Origen del ADN y la ilusión de realidad

Vivimos en un mundo ilusorio, y lo que experimentamos a través de nuestros sentidos es irreal. La percepción nos engaña. El átomo es un lugar vacío. ¿Cuál es la realidad material? El ufólogo Joe Lewels nos cuenta que los chamanes, con su tercer ojo, pueden atravesar nuestra realidad y ver a través de la ilusión de la realidad física. "Los chamanes se están comunicando con la conciencia de las moléculas de ADN, y nuestro ADN tiene 3,8 millones de años". Francis Crick señaló que la probabilidad que el ADN se hubiese formado en la Tierra es inexistente: "llegó del espacio exterior".

Desentrañando los misterios del Universo

El Gran Colisionador de Hadrones (Large Hadron Collider, o LHC), que ha entrado hoy en funcionamiento,en Ginebra, tiene, entre sus principales objetivos, encontrar el bosón de Higgs, apodado "la partícula-Dios" por el premio Nobel Sheldon Glashow. Es una predicción central del modelo estándar con el que los físicos describen el mundo subatómico, y observarlo requiere las altas energías de colisión que alcanzará el LHC, un esfuerzo de 6.000 millones de euros.

Esas altas energías también han llevado a algunas personas a temer que el LHC pueda causar una catástrofe planetaria, mediante la creación de un agujero negro u otros fenómenos. Estos catastrofistas han llegado a presentar dos demandas judiciales contra el acelerador de Ginebra.

El grupo de físicos reunidos en el Consejo Asesor de Seguridad del LHC (LHC Safety Assessment Group, o LSAG) ha concluido, sin embargo, que "incluso si el acelerador llegara a producir microagujeros negros -una posibilidad contraria al modelo estándar de la física de partículas-, estos serían "incapaces de agregar materia en torno a ellos de una forma que resultara peligrosa para la Tierra".

El campo de Higgs fue postulado en 1963 por media docena de físicos, de los que el británico Peter Higgs ni siquiera era el más destacado (de hecho, hay quien prefiere llamarlo "campo de Higgs-Brout- Englert-Guralnik-Hagen-Kibble"). Pero fue Higgs el primero en hablar del "bosón de Higgs".

El campo de Higgs y el bosón de Higgs son dos formas de ver el mismo fenómeno. Esta dualidad se deriva de uno de los principios más desconcertantes -pero también mejor establecidos- de la física cuántica (la antiguamente llamada "dualidad partícula-onda"). El caso más familiar es el de la doble naturaleza de la luz, que consiste a la vez en un campo electromagnético y en un chorro de partículas, o fotones.

El modelo estándar de la física subatómica divide las partículas en dos grandes grupos: las que constituyen la materia (fermiones, como los quarks) y las que transmiten las fuerzas (bosones, como el fotón). El propuesto bosón de Higgs, por tanto, sería una partícula, y eso es lo que los físicos esperan observar en el nuevo superacelerador de Ginebra.

Develando los enigmas del Big-Bang

Nuestra época no conoce fronteras y la máquina de experimentación más grande del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones (Large Hadron Collider, LHC), tiene vía libre para develar los orígenes del Big Bang, la gran explosión a partir de la cual se formó el universo. El poderoso acelerador de partículas, que ha hecho temer a muchos con la probabilidad de que se "trague" al planeta al generar millones de agujeros negros tiene una fuerza nunca antes alcanzada y hará chocar partículas atómicas en un túnel anular de 27 kilómetros, a razón de 600 millones de veces por segundo.

Mañana comenzarán a moverse los primeros núcleos atómicos en el acelerador de partículas anular. Oficialmente el aparato de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (OEIN) en Ginebra, que costó 3 mil millones de euros (unos 4 mil 300 millones de dólares) empezará a operar el 21 de octubre.

El LHC es un experimento de lo superlativo: según la OEIN se trata de la máquina más grande construida por el hombre. En el acelerador habrá una temperatura de 271,3 grados Celsius bajo cero (cercano al Cero Absoluto, o Cero Grado Kelvin), es decir algo menos que en el universo, donde hay 270,4 grados bajo cero.

Un campo magnético 100 mil veces más intenso que el terrestre, obligará a las partículas a mantenerse en una órbita. El consumo de energía del acelerador, de 120 megavatios, será similar al de la ciudad de Ginebra, de 160 mil habitantes. Los protones llegarán al 99,9999991 por ciento de la velocidad de la luz, cada segundo realizarán 11 mil 245 giros en el anillo subterráneo y se desplazarán 299 mil 780 kilómetros, en ese lapso.

Los científicos siguen sin poder responder por qué durante el big bang no se formó igual cantidad de materia y antimateria que se habrían anulado mutuamente, quedando en cambio material suficiente para estrellas, planetas y, finalmente, también seres humanos. “La pregunta es, por último, la siguiente: ¿por qué existimos en realidad? Eso es totalmente misterioso”, indicó el físico alemán Siegfried Bethke. “En realidad no podríamos existir, lo cual es motivo suficiente para investigar”.

Con su equipo en el Instituto Max Plack de Física, Bethke desarrolló partes fundamentales de Atlas, el detector más grande del LHC. Los detectores másicos en las enormes salas subterráneas –Atlas es tan grande como un edificio de cinco pisos– miden las partículas que se forman en cada colisión en el LHC.

El LHC, que comienza a operar mañana

A partir de esta lluvia de colisiones, los físicos esperan obtener gran cantidad de partículas elementales hasta ahora no descubiertas e indicios sobre nuevas leyes de la naturaleza, como por ejemplo la partícula de Higgs, que con frecuencia es calificada como una especie de Santo Grial de la física de partículas.

“Las mediciones realizadas hasta ahora en aceleradores junto con la teoría dicen bien claro que la partícula de Higgs (bosón de Higgs) debe encontrarse en el campo de energía del LHC”, subrayó el designado director general del OEIN, Rolf-Dieter Heger, del Centro de Investigaciones de Partículas DFSY (sincrotón de electrones, según sus siglas en alemán), en Hamburgo.


“La partícula de Higgs muy probablemente no será el primer descubrimiento en el LHC”, opinó el estadunidense David Gross, el premio Nobel de Física 2004. Según estimaciones de los involucrados, la investigación podría llevar cinco años, “antes es muy probable que haya otros descubrimientos sensacionales, que nadie previó”.

La misteriosa materia oscura

Es posible que el LHC pueda operar por primera vez partículas de la misteriosa materia oscura del Universo. Se desconoce de qué está formada esta materia oscura. Pero el LHC abrirá una ventana a este universo oscuro, dice esperanzado el futuro director del OEIN. “Por supuesto que no está garantizado, pero la probabilidad de hallar candidatos para la materia oscura es relativamente grande”.

Los físicos han reiterado que está descartado que el LHC pueda generar agujeros negros que traguen a la Tierra, temor muchas veces reflejado en los medios. “Esa discusión es totalmente tonta y absurda”, sostuvo Gross. Si los temores fueran ciertos, la catástrofe debería haber ocurrido hace mucho tiempo, argumentó el físico. “La Tierra y la Luna todavía existen, pese a que hay colisiones de partículas cósmicas que generan mucha más energía”.

En el mismo sentido, el actual director general del OEIN, Robert Aymar, que deja su cargo a fin de año, indicó: “El acelerador permitirá investigar, en condiciones de laboratorio, algo que hace la naturaleza desde hace mucho tiempo”.

La arquitectura del LHC
El LHC como un gran disco duro

Cambio climático desprende placa del hielo en el Ártico

Una placa de hielo del tamaño de Manhattan se ha desprendido de la Isla de Ellesmere, en el norte de Canadá, según pudo comprobar un grupo de investigadores. En su estudio, el cambio climático ha provocado que las cinco grandes capas de hielo, de más de 4.000 años, que componen esta isla canadiense se hayan reducido un 23%, unos 214 kilómetros cuadrados desde junio a agosto de este año.

Según estos científicos canadienses, este fenómeno es una prueba de los "importantísimos cambios" que el calentamiento impondrá a toda la especie humana: "Los modelos climáticos indican que las transformaciones más relevantes, más serias, se producirán antes en las latitudes más al norte", indicó Warwick Vincent, director del Centro de Estudios del Norte en la Universidad Laval de Québec.
Vincent, que ha comprobado in situ el estado de las placas de hielo de Ellesmere cada año durante la última década señala, en declaraciones recogidas por Reuters, que el impacto de las altas temperaturas en 2008 ha sido "asombroso". Según las predicciones de la comunidad científica, el cambio climático provocará además que se generalicen los fenómenos meteorológicos extremos, como huracanes, ciclones e inundaciones.

Los investigadores habían estimado que las placas del archipiélago ártico canadiense, en las que habitan ecosistemas microscópicos únicos que apenas se han estudiado, perderían más de 20 kilómetros cuadrados este verano, pero la cifra real es de más de 200. La Isla Ellesmere estuvo formada por una gran capa de hielo, pero ahora sólo quedan cuatro que ocupan unos 700 kilómetros cuadrados.


Además de la placa Markham -de unos 50 kilómetros cuadrados- desprendida, la capa Serson también ha perdido buena parte de su masa, al menos un 60%. Asimismo, la placa Ward Hunt, de 400 kilómetros cuadrados, la más grande de las situadas en la región, se está derritiendo.

El calentamiento ha provocado un aumento rápido de la temperatura en Ellesmere, al menos 2ºC en los últimos cincuenta años. "Creo que hemos llegado a un punto donde no es posible parar el cambio climático, pero sí ralentizarlo. Y si pensamos en la magnitud que tendrá en nuestras sociedades, debemos prepararnos para los cambios fundamentales que nos esperan", manifestó Vincent.

Ver efecto invernadero
El preocupante deshielo del Ártico

A un paso de la "capa invisible"

Anna Grau. Nueva York.

El Pentágono quiere emular a Harry Potter y su «capa de invisibilidad», algo que hace soñar a los amantes de la ciencia-ficción pero, por razones obvias, también a los militares. De ahí que incluso en época de vacas flacas el departamento de Defensa norteamericano se haya rascado el bolsillo para financiar no a uno sino a dos equipos científicos embarcados en la búsqueda de cómo hacer invisibles las cosas.

Los dos equipos trabajan por separado pero bajo la dirección unificadora de Xian Zhang, del Centro de Ingeniería y Ciencia a Nanoescala de la Universidad de California en Berkeley. Ambos publican sus convergentes resultados esta semana, uno en las páginas de «Science», otro en las de «Nature».

En ambos casos se ha partido de los importantes avances logrados por el físico británico y firme candidato al Nobel John Brian Pendry, que fue el primero que se fijó en el extraño comportamiento de la luz a través de los metamateriales, y en las inmensas posibilidades ópticas que se abrían a partir de ese punto.

Metamateriales

No es conveniente avanzar demasiado en la explicación sin tener claros algunos conceptos previos. Por ejemplo, qué son los metamateriales. Su definición a veces resulta confusa. No sólo se trata de materiales absolutamente artificiales sino que su estructura y propiedades difieren tanto de los materiales naturales que más bien se les debería calificar de materiales experimentales. Concebidos para poner a prueba la materia.

Son materiales en los que manda la estructura y no la composición. Entonces el metamaterial puede desarrollar capacidades que no residen en ninguno de sus componentes, y que aparentemente alteran todas las leyes físicas conocidas. Su reino no es de este mundo sino el de los objetos nanométricos, es decir, infinitamente pequeños -la milmillonésima parte de un metro-. Tan pequeños como para ser menores que la longitud de onda que la luz. Lo cual da pie a una cualidad asombrosa como es la refracción negativa de la luz.

En todo el mundo natural conocido la refracción es positiva. La luz se curva al pasar de un medio óptico a otro, por ejemplo del aire al agua, modificando nuestra percepción en función de la densidad material que las ondas de la luz tienen que atravesar. Esa es la causa de que por ejemplo si miramos el fondo de una piscina desde fuera nos puede parecer mucho menos profundo de lo que en realidad es.

Refracción negativa

La refracción negativa produciría un efecto tan asombroso como hacernos ver el fondo de la piscina por encima de la superficie. Porque en los objetos grandes y habituales la luz se «ve» directamente reflejada. En los objetos nanométricos la luz queda atrapada a una escala tan invisible que se produce algo así como una pérdida de luz, un eclipse de visión. Una resta que lleva a un nuevo equilibrio.

Los primeros que se fijaron en este fenómeno pensaron en aprovecharlo para usos ópticos: por ejemplo para ajustar lentes perfectas, o microscopios capaces de ver virus vivos. O para corregir el efecto Doppler o minimizar las interferencias de las antenas.

Pero era cuestión de tiempo que alguien se atreviera a intentar la aventura de lo invisible, es decir, a conseguir un metamaterial que actuara como un escudo frente a la luz. El objetivo era que las ondas luminosas lo evitaran y recuperaran su forma después de haberlo evitado, como el agua de un río sigue fluyendo después de bordear una piedra. El resultado sería que no veríamos ese objeto, no tendría ningún impacto visual en nosotros.

De algún modo se trata de llevar al límite la técnica de los espejismos: el calor y el vapor pueden producir una extrema refracción, entonces nos parece ver agua en el suelo porque la luz queda atrapada y como «doblada». En realidad es la luz reflejada por el cielo lo que vemos en el suelo. Con lo cual, en la práctica, una parte del suelo ha devenido invisible.

Los primeros experimentos intentaron dotar de mantos de invisibilidad a objetos bidimensionales tales como pequeños cilindros de cuero. Esta es la primera vez que se aborda lo tridimensional, y además desde una doble perspectiva.

El metamaterial elegido como escudo por uno de los equipos es una especie de red a escala nanométrica de capas alternas de plata y de sales de magnesio no conductoras. Los científicos alcanzaron un índice negativo de refracción con una longitud de onda de 1500 nanómetros, lo cual está muy cerca de la luz infrarroja. La clave, según el investigador Jason Valentine, es que el contraste de capas de metamaterial conductor y no conductor funciona como una sucesión de circuitos de corriente alterna. Es la primera vez que se crea un circuito capaz de responder al campo magnético de la luz, algo que no sucede en el mundo natural. «Es el primer material tridimensional dotado de lo que podríamos llamar magnetismo óptico, con lo cual los campos eléctricos y magnéticos retroceden ante el material», concluye.

El experimento descrito en Science usó diminutos cables de plata desarrollados en óxido de aluminio poroso. En este caso se consiguió la refracción negativa en el umbral de los 660 nanómetros.

Todavía falta mucho para que se pueda temer que el ejército norteamericano pueda tener soldados y tanques invisibles. Se ha conseguido vislumbrar sólo un destello de invisibilidad, y en longitudes de onda muy limitadas y concretas. «No pretendemos camuflar a nadie», dicen los investigadores, tratando de alejar el fantasma del mal uso de sus descubrimientos.

Enlace a diario ABC de España

Científicos consiguen hacer invisibles los objetos

Científicos estadounidenses que trabajan con financiamiento del Pentágono han conseguido un material que hace que la luz esquive objetos tridimensionales haciéndolos invisibles, según informa la revista 'Nature'.

El material creado por científicos de la Universidad de Berkeley y del Lawrence Berkeley Laboratory (California) no se obtiene de forma natural sino que se ha creado gracias a la nanoingeniería, que trabaja a una escala medida en milmillonésimas de metro.

Los metamateriales son estructuras desarrolladas artificialmente y que tienen propiedades como un índice de refracción de la luz negativo de las que carecen los materiales naturales.

Jason Valentine, Xian Zahan y otros colegas de la citada universidad han creado una estructura de múltiples capas en forma de red que tiene claramente esa propiedad.

Dado que la luz no la absorbe ni la refleja el objeto, éste se vuelve de hecho invisible.

La investigación ha sido financiada por el Pentágono que podría hacer un uso militar de ese material.

Con él podrían llegar a camuflarse perfectamente un día los aviones o carros de combate. Según los científicos, "estamos más cerca de hacer posible un manto de invisibilidad al haber demostrado que con ese nuevo material se puede doblegar la luz a nuestra voluntad".

John Pendry, profesor de física teórica del Imperial College londinense, habló ya hace algún tiempo de la posibilidad de desarrollar metamateriales capaces de desviar y controlar la luz para ocultar a la vista un objeto.

Eclipse Total de Sol en Siberia y el Ártico

Un eclipse total de Sol, que llevó la noche en pleno día en zonas del Ártico, Siberia y China, se produjo a las 12.44 horas, oscureciendo completamente el cielo durante 2 minutos.



El fenómeno se pudo ver en distintos sitios web, encabezados por el de la NASA, que transmitía desde el norte de China. La importancia de estos eclipses totales basan su importancia, además de su aspecto visual, en sus múltiples usos astronómicos como el cálculo del brillo aparente del cielo y la determinación de parámetros sobre la estructura y dinámica de la corona solar. Además, permiten la observación de planetas y estrellas en el cielo diurno, imposible de ver en circunstancias normales