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Ecomobisostrans
29-ene-2013, 17:41
Biología cuántica: un mundo por descubrir

Jason Palmer y Alex Mansfield
BBC Ciencia
Lunes, 28 de enero de 2013

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Desaparecer en algún lugar y reaparecer en otro. Estar en dos sitios a la vez. Transmitir información a una mayor velocidad que la de la luz.

Son fenómenos que se explican –desde hace un tiempo– a partir de la rama de la física que estudia el comportamiento de la materia y de la energía: la mecánica cuántica.

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¿Pero qué tiene que ver esta ciencia con las flores, las aves migratorias y el olor a huevos podridos?
Bienvenido a la frontera de lo que se conoce como biología cuántica.
Sigue siendo una disciplina tentativa, incluso especulativa, pero de continuar creciendo, podría revolucionar el desarrollo de nuevos medicamentos, computadoras y perfumes, o incluso contribuir a la lucha contra el cáncer.
Hasta hace poco tiempo, la idea de que la biología -una ciencia que a los ojos de los físicos es cálida, húmeda y desordenada- estuviera relacionada con los estados de la materia se consideraba una insensatez.
Pero poco a poco y usando la poca evidencia que se ha ido encontrando, la idea ha empezado a cobrar importancia, explicó Luca Turín, del Instituto Fleming en Grecia.
Plantas, aves y narices
"Básicamente hay tres áreas en las que empieza a ser evidente la presencia de la cuántica, tres fenómenos que han derribado la idea de que la mecánica cuántica no tiene nada que ver con la biología", le dijo Turín a la BBC.
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La fotosíntesis es el proceso de la naturaleza que más se ha podido relacionar con la física cuántica.

La más evidente de las tres es la fotosíntesis, el eficiente proceso mediante el cual las plantas y algunas bacterias construyen las moléculas que necesitan, utilizando energía de la luz solar.
Cuando se observa el proceso de cerca pareciera que hubiera pequeños paquetes de energía al mismo tiempo, "probando" todos los caminos posibles para llegar a donde necesitan ir para después escoger el más eficiente.
"La biología parece haber sido capaz de utilizar este tipo de efecto en un ambiente cálido y húmedo, manteniendo la superposición. No logramos entender cómo lo hace", le dijo Richard Cogdell, de la Universidad de Glasgow a la BBC.
La sorpresa no acaba ahí. Se cree que trucos similares pueden encontrarse en el comportamiento animal: las hazañas de las aves que cruzan países, e incluso continentes volando de polo a polo en sus rutas migratorias, podrían tener relación con la física cuántica.
Los experimentos biológicos muestran que, al migrar, los petirrojos sólo se orientan a través de los colores de la luz, y que basta con una radiofrecuencia débil para confundir su sentido de dirección.
Pero las explicaciones dadas no alcanzan a explicar el fenómeno.
Para los defensores de la relación entre la cuántica y la biología, la orientación de los petirrojos al migrar se debe a un efecto de entrelazamiento cuántico.
Según este fenómeno físico, las partículas entrelazadas (en su término técnico en inglés: entangled) no pueden definirse como partículas individuales, sino más bien como un sistema.
Por más distanciadas que estén dos partículas "entrelazadas", ambas saben lo que pasa con la otra, incluso parecen poder transmitirse información a mayor rapidez que la velocidad de la luz.
Los experimentos sugieren que este fenómeno ocurre dentro de las moléculas individuales de los ojos de las aves.
John Morton, del University College London, explicó que la manera en que las aves lo perciben puede parecer aún más extraño.
"Podríamos imaginarnos que es una especie de pantalla de visualización frontal, parecida a la que tienen los pilotos: una imagen del campo magnético impresa sobre todo lo que ven a su alrededor ", apuntó.

El extraño universo de la mecánica cuántica
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La mecánica cuántica empezó con la simple idea de que la energía no está presente en cualquier cantidad, viene en fragmentos discretos, llamados cuantos (Quanta). Pero al profundizar en la teoría se ha descubierto que sus aplicaciones son sorprendentes y útiles.
Superposición: Una partícula existe en distintos estados y lugares de forma simultánea. Esto es, un electrón puede estar en la punta de su dedo y en el rincón más lejano del Universo al mismo tiempo. Sólo cuando observamos la partícula, esta "escog" un estado en particular.
Entrelazamiento cuántico: Dos partículas pueden entrelazarse de manera que sus propiedades dependan las unas de las otras, sin importar la distancia a la que estén. La medición de una parece afectar la medición de la otra instantáneamente, una idea que Einstein calificó de "espeluznante".
Efecto túnel: Una partícula puede atravesar una barrera de energía, pareciendo que desaparece en uno de sus lados y reapareciendo en el otro. Gran parte de la electrónica moderna depende de este efecto.

La idea sigue causando polémica. No menos la teoría según la cual que la biología cuántica la tenemos en nuestras propias narices.
La mayoría de los investigadores cree nuestro sentido del olfato depende únicamente de la forma que tienen las moléculas que aspiramos.
Pero el doctor Turín cree que, además de la forma, influyen las vibraciones de las moléculas, gracias a un efecto cuántico conocido como efecto túnel.
La idea sostiene que los electrones en los receptores de la nariz desaparecen en un lado de una molécula olfativa y reaparecen en el otro, dejando un poco de energía en el proceso.
Un artículo publicado en Plos One esta semana explica que las personas somos capaces de diferenciar dos moléculas de idéntica forma pero con diferentes vibraciones, lo que sugiere que la forma no es el único factor implicado en el proceso.
Lo que intriga a los investigadores es el alcance que puede tener la cuántica en los fenómenos de la naturaleza.
"No sabemos si estas tres áreas nos están introduciendo a todo un mundo por descubrir, o si realmente no hay nada debajo" –afirmó el doctor Turín. "No lo sabremos hasta que lo veamos"
'Sumamente importante'
Este tipo de fenómeno ha suscitado un gran interés a nivel global. En 2012, la Fundación Europea de la Ciencia puso en marcha su programa Farquest, con el objetivo de crear una estructura de investigación cuántica a nivel europeo en la que la biología cuántica juega un papel muy importante.
Por otra parte, la Agencia de proyectos de investigación avanzados del departamento de Defensa de Estados Unidos (Darpa), estableció una red nacional de biología cuántica en 2010, y departamentos dedicados al tema están surgiendo en una gran cantidad de países que van desde Alemania a India.
Una mejor comprensión del olfato podría impulsar enormemente el negocio de la perfumería, con la creación de fragancias más personalizadas.
De igual manera, entender los trucos de la naturaleza podría contribuir al desarrollo de la próxima generación de computadoras cuánticas.
Pero el estudio de la biología cuántica puede tener repercusiones todavía mucho más profundas.

Simon Gane, un investigador del Royal National Throat, Nose and Ear Hospitaly autor principal del artículo publicado en Plos One, explicó que los pequeños receptores de nuestra nariz se conocen comúnmente como receptores acoplados a proteínas G.
"Son una subfamilia de los receptores que tenemos en todas las células de nuestro cuerpo, hacen parte de los retos implicados en el desarrollo de nuevas medicinas", explicó.
"¿Qué pasa si existe una interacción receptor-droga que simplemente no estamos notando por no pensar que se puede tratar de un efecto cuántico? Un descubrimiento semejante podría tener profundas implicaciones en el desarrollo, la creación y el descubrimiento de fármacos".
Jim Al-Khalili, de la Universidad de Surrey, está investigando la posibilidad de que el efecto túnel se produzca durante mutaciones en nuestro ADN - una pregunta que puede ser relevante para comprender la evolución de la vida misma, o para la lucha contra el cáncer.
Como le dijo el científico le dijo a la BBC: "si descubrimos que el efecto túnel está presente en las mutaciones, existe la posibilidad de que la física cuántica pueda explicar por qué una célula se vuelve cancerosa.
"Este sinfín de opciones -añadió- te hace pensar en la posibilidad de que la física cuántica no sea únicamente nuestra pesadilla de secundaria, o un campo de estudio alternativo liderado por un grupo de personas con ideas estrafalarias. Si realmente puede ayudar a responder algunas de las preguntas más importantes de la naturaleza, se convertiría en una ciencia sumamente importante".

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Algunos investigadores sugieren que los petirrojos tienen una especie de imagen del campo magnético impresa sobre todo lo que ven a su alrededor.

http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2013/01/130128_biologia_cuantica_mundo_por_descubrir.shtml

Ecomobisostrans
20-feb-2013, 02:15
http://esp.rt.com/actualidad/public_images/7d4/7d4632e873a7237ee088f1bf4819a873_article.jpg
http://es.wikipedia.org/wiki/Materia_oscura
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_oscura
Los científicos creen estar a punto de revelar el misterio de la materia oscura.

Científicos estadounidenses creen que en un futuro próximo lograrán revelar el misterio de la materia oscura que conforma el 23% del universo, gracias a los aparatos innovadores capaces de detectar procesos vinculados con este fenómeno.

“Estamos muy emocionados, porque pensamos que nos encontramos a un paso de un gran descubrimiento”, indicó Michael Turner, director del Instituto de Física Cosmológica de la Universidad de Chicago, EE.UU., en el marco de la conferencia anual de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS, por sus siglas en inglés) celebrada en la ciudad de Boston.

“Ya sabemos que esta misteriosa materia mantiene unidas a galaxias y al resto del universo y goza de una energía seis veces más potente de la de la materia ordinaria”, subrayó el científico.

Agregó también que los astrofísicos actualmente disponen de sólidos indicios de que está formada por partículas completamente diferentes de los conocidos neutrones, protones y electrones que conforman la materia visible. Estas partículas forman parte del modelo estándar de la física que no contempla las leyes de gravedad y se conocen como WIMP, partículas masivas que interactúan débilmente.

Para estudiar estas partículas invisibles, los científicos cuentan con varios aparatos que las pueden detectar, como, por ejemplo, el espectrómetro magnético Alfa a bordo de la Estación Espacial Internacional que puede captar los rayos gama generados por la colisión de partículas de materia oscura, y un telescopio de neutrinos situado en la estación Amundsen-Scott del Polo Sur. Asimismo, los científicos tienen el Gran Colisionador de Hadrones, ubicado cerca de Ginebra, el mayor acelerador de partículas del planeta.

Los resultados más detallados de la investigación se publicarán dentro de dos o tres semanas, según anunció Samuel Ting, premio Nobel de Física y profesor del Instituto de Tecnología de Massachusetts. El científico se negó a aclarar la situación antes del tiempo, precisando sólo que su nuevo estudio permitiría cambiar el conocimiento actual de la física.

Fuente: Web (http://actualidad.rt.com/ciencias/view/86958-cientificos-espacio-misterio-materia-oscura)

Snickers
16-abr-2013, 19:32
http://www.finanzas.com/noticias-001/ciencia/20130416/hallan-indicios-materia-oscura-2281068.html

Ciencia

Hallan indicios de materia oscura en una mina de Minessota (http://www.abc.es/ciencia/20130416/abci-hallan-indicios-materia-oscura-201304161657.html)

ep@ABC_es (http://twitter.com/@ABC_es) / madrid

Día 16/04/2013 - 17.55h


Los físicos del MIT detectaron tres señales que podrían revelar la presencia de estas enigmáticas partículas



http://www.abc.es/Media/201304/16/cdms--478x500.JPG (http://www.abc.es/ciencia/20130416/abci-hallan-indicios-materia-oscura-201304161657.html) fermilab


Detector CDMS

Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han hallado nuevos indicios de materia oscura (http://www.abc.es/20120817/ciencia/abci-pero-materia-oscura-201208171215.html)en una mina de Minnesota (Estados Unidos). Este logro ha surgido de la Búsqueda Criogénica de Materia Oscura (CDMS), que se lleva realizando en la zona durante varios años, por el que ocho detectores de silicio registraron tres eventos que podrían representar colisiones de partículas masivas de interacción débil (WIMPs).
Físicos ya habían encontrado (http://www.abc.es/20120905/ciencia/abci-prueba-fisica-materia-oscura-201209050826.html)indicios de la existencia de WIMPs en esta mina con anterioridad (en 2010), pero estos hallazgos siguen siendo difíciles de entender. De hecho, los estudios resultaron ser indistinguibles de las colisiones de fondo de otras fuentes, no WIMP.
Los expertos que han llevado a cabo esta última investigación, que se ha hecho pública el pasado 13 de abril en la reunión de la Sociedad Americana de Física, han explicado que este resultado "no se eleva al nivel de un descubrimiento" porque "requiere de una mayor investigación", pero han destacado la "importancia" de este paso.
La ventaja con la que cuenta el equipo del MIT es que los hallazgos actuales se han realizado con detectores de silicio y no de germanio, como los que se utilizaban hace tres años. El silicio es más sensible a las colisiones de partículas de baja energía. Enfriado a una temperatura de 40 milikelvins, los detectores de calor sentido por CDMS detectan cuando una partícula choca con uno de sus cristales.
El desafío es distinguir una posible colisión WIMP de las muchas colisiones de otras partículas como, por ejemplo, neutrones. En este sentido, los científicos han explicado que CDMS intenta proteger sus detectores tanto como sea posible, lo que le permite calcular con precisión la velocidad de las colisiones. De los tres eventos de posibles WIMP captados dos de ellos ocurrieron en el mismo detector, mientras que el tercero se produjo en uno diferente.
Los científicos han fijado la señal en un nivel de confianza del 99,81 por ciento (o alrededor de tres sigma en el lenguaje estadístico). Pero el resultado de CDMS implicaría un WIMP con una masa de 8,6 gigaelectronvoltios, mucho más ligero de lo físicos podrían esperar, ha señalado el MIT. Los científicos barajan los nuevos datos ahora y en los próximos meses explicarán qué es exactamente lo que se ha encontrado y si son, realmente, nuevas señales que conduzcan a la materia oscura.