerebro consume un 20% de la energía frente al 13% de los chimpancés o el 8.5% de los ratones. Algunos estudios recientes apuntan a que en algunas especies se da un hecho que no esperaban: no fue tanto que el cerebro creciera como que el cuerpo fue empequeñeciéndose. Y en el último trabajo publicado esta semana en Plos Biology sobre este tema se compararon las huellas “metabólicas” de los tejidos humanos y los de otros animales y han descubierto grandes diferencias. No solo nuestro cerebro consume más, sino que nuestros músculos son más débiles y consumen menos que los de, por ejemplo, los chimpancés.

¿Qué significa esto? En el fondo la evolución de nuestro cerebro fue una especie de carrera entre un encéfalo que consumía cada vez más recursos y un cuerpo que necesitaba encontrar fuentes de calorías. Pero como explica Carl Zimmer en un magnífico artículo de The New York Times, otros científicos apuntan a que nuestros músculos cambiaron porque se adaptaron a una actividad nueva: andar y correr largas distancias, y eso les permitía obtener más calorías para un cerebro cada vez más exigente. Y si le añadimos después la capacidad para cocinar, y a obtener más energía comiendo menos horas al día, puede que tengamos casi todos los elementos.

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Jeringa 100 veces más fina que un cabello

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La extraña y un poco inquietante instalación que veis sobre estas líneas es, en esencia, una jeringuilla, solo que su tamaño es microscópico. Se trata de un nanodispositivo creado por investigadores de la Universidad de Brigham, en Utah, Estados Unidos. Su objetivo es inyectarADN en las células, y hará la vida mucho más fácil a científicos y médicos.

Inyectar ADN en células es una técnica necesaria para la investigación genética, y para decenas de terapias en enfermedades como el cáncer o el alzheimer, pero tiene un problema: es muy agresiva con la célula. Hasta ahora, la operación se realizaba mediante microinyección de ADN en una solución de gel a través de una aguja hueca.

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La microinyección es estresante para las células y solo el 60% sobreviven al tratamiento. El nanoinyector desarrollado en Brigham utiliza una diminuta lanza diez veces más pequeña que el tubo de las jeringuillas de microinyección (una centésima parte de un cabello humano, según sus creadores). Además, no utiliza gel alguno para introducir el ADN. En su lugar utiliza electricidad.

El material genético a insertar está sujeto mediante una carga estática positiva. Al entrar en la célula, el mecanismo invierte la polaridad de la diminuta lanza y el ADN es liberado sin apenas dañar la célula. La técnica ya ha sido probada en células de ratón con un 77,6% de éxito. [víaBrigham YoungUniversity]