Frase célebre

"La investigación es el proceso de recorrer callejones para ver si tienen salida." (Marston Bates)

martes, 30 de diciembre de 2014

Premios Ig Nobel 2014 (II/II)

(Este artículo es continuación de Premios Ig Nobel 2014 (I/II). Te recomiendo que lo leas primero).

Veamos otros ganadores de los premios Ig Nobel 2014. Muchos, especialmente los científicos, nos hemos sonreído cuando nos dicen que la cara de alguien famoso aparece en una tostada o en una mancha de agua. Sin embargo, Kang Lee de la Universidad de Toronto quería descubrir si había algo más en estas supuestas manifestaciones, por qué era algo tan extendido.

Y la respuesta es la pareidolia, un fenómeno de la psicología de la percepción mediante el cual, por ejemplo, vemos rostros que no existen en los objetos de cada día. La cuestión es si se trata de una anomalía cerebral o es el proceso normal de la percepción.

Para el experimento, Lee tenía una serie de imágenes con manchas al azar. A la mitad de los sujetos del estudio les decía que había una cara en la imagen, mientras que a la otra mitad no les mencionaba nada de una cara. De las personas a las que les sugirió la idea de un rostro, el 100% identificó caras en al menos una de las imágenes que se les mostraba.

Después de escanear a los sujetos del estudio con una máquina de TRMf (Tomografía de Resonancia Magnética funcional), descubrió que, debido a la importancia del reconocimiento de rostros para la interacción humana, hay una sección del cerebro dedicada a ello. Además, esta maquinaria cerebral es tan sensible y sugestionable que puede llevar a resultados positivos falsos.

Esto significa que nuestras creencias o expectativas pueden influir mucho en nuestra percepción del mundo, porque tendemos a creer que lo que vemos es lo que realmente está ahí. Sin embargo, a veces lo que vemos es lo que está en nuestra cabeza, debido a que el área frontal del cerebro regula la corteza visual, que se encuentra en la parte trasera del cerebro.
¿Qué ves en esta primera lámina del test de Rorshach? Dínoslo en los comentarios. [Autor: Hermann Rorschach (1921)]

Para acabar, un resumen de algunos otros ganadores de los premios:
  • Peter Jonason, de la Universidad Occidental de Sídney, y su equipo, por recoger evidencias de que la gente que habitualmente se acuesta tarde son más presumidos, manipuladores y psicopáticos, por término medio, que los que normalmente se levantan temprano por las mañanas.
  • Jaroslav Flegr, de la Universidad Carlos de Praga, y su equipo, por su investigación sobre si es mentalmente peligroso para un ser humano tener un gato.
  • Marina de Tommaso, de la Universidad de Bari (Italia), y su equipo, por medir el dolor relativo que sufre la gente mientras mira un cuadro feo o uno bonito, a la vez que un haz láser potente le dispara en la mano.
  • Eigil Reimers, de la Universidad de Oslo (Noruega), y su equipo, por probar cómo reaccionan los renos cuando ven humanos disfrazados de osos polares.
Como podéis ver, uno puede hacer ciencia y divertirse al mismo tiempo. Felicidades a los ganadores.
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201410/zero.cfm

martes, 16 de diciembre de 2014

Premios Ig Nobel 2014 (I/II)

Un año más echamos un vistazo a los premios anuales Ig Nobel, cuya ceremonia se celebró el 18 de septiembre en Cambridge, Massachusetts. Recordemos que estos premios se dedican a "la ciencia que te hace reír y después te hace pensar", especialmente la investigación que parece tonta o inexplicable al principio, pero que a menudo está basada en ciencia de la buena.

[Foto original de Lars_(Lon)_Olsson]
Los ganadores del premio de física de este año fueron los científicos japoneses Kiyoshi Mabuchi, Kensei Tanaka, Daichi Uchijima y Rina Sakai. Su investigación consistía en medir la cantidad de fricción entre un zapato y una piel de plátano, y entre una piel de plátano y el suelo, cuando una persona pisa una piel de plátano que está en el suelo.

Mabuchi, que recogió el premio mientras blandía un plátano en su mano derecha, espera usar sus descubrimientos para desarrollar mejores maneras de reducir la fricción en las articulaciones de las personas.

Cambiando de tercio, Sabine Begall y su equipo de Alemania, Zambia y la República Checa fueron galardonados con el premio de biología. Su trabajo demuestra que, cuando los perros defecan, prefieren alinear sus cuerpos según el campo magnético de la Tierra.
[Foto original de Zoidy.]

En el experimento, tenían 50 cuidadores de perros y 70 perros. Cuando salían a dar su paseo normal, los cuidadores, con ayuda de una brújula, observaban la dirección de la cabeza de los perros cuando hacían sus necesidades. El equipo recogió los datos durante dos años en diferentes condiciones, como por ejemplo el tiempo meteorológico. Incluso uno de los investigadores, para no influir en la dirección que elegía el perro, iba a pasear a los perros con los ojos vendados.

Después de analizar los datos, llegaron a la conclusión de que, cuando el tiempo magnético está tranquilo, los perros se alinean en dirección norte-sur. Pero si el campo magnético se encuentra un poco inestable, los perros se alinean aleatoriamente.

Otros mamíferos grandes, como el zorro común, también han demostrado cierta habilidad para detectar el campo magnético de la Tierra. Sin embargo, debido a la naturaleza salvaje de los zorros, el equipo espera que sean los perros domesticados los que puedan ayudarnos a comprender mejor cómo estos animales pueden percibir en qué dirección está el norte.

Si esto te ha parecido interesante, en la segunda parte de este artículo, podrás enterarte de algunos otros premios de este año.
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201410/zero.cfm

lunes, 1 de diciembre de 2014

Un año en la vida del CO2 de la Tierra

Mediante un modelo informático de ultraalta resolución, los científicos de la NASA han podido echar un nuevo vistazo al modo en que viaja el dióxido de carbono por la atmósfera del planeta.

En la simulación se puede ver cómo el dióxido de carbono gira y se desplaza a medida que los vientos dispersan el gas invernadero lejos de sus fuentes. También se aprecian las diferencias entre los niveles de CO2 en los hemisferios norte y sur; así como los marcados cambios en las concentraciones globales de dióxido de carbono a medida que el ciclo de crecimiento de las plantas y los árboles cambia con las estaciones.



El vídeo fue realizado mediante un modelo informático llamado GEOS-5, creado por científicos del Departamento de Modelado y Asimilación Global del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA (NASA's Goddard Space Flight Center).

La visualización es producto de una simulación denominada Nature Run, que toma datos reales sobre las condiciones atmosféricas y la emisión de gases invernadero y de partículas atmosféricas tanto naturales como creadas por el hombre. Después se deja que el modelo corra por sí solo, simulando el comportamiento natural de la atmósfera terrestre.

Esta simulación recorre un año entero. Aunque los científicos del Goddard trabajaron con una versión "beta" del Nature Run durante varios años, lanzaron por primera vez a la comunidad científica esta versión actualizada y mejorada en otoño de 2014.
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Fuente:
http://svs.gsfc.nasa.gov/goto?11719 

lunes, 27 de octubre de 2014

Controlando un punto de inflexión

El concepto del punto de inflexión es como sigue: un sistema generalmente estable evoluciona a un punto donde la estabilidad desaparece y el sistema cambia, de repente y de forma irreversible, a un estado totalmente diferente y, a veces, catastrófico. El sistema podría ser una red eléctrica que experimenta un lento aumento en la demanda, hasta que se alcanza un apagón a gran escala; o un sistema climático sujeto al aumento de gases invernadero, que finalmente experimenta un cambio abrupto en la temperatura media.

Un huevo, simbolizando un punto de inflexión.
[Foto original de Jovel (2010).]
Para un sistema con múltiples resultados potenciales, Takashi Nishikawa (Universidad Northwestern) y Edward Ott (Universidad de Maryland) afirman que puede ser posible dirigir el sistema hacia un resultado deseado por medio de un pequeño empujón cuidadosamente elegido.

Para su estudio, consideraron teóricamente la evolución de un sistema unidimensional con ruido. En cada iteración, la posición actual se cambia a una nueva posición; y el cambio depende de un parámetro que varía lentamente, al que se añade ruido al azar. Cuando el parámetro alcanza un cierto umbral (que se denomina bifurcación), el sistema cambia a uno de dos estados posibles, cambio que depende de forma muy sensible de las fluctuaciones del ruido o de los detalles particulares de cómo varía el parámetro.

Los investigadores han demostrado, mediante simulaciones y de forma analítica, que si la amplitud del ruido es baja, existe un 90% de probabilidades de alcanzar el resultado deseado a través de un único cambio en la posición del sistema cuya cantidad sea solo un poco mayor que el nivel de ruido.

Lo sorprendente es que el cambio requerido toma su valor más pequeño durante un tiempo limitado que ocurre después de la bifurcación. Aunque el método se puede generalizar para más dimensiones, los autores advierten que es necesario tener un modelo del sistema que sea preciso.
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Fuente:
http://scitation.aip.org/content/aip/magazine/physicstoday/article/67/9/10.1063/PT.3.2505

martes, 7 de octubre de 2014

¿De dónde vienen esos rayos cósmicos tan energéticos?

La Tierra está siendo bombardeada continuamente por rayos cósmicos (protones o núcleos de alta energía) que vienen de fuera de nuestra galaxia. El espectro de energía de estos rayos decae rápidamente después del llamado límite de Greisen-Zatsepin-Kuzmin (GZK), que está a unos 6×1019 eV; no obstante, se han observado rayos cósmicos con energías de hasta 3×1020 eV.

Los astrofísicos se llevan preguntando durante mucho tiempo qué es lo que acelera las partículas a energías tan extraordinarias. Existen muchas posibilidades, como las supernovas o los chorros de materia relativistas provenientes de núcleos galácticos activos.

Pues bien, el experimento denominado Telescope Array ha proporcionado una buena pista, mediante la identificación de una zona del hemisferio celeste norte que envía una cantidad desproporcionada de rayos cósmicos ultraenergéticos en nuestra dirección. (El Observatorio Pierre Auger ya había identificado previamente una zona similar, aunque bastante más débil, en el hemisferio celeste sur).

Ilustración esquemática del Telescope Array.
[Dibujo hecho por Theturnipmaster (2013)]
Tras una exploración de cinco años que finalizó en mayo del 2013, el Telescope Array identificó 72 rayos cósmicos con energías por encima del límite GZK, a través de la lluvia de partículas creadas cuando los rayos cósmicos ultraenergéticos interaccionan con la atmósfera terrestre. Las partículas de la lluvia eran registradas por centelladores situados en el suelo, mientras que la energía depositada en el nitrógeno atmosférico era monitorizada mediante detectores de fluorescencia.

Alrededor de un 25% de los rayos cósmicos observados llegaban de la zona antes mencionada, que ocupa solo un 6% del hemisferio celeste norte. Se trata, sin embargo, de una zona suficientemente grande como para cubrir muchas fuentes potenciales de rayos cósmicos ultraenergéticos. De hecho, su extensión se debe en parte a que los campos magnéticos galácticos e intergalácticos curvan las trayectorias de los rayos, confundiendo un tanto las localizaciones de sus fuentes.

Afortunadamente, las partículas con energías cercanas o mayores que el límite GZK se curvan poco, de modo que un nuevo conjunto de telescopios mayores y más sensibles podría revelar con más precisión sus orígenes.
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Fuente:
http://scitation.aip.org/content/aip/magazine/physicstoday/article/67/9/10.1063/PT.3.2504

viernes, 21 de marzo de 2014

Nuevo sistema de comunicación mediante fotones entrelazados (II/II)

(Este artículo es continuación de Nuevo sistema de comunicación mediante fotones entrelazados (I/II). Te recomiendo que lo leas primero). 

Veamos ahora cómo se podría llevar a cabo este nuevo sistema de comunicación. Una astronave girando alrededor de la Tierra tendría dificultades a la hora de recibir señales desde el suelo. El cambio constante de posición y orientación que experimenta el satélite hace que sea casi imposible recibir haces tradicionales de luz polarizada. La mayor parte del tiempo, el receptor del satélite no estaría alineado con el emisor del suelo, distorsionando la transmisión.

Si tenemos dos satélites que se mueven uno respecto del otro, no es fácil alinear sus respectivos ejes horizontales. Lo que se podría hacer es combinar dos grados de libertad diferentes de la luz, por ejemplo usando fotones polarizados circularmente. En este caso, la fase del haz no es una onda plana, sino una hélice que rota en el sentido de las agujas del reloj o al revés.

Animación de luz polarizada circularmente. [Imagen creada por Dave3457 (2010).]

Para generar el fotón polarizado circularmente, el equipo de investigación de Italia hizo pasar la luz a través de una pantalla de cristal líquido, llamada "placa q" (q-plate en inglés). Luego dirigieron el haz hacia receptores en movimiento, básicamente minitelescopios, para comprobar cómo de fiel era la transmisión de los fotones entrelazados.

Los experimentos iniciales en el laboratorio dieron buenos resultados, así que posteriormente se unieron con un equipo de la Università degli Studi di Padova conocido por transmitir fotones entrelazados a largas distancias. Hicieron pruebas hasta 100 metros que también dieron resultados positivos; y esperan llegar pronto a transmisiones de hasta un kilómetro de distancia.

No obstante, los satélites más cercanos se encuentran a unos 160 km de la superficie terrestre. Y a esas distancias otros factores podrían interferir con la transmisión. Por ejemplo, los efectos de las perturbaciones atmosféricas o los efectos relativistas de los satélites en órbita. A pesar de ello, parece que la transmisión de información mediante fotones entrelazados está, afortunadamente, cada vez más cerca.
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201305/entangledphoton.cfm

sábado, 1 de marzo de 2014

Nuevo sistema de comunicación mediante fotones entrelazados (I/II)

Un equipo de investigación de Italia está desarrollando un sistema que permitirá a los físicos enviar información cuántica al espacio, así como recibirla. Se trata de un método para transmitir un fotón entrelazado (usando un tipo concreto de luz polarizada) a un receptor alineado imperfectamente, semejante a la orientación de un satélite moviéndose.

Hace tiempo que los científicos investigan las propiedades cuánticas de los fotones con la esperanza de crear un sistema de comunicación de larga distancia. Entre otras ventajas, sería imposible que un tercero interceptara y descodificara el mensaje sin alertar al transmisor y al receptor.

Para que tal sistema funcione, es necesario crear un enlace entre los dos corresponsales. Un corresponsal entrelaza dos fotones y envía uno de ellos (todavía en su estado entrelazado) al otro corresponsal. Cuando se mide el estado cuántico de un fotón, la función de onda del otro fotón también colapsa instantáneamente.

Fotones entrelazados
Representación simbólica de un par de fotones
entrelazados. [Imagen creada por Neolexx (2011).]
Mediante algún tipo de manipulación, los científicos esperan poder codificar información en este colapso, posiblemente entrelazando un tercer fotón. Se trataría de codificar la información cuántica en algún grado de libertad de los fotones y enviar luego el fotón de una persona a la otra. El planteamiento más común aprovecha la polarización de la luz.

Todavía no se ha llegado al punto de poder enviar mensajes útiles mediante este sistema. Sin embargo, sí se ha avanzado bastante en la transmisión de fotones entrelazados a grandes distancias. Un experimento que se llevó a cabo en las Islas Canarias estableció un nuevo récord de distancia en el 2012: se transmitió un fotón entrelazado a otra isla que distaba 144 kilómetros.

De todas formas, en algún momento la curvatura de la Tierra bloquearía la línea de visión de la transmisión, por lo que haría falta utilizar un satélite para transmitir la señal. Pero es más fácil decirlo que llevarlo a la práctica. Te contamos cómo en la segunda parte de este artículo. No te la pierdas.
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201305/entangledphoton.cfm
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