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¿4 billones de años a velocidad luz ?

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Sí, eso es lo que tardarías en recorrer la galaxia más grande del Universo en un vehículo a velocidad luz, 4 billones de años, y es que un grupo internacional de astrónomos dirigidos por la University of Central Lancashire (UCLan) encontraron “la estructura más grande del Universo”. Dicha estructura es un gran grupo de cuásares (large quasar group o LQG) y tiene un tamaño de 1200 Megapársecs (Mpc), que equivale a 4 millones de años luz.

Para que te des una idea la LQG (large quasar group) es 1600 veces más grande que la distancia que separa nuestra galaxia, la Vía Láctea y su hermana Andrómeda, la cual es de 0.75 Megapársecs o 2.5 millones de años luz.

Los astrónomos explican que el descubrimiento con este grupo de cuásares se contrapone a la teoría moderna de la cosmología basada en el trabajo de Albert Einstein, la que indica que no deberían ser  encontradas estructuras de un tamaño mayor a los 370 Mpc.

Link: Astronomers discover the largest structure in the universe (publicado en Royal Astronomical Society)

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¡Yo si quería un parque Jurásico!

Vida media del ADN

Muchas personas soñamos con visitar un parque lleno de seres prehistóricos, alimentarlos y convivir con ellos, otros tantos enfrentan la apología del terror llena de bestias con enormes dientes y garras que podrían devorarnos en un instante. Pero…

“¿Existe la posibilidad de extraer ADN de mosquitos prehistóricos preservados en ámbar?”

Es una enorme tarea determinar si estas ideas son posibles, y lo primero que se debe tener es ADN prehistórico, la base de la vida de todos los tiempos, para ello es difícil encontrar fósiles que aún contengan restos completos de esta molécula para realizar las determinaciones necesarias.

Sin embargo, para realizar dichas tareas hay que tomar diversas variables que puedan degradar al ADN, entre las que encontramos temperatura, pH, humedad, carga microbiana y el oxígeno.

Todo en esta vida tiene un tiempo para existir, y un equipo de paleontólogos a cargo de  Morten Allentoft de la Universidad de Copenhague y de Michael Bunce de la Universidad Murdoch, se dieron a la tarea de determinar el tiempo que “vive” el ADN.

Para ello, examinaron ADN mitrocondrial de 158 muestras obtenidas de fósiles de Moas que tienen entre 600 y 8,000 años de antigüedad. Las moas son un tipo de aves que habitaban Nueva Zelanda hasta hace 500 años debido a su extinción. La fragmentación de ADN determinada tiene una tasa de  5.50 × 10–6 nucleótidos en un año, 400 veces menos a la calculada anteriormente in vitro a un pH de 5,0.

¿Entonces cuánto “vive” el ADN?

El grupo de Paleóntologos publicaron en la revista Proceedings B de la Sociedad Real, que el tiempo de vida media del ADN es de 521 años, eso quiere decir que en 521 años la mitad de enlaces de nucléotidos que conforman la molécula del ADN  se romperán y que tras otros 521 años, otra mitad de enlaces tardarán en romperse.

“Con esto confirmamos que es es incorrecto recuperar ADN de insectos preservados en ámbar” –Afirma Simon Ho, un biólogo computacional de la Universidad de Sidney.

La siguiente tarea es determinar el tiempo que tarda en degradarse el ADN en diversas condiciones y lugares, como en volcanes, glaciares y cavernas.

Lamentablemente no podré tener mi parque prehistórico después de todo, y afortunadamente muchos podrán descansar tranquilamente después de saber que un Velociraptor no abrirá la puerta de su casa.

http://www.nature.com/news/dna-has-a-521-year-half-life-1.11555

http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/early/2012/10/05/rspb.2012.1745

Premio nobel de Física 2012: Serge Haroche y David J. Wineland

El premio Nobel de Física de este año fue otorgado a los profesores Serge Haroche y David Wineland por “el desarrollo de métodos experimentales novedosos que permiten la medición y manipulación de sistemas cuánticos individuales”.

¿Qué hizo cada uno?

Fotones individuales

En el laboratorio de David Wineland, se dedican a “atrapar” iones o átomos cargados a través de campos eléctricos. Las partículas son aisladas de calor y radiación, en experimentos al vacío a muy bajas temperaturas. Usando un láser pulsado, el cual se utiliza para suprimir el movimiento térmico de iones en la trampa, poniendo al ion en su estado de más baja energía y permitiendo el estudio de los fenómenos cuánticos con el ion atrapado.

Un pulso de láser cuidadosamente calibrado se puede utilizar para poner el ion en un estado de superposición, es decir, permitir la existencia simultánea de dos estados claramente diferentes. Por ejemplo, el ion puede ocupar dos niveles de energía diferentes al mismo tiempo. ¿Cómo? Si comienza en un nivel de energía más bajo y el impulso de láser sólo empuja el ión a mitad de camino hacia un nivel superior de energía de modo que este se queda entre los dos niveles, esto es, en una superposición de estados de energía, con una probabilidad igual de terminar en cualquiera de los dos. ¡Permitiendo el estudio de una superposición cuántica de estados de energía del ión!

Fotones individuales

Por otro lado, Serge Haroche y su grupo de investigación hacen algo diferente, en su laboratorio en París, hace que fotones a energía de microondas reboten en el interior de una pequeña cavidad (3 cm.) entre dos espejos. Dichos espejos, están hechos de material superconductor, enfriados a una temperatura apenas por encima del cero absoluto, por lo que estos espejos son tan reflectantes, que un solo fotón puede rebotar de un lado a otro dentro de la cavidad para casi un décimo de un segundo antes de que se pierda o se absorba ( o sea que en su vida media, el fotón habrá recorrido 40.000 kilómetros, lo que equivale a cerca de un viaje alrededor de la Tierra). Es ahí, donde Haroche tiene atrapado al fotón, listo para manipularlo cuánticamente. Para ello, Haroche, utiliza átomos especiales, “átomos de Rydberg”. Un átomo de Rydberg tiene un radio de unos 125 nanómetros, por lo que es aproximadamente 1.000 veces más grande que los átomos normales. Estos gigantescos átomos son enviados (a ciertas velocidades, cuidadosamente escogidas) a la cavidad uno por uno para que su interacción con el fotón esté bien controlada.

La interacción entre el fotón y el átomo crea un cambio en la fase del estado cuántico del átomo (pensando al átomo como una onda). Este desplazamiento de fase se puede medir a la salida del átomo de la cavidad, si no hay desplazamiento de fase, significa que no hay ningún fotón dentro. ¡Detectando fotones individuales sin destruirlos! Con un método similar, incluso pueden contar fotones dentro de la cavidad.

¿En qué nos ayudan estos avances?

La ingeniería cuántica engloba métodos teóricos y experimentales en los que se busca tener un control máximo de los estados cuánticos de un sistema para implementar procesos de diversa índole, entre otras aplicaciones:  a la codificación, transmisión y decodificación de información, implementación de algoritmos lógicos y numéricos, mediciones de precisión al límite establecido por la naturaleza, y simulación de procesos físicos en ambientes controlados. ¡Nos abre las puertas hacia avances en computación cuántica y medir el tiempo con relojes cada vez más precisos!

Referencias:

http://www.fisica.unam.mx/noticias_premionobelfis2012.php

http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2012/

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