De ciencia a técnica a industria a empleo

publicado en la revista «Nexos»
# 427, julio de 2013

 

Computadoras y equipo electrónico de uso en medicina, industria, finanzas y vida cotidiana, como la sencilla tarea de usar un cajero automático, requieren elementos de los llamados semiconductores porque presentan baja resistencia al paso de energía eléctrica o lo impiden al transformarse en aislantes, dependiendo de factores que los ingenieros manipulan. Entre los más conocidos está el silicio de los chips presentes hasta en una tarjeta de crédito. Otros son el germanio y el selenio.

Pero el cemento líquido puede convertirse en metal semiconductor líquido, según publican los Proceedings of the National Academy of Sciences el 27 de mayo: “Con una acción que podría poner verdes de envidia a los alquimistas del rey Arturo, los científicos han descifrado la fórmula para transformar cemento líquido en metal líquido. Esto hace del cemento un semiconductor”. Su empleo no tiene fronteras, desde chips, pantallas de cristal líquido, procesadores y memorias en computadoras hasta satélites y supermagnetos para acelerar partículas subatómicas.

En el equipo participan el U.S. Department of Energy (DOE) y científicos de Finlandia, Japón y Alemania.

Nuevo fenómeno en estrella de neutrones

Cuando una estrella consume su hidrógeno (fusiona dos átomos en uno de helio) pierde el balance entre la gravitación que atrae las capas externas de la estrella y la energía nuclear que la haría estallar: el Sol es una bomba H continua. Cuando la fusión concluye, la gravitación domina y las capas superiores se colapsan contra el núcleo estelar, el estallido arroja al espacio las capas colapsadas y el núcleo tiene un subsiguiente aplastón.

En el final de estrellas mayores que el Sol, esos aplastones son de tal magnitud que vencen la repulsión entre partículas atómicas y fusionan los protones (de carga positiva) con los electrones (de carga negativa). El resultado son neutrones. Por ser de carga neutra, pueden alinearse de forma aún más compacta que las partículas dentro de un núcleo atómico. El resultado es uno de los más densos objetos en el universo: una estrella de neutrones. Si la estrella es de mayor masa, esa densidad produce tal curvatura del espacio-tiempo que ni la luz tiene velocidad suficiente para escapar a la gravitación y tenemos un agujero negro.

Una estrella de neutrones puede tener un diámetro de apenas 20 kilómetros y una masa de medio millón de planetas como la Tierra. Si tiene más, se convierte en agujero negro y no se conoce límite superior para éstos. “Una cucharada cafetera del material de una estrella de neutrones pesaría unos mil millones de toneladas”, ejemplifica la nota de los astrónomos que emplearon el satélite Swift de la NASA para estudiar una estrella de neutrones localizada a unos 10 mil años luz, en la constelación de Casiopea (esa W de estrellas que vemos todo el año por estar muy al norte).

El satélite Swift lleva tres telescopios, uno de ellos para detectar en la longitud de onda de los rayos X. Con ese instrumento se midió que la estrella rotaba sobre sí misma una vez cada siete segundos y parecía reducir su velocidad a tasa continua.

La rotación de las estrellas de neutrones puede ir de unas revoluciones por minuto a varios cientos por segundo. Se ha observado que pueden acelerar su rotación. Esto, piensan los astrónomos, “demuestra que estos objetos estelares ultradensos contienen alguna forma de fluido, con más seguridad un superfluido”, estado de la materia en la que desaparece toda viscosidad y, por ende, toda fricción. Pero la estrella observada por astrónomos con un equipo de la Universidad McGill al frente, y con el largo nombre 1E 2259+856, ha comenzado a frenar. “Miré los datos y me golpearon”, dice Rob Archibald, principal autor del artículo publicado en Nature del 30 de mayo. “Estas estrellas no se supone que se comporten así”.

Pero el estudiado es un cuerpo celeste aún más raro: una magneto-estrella. Una de las escasas dos docenas así llamadas por sus campos magnéticos ultrafuertes, unos cinco mil millones de millones el terrestre. “Las magneto-estrellas también lanzan potentes erupciones de rayos X, tan fuertes que pueden afectar la atmósfera de la Tierra, aun si la magneto-estrella lanza sus ráfagas desde el lado opuesto de nuestra galaxia, la Vía Láctea”. Por ese motivo, “son uno de los mejores laboratorios que tenemos para entender la física pura”, dice Jamie Kennea, de Penn State.

“Las densidades en los núcleos de las estrellas de neutrones se piensa que son 10 veces más altas que la densidad de los núcleos atómicos, mucho más lejos de lo que nuestras actuales teorías sobre la materia pueden describir”, dice la nota de McGill.

Esto significa, en resumen, que no tenemos ni las herramientas matemáticas y teóricas para la física de la materia con la densidad calculada en el núcleo de una estrella de neutrones.

Cambio climático en la edad de piedra

Los estudios genéticos llevados a cabo en el mundo entero y a lo largo de años por National Geographic e IBM prueban que los humanos procedemos de un solo grupo de Homo sapiens, y que hace unos 80 mil años nos comenzamos a dispersar, desde el Este de África, por el mundo entero.

En época tan temprana, y siguiendo variaciones del clima, surgieron importantes innovaciones culturales en los diversos grupos “arrojados al Este del Edén”, dice el Génesis, aunque más bien, el Edén estuvo al Este y nos fuimos dispersando en todas direcciones, excepto al Este porque allí teníamos el océano Índico.

Una investigación publicada en Nature Communications de mayo por un equipo científico de la Universidad de Cardiff, Reino Unido, el Museo de Historia Natural de Londres y la Universidad de Barcelona, señala que sedimentos marinos tomados frente a la costa de Sudáfrica muestran que esa región “experimentó rápidas transiciones climáticas hacia condiciones más húmedas mientras el hemisferio norte soportaba condiciones de frío extremo”, dice Martin Ziegler en “Development of Middle Stone Age innovation linked to rapid climate change”.

Los casquetes polares, con hielos de kilómetros de grosor, llegaban más al sur que Londres. Esa era glacial se había atribuido a un cambio en la circulación del océano Atlántico que redujo el transporte de agua cálida a latitudes norte (la corriente del Golfo). Esto mismo habría producido la extrema sequía del África al sur del Sahara. “Sin embargo, nuestros nuevos datos contrastan con los de África subsahariana y demuestran que el clima respondió en sentido contrario, con incremento de lluvia, lo que se puede asociar con un global deslizamiento hacia el sur del cinturón tropical del monzón”, las lluvias de verano bajo la línea del trópico de Cáncer.

Al comparar estos cambios con datos arqueológicos, encontraron notables coincidencias. “La aparición de innovaciones estuvo conectada de forma justa a cambio climático abrupto. Los pulsos de grandes innovaciones ocurrieron al mismo tiempo que el clima de Sudáfrica cambiaba a condiciones más húmedas…”, señala el resumen del original. La nota de Cardiff va en el mismo sentido: “El surgimiento de algunas grandes industrias a mediados de la edad de piedra cae justo al principio del incremento en lluvias. De forma similar, la desaparición de tales industrias coincide con la transición a condiciones más secas”.

Más claro: las innovaciones culturales siguieron los cambios de clima. “Y esos periodos de innovación ocurrieron cuando los cambios climáticos fueron favorables a los humanos”, explica Ian Hall, de Cardiff (comunicación personal).

Chris Stringer, del Museo de Historia Natural de Londres, dice: “El registro arqueológico sudafricano es tan importante porque muestra algunas de las más antiguas evidencias de conducta moderna en primeros humanos. Esto incluye el uso de símbolos, que se han asociado al desarrollo de lenguaje complejo, y adornos personales hechos de conchas marinas”. Eso permite encontrar correlaciones “entre el cambio de clima y el de conducta”, añade Stringer.

“El nuevo estudio presenta la evidencia más convincente, con mucho, de que un cambio climático abrupto contribuyó a este desarrollo” hace de 80 mil a 40 mil años.

 

la talacha fue realizada por: eltemibledani
 

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