viernes, 27 de febrero de 2009

Hombres que dejan huella

Un equipo de científicos de Gran Bretaña, Estados Unidos, Sudáfrica y Kenia ha desenterrado en el norte de este último país, cerca del lago Turkana, dos rastros de pisadas humanas de un millón y medio de años de antigüedad, que confirman que por aquel entonces nuestros antepasados ya tenían una forma de caminar eficiente, muy parecida a la nuestra.

Tanto los restos fósiles de pies de homínidos como sus huellas son muy escasos; de ahí la importancia del descubrimiento.

Los dos rastros de pisadas, atribuidas al Homo ergaster (el Homo erectus africano), muestran unos pies muy semejantes a los nuestros, con el primer dedo largo y paralelo a los demás y el talón, el arco y las cabezas de los metatarsianos muy marcados, a diferencia de las huellas más antiguas conocidas, las de Laetoli, atribuidas al Australopitecus afarensis, en las que la planta del pie es mucho más plana y el primer dedo se separa claramente de los demás, como en los monos. El tamaño de las huellas es consistente con las estimaciones actuales de la talla y el peso de Homo ergaster.

Estos pies modernos, al aumentar la movilidad de nuestros antepasados, les abrieron la posibilidad de explotar una mayor variedad de habitats, lo que propició su expansión por todo el mundo desde su cuna africana.

miércoles, 25 de febrero de 2009

Un pez psicodélico




©David Hall/seaphotos.com

Hace poco más de un año, tres buceadores observaron un extraño pez en el concurrido puerto de Ambon, una de las islas Molucas, en Indonesia. Se trataba de un pez del tamaño de un puño, muy vistoso, con el cuerpo gelatinoso cubierto de gruesos pliegues de piel que lo protegen de los afilados corales en los que viven, y decorado con rayas blancas y naranjas. Nunca antes habían visto un pez semejante, así que se pusieron en contacto con varios expertos para tratar de identificarlo. Finalmente, una foto del pez llegó a manos de Ted Pietsch, un ictiólogo de la Universidad de Washington, que se jugó su reputación a que se trataba de un rape, aunque, a diferencia de la mayoría de éstos, carece del apéndice sobre la cabeza que les sirve de cebo para atraer a sus presas. Ahora, las pruebas de ADN realizadas han confirmado que se trata de una nueva especie de rape, que ha sido bautizada por Pietsch con el nombre de Histiophryne psychedelica.

El nombre específico, psychedelica, es apropiado no sólo por el colorido del animal, sino por su comportamiento. Las aletas laterales, como en otros rapes, son más parecidas a patas que a verdaderas aletas. De hecho, muchos rapes prefieren reptar en lugar de nadar. Pero Histiophryne psychedelica salta; usa sus aletas para impulsarse lejos del suelo y expulsa agua por las agallas para propulsarse. Con la cola curvada hacia un lado, parece un balón de goma rebotando de un lado a otro sin control.

Otra característica sorprendente de la nueva especie es que su cara es aplanada, con los ojos dirigidos hacia delante. Se trata de un caso único entre los rapes; es posible que este pez tenga visión binocular, como el ser humano.

Se ha observado que los vivos colores de este pez se desvanecen en pocos días en los ejemplares conservados en alcohol. El pez se vuelve blanco, pero un examen microscópico de la piel puede detectar aún las rayas. Esto ha llevado a Pietsch a examinar dos ejemplares blanquecinos conservados en la colección de peces de la universidad, que habían sido pescados en Bali en 1992; de hecho, estos individuos tienen el rayado distintivo de Histiophryne psychedelica. La universidad tenía dos ejemplares de la nueva especie desde hace 17 años, pero nadie se había dado cuenta.


martes, 24 de febrero de 2009

El mayor aparato jamás construido

(Publicado originalmente en Madrid Sindical)

Este verano, si las reparaciones marchan según lo previsto, se volverá a poner en marcha el mayor aparato jamás construido por el ser humano: el acelerador de partículas LHC (en inglés Large Hadron Collider, o sea, Gran Colisionador de Hadrones), situado en la frontera franco-suiza.

A una escala más reducida, todos tenemos un acelerador de partículas en casa, o lo hemos tenido hasta hace bien poco: el tubo de rayos catódicos de los televisores clásicos. Con la diferencia fundamental de que en el televisor se aceleran electrones para desparramarlos (con un cierto orden) por la pantalla, mientras que en los aceleradores científicos el principal quebradero de cabeza es precisamente evitar que las partículas aceleradas se desparramen.

Un acelerador sólo puede manejar partículas con carga eléctrica, como electrones, protones o átomos ionizados: su funcionamiento se basa en la denominada fuerza de Lorenz, que es la que ejerce un campo electromagnético sobre una carga o corriente eléctrica: un campo eléctrico acelera una carga longitudinalmente, mientras que un campo magnético curva su trayectoria.

Para acelerar partículas, lo primero que hay que hacer es generarlas. Los electrones se extraen de los átomos simplemente calentando un filamento; otras partículas como positrones, protones e iones requieren el uso de láseres o de haces de electrones previamente acelerados que, chocando contra un blanco determinado, logran extraerlas.

Una vez generadas, las partículas tienen la fastidiosa tendencia de volver a reaccionar con la materia que las rodea, así que es necesario alejarlas del lugar de generación y mantenerlas en el vacío. Para mover las partículas se emplean campos eléctricos, cuya fuerza de Lorenz es longitudinal, o sea, que las empujan y aceleran; y campos magnéticos, que ejercen fuerzas transversales y sirven para curvar su trayectoria y, al igual que las lentes de vidrio hacen con la luz, para enfocarlas. Todo esto, dentro de tubos al vacío donde se mantienen los haces de partículas hasta que alcanzan la energía deseada y se los hace chocar, bien entre sí o bien contra un blanco, para estudiar las reacciones que se producen; como, según Einstein, E=mc2, cuanta más energía lleven las partículas, esto es, cuanto más rápido vayan, mayor puede ser la masa de las partículas generadas en la reacción.

El objetivo del acelerador de partículas LHC es investigar las fuerzas básicas de la Naturaleza y en concreto estudiar las interacciones entre protones a unas energías nunca antes alcanzadas. A esas energías, las teorías actualmente aceptadas postulan la aparición del bosón de Higgs, que ha sido denominado partícula de Dios porque es la única explicación para la masa de las partículas dentro del actual Modelo Estándar. También a esas energías se ha postulado la detección de las llamadas partículas supersimétricas, uno de los candidatos para explicar la materia oscura del Universo.

El coste del LHC es de dos mil millones de euros a lo largo de más de 10 años. Es decir, no representa ni siquiera 1 euro por europeo al año. Eso sin contar con que el esfuerzo en I+D que hay que hacer para desarrollar el acelerador revierte en infinidad de campos: desarrollo de métodos de medición ultraprecisos, sistemas de imagen que pueden aplicarse a la medicina, ultrarrefrigeración, imanes superconductores, nuevos materiales, computación masiva, etc.


¿Qué es un acelerador de partículas?

Un acelerador de partículas es un aparato que, mediante el uso de campos electromagnéticos, es capaz de aumentar la velocidad de partículas eléctricamente cargadas. Sus principales usos son la obtención de imágenes, la irradiación de tumores en medicina y el estudio científico de materiales y de las fuerzas básicas de la Naturaleza. En física de partículas, la construcción de aceleradores cada vez más potentes está motivada por la necesidad de obtener mayores energías, que, de acuerdo con la equivalencia entre masa y energía enunciada por Einstein (E=mc2), permiten la generación de nuevas partículas de mayor masa en las reacciones que se producen al hacer chocar entre sí las partículas aceleradas.

lunes, 23 de febrero de 2009

El neutrino y el autor: Vidas paralelas


El neutrino es la partícula elemental más tímida. No fue detectado hasta 1956, aunque desde 1930 se sospechaba su existencia. No tiene carga eléctrica; sólo se relaciona con el resto del Universo mediante la interacción nuclear débil y la gravitatoria, las más flojas de todas las fuerzas fundamentales de la naturaleza; de ahí que pueda parecer una partícula despistada: puede atravesar la Tierra de lado a lado sin enterarse. De hecho, billones de neutrinos atraviesan el cuerpo humano cada segundo sin provocar el más mínimo efecto. Pero también se podría decir que lo que hace es profundizar...
Es una partícula modesta; hasta hace muy poco se creía que por no tener, ni siquiera tenía masa. Ahora parece que sí que tiene masa, aunque muy pequeña; la obesidad no está entre sus preocupaciones. Aunque esa masa no se ha podido medir aún, se sabe que existe porque se ha comprobado experimentalmente que el neutrino puede oscilar, es decir, que puede transformarse de un tipo en otro (porque hay tres tipos de neutrinos, asociados a las tres familias de partículas elementales que existen en la naturaleza); la física nos dice que esta oscilación sólo es posible teniendo masa. Rectificar es de sabios... No es una partícula aburrida: cambia, se transforma, tan pronto se relaciona con el ligero electrón como se asocia con el pesado muón o vuela al encuentro del inestable tauón. Un neutrino es capaz de relacionarse con todas las generaciones de partículas que existen en la naturaleza.

Sin embargo, a pesar de su modestia, la existencia del neutrino es imprescindible para explicar el mundo. Ni la radiactividad, ni el big bang, ni el Modelo Estandar de la física de partículas tal como los conocemos serían posibles sin él.

El neutrino y el autor se cruzaron hace no tantos años en el CERN, cuando el segundo realizó su tesis doctoral sobre la producción de pares radiativos de neutrinos en el acelerador LEP a la energía de centro de masas del Z. No voy a decir que esta tesis demostrara que sólo existen tres tipos de neutrinos, y por tanto tres familias de partículas elementales en la naturaleza (electrón, muón y tauón), pero sí lo confirmó. ¿Vidas paralelas que se cruzan? Sí, es posible en una geometría no euclidiana; esférica, por ejemplo.