J. Arnoldo Bautista

J. Arnoldo Bautista

Para este envío un colega nos comparte el presente artículo publicado el pasado 3 de diciembre de 2020, en el boletín digital de Purdue University (PU) y escrito por Kayla Wiles. Veamos de qué se trata…

En lugar de insertar una tarjeta o escanear un teléfono inteligente para realizar un pago, ¿qué pasaría si usted simplemente tuviera que tocar la máquina con el dedo?

 

Un prototipo desarrollado por ingenieros de PU esencialmente permitiría que su cuerpo actuara como el enlace entre su tarjeta o teléfono inteligente y el lector o escáner, lo que le permitiría transmitir información con solo tocar una superficie.

El prototipo aun no transfiere dinero, pero es la primera tecnología que puede enviar cualquier información con el toque directo de un dedo. En un nuevo estudio los investigadores muestran que mientras se usa el prototipo como reloj, el cuerpo de un usuario puede usarse para enviar información como una foto o contraseña al tocar un sensor en una computadora portátil.

 

"Estamos acostumbrados a desbloquear dispositivos con nuestras huellas digitales, pero esta tecnología no se basaría en la biometría, se basaría en señales digitales. Imagínese iniciar sesión en una aplicación en el teléfono de otra persona con solo tocarlo", dijo Shreyas Sen, un profesor asociado de PU en el departamento  de ingeniería eléctrica e informática.

"Todo lo que toque se volverá más poderoso por la información digital que lo atraviesa".

El estudio se publica en Transactions on Computer-Human Interaction, una revista de la Association for Computing Machinery. Shovan Maity, un alumno de Purdue, dirigió el estudio como Ph.D. estudiante en el laboratorio de Sen. Los investigadores también presentarán sus hallazgos en la conferencia Computer Human Interaction (ACM CHI) de la Association for Computing Machinery en mayo.

La tecnología funciona estableciendo una "Internet" dentro del cuerpo que los teléfonos inteligentes, relojes inteligentes, marcapasos, bombas de insulina y otros dispositivos portátiles o implantables pueden usar para enviar información. Estos dispositivos normalmente se comunican mediante señales de Bluetooth que tienden a irradiarse desde el cuerpo. Un pirata informático podría interceptar esas señales desde 30 pies de distancia, dijo Sen.

 

En cambio, la tecnología de Sen mantiene las señales confinadas dentro del cuerpo acoplándolas en un llamado "rango electrocuasistático" que es mucho más bajo en el espectro electromagnético que la comunicación Bluetooth típica. Este mecanismo es el que permite la transferencia de información con solo tocar una superficie.

Incluso si su dedo estuviera a solo un centímetro sobre una superficie, la información no se transferiría a través de esta tecnología sin un toque directo. Esto evitaría que un pirata informático robara información privada, como credenciales de tarjetas de crédito, al interceptar las señales.

Los investigadores demostraron esta capacidad en el laboratorio al hacer que una persona interactuara con dos superficies adyacentes. Cada superficie estaba equipada con un electrodo para tocar, un receptor para obtener datos del dedo y una luz para indicar que los datos se habían transferido. Si el dedo tocaba directamente un electrodo, solo se encendía la luz de esa superficie. El hecho de que la luz de la otra superficie permaneciera apagada indicó que los datos no se filtraron.

Del mismo modo, si un dedo se acerca lo más posible al sensor de una computadora portátil, la foto no se transferirá. Pero un toque directo podría transferir una foto.

Las máquinas de tarjetas de crédito y aplicaciones como Apple Pay utilizan una alternativa más segura a las señales de Bluetooth, llamada comunicación de campo cercano, para recibir un pago al tocar una tarjeta o escanear un teléfono. La tecnología de Sen agregaría la conveniencia de realizar un pago seguro en un solo gesto.

"No tendría que sacar un dispositivo de su bolsillo. Podría dejarlo en su bolsillo o en su cuerpo y simplemente tocar", dijo Sen.

La tecnología también podría reemplazar los llaveros o tarjetas que actualmente usan la comunicación Bluetooth para otorgar acceso a un edificio. En cambio, una persona podría simplemente tocar la manija de una puerta para entrar.

Al igual que las máquinas de hoy que escanean cupones, tarjetas de regalo y otra información desde un teléfono, el uso de esta tecnología en la vida real requeriría que las superficies en todas partes tengan el hardware adecuado para reconocer su dedo.

El software del dispositivo que lleva puesto una persona también debería configurarse para enviar señales a través del cuerpo hasta la punta del dedo, y tener una forma de apagarlo para que la información, como un pago, no se transfiera a todas las superficies. equipado para recibirlo.

Los investigadores creen que las aplicaciones de esta tecnología irían más allá de cómo interactuamos con los dispositivos en la actualidad.

 

 

"Cada vez que habilita un nuevo canal de hardware, le brinda más posibilidades. Piense en las grandes pantallas táctiles que tenemos hoy; la única información que recibe la computadora es la ubicación de su toque. Pero la capacidad de transferir información a través de su toque sería cambiar las aplicaciones de esa gran pantalla táctil ", dijo Sen.

 

Fuente: https://engineering.purdue.edu/ECE/News/2020/tech-makes-it-possible-to-digitally-communicate-through-human-touch

 

El pasado 7 de octubre de 2020 recibimos con profunda tristeza  la noticia del fallecimiento del Doctor Mario Molina Pasquel-Henríquez. La Academia Panamericana de Ingeniería publicó a nombre del Consejo de Directores y de todos sus miembros una esquela donde expresamos públicamente  el pésame por el sensible fallecimiento del Dr. Molina, distinguido Académico de Honor, enfatizando que sentimos profundamente la pérdida del amigo inmejorable, colega fraternal y notable ingeniero;  destacamos en ella nuestra admiración y respeto por este gran hombre, “siempre abierto a sorprenderse, dispuesto por la curiosidad inmediata, una vida por amor a la ciencia. Un hombre sublime”.

Un querido colega nos comparte el OBITUARIO que del Dr. Molina publica Nature el pasado 6 de noviembre de 2020 en su boletín digital y que aquí traducimos. Respetuosamente revisémoslo…

 

A mediados de la década de 1970, Mario Molina ayudó a predecir que las emisiones globales de clorofluorocarbonos (CFC) podrían agotar el ozono estratosférico. Una década más tarde, los científicos del British Antarctic Survey informaron que había aparecido un gran agujero en la capa de ozono sobre el Polo Sur. La incansable defensa y diplomacia científica de Molina ayudaron a lograr el Protocolo de Montreal de 1987 sobre Sustancias que adelgazan la Capa de Ozono, un acuerdo internacional para eliminar los CFC y otras sustancias químicas que tienen este efecto en la capa de ozono. Molina compartió el Premio Nobel de Química de 1995 con su ex asesor F. Sherwood Rowland y el químico holandés Paul Crutzen por su trabajo sobre la química estratosférica. Murió el 7 de octubre, a los 77 años.

El Protocolo de Montreal, el primer tratado de las Naciones Unidas en lograr la ratificación universal, redujo el cloro y el bromo estratosféricos, y el agujero de ozono ha comenzado a recuperarse. En 2003, el ex secretario general de la ONU, Kofi Annan, describió el tratado como “quizás el acuerdo internacional más exitoso hasta la fecha”. Su implementación, y el trabajo posterior de Molina sobre la calidad del aire en las megaciudades y sobre el cambio climático, mejoraron la calidad de vida de millones de personas en todo el mundo.

Una figura pública preciada en los Estados Unidos y México, fue un asesor de confianza del presidente estadounidense Barack Obama.

Nacido en la Ciudad de México, hijo de un diplomático, Molina fue a un internado en Suiza.

Estudió ingeniería química en la Universidad Nacional Autónoma de México, en su ciudad natal, y química aplicada en la Universidad de Friburgo, Alemania. Los estudios de doctorado en química física en la Universidad de California (UC), Berkeley, lo llevaron a Estados Unidos, donde consolidó su carrera.

En UC Irvine, él y Rowland calcularon la amenaza que representan los CFC para la atmósfera (véase M. Molina y F. Rowland Nature 249, 810–812; 1974). La inercia química que hizo que los CFC fueran valiosos como refrigerantes y propulsores también evita que la oxidación los elimine de la atmósfera, donde se convierten en un caballo de Troya para introducir cloro a la estratosfera. Allí, el gas puede catalizar la destrucción del ozono, permitiendo que la dañina luz ultravioleta de alta energía (UVB) penetre en la superficie de la Tierra.

Comunicar este trabajo a los medios de comunicación y a los legisladores fue el inicio de Molina en la diplomacia científica. Estos esfuerzos crearon un impulso para la eliminación gradual de los CFC en las latas de aerosol, acelerados por el descubrimiento del agujero de ozono y concluidos con el Protocolo de Montreal. Sin embargo, quedaron sin respuesta preguntas básicas: ¿por qué el agujero de ozono estaba localizado sobre el Polo Sur y era estacional?

Molina encontró la respuesta en la química de la superficie de las partículas de hielo que forman las hermosas nubes estratosféricas polares (PSC) de "madre perla" observadas durante el invierno sobre el Polo Sur. Durante el oscuro y frío invierno polar, el cloro estratosférico se almacena en formas relativamente inertes de nitrato de cloro en fase gaseosa, ácido hipocloroso y cloruro de hidrógeno.

Molina y su grupo de investigación, entonces en el Jet Propulsion Laboratory en Pasadena, California, hicieron experimentos creativos para imitar partículas de PSC: las reacciones entre las superficies de hielo y los compuestos de cloro llevaron a la liberación de cloro. La acumulación invernal del gas en el vórtice polar antártico debido a tales reacciones conduce a un agotamiento intenso del ozono cuando la luz solar regresa en la primavera polar.

Quedaba un misterio en cuanto a por qué el hielo debería ser un catalizador tan eficaz para estos procesos estratosféricos. Los cálculos basados ​​en las reacciones del cloruro de hidrógeno con una superficie de hielo cristalino predijeron que la activación del cloro sería mucho menos eficiente de lo que se observa en el laboratorio o en el medio ambiente. Molina sugirió que la diferencia podría deberse a una capa superficial desordenada, o capa casi líquida, en el hielo. En el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en Cambridge, su grupo de investigación realizó experimentos que confirmaron que el cloruro de hidrógeno a bajas temperaturas estratosféricas inducía tal desorden y que desempeñaba un papel en la activación del cloro.

Mientras era profesor de instituto en el MIT entre 1989 y 2004, Molina y su entonces esposa y colaboradora de mucho tiempo, Luisa Tan Molina, comenzaron a trabajar en la calidad del aire en megaciudades (en general, aquellas con más de diez millones de habitantes) en el sur global. Para orientar la política, el Proyecto Ciudad de México combinó estudios de campo a gran escala sin precedentes de la química atmosférica en vecindarios urbanos, en los que participaron cientos de científicos internacionales, con análisis en profundidad y participación de las partes interesadas. Este trabajo mejoró la calidad del aire en su amada ciudad natal.

En 2004, Molina se mudó a UC San Diego y fundó el Centro Mario Molina de Estudios Estratégicos sobre Energía y Medio Ambiente, un grupo de expertos con sede en la Ciudad de México. En sus últimas décadas, pasó cada vez más tiempo en México, pero siguió siendo un miembro inspirador de la facultad en UC San Diego. En 2014, encabezó una importante iniciativa de divulgación pública sobre el cambio climático, "Lo que sabemos", para la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia.

Molina podía comunicar la esencia de un tema técnico a cualquiera, con diplomacia amable y credibilidad científica.

Se desempeñó como asesor científico de varios presidentes de México y, como miembro de la Academia Pontificia de Ciencias del Vaticano, asesoró a tres papas y fue coautor del informe de 2017 'Menos de 2 grados Celsius: políticas de acción rápida para proteger a las personas y el planeta del cambio climático extremo'. En sus últimos meses, abogó apasionadamente por el uso de mascarillas para reducir la transmisión del SARS-CoV-2 en México.

 

Fuente:

 https://www.nature.com/articles/d41586-020-03133-3

https://www.academiapanamericanaingenieria.org/Docs/mm2.pdf

 

Un estimado colega, físico de origen pero ingeniero por sus posgrados, nos envía el presente artículo escrito por Katrina Miller, publicado en el boletín digital de la University of Chicago (UChicago) el 19 de noviembre del 2020 y traducido para Sólo para Ingenieros. Veamos de qué se trata…

Un equipo de investigadores de la Universidad de Chicago se embarcó recientemente en la búsqueda de su vida, o más bien, una búsqueda de la existencia de partículas supersimétricas de larga vida.

 

La supersimetría es una teoría propuesta para expandir el modelo estándar de física de partículas. Similar a la tabla periódica de los elementos, el modelo estándar es la mejor descripción que tenemos para las partículas subatómicas en la naturaleza y las fuerzas que actúan sobre ellas.

Pero los físicos saben que este modelo está incompleto; no deja espacio para la gravedad o la materia oscura, por ejemplo. La supersimetría tiene como objetivo completar el cuadro emparejando cada partícula del modelo estándar con un socio supersimétrico, lo que abre una nueva clase de partículas hipotéticas por detectar y descubrir. En un nuevo estudio, los físicos de UChicago han descubierto las limitaciones de las propiedades que podrían tener estos supercompañeros, si es que existen.

 

"La supersimetría es realmente la teoría más prometedora que tenemos para resolver tantos problemas como sea posible en el Modelo Estándar", dijo Tova Holmes, profesora asistente en la Universidad de Tennessee, Knoxville, quien trabajó en el experimento como investigadora postdoctoral en UChicago. "Nuestro trabajo encaja en un esfuerzo mayor en el Gran Colisionador de Hadrones para reconsiderar cómo buscamos una nueva teoría de la física".

 

El Gran Colisionador de Hadrones, ubicado en Europa en el CERN (Conseil européen pour la recherche nucléaire), acelera los protones a casi la velocidad de la luz antes de obligarlos a chocar. Estas colisiones protón-protón producen una gran cantidad de partículas adicionales donde los investigadores esperan encontrar esta prometedora nueva física.

"Pero en el Gran Colisionador de Hadrones, los nuevos eventos físicos son extremadamente raros y difíciles de identificar en los escombros de las partículas en colisión", dijo la profesora Young-Kee Kim, presidenta del departamento de física de UChicago y coautora del estudio, un esfuerzo dirigido íntegramente por mujeres.

El equipo de UChicago buscó la producción de sleptones, supuestos supercompañeros de los leptones existentes de electrones, muones y tau, utilizando datos recopilados en el ATLAS, un detector de partículas del CERN. En el modelo de supersimetría que se intenta probar, se teoriza que los sleptones tienen una vida útil prolongada, lo que significa que pueden viajar mucho antes de descomponerse en algo detectable por ATLAS.

 

"Una de las formas en que podemos no detectar la nueva física es si la partícula no se descompone rápidamente cuando se produce", dijo Holmes. "Por lo general, no podemos ver a las partículas de larga duración en nuestras búsquedas, porque básicamente eliminamos cualquier cosa que no parezca un decaimiento rápido estándar en nuestro detector".

Sin embargo, en cuatro años de recopilación de datos en el ATLAS, los investigadores de UChicago no encontraron eventos de leptones desplazados. Esa falta de descubrimiento les permitió establecer lo que se llama un límite, descartando un rango de masas y tiempo de vida que podrían tener los sleptons longevos.

 

 

"Estamos al menos un 95% seguros de que, en caso de que exista un slepton en este modelo, no tiene las masas ni el tiempo de duración en las partes sombreadas de esta trama", dijo Lesya Horyn, Ph.D. de UChicago quien recientemente completó su disertación sobre esta medida.

¿Un resultado nulo decepciona al equipo? De ningún modo.

"No encontrar nada te dice tanto", dijo Horyn. Saber que los sleptons longevos no tienen determinadas masas y duraciones informa a los investigadores sobre dónde enfocar las búsquedas futuras.

"Desde mi punto de vista, esta búsqueda era lo que los teóricos decían haber cubierto", dijo Holmes. "Parecía que podíamos hacerlo, ¡y lo hicimos!"

El resultado ha dado energía al equipo para ampliar aún más los límites. En algún momento de la próxima década, el Gran Colisionador de Hadrones entrará en su período de mantenimiento periódico, dejando tiempo suficiente para que se actualice el hardware del ATLAS.

"Este fue un primer paso en el análisis, por lo que definitivamente hay lugares para mejorar", dijo Horyn.

Una actualización urgente será una renovación del sistema de activación, que selecciona si los eventos deben guardarse o desecharse. El disparador está optimizado actualmente para almacenar desintegraciones de partículas de vida corta, no de los sleptones de vida larga que son fundamentales para esta búsqueda de supersimetría.

Se pueden realizar mejoras más inmediatas sin esperar el cierre.

"Los pasos futuros podrían incluir la búsqueda del mismo modelo utilizando datos más sólidos de las próximas ejecuciones del Gran Colisionador de Hadrones", dijo Xiaohe Jia, una estudiante graduada en Harvard que trabajó en el experimento como estudiante de la Universidad de Chicago. Otra ruta para explorar, dijo, podría ser el uso de técnicas similares para expandir la búsqueda de partículas de larga duración más allá de los sleptons.

 

Por ahora, el completar el modelo estándar sigue siendo una tarea pendiente, pero el equipo se enorgullece de haber liderado una primera búsqueda de este modelo de supersimetría en el ATLAS.

"Descubrir nueva física es como encontrar una aguja en un pajar", dijo Kim. "Aunque no vimos nada en los datos actuales, ¡hay una gran oportunidad para el futuro!"

 

Fuente: https://news.uchicago.edu/story/search-lifetime-supersymmetric-particles-cern

 

 

Un equipo internacional de ingenieros aeroespaciales está desarrollando un prototipo de dron que imita las maniobras acrobáticas de una de las aves más rápidas del mundo, el vencejo, en el último ejemplo de vuelo de inspiración biológica. Al respecto un estimado colega nos comparte el presente artículo publicado en el boletín digital de noticias de la University of South Australia (UniSA) el 29 de julio de 2020 y traducido aquí para Sólo para Ingenieros. Veamos de qué se trata…

Un equipo de investigación de Australia Meridional, Singapur, China y Taiwán ha diseñado un ornitóptero de 26 gramos (avión de alas móviles) que puede flotar, lanzarse, planear, frenar y sumergirse como un vencejo común, lo que los hace más versátiles, seguros y silenciosos que los drones quadricópteros existentes.

 

Con un peso equivalente a dos cucharadas de harina, el dron de alas móviles se ha optimizado para volar en entornos caóticos de los humanos, con la capacidad de deslizarse, flotar a muy baja altura y detenerse rápidamente desde velocidades rápidas, evitando colisiones, todo lo que los cuadricópteros actuales no pueden hacer.

El equipo, que incluye al ingeniero aeroespacial de UniSA, el profesor Javaan Chahl, ha diseñado un dron con alas felixbles similar en tamaño a un vencejo o de una paloma grande, que puede imitar algunas maniobras agresivas de vuelo de esta ave.

El profesor Chahl dice que copiar el diseño de las aves, como los vencejos, es solo una estrategia para mejorar el rendimiento de vuelo de los ornitópteros de alas batientes.

“Hay ornitópteros existentes pero, hasta ahora, eran demasiado ineficientes y lentos para ser ágiles. Hemos superado estos problemas con nuestro prototipo de ala flexibles, logrando el mismo empuje generado por una hélice”, dice el profesor Chahl.

“El batir de alas puede elevarse como el ala de un avión, mientras se empuja como una hélice y frena como un paracaídas. Hemos reunido esto para replicar los patrones de vuelo agresivos de las aves mediante el simple control de la cola ".

El científico investigador de la Universidad Nacional de Singapur, el Dr. Yao-Wei Chin, quien ha dirigido el proyecto publicado recientemente en Science Robotics, dice que los drones de inspiración biológica podrían usarse con éxito en una variedad de entornos.

Las aplicaciones de vigilancia son claras, pero las aplicaciones novedosas incluyen la polinización de granjas verticales interiores sin dañar la vegetación densa, a diferencia de los cuadricópteros de propulsión rotatoria cuyas cuchillas corren el riesgo de triturar los cultivos.

 

Debido a su estabilidad en vientos fuertes, el dron ornitóptero también podría usarse para ahuyentar a las aves de los aeropuertos, reduciendo el riesgo de que sean absorbidas por los motores a reacción.

“El ornitóptero optimizado actúa como una especie de espantapájaros, lo que ahorra en gran medida los costos laborales para las empresas de control de plagas y los operadores de aeropuertos”, dice el Dr. Chin.

Actualmente no hay ornitópteros comercializados que se utilicen para la vigilancia, pero esto podría cambiar con el último avance, afirman los investigadores.

Al mejorar el diseño para que los ornitópteros ahora puedan producir suficiente empuje para flotar y llevar una cámara y los dispositivos electrónicos que lo acompañan, el dron de alas flexibles batibles podría usarse para monitorear marchas y tráfico, recopilar información y estudiar bosques y vida silvestre.

El peso ligero y el lento batir de las alas del ornitóptero representan menos peligro para el público que los drones cuadricópteros en caso de accidente y, dado el empuje y los bancos de energía suficientes, podría modificarse para transportar diferentes cargas útiles según lo que se requiera.

Un área que requiere más investigación es cómo reaccionarán las aves a un objeto volador mecánico que se les parezca en tamaño y forma. Las aves pequeñas y domesticadas se asustan fácilmente con los drones, pero se sabe que grandes bandadas y aves mucho más grandes atacan a los ornitópteros.

Y aunque el avance bioinspirado es impresionante, estamos muy lejos de replicar el vuelo biológico, dice el Dr. Chin.

“Aunque los ornitópteros son los más cercanos al vuelo biológico con su propulsión de aleteo, las aves y los insectos tienen múltiples conjuntos de músculos que les permiten volar increíblemente rápido, doblar las alas, girar, abrir las ranuras de las plumas y ahorrar energía.

 

“La agilidad de sus alas les permite girar su cuerpo en el aire sin dejar de aletear a diferentes velocidades y ángulos.

“Los vencejos comunes pueden navegar a una velocidad máxima de 31 metros por segundo, equivalente a 112 kilómetros por hora o 90 millas por hora.

“A lo sumo, diría que estamos replicando el 10 por ciento del vuelo biológico”, dice.

Notas para los lectores:

“Un avión no tripulado con alas flexibles batibles eficientes detiene el vuelo de alta velocidad utilizando el vuelo posterior a la pérdida”, se publica en Science Robotics. Para obtener una copia del documento, envíe un correo electrónico a Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

 

El proyecto fue la culminación del trabajo de doctorado realizado por el Dr. Yao-Wei Chin en la Universidad Tecnológica de Nanyang bajo la dirección del Profesor Asociado Gih-Keong Lau (ahora con la Universidad Nacional Chiao Tung, Taiwán), y una colaboración internacional compuesta por el Profesor Boo Cheong Khoo ( Universidad Nacional de Singapur), el profesor Javaan Chahl y el Dr. Jia Ming Kok (Universidad de Australia Meridional y Grupo de Ciencia y Tecnología de Defensa, Australia), el Dr. Yong-Qiang Zhu (Universidad Tecnológica de Qingdao, China) y el Dr. Woei Leong Chan (Universidad Nacional de Singapur).

 

Fuente:

https://www.unisa.edu.au/Media-Centre/Releases/2020/is-it-a-bird-a-plane-not-superman-but-a-flapping-wing-drone/

 

 

Un estimado colega nos comparte el presente e interesante artículo escrito por Jules Bernstein y publicado por la University of California at Riverside (UCR) el pasado 30 de octubre de 2020. La traducción se realizó por  “Sólo para Ingenieros”.  Veamos de qué se trata…

 

Pequeñas plantas oceánicas aparentemente inofensivas sobrevivieron a la oscuridad del impacto de un asteroide que mató a los dinosaurios al aprender un comportamiento macabro: comerse a otras criaturas vivientes.

Grandes cantidades de escombros, cenizas y aerosoles se dispararon a la atmósfera cuando un asteroide se estrelló contra la Tierra hace 66 millones de años, sumiendo al planeta en la oscuridad, enfriando el clima y acidificando los océanos. Junto con los dinosaurios en la tierra y los reptiles gigantes en el océano, las especies dominantes de algas marinas fueron aniquiladas instantáneamente, excepto por una de raro tipo.

Un equipo de científicos, incluidos investigadores de UC Riverside, quería comprender cómo estas algas lograron prosperar mientras la extinción masiva se extendía por el resto de la cadena alimentaria mundial.

"Este evento estuvo más cerca de acabar con toda la vida multicelular en este planeta, al menos en el océano", dijo el geólogo de la UCR y coautor del estudio Andrew Ridgwell. "Si eliminas las algas, que forman la base de la cadena alimentaria, todo lo demás debería morir. Queríamos saber cómo los océanos de la Tierra evitaron ese destino y cómo nuestro ecosistema marino moderno volvió a evolucionar después de tal catástrofe".

Para responder a sus preguntas, el equipo examinó fósiles bien conservados de las algas supervivientes y creó modelos informáticos detallados para simular la probable evolución de los hábitos de alimentación de las algas a lo largo del tiempo. Sus hallazgos ahora se publican en la revista Science Advances.

Según Ridgwell, los científicos tuvieron un poco de suerte al encontrar los fósiles de tamaño nanométrico en primer lugar. Se ubicaron en sedimentos de rápida acumulación y alto contenido de arcilla, lo que ayudó a preservarlos de la misma manera que los pozos de alquitrán de La Brea proporcionan un ambiente especial para ayudar a preservar los mamuts.

 

La mayoría de los fósiles tenían escudos hechos de carbonato de calcio, así como agujeros en sus escudos. Los agujeros indican la presencia de flagelos, estructuras delgadas en forma de cola que permiten que los organismos diminutos naden.

 

"La única razón por la que necesitas moverte es para atrapar a tu presa", explicó Ridgwell.

Los parientes modernos de las algas antiguas también tienen cloroplastos, que les permiten utilizar la luz solar para producir alimentos a partir de dióxido de carbono y agua. Esta capacidad de sobrevivir tanto al alimentarse de otros organismos como a través de la fotosíntesis se llama mixotrofia. Ejemplos de las pocas plantas terrestres con esta habilidad incluyen Venus atrapamoscas y sundews.

Los investigadores encontraron que una vez que la oscuridad posterior al asteroide se despejó, estas algas mixotróficas se expandieron desde las áreas de la plataforma costera hacia el océano abierto, donde se convirtieron en una forma de vida dominante durante el próximo millón de años, lo que ayudó a reconstruir rápidamente la cadena alimentaria. También ayudó que las criaturas más grandes que normalmente se alimentarían de estas algas estuvieran inicialmente ausentes en los océanos posteriores a la extinción.

"Los resultados ilustran tanto la adaptabilidad extrema del plancton oceánico como su capacidad para evolucionar rápidamente, pero también, para las plantas con un tiempo de generación de un solo día, siempre estás a solo un año de oscuridad de la extinción", dijo Ridgwell.

 

Sólo mucho más tarde las algas evolucionaron, perdiendo la capacidad de comer a otras criaturas y restableciéndose para convertirse en una de las especies de algas dominantes en el océano actual.

"La mixotrofia fue tanto el medio de supervivencia inicial como luego una ventaja después de que la oscuridad posterior al asteroide desapareció debido a las abundantes células pequeñas y bonitas, probablemente cianobacterias sobrevivientes", dijo Ridgwell. "Es la mejor historia de Halloween: cuando se apagan las luces, todos comienzan a comerse unos a otros".

 

Fuente: https://news.ucr.edu/articles/2020/10/30/survive-asteroid-impact-algae-learned-hunt

 

Faltan algunas horas para que la nave aeroespacial Osiris-Rex intente obtener una muestra del asteroide Bennu. Este evento será transmitido por la NASA en vivo, el 20 de octubre a las 5:12 pm, hora de CdMex, y usted podrá verlo en el enlace: https://www.nasa.gov/nasalive.

Por lo pronto, aquí continuaremos revisando el artículo que sobre el tema nos han compartido los colegas de la University of Arizona (UA), cuya primera parte revisamos la semana pasada. Hoy analizaremos el resto.

El artículo fue publicado el pasado jueves 8 de octubre en el boletín digital de noticias “A-News” de la UA y traducido por nosotros.  Continuamos…

Un triunfo científico

 

Otro artículo publicado en Science, dirigido por Amy Simon, del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, muestra que el material orgánico que contiene carbono está muy extendido en la superficie del asteroide, incluso en el sitio Nightingale. Estos hallazgos indican que es probable que la muestra recolectada contenga minerales hidratados y material orgánico.

Esta materia orgánica puede contener carbono en una forma que se encuentra a menudo en compuestos asociados con la biología. Los científicos están planeando experimentos detallados con estas moléculas orgánicas y esperan que la muestra devuelta ayude a responder preguntas complejas sobre los orígenes del agua y la vida en la Tierra.

"La abundancia de material que contiene carbono es un gran triunfo científico para la misión. Ahora somos optimistas de que recolectaremos y traeremos una muestra con material orgánico, un objetivo central de la misión OSIRIS-REx", dijo Dante Lauretta, OSIRIS- Investigador principal de REx y profesor de ciencias planetarias de UArizona, que fue coautor de los seis artículos de la colección.

 

Historia escondida en las rocas
Veta de carbonato brillante en Bennu

Durante el otoño de 2019, la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA capturó esta imagen, que muestra una de las rocas del asteroide Bennu con una vena brillante que parece estar hecha de carbonato. La imagen dentro del círculo (abajo a la derecha) muestra una vista enfocada de la vena. 

 

Otro estudio de la colección, publicado en Science y dirigido por Hannah Kaplan de Goddard, encontró que los minerales de carbonato, que son compuestos que contienen combinaciones especiales de carbono, oxígeno y metales, constituyen algunas de las características geológicas del asteroide y podrían estar presentes en la muestra que retorne a la Tierra. Debido a que estos minerales de carbonato se forman bajo ciertas condiciones, los científicos teorizan que el asteroide padre de Bennu probablemente albergaba un entorno en el que el agua interactuó y alteró la roca del cuerpo padre de Bennu.

Un artículo de Science Advances dirigido por Ben Rozitis de The Open University of UK muestra que las rocas oscuras son más débiles y más porosas, mientras que las rocas brillantes son más fuertes y menos porosas. Sin embargo, ambos tipos de rocas son más débiles de lo que esperaban los científicos. Rozitis y sus colegas sospechan que las rocas oscuras de Bennu, las más débiles, porosas y comunes, no sobrevivirían al viaje a través de la atmósfera terrestre. Por lo tanto, es probable que las muestras devueltas del asteroide Bennu proporcionen un eslabón perdido para los científicos, ya que este tipo de material no está representado actualmente en las colecciones de meteoritos.

Una forma sorprendente

Bennu es una pila de escombros en forma de diamante que flota en el espacio, pero hay más de lo que parece. Los datos obtenidos por el altímetro láser OSIRIS-REx, u OLA, han permitido al equipo de la misión desarrollar un modelo de terreno digital en 3D del asteroide que, con una resolución de casi 8 pulgadas, que no tiene precedentes en cuanto a detalle y precisión.

 

En un artículo de Science Advances dirigido por Michael Daly, de la University of York, los científicos explican cómo el análisis detallado de la forma del asteroide reveló montículos en forma de cresta en Bennu que se extienden de polo a polo, pero son lo suficientemente sutiles como para que el ojo humano los pasen por alto fácilmente.. Su presencia ha sido insinuada antes, pero solo se hizo evidente cuando los hemisferios norte y sur se separaron y compararon en los datos de OLA.

El modelo de terreno digital también muestra que los hemisferios norte y sur de Bennu tienen diferentes formas. El hemisferio sur parece ser más suave y redondo, lo que los científicos creen que es el resultado de que el material suelto queda atrapado por las numerosas rocas grandes de la región.

¿Qué hay en el centro de Bennu?

Otro artículo de Science Advances en la colección especial, dirigido por Daniel Scheeres de la University of Colorado en Boulder, examina el campo gravitatorio de Bennu, que se ha determinado siguiendo las trayectorias de la nave espacial OSIRIS-REx y las partículas que son expulsadas naturalmente de la superficie de Bennu.

El campo de gravedad reconstruido muestra que el interior de Bennu no es uniforme. En cambio, hay bolsas de material de mayor y menor densidad dentro del asteroide. Es como si hubiera un vacío en su centro, dentro del cual podrían caber un par de campos de fútbol.

Las seis publicaciones de la colección especial utilizan conjuntos de datos globales y locales recopilados por la nave espacial OSIRIS-REx desde febrero hasta octubre de 2019. La colección especial subraya que las misiones de retorno de muestra como OSIRIS-REx son esenciales para comprender completamente la historia y la evolución del sistema solar.
La misión está a menos de tres días de cumplir su mayor objetivo: recolectar una pieza de un asteroide prístino, hidratado y rico en carbono. OSIRIS-REx partirá de Bennu en 2021 y entregará la muestra a la Tierra el 24 de septiembre de 2023.

 

Fuente:https://news.arizona.edu/story/asteroid-different-color-%E2%80%A6-and-other-secrets-bennu-unlocked

 

 

El día de hoy, para variar un poco los temas de ingeniería que regularmente revisamos, un querido colega nos comparte un interesante artículo relacionado con el campo de la física, y específicamente el de la cosmología. El artículo lo escribió Pia Gärtner,  fue publicado por la Universität Wien (UW) el pasado 24 de septiembre de 2020 y lo tradujimos nosotros. 

Antes de iniciar, recordemos que la cosmología es la rama del conocimiento que estudia el universo en su conjunto, es decir, es la ciencia que estudia todo lo que hay fuera de nuestro planeta. Relacionado con este campo el concepto de “principio cosmológico” es una hipótesis principal de la cosmología moderna, basada en un número cada vez más grandes de indicios que se han estado observando. Afirma este concepto que, en escalas espaciales suficientemente grandes, el Universo es isótropo y homogéneo.

La isotropía significa que sin importar en qué dirección se esté observando, veremos las mismas propiedades en el Universo. La homogeneidad quiere decir que cualquier punto del Universo luce igual y tiene las mismas propiedades que cualquier otro punto dado. La expresión «suficientemente grandes» se refiere a escalas del orden de cientos de megapársecs, donde un pársec es una unidad de longitud utilizada en astronomía igual a 3.2616 años luz y obviamente un megapársec equivale a 3.26 millones de años luz.

Aclarados los conceptos anteriores, nos adentraremos a la visita del artículo propiamente. Para iniciar, el artículo nos dice que la gravedad puede acelerar la homogeneización del espacio-tiempo a medida que evoluciona el universo. Esta idea se basa en estudios teóricos del físico David Fajman de la Universität Wien (UW). Los métodos matemáticos desarrollados dentro de su proyecto de investigación permiten investigar cuestiones fundamentales abiertas de la cosmología, como por qué el universo hoy parece tan homogéneo. Los resultados se han publicado en la revista Physical Review Letters.

La evolución temporal del universo, desde el Big Bang hasta el presente, se describe mediante las ecuaciones de campo de la relatividad general de Einstein. Sin embargo, todavía hay una serie de preguntas abiertas sobre la dinámica cosmológica, cuyos orígenes se encuentran en supuestas discrepancias entre la teoría y la observación. Una de estas preguntas abiertas es: ¿Por qué el universo en su estado actual es tan homogéneo a gran escala?

 

Del Big Bang al presente

Se supone que el universo se encontraba en un estado extremo poco después del Big Bang, caracterizado en particular por fuertes fluctuaciones en la curvatura del espacio-tiempo. Durante el largo proceso de expansión, el universo evolucionó hacia su estado actual, que es, a gran escala, homogéneo e isotrópico; en términos simples: el cosmos se ve igual en todas partes.

Esto se infiere, entre otras cosas, de la medición de la llamada radiación de fondo, que parece muy uniforme en todas las direcciones de observación. Esta homogeneidad es sorprendente en el sentido de que incluso dos regiones del universo que se desacoplaron causalmente entre sí, es decir, no pudieron intercambiar información, todavía exhiben valores idénticos de radiación de fondo.

 

Teorías alternativas

 

Para resolver esta supuesta contradicción, se desarrolló la llamada teoría de la inflación, que postula una fase de expansión extremadamente rápida inmediatamente posterior al Big Bang, que a su vez puede explicar la homogeneidad en la radiación de fondo.

Sin embargo, explicar esta fase en el contexto de la teoría de Einstein requiere una serie de modificaciones de la teoría, que parecen artificiales y no pueden verificarse directamente.

 

Nuevos hallazgos: homogeneización por gravitación

 

Hasta ahora, no estaba claro si la homogeneización del universo puede explicarse completamente por las ecuaciones de Einstein. La razón de esto es la complejidad de las ecuaciones y la dificultad asociada para analizar sus soluciones —modelos para el universo— y predecir su comportamiento.

En el problema concreto, la evolución en el tiempo de las desviaciones originalmente fuertes del estado homogéneo como ondas gravitacionales cosmológicas debe analizarse matemáticamente. Hay que demostrar que decaen en el curso de la expansión, lo que permite que el universo obtenga su estructura homogénea.

Dichos análisis se basan en métodos matemáticos modernos en el campo del análisis geométrico. Hasta ahora, estos métodos solo podían lograr tales resultados para pequeñas desviaciones de la geometría homogénea del espacio-tiempo. David Fajman de la UW ha logrado por primera vez transferir estos métodos al caso de desviaciones arbitrariamente grandes.

Los resultados publicados en la reconocida revista PRL muestran que la homogeneización en la clase de modelos investigados ya está completamente explicada por la teoría de Einstein y no requiere modificaciones adicionales. Si este hallazgo puede transferirse a modelos más generales, significa que no necesariamente necesita un mecanismo como la inflación para explicar el estado de nuestro universo actual, pero que la teoría de Einstein finalmente podría triunfar una vez más.

 

Fuentes:

https://es.wikipedia.org/wiki/Principio_cosmol%C3%B3gico

https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A1rsec

 https://medienportal.univie.ac.at/presse/aktuelle-pressemeldungen/detailansicht/artikel/gravity-causes-homogeneity-of-the-universe/

 

 

Estimados lectores: con este publicación esta columna cumple siete años de haberse iniciado. Agradecemos a La Unión de Morelos y especialmente a Oscar Davis por permitirnos compartir con ustedes noticias relevantes del mundo de la ingeniería, la ciencia y la tecnología. A usted le agradecemos por acompañarnos a revisar un material que cada semana emociona y sorprende.

Para capturar vistas panorámicas en una sola toma, los fotógrafos suelen utilizar lentes de ojo de pez o gran angular fabricados con varias piezas de vidrio curvo, que distorsionan la luz entrante para producir imágenes anchas como burbujas. Su diseño esférico de varias piezas hace que las lentes de ojo de pez sean inherentemente voluminosas y, a menudo, costosas de producir.

 

Relacionado con una innovación de estos lentes gran angular, un estimado colega nos comparte el presente un artículo escrito por Jennifer Chu y publicado en boletín digital MIT News del  Massachusetts Institute of Technology (MIT) el 18 de septiembre de 2020 y traducido por nosotros. Veamos de qué se trata…

El artículo informa que ingenieros del MIT y la University of Massachusetts en Lowell han diseñado una lente gran angular que es completamente plana. Es el primer objetivo de ojo de pez plano que produce imágenes panorámicas nítidas de 180 grados. El diseño es un tipo de "metalente", elaborado con un material delgado como una oblea con un patrón de características microscópicas que trabajan juntas para manipular la luz de una manera específica.

En este caso, la nueva lente de ojo de pez consiste en una sola pieza de vidrio plana, de un milímetro de espesor, cubierta en un lado con estructuras diminutas que dispersan con precisión la luz entrante para producir imágenes panorámicas, tal como lo haría un conjunto de lentes de ojo de pez multielementos curvos convencionales. La lente funciona en la parte infrarroja del espectro, pero los investigadores dicen que podría modificarse para capturar imágenes utilizando también luz visible.

El nuevo diseño podría adaptarse potencialmente para una variedad de aplicaciones, con lentes delgadas de gran angular integradas directamente en teléfonos inteligentes y computadoras portátiles, en lugar de adjuntarlas físicamente como complementos voluminosos. Las lentes de bajo perfil también pueden integrarse en dispositivos de imágenes médicas como endoscopios, así como en gafas de realidad virtual, dispositivos electrónicos portátiles y otros dispositivos de visión por computadora.

"Este diseño es algo sorprendente, porque algunos habían pensado que sería imposible hacer un metalente con una vista de campo ultra amplio", dice Juejun Hu, profesor asociado en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales del MIT. “El hecho de que esto realmente pueda realizar imágenes de ojo de pez está completamente fuera de lo esperado.

Esto no es sólo una ligera flexión, es alucinante ".

Hu y sus colegas han publicado sus resultados hoy en la revista Nano Letters. Los coautores del MIT de Hu son Mikhail Shalaginov, Fan Yang, Peter Su, Dominika Lyzwa, Anuradha Agarwal y Tian Gu, junto con Sensong An y Hualiang Zhang de UMass Lowell.

 

Diseño en la parte trasera

 

Los metalentes, aunque todavía se encuentran en una etapa experimental, tienen el potencial de remodelar significativamente el campo de la óptica. Anteriormente, los científicos habían diseñado metalentes que producen imágenes de alta resolución y relativamente gran angular de hasta 60 grados.

 

Para expandir aún más el campo de visión, tradicionalmente se requerirían componentes ópticos adicionales para corregir aberraciones o borrosidad, una solución que agregaría volumen al diseño de metalentes. En cambio, a Hu y sus colegas se les ocurrió un diseño simple que no requiere componentes adicionales y mantiene un número mínimo de elementos. Su nuevo metalente es una sola pieza transparente hecha de fluoruro de calcio con una fina película de telururo de plomo depositada en un lado. Luego, el equipo utilizó técnicas litográficas para tallar un patrón de estructuras ópticas en la película.

 

Cada estructura, o "metaátomo", como los llama el equipo, tiene una forma de una de varias geometrías a nanoescala, como una configuración rectangular o en forma de hueso, que refracta la luz de una manera específica. Por ejemplo, la luz puede tardar más en dispersarse o en propagarse de una forma a otra, un fenómeno conocido como retardo de fase.

En las lentes de ojo de pez convencionales, la curvatura del vidrio crea naturalmente una distribución de retrasos de fase que finalmente produce una imagen panorámica. El equipo determinó el patrón correspondiente de metaátomos y talló este patrón en la parte posterior del vidrio plano.

 

"Hemos diseñado las estructuras del lado posterior de tal manera que cada parte puede producir un enfoque perfecto", dice Hu.

 

En la parte frontal, el equipo colocó una apertura óptica o apertura para la luz.

"Cuando la luz entra a través de esta apertura, se refracta en la primera superficie del vidrio y luego se dispersa angularmente", explica Shalaginov. "La luz incidirá en diferentes partes de la parte trasera, desde ángulos diferentes pero continuos. Siempre que diseñe la parte trasera correctamente, puede estar seguro de obtener imágenes de alta calidad en toda la vista panorámica".

Al otro lado del panorama

 

En una demostración, la nueva lente está ajustada para operar en la región del infrarrojo medio del espectro. El equipo utilizó la configuración de imágenes equipada con metalentes para tomar fotografías de un objetivo rayado. Luego compararon la calidad de las imágenes tomadas en varios ángulos a lo largo de la escena y encontraron que la nueva lente producía imágenes de las rayas que eran nítidas y claras, incluso en los bordes de la vista de la cámara, abarcando casi 180 grados.

"Demuestra que podemos lograr un rendimiento de imagen perfecto en casi toda la vista de 180 grados, utilizando nuestros métodos", dice Gu.

En otro estudio, el equipo diseñó las metalentes para operar en una longitud de onda del infrarrojo cercano utilizando nanopostes de silicio amorfo como metaátomos. Conectaron las metalentes en una simulación utilizada para probar instrumentos de imágenes. A continuación, alimentaron la simulación con una escena de París, compuesta por imágenes en blanco y negro unidas para hacer una vista panorámica. Luego ejecutaron la simulación para ver qué tipo de imagen produciría la nueva lente.

"La pregunta clave era, ¿la lente cubre todo el campo de visión? Y vemos que captura todo en el panorama", dice Gu. "Puedes ver edificios y personas, y la resolución es muy buena, sin importar si estás mirando el centro o los bordes".

 

El equipo dice que la nueva lente se puede adaptar a otras longitudes de onda de luz. Para hacer una lente de ojo de pez plana similar para la luz visible, por ejemplo, Hu dice que las características ópticas pueden tener que hacerse más pequeñas de lo que son ahora, para refractar mejor ese rango particular de longitudes de onda. El material de la lente también tendría que cambiar. Pero la arquitectura general que ha diseñado el equipo seguirá siendo la misma.

Los investigadores están explorando aplicaciones para su nueva lente, no solo como cámaras compactas de ojo de pez, sino también como proyectores panorámicos, así como sensores de profundidad integrados directamente en teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y dispositivos portátiles.

 

"Actualmente, todos los sensores 3-D tienen un campo de visión limitado, por lo que cuando aparta la cara de su teléfono inteligente, no lo reconoce", dice Gu. "Lo que tenemos aquí es un nuevo sensor 3-D que permite la creación de perfiles de profundidad panorámica, lo que podría ser útil para dispositivos electrónicos modernos".

 

Fuente: https://news.mit.edu/2020/flat-fisheye-lens-0918

 

Análisis que destaca las diferencias sexuales en la salud y las enfermedades.

Un estimado colega nos comparte hoy el presente E interesante artículo escrito por Richard Harth. Aunque el título nos recuerda el título de un conocido libro del autor estadounidense John Gray, en realidad en este caso se trata de una revisión  científica realizada en Arizona State University (ASU) en el área del biodiseño genético, publicado el 11 de septiembre de 2020 y traducido aquí por nosotros. Veamos de quÉ se trata…

Los hombres y las mujeres comparten la gran mayoría de sus genomas. Solo unos pocos genes, ubicados en los llamados cromosomas sexuales X e Y, difieren entre los sexos. Sin embargo, las actividades de nuestros genes, su expresión en células y tejidos, generan profundas distinciones entre hombres y mujeres.

Los sexos no solo difieren en apariencia externa, sino que sus genes expresados ​​diferencialmente afectan fuertemente el riesgo, la incidencia, la prevalencia, la gravedad y la edad de aparición de muchas enfermedades, incluido el cáncer, los trastornos autoinmunes, las enfermedades cardiovasculares y las afecciones neurológicas.

 

Los investigadores han observado diferencias asociadas al sexo en la expresión génica en una variedad de tejidos, incluidos el hígado, el corazón y el cerebro. Sin embargo, estas diferencias de sexo específicas de tejido siguen siendo poco conocidas. La mayoría de los rasgos que muestran variaciones entre hombres y mujeres parecen ser el resultado de diferencias en la expresión de genes autosómicos comunes a ambos sexos, mas que a través de la expresión de genes de cromosomas sexuales u hormonas sexuales.

Una mejor comprensión de estas disparidades asociadas al sexo en el comportamiento de nuestros genes podría conducir a mejores diagnósticos y tratamientos para una variedad de enfermedades humanas.

En un nuevo artículo de la sección PERSPECTIVES de la revista Science, Melissa Wilson revisa la investigación actual sobre patrones de diferencias sexuales en la expresión génica en todo el genoma y destaca los sesgos de muestreo en las poblaciones humanas incluidas en dichos estudios.

"Una de las cosas más sorprendentes de este estudio exhaustivo de las diferencias sexuales", dijo Wilson, "es que, si bien las diferencias agregadas abarcan el genoma y contribuyen a los sesgos en la salud humana, cada gen individual varía enormemente entre las personas".

Wilson es investigadora en el Biodesign Center for Mechanisms in Evolution, perteneciente al Center for Evolution and Medicine, y en la School of Life Sciences de la ASU.

Hace una década, una empresa ambiciosa, conocida como el consorcio Genotype-Tissue Expression (GTEx), comenzó a investigar los efectos de la variación del ADN en la expresión génica en toda la gama de tejidos humanos. Hallazgos recientes, que aparecen en la edición de Science bajo revisión, indican que las disparidades ligadas al sexo en la expresión génica son mucho más generalizadas de lo que se suponía, con más de un tercio de todos los genes que muestran una expresión sesgada por el sexo en al menos un tejido. (La nueva investigación destacada en el artículo PERSPECTIVAS de Wilson describe las diferencias de regulación genética entre los sexos en cada tejido en estudio).

Las diferencias ligadas al sexo en la expresión génica se comparten entre los mamíferos, aunque sus roles relativos en la susceptibilidad a enfermedades siguen siendo especulativos. La selección natural probablemente guió el desarrollo de muchos de estos atributos. Por ejemplo, el aumento de los mamíferos placentarios hace unos 90 millones de años puede haber dado lugar a diferencias en la función inmunológica entre machos y hembras.

Tales distinciones basadas en el sexo que surgieron en el pasado distante han dejado su huella en los mamíferos actuales, incluidos los humanos, expresada en tasas más altas de trastornos autoinmunes en las hembras y mayores tasas de cáncer en los machos.

A pesar de su importancia fundamental para comprender la prevalencia y la gravedad de la enfermedad, las diferencias sexuales en la expresión génica sólo recientemente han recibido una atención seria en la comunidad de investigadores. Wilson y otros sugieren que gran parte de la investigación genética histórica, utilizando principalmente sujetos varones blancos en la mediana edad, ha arrojado una imagen incompleta.

Dichos estudios a menudo no tienen en cuenta las diferencias de sexo en el diseño y análisis de los experimentos, lo que genera una visión distorsionada de la variación de la enfermedad basada en el sexo, lo que a menudo conduce a enfoques únicos para el diagnóstico y el tratamiento. Por lo tanto, los autores aconsejan a los investigadores que tengan más cuidado con las generalizaciones basadas en bases de datos existentes de información genética, incluida GTEx.

Está surgiendo un enfoque más holístico, a medida que los investigadores investigan toda la gama de efectos relacionados con la expresión de genes masculinos y femeninos en una gama más amplia de variación humana.

 

Fuente:

https://www.google.com/search?q=Are+male+genes+from+Mars,+female+genes+from+Venus%3F+Review+highlights+sex+differences+in+health+and+disease&client=firefox-b-1-d&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwiNz5qAxuTrAhXTvZ4KHYuWCpMQ_AUoAnoECAsQBA&biw=1617&bih=771#imgrc=eg09y2dcE7syIM

 

Pintar con luz, dibujar con luz o fotografía de arte libre (performance) con luz son términos que describen técnicas fotográficas que consiste en mover una fuente de luz mientras se toma una fotografía de larga exposición, ya sea para iluminar un sujeto o espacio, o para iluminar la cámara hacia ”un dibujo”, o moviendo la propia cámara durante la exposición de fuentes de luz. Practicada desde la década de 1880, la técnica se utiliza con fines científicos y artísticos, así como en fotografía comercial.

La pintura con luz también se refiere a una técnica de creación de imágenes que utiliza la luz directamente, como con LED en una superficie proyectiva utilizando el enfoque en el que un pintor se acerca a un lienzo. Un pionero en este campo es el proyecto Bushwick Lightbox en la ciudad de Nueva York.

Relativo a estos novedoso conceptos, nos comparte un estimado colega un artículo escrito por Ben P. Stein y publicado en boletín digital del  National Institute of Standards and Technology (NIST) el 4 de septiembre de 2020; la traducción es nuestra. Veamos de qué se trata:

Al hacer brillar una luz blanca sobre un portaobjetos de vidrio punteado con millones de diminutos pilares de dióxido de titanio, los investigadores del NIST y sus colaboradores han reproducido con asombrosa fidelidad los tonos luminosos y sutiles matices de "La Joven de la perla" o “Muchacha con turbante”, obra maestra del artista holandés Johannes Vermeer. El enfoque tiene aplicaciones potenciales para mejorar las comunicaciones ópticas y hacer que el papel moneda sea más difícil de falsificar.

 

Por ejemplo, al agregar o eliminar un color o una longitud de onda particular de la luz que viaja en una fibra óptica, los científicos pueden controlar la cantidad de información transportada por la fibra. Al alterar la intensidad, los investigadores pueden mantener el brillo de la señal de luz mientras viaja largas distancias en la fibra.

 

El método también podría utilizarse para "pintar" billetes con pequeños pero intrincados detalles de color que un falsificador tendría grandes dificultades para falsificar.

Otros científicos han utilizado previamente pilares diminutos, o nanopilares, de diferentes tamaños para atrapar y emitir colores específicos cuando se iluminan con luz blanca. El ancho de los nanopilares, que tienen aproximadamente 600 nanómetros de altura, o menos de una centésima parte del diámetro de un cabello humano, determina el color específico de la luz que un pilar atrapa y emite. Para una prueba exigente de tal técnica, los investigadores examinaron qué tan bien los nanopilares reproducían los colores de una pintura familiar, como Vermeer.

 

Aunque varios equipos de investigadores habían dispuesto con éxito millones de nanopilares cuyos tamaños se adaptaron para transmitir luz roja, verde o azul para crear una paleta específica de colores de salida, los científicos no tenían forma de controlar la intensidad de esos colores. La intensidad, o brillo, de los colores determina la luz y la sombra de una imagen (su claroscuro) y mejora la capacidad de transmitir impresiones de perspectiva y profundidad, una característica distintiva del trabajo de Vermeer.

Ahora, al fabricar nanopilares que no sólo atrapan y emiten colores específicos de luz, sino que también cambian su polarización en diversos grados, los investigadores del NIST y sus colaboradores de la Universidad de Nanjing en China han demostrado por primera vez una forma de controlar tanto el color como la intensidad. Los investigadores, que incluyen a Amit Agrawal y Wenqi Zhu de NIST y la Universidad de Maryland en College Park, y Henri Lezec de NIST, describen sus hallazgos en la edición del 20 de septiembre de la revista Optica, publicada en línea el 4 de septiembre.

 

En su nuevo trabajo, el equipo del NIST fabricó en un portaobjetos de vidrio nanopilares de dióxido de titanio que tenían una sección transversal elíptica en lugar de circular. Los objetos circulares tienen un único diámetro uniforme, pero los objetos elípticos tienen un eje largo y uno corto.

 

Los investigadores diseñaron los nanopilares para que en diferentes ubicaciones su eje largo estuviera más alineado o menos alineado con la polarización de la luz blanca entrante. (La luz polarizada es luz cuyo campo eléctrico vibra en una dirección particular a medida que viaja por el espacio). Si el eje largo del nanopilar estaba alineado exactamente con la dirección de polarización de la luz entrante, la polarización de la luz transmitida no se vio afectada. Pero si el eje largo giraba en algún ángulo, por ejemplo 20 grados, en relación con la dirección de polarización de la luz entrante, el nanopilar giraba la polarización de la luz incidente en el doble de ese ángulo, en este caso, 40 grados.

 

En cada lugar del portaobjetos de vidrio, la orientación de un nanopilar hizo girar la polarización de la luz roja, verde o azul que transmitía en una cantidad específica.

Por sí misma, la rotación impartida por cada nanopilar no alteraría de ninguna manera la intensidad de la luz transmitida. Pero en conjunto con un filtro polarizador especial colocado en la parte posterior del portaobjetos de vidrio, el equipo logró ese objetivo.

 

El filtro se orientó de modo que impidiera que pasara la luz que había conservado su polarización original. (Las gafas de sol funcionan de la misma manera: las lentes actúan como filtros polarizados verticalmente, reduciendo la intensidad del deslumbramiento polarizado horizontalmente). Ese sería el caso para cualquier lugar del portaobjetos de vidrio donde un nanopilar hubiera dejado inalterada la polarización de la luz incidente. Una región así se proyectaría como un punto oscuro en una pantalla distante.

En lugares donde un nanopilar había rotado la polarización de la luz blanca incidente, el filtro permitió que pasara una cierta cantidad de luz roja, verde o azul. La cantidad dependía del ángulo de rotación; cuanto mayor es el ángulo, mayor es la intensidad de la luz transmitida. De esta forma, el equipo, por primera vez, controló tanto el color como el brillo.

 

Una vez que los investigadores del NIST demostraron el diseño básico, crearon una copia digital de una versión en miniatura de la pintura de Vermeer, de aproximadamente 1 milímetro de largo. Luego utilizaron la información digital para guiar la fabricación de una matriz de millones de nanopilares. Los investigadores representaron el color y la intensidad de cada elemento de la imagen, o píxel, del Vermeer mediante un grupo de cinco nanopilares, uno rojo, dos verdes y dos azules, orientados en ángulos específicos a la luz entrante. Al examinar la imagen de tamaño milimétrico que el equipo había creado al hacer brillar la luz blanca a través de los nanopilares, los investigadores encontraron que reproducían "La Joven de la perla" con extrema claridad, incluso capturando la textura de la pintura al óleo sobre lienzo.

"La calidad de la reproducción, que captura las sutiles gradaciones de color y los detalles de las sombras, es simplemente notable", dijo Agrawal, investigador del NIST y coautor del estudio. "Este trabajo une elegantemente los campos del arte y la nanotecnología".

Para construir los nanopilares, Agrawal y sus colegas primero depositaron una capa de un polímero ultrafino sobre vidrio, de unos pocos cientos de nanómetros de espesor. Usando un haz de electrones como un taladro en miniatura, luego excavaron una serie de millones de pequeños agujeros de diferentes dimensiones y orientaciones en el polímero.

Luego, utilizando una técnica conocida como deposición de capa atómica, rellenaron estos agujeros con dióxido de titanio. Finalmente, el equipo retiró todo el polímero que rodeaba los agujeros, dejando atrás millones de diminutos pilares de dióxido de titanio. La dimensión y orientación de cada nanopilar representaron, respectivamente, el tono y el brillo de la imagen final de tamaño milimétrico.

La técnica de nanopilares se puede adaptar fácilmente para transmitir colores específicos de luz, con intensidades particulares, para comunicar información a través de una fibra óptica o para imprimir un artículo valioso con una marca de identificación en miniatura de varios colores que sería difícil de replicar.

 

Fuentes:

https://en.wikipedia.org/wiki/Light_painting

 

https://www.nist.gov/news-events/news/2020/09/painting-light-novel-nanopillars-precisely-control-color-and-intensity

 

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