Resumen de lo mejor de Tecnología y Ciencia de la ultima quincena, del 01 al 15 de Octubre de 2014
Descubren una partícula que es a la vez antipartícula
La teoría dice que el Universo contiene materia y antimateria "algo así como la otra cara de la moneda de las partículas (la del electrón, por ejemplo, sería un positrón)" que se aniquilan mutuamente, pero un físico italiano llamado Ettore Majorana predijo en 1937 que una sola partícula podía comportarse simultáneamente como materia y antimateria.
Esta partícula y antipartícula es el fermión de Majorana, predicho por el físico del mismo nombre en 1937. Desde entonces, los científicos han buscado esa rareza y aunque con el tiempo han conseguido observar muchas formas de antimateria, esta extraña y desafiante combinación se mantuvo esquiva.
Hasta ahora, porque científicos de la Universidad de Princeton han observado una partícula exótica que se comporta exactamente como había teorizado el italiano. Sus descubridores no tienen duda, han visto por primera vez el "fermión de Majorana". El hallazgo podría permitir en el futuro el desarrollo de potentes computadores basados en la mecánica cuántica.
En este experimento, los científicos utilizaron materiales superconductores, un cable de hierro de solo un átomo de ancho y cerca de tres de espesor, enfriado casi hasta el cero absoluto (-272 ºC), y lo examinaron con un microscopio de efecto túnel de dos pisos de altura que, para evitar vibraciones, está suspendido como una isla flotante.
Los científicos capturaron una imagen brillante de estas partículas en los extremos del cable, justo donde se preveía que serían encontradas después de décadas de estudio y cálculo.
Condensado Bose-Einstein, el estado de la materia creado por la NASA
En los condensados Bose-Einstein la materia se comporta como onda y partícula. El dispositivo que lo ha logrado será usado en el espacio para hacer pruebas en microgravedad.
Durante unos instantes, el lugar más frío de la Tierra ha estado en California (Estados Unidos), en las entrañas del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. Y es que la misión CAL (Cold Atom Laboratory) de la NASA ha logrado enfriar un gas diluido hasta unas temperaturas extremadamente bajas.
El objetivo era producir un estado de la materia conocido como condensado Bose-Einstein y poner a punto un instrumento que será utilizado en la Estación Espacial Internacional a finales de 2016. Para ello ha sido necesario enfriar un gas hasta una temperatura próxima al cero absoluto (cerca de -273 grados centígrados).
"Ya es oficial. El banco de pruebas de tierra del CAL es el lugar más frío en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA a 200 grados nano-Kelvin (200 milmillonésimas de 1 Kelvin)" dijo el científico Rob Thompson. Tal como ha dicho, "el logro de Bose-Einstein en nuestro prototipo de instrumento es un paso crucial para la misión".
Este material puede absorber grandes cantidades de oxígeno
Investigadores de la Universidad del Sur de Dinamarca han sintetizado un nuevo material cristalino con propiedades sorprendentes. El cristal está basado en el cobalto, y es como una súper esponja capaz de absorber y almacenar para posterior uso enormes cantidades de oxígeno. La sustancia podría dejar obsoletas las bombonas de oxígeno tradicionales.
Según explica la Profesora Christine McKenzie, el material absorbe oxígeno del propio aire. Una cucharada de estos cristales es suficiente para extraer y almacenar todo el oxígeno de una habitación. Hay muchas sustancias que reaccionan con el oxígeno. Lo sorprendente de esta es que no lo hace de manera irreversible, sino que lo almacena en altas concentraciones que después pueden ser liberadas aplicando presión o calor. "Es como una hemoglobina artificial", comenta McKenzie, "y puede utilizarse para almacenar y transportar grandes cantidades de oxígeno".
En estado normal, el cristal es de un color rosado o rojo, y se va oscureciendo hasta volverse completamente negro al saturarse con oxígeno. Su capacidad es de 160 veces la concentración de oxígeno en el aire. Los investigadores aseguran que su capacidad para almacenar oxígeno es aproximadamente tres veces superior a la de un tanque de oxígeno a presión para el mismo volumen y peso.
Sus propiedades no se pierden con el uso sucesivo. En otras palabras, puede atrapar y soltar oxígeno repetidas veces. La velocidad a la que absorbe oxígeno este fantástico material depende de la composición del aire y del propio material.
Nueva tecnología graba datos en un disco duro mil veces más rápido
La capacidad de almacenamiento de los discos duros está incrementándose de forma espectacular, pero la velocidad con la que todos esos datos pueden ser escritos ha alcanzando su límite. Unos investigadores han presentado una nueva y prometedora tecnología que permite potencialmente a los datos ser almacenados 1.000 veces más rápido. La tecnología, en la que pulsos láser ultracortos generan una “corriente de espín”, abre también el camino hacia futuros chips ópticos de ordenador.
El equipo de físicos dirigido por Bert Koopmans, de la Universidad Tecnológica de Eindhoven en los Países Bajos, se ha basado para su nueva tecnología en una propiedad especial de los electrones, el espín, una especie de brújula interna en esas partículas. Usando pulsos láser ultracortos, se genera en un material especial un flujo de electrones, los cuales tienen todos el mismo espín. La “corriente de espín” resultante cambia las propiedades magnéticas del material.
El concepto básico de la nueva tecnología es el siguiente: Dos capas magnéticas, cada una con una magnetización diferente, se hallan separadas por una capa neutra. Un pulso láser golpea a electrones en la capa superior. Esto causa que tales electrones se muevan a través del material, en dirección a la segunda capa. El espín de estos electrones, en la dirección de la magnetización de la capa superior, ejerce una fuerza sobre el espín de los electrones en la capa inferior, haciéndolos girar en la misma dirección. Esto hace que cambie la magnetización en la segunda capa.
Han desarrollado baterías de recarga ultrarrápida y gran vida útil
Unos científicos han desarrollado baterías de recarga ultrarrápida que pueden ser recargadas hasta un 70 por ciento de su capacidad en solo dos minutos. Las baterías de esta nueva generación también tienen una larga vida útil, superior a 20 años, 10 veces más que las actuales baterías de ión-litio.
Este avance tendrá amplias repercusiones en numerosos sectores de la industria, y de manera especial en el de los vehículos eléctricos, un campo que hasta ahora ha visto bastante refrenado su avance comercial debido a las reticencias de muchos compradores potenciales a quienes les preocupa lo mucho que tarda en recargarse la batería típica de automóvil eléctrico o híbrido, y la limitada vida útil que, teniendo en cuenta su precio, posee dicha batería.
Con esta nueva tecnología desarrollada por el equipo de Chen Xiaodong, Tang Yuxin y Deng Jiyang, de la Universidad Tecnológica Nanyang (NTU) en Singapur, los propietarios de vehículos eléctricos podrían ahorrarse decenas de miles de dólares en costos de reemplazo de las baterías y podrían recargar sus automóviles en unos pocos minutos.
En la nueva batería desarrollada por la Universidad Tecnológica Nanyang, el grafito tradicional utilizado para el ánodo (el polo negativo) en las baterías de ión-litio es reemplazado con un nuevo material de gel hecho de dióxido de titanio.
Crean robots capaces de moverse como las serpientes del desierto
Varios experimentos, realizados por un grupo de investigadores de la Universidad de Georgia, en colaboración con la Universidad de Carnegie Mellon y el Zoo de Atlanta revelan cómo funciona el mecanismo de estas serpientes todoterreno consiguiendo, simultáneamente, que los robots imiten el movimiento.
“Al principio, pensamos en usar el robot como un modelo físico para que aprendiera de las serpientes”, explica Daniel Goldman, profesor del Colegio Tecnológico de Física de Georgia (EE UU). “A través del estudio simultáneo de los dos, registramos importantes principios generales que nos permitieron entender al animal y mejorar al robot”.
Según estas observaciones, los científicos encontraron que las serpientes, en contacto con una superficie inclinada e inestable aumentaban la longitud de su cuerpo, y según la inclinación de la superficie, lo hacían en mayor o menor medida.
“La serpiente levanta algunos segmentos del cuerpo mientras mantiene otros en el suelo, y a medida que la pendiente se inclina más, su cuerpo se aplana”, dice Howie Choset, profesor de robótica de la Universidad Carnegie Mellon.
Crean luces planas que son 100 veces mas eficientes que los LEDs
Han creado un tipo de luz plana que supera a los clásicos LEDs, ya tan extendidos en nuestra sociedad. Los artífices de este nuevo invento son un equipo de científicos de la Universidad de Tohoku (Japón).
El punto clave de las luces planas es que están formadas por nanotubos de carbono que tienen una alta eficiencia energética y muy bajo consumo de energía, alrededor de 0,1 vatios por cada hora de funcionamiento, unas 100 veces menos que las luces LED.
Según la investigación, el material de estas luces planas se ha construido basándose en una pantalla de fósforo y una sola pared de nanotubos de carbono altamente cristalinos. Luego, ensamblaron el dispositivo con una mezcla líquida de un disolvente orgánico combinado con un producto químico muy parecido al jabón, conocido como agente tensioactivo. Esa mezcla se coloca sobre cada electrodo positivo o cátodo; se rasca la superficie con papel de lija y finalmente se obtiene un panel de luz, la luz plana.
Los expertos han explicado que este nuevo dispositivo tiene un sistema de luminiscencia que funciona más como si fueran tubos de rayos catódicos, con nanotubos de carbono en calidad de cátodos, y una pantalla de fósforo en una cavidad de vacío que actúa como el ánodo.
Bajo un fuerte campo eléctrico, el cátodo emite haces apretados, de alta velocidad de los electrones, a través de sus puntas de nanotubos, un fenómeno llamado de emisión de campo. Luego, los electrones vuelan por el vacío en la cavidad, y golpean la pantalla de fósforo.
Loupe, es la alternativa a Google Glass que propone el MIT
Una especie de pequeño telescopio o catalejo, esa es la alternativa que le plantean a Google Glass en el MIT. La idea es contar con un dispositivo que nos permita representar realidad aumentada en una pantalla, pero que no tengamos que llevarlo puesto siempre.
Nos encontramos con Loupe, con forma cilíndrica, y la necesidad de que nos lo coloquemos en uno de los ojos para hacerlo funcionar, también es menos molesto para otros usuarios que no saben cuando estamos apuntando hacia ellos con la cámara de Glass.
Investigadores de diferentes universidades de los Estados Unidos, gente de Nokia, y el MIT son los encargados de darle forma al invento, que todavía está en fase inicial de desarrollo.
En la pequeña pantalla se muestran mensajes, noticias y actualizaciones en redes. Cuando no quieres mirar a través de él, te lo cuelgas o lo guardas en el bolsillo.
Las dimensiones del prototipo son, tres centímetros de diámetro, y ocho de largo. Dentro cabe un hardware Arduino, y sensores de movimiento y proximidad que detectan cuando el ojo está cerca para encenderse de forma automática.
Crearon un micrófono con una sola molécula
Científicos en la Universidad de Lund, en Suecia, han demostrado que una molécula puede servir como nanosensor para detectar ondas acústicas. Un micrófono de este tamaño tiene la gran ventaja de que puede colocarse muy cerca de la señal acústica logrando una altísima sensitividad.
En uno de los experimentos que se están haciendo para comprobar esta teoría, se usó una molécula de dibenzotiofeno que se colocó dentro de un cristal. Cuando las ondas de sonido llegan a la molécula, ésta vibra y cambia la frecuencia de la luz que absorbe. Al dirigir un láser hacia el cristal, el equipo de investigación logró cuantificar estos cambios y conocer la frecuencia del sonido que recoge. Exactamente como un micrófono.
Este método podría utilizarse para desarrollar un microscopio acústico ultra sensible para monitorear pequeños movimientos en sistemas químicos o nanotecnológicos. La única desventaja es que, de momento, este pequeño micrófono sólo funciona a temperaturas muy bajas debido a que las fluctuaciones del aire caliente también afectan a la molécula.
