CIENCIA Y TECNOLOGÍA

CIENCIA

TECNOLOGÍA

Resuelto el enigma del cuadro “El grito” de Munch ALLAZGO DE UNA cultura antigua

El misterio de los quásares

LA MÚSICA Y SU PODER árboles capaces de reconocer animales por la saliva de sus mordiscos

Pantallas recortables con tijeras

mueven pequeños objetos usando la música Situados sobre una placa que vibra, pueden orientarse en una dirección específica

Los objetos, sobre la placa. Imagen: Quan Zhou. Fuente: Universidad Aalto.

Investigadores de Finlandia han conseguido desplazar en una dirección pretendida pequeños objetos sobre una placa vibratoria utilizando una sola fuente de sonido. Mediante melodías diseñadas cuidadosamente, consiguen mover hasta seis objetos a la vez, pero de forma independiente. de la Universidad Aalto (Espoo, Finlandia) han hecho un gran avance en el control del movimiento de varios objetos en una placa que vibra, con una sola fuente acústica. Reproduciendo melodías cuidadosamente construidas, los científicos pueden mover de forma independiente y simultánea múltiples objetos en la placa hacia las metas deseadas. Esto ha permitido a los científicos, por ejemplo, escribir palabras con letras separadas, con piezas metálicas sueltas en la placa, tocando una melodía. En 1878 se llevaron a cabo los primeros estudios sobre arena moviéndose sobre una placa vibratoria. Ernst Chladni, conocido como el padre de la acústica, descubrió que cuando una placa está vibrando a una frecuencia, los objetos se mueven hacia algunas posiciones, llamadas las líneas nodales, específicas para esa frecuencia.

Desde entonces, explica la universidad en una nota, la opinión predominante ha sido que el movimiento de las partículas en la placa es aleatorio hasta llegar a la línea nodal. “Hemos demostrado que el movimiento también es predecible lejos de las líneas nodales. Cuando el objeto no está en una línea nodal, tenemos mucha más libertad en el control de su movimiento y hemos logrado un control independiente de hasta seis objetos a la vez utilizando sólo un único actuador.

Estamos muy entusiasmados con los resultados, ya que es probablemente un nuevo récord mundial en la cantidad de movimientos independientes que pueden ser controlados por un solo actuador acústico”, dice el profesor Quan Zhou, de la Escuela de Ingeniería Eléctrica.

Los investigadores colocan los objetos en la parte superior de una placa de manipulación, observada por una cámara de seguimiento. Basándose en las posiciones detectadas, el equipo repasa una lista de notas musicales para encontrar una nota que sea más probable que mueva los objetos hacia las direcciones deseadas. Después de tocar la nota, se detectan las nuevas posiciones de los objetos, y el ciclo de control se reinicia.

Este ciclo se repite hasta que los objetos han alcanzado sus ubicaciones de destino deseadas. Las notas tocadas durante los ciclos de control forman una secuencia, un poco como la música.

El nuevo método se ha aplicado para manipular una amplia gama de objetos en miniatura, incluyendo componentes electrónicos, gotas de agua, semillas de plantas, bolas de caramelo y piezas metálicas. “Algunas de las aplicaciones prácticas que prevemos son el transporte y clasificación de fichas microelectrónicas, el envío de partículas cargadas con un fármaco, o manejar pequeños volúmenes de líquido en laboratorios-en-un-chip”, dice Zhou. “Además, la idea básica debería ser transferible a otros tipos de sistemas con fenómenos de vibración. Por ejemplo, debería ser posible utilizar olas y ondas para controlar objetos flotantes en un estanque utilizando nuestra técnica”.

Resuelto el enigma del cuadro “El grito” de Munch

C

on la ayuda de una radiación brillante de rayos X procedente de la fuente de luz PETRA III, del DESY (Sincrotrón Alemán de Electrones), unos científicos han resuelto un misterio que ha desconcertado a eruditos del arte durante décadas: un equipo liderado por Geert van der Snickt, de la Universidad de Amberes, en Bélgica, ha desentrañado la naturaleza de unas misteriosas manchitas blancas en el famoso cuadro “El grito”, del pintor noruego Edvard Munch. Al contrario de lo que algunos asumieron, las manchas no son deposiciones de pájaro. Al contrario, un examen a través de rayos X muestra que están hechas de cera, que goteó probablemente sobre la pintura desde una vela en el estudio de Munch.

S

e sabe que Munch pintó varias de sus obras en el exterior, y que le gustaba exponer sus pinturas a las fuerzas de la naturaleza.

E

l cuadro ingresó en la colección del Museo Nacional Noruego directamente desde el estudio del artista, y las manchas blancas han estado siempre presentes. Todo ello resultó en la teoría de que Munch habría dejado a “El grito” en el exterior y que las aves que volaban sobre él añadieron literalmente otra capa de significado a la obra maestra de Munch.

E

l grito se ha convertido en un icono para el canon artístico europeo. En los últimos años del siglo XIX, Edvard Munch hizo cuatro versiones de esta obra, que hoy en día se considera vital para el posterior desarrollo del expresionismo, tal como explica Nils Ohlsen, del Museo Nacional Noruego. Aunque una de las versiones fue vendida en 2012 por la extraordinaria cifra de 119 millones de dólares, la versión más reconocida es sin duda la que forma parte de la colección del Museo Nacional Noruego. Este trabajo difiere de los otros no solo en el hecho de que está considerada su versión más temprana, sino también en que presenta en su superficie la serie de manchas blancas cuyo origen ha sido ahora esclarecido.

Algún día, quizá más pronto de lo que creemos, podrían crearse ordenadores de ADN programables para diagnosticar y tratar enfermedades. Descrito a menudo como los planos de la vida, el ADN contiene las instrucciones para dar forma a todos los seres vivos, desde un humano a una mosca.

Pero en las últimas décadas, algunos investigadores han dado a las letras del código genético un uso diferente: formar parte de diminutas computadoras a escala nanométrica. En un nuevo estudio, el equipo de John Reif y Tianqi Song, de la Universidad Duke en Durham, Carolina del Norte, Estados Unidos, creó hebras de ADN sintético que, al ser mezcladas en un tubo de ensayo con las concentraciones adecuadas, forman un circuito analógico que puede sumar, restar y multiplicar mediante la creación y la ruptura de enlaces.

En vez de voltaje, los circuitos de ADN usan como señales las concentraciones de hebras específicas de ADN. Otros equipos han diseñado circuitos basados en el ADN que pueden resolver problemas matemáticos. Pero la mayoría de ellos son digitales, en el sentido de que la información está codificada como una secuencia de ceros y unos. En cambio, el nuevo dispositivo de la Universidad Duke realiza cálculos de un modo analógico, midiendo directamente las concentraciones variables de moléculas concretas de ADN, sin precisar una circuitería especial para convertir primero las señales en ceros y unos. A diferencia de los circuitos basados en el silicio, utilizados en la mayoría de los sistemas electrónicos actuales, los circuitos de ADN solo permiten cálculos lentos. Pueden necesitarse horas para obtener una respuesta.

Sin embargo, los circuitos de ADN pueden ser mucho más diminutos que aquellos hechos de silicio. Y a diferencia de los circuitos electrónicos, los de ADN funcionan en entornos húmedos, lo que podría hacerlos útiles para computar dentro del torrente sanguíneo o de una célula. Con este tipo de diseño, el ADN es potencialmente capaz de realizar otras operaciones matemáticas aparte de sumar, restar y multiplicar. Los investigadores están diseñando circuitos de ADN analógicos más sofisticados que puedan llevar a cabo una amplia variedad de cálculos, como logaritmos y potencias. Los circuitos analógicos son asimismo más adecuados para detectar señales que no dan pie a valores sencillos de todo o nada (apagado/encendido), como es el caso de las constantes vitales y otras mediciones fisiológicas implicadas en el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades. La esperanza es que, en un futuro quizá no muy lejano, tales dispositivos puedan ser programados para notar si ciertas sustancias sanguíneas se hallan dentro o fuera de los márgenes de valores que se consideran normales, y liberar un ADN o un ARN (el “primo” químico del ADN) específico que tenga un efecto farmacológico. El laboratorio de Reif está también empezando a trabajar en dispositivos basados en el ADN que puedan detectar firmas moleculares de tipos particulares de células cancerosas, y liberar sustancias que espoleen al sistema inmunitario a combatirlas.

Pantallas recortables con tijeras

Se ha fabricado con éxito un nuevo tipo de pantalla, en láminas que pueden ser recortadas con tijeras para lograr que adopten cualquier forma, y cada trozo es capaz de seguir exhibiendo lo mismo que mostraba. El equipo de Masayoshi Higuchi, del Instituto Nacional japonés de Ciencia de Materiales (NIMS), desarrolló las nuevas láminas de visualización que pueden ser recortadas con tijeras.

Dado que se pueden recortar para darles cualquier forma que deseemos, y adherirlas a las superficies de objetos que tengan formas complejas, como ropa y edificios, se espera que este tipo de pantalla satisfaga las necesidades de visualización más diversas, las cuales no pueden alcanzarse con las tecnologías convencionales.

Las pantallas comunes, incluyendo las LCD y las OEL (orgánicas electroluminiscentes), que son

capaces de mostrar letras e imágenes, están instaladas en la mayoría de los dispositivos electrónicos que utilizamos en nuestra vida cotidiana. Pero también hay un aumento en la demanda de pantallas que puedan presentar información desde superficies muy diversas y no necesariamente planas, como es el caso de los dispositivos ponibles (que se puedan llevar encima), como ropa, otros accesorios corporales e incluso tatuajes. Sin embargo, en tales dispositivos es imposible recortar las pantallas convencionales a conveniencia de cada usuario porque es necesario que los contenidos de las pantallas LCD y OEL, por ejemplo, estén sellados, ya que los primeros contienen líquido y los segundos son vulnerables al oxígeno y a diversas impurezas. Además, dado que estas pantallas precisan de un suministro continuo de energía

para mantener sus funciones, deben permanecer conectadas a una fuente de energía. Debido a estos requerimientos, ha sido difícil desarrollar pantallas que se puedan recortar. El equipo de Higuchi ha desarrollado láminas pantalla que pueden ser recortadas en cualquier forma con unas simples tijeras. Un componente clave de tan singulares pantallas es un polímero híbrido (orgánico y metálico) con propiedades electrocrómicas. Este polímero puede ser pulverizado sobre un sustrato flexible para formar un recubrimiento estable contra la humedad y el oxígeno.

Adicionalmente, la nueva pantalla solo necesita unos segundos de entrada de corriente eléctrica para actualizar la información visual, y lo exhibido en la pantalla seguirá mostrándose en esta incluso hasta después de que se corte la alimentación eléctrica

La cantidad de quásares en los confines del universo es de casi el doble de lo creído

Recreación artística de un quásar muy lejano. (Ilustración: ESO/M. Kornmesser)

Los quásares son agujeros negros supermasivos con un “envoltorio” ultraluminoso. Se hallan en el centro de enormes galaxias, capturando materia, y brillan tanto que a menudo se habla de ellos como balizas del cosmos profundo y figuran entre los objetos más alejados en el universo que podemos estudiar actualmente.

El equipo de Eduardo Bañados, del Instituto Carnegie de Ciencia en Estados Unidos, ha descubierto 63 quásares de la época en que el universo tenía solo 1.000 millones de años (en la actualidad tiene casi 14.000 millones).

Las imágenes ahora captadas de tales objetos se deben a la luz que emitieron en aquella época y que, debido a la enorme distancia que nos separa de ellos, solo ahora está llegando a nuestra región del universo.

Se trata de la serie más grande de tales quásares distantes presentada en una única investigación hecha pública en un artículo académico. Tanto es así que casi ha multiplicado por dos el número de quásares arcaicos conocidos anteriormente.

Hasta ahora, la población de quásares muy antiguos conocidos era tan pequeña que la capacidad de la comunidad científica para recoger información sobre ellos era muy limitada. Uno de los principales retos en la búsqueda de estos quásares lejanos es que son extremadamente raros. Los científicos los han buscado durante décadas, pero el esfuerzo es comparable al de buscar una aguja en un pajar. Los quásares descubiertos por el equipo de Bañados proporcionarán información valiosa de los primeros mil millones de años después del Big Bang (la “explosión” con la que se formó el universo), que es un período de gran interés para los astrónomos.

La formación y evolución en el universo de las primeras fuentes de luz y de las primeras estructuras catalogables como astros es uno de los grandes misterios en la astronomía. Quásares muy brillantes como los 63 descubiertos en este estudio son las mejores herramientas para ayudarnos a sondear el universo temprano. Hasta ahora, los resultados concluyentes han sido pocos debido al tamaño muy pequeño de la muestra disponible de quásares antiguos. Gracias al aumento de la muestra, es previsible que en un futuro cercano se registren avances importantes.

Árboles capaces de reconocer animales por la saliva de sus mordiscos

Dos de los coautores del estudio, Carolin Seele (Universidad de Leipzig) y Stefan Meldau (Instituto Max Planck de Ecología Química), recolectando brotes para el posterior análisis de los taninos y las hormonas vegetales. (Foto: Bettina Ohse)

Los árboles, sobre todo cuando son jóvenes, son vulnerables a las bestias herbívoras de gran tamaño, para las cuales pueden ser un manjar. Ciertas especies de árboles en algunas partes del mundo son atacadas a menudo por corzos. Para poder protegerse de ello, estos árboles actúan de forma asombrosamente selectiva.

Estudiando hayas jóvenes (Fagus sylvatica) y arces (Acer pseudoplatanus), unos biólogos han averiguado ahora que los árboles son capaces de reconocer de forma precisa si una rama o brote ha sido arrancado deliberadamente por un corzo, o si solo lo fueron accidentalmente por una

tormenta o por otra acción mecánica. La saliva de los animales les proporciona la señal delatadora. Si un corzo se alimenta de un árbol y deja en él su saliva, este aumentará su producción de ácido salicílico.

Esta hormona, a su vez, indica a la planta que incremente la producción de taninos específicos. Se sabe que algunas de estas sustancias influyen en el comportamiento de alimentación del corzo, con el resultado de que este pierde su apetito por las partes del vegetal, esencialmente los brotes, que son el blanco principal de sus ataques.

Además, los árboles muy jóvenes aumentan sus concentraciones

de otras hormonas vegetales, en particular hormonas de crecimiento. Estas hormonas promueven el crecimiento de los brotes restantes para compensar los perdidos. El equipo de Bettina Ohse, de la Universidad de Leipzig en Alemania, alcanzó sus conclusiones engañando a unos arbolitos: simularon a un corzo alimentándose de ellos.

Lo hicieron arrancando brotes u hojas y dejando gotear saliva del animal sobre la superficie cortada desde una pipeta.

Poco después, registraron las concentraciones de las hormonas y taninos en los arbolitos.

CUIDEMOS Y PROTEJAM

MOS NUEstro HOGAR

Hallan en Jujuy restos humanos de una cultura antigua

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Gabriela Ortiz hace trabajo de campo.

(Foto: gentileza investigadora)

En la ciudad de San Pedro de Jujuy, situada al este de la provincia norteña, en Argentina, se encontró un esqueleto humano durante las tareas de construcción del depósito de un supermercado local sobre la ruta nacional N°34. Los restos fueron descubiertos casualmente al ser desenterrados por la pala mecánica y depositados en custodia judicial ante la sospecha de un caso de lesa humanidad. “En un principio se pensó que se trataba de un cadáver moderno por lo que se puso en suspenso la realización de la obra; sin embargo el peritaje realizado a los restos óseos permitió identificar la presencia de deformación cultural del cráneo, lo que llevó a desestimar tal presunción”, cuenta Gabriela Ortiz, investigadora adjunta del CONICET del Centro Regional de Estudios Arqueológicos de la Facultad de Humanidades y Ciencias Sociales de la Universidad Nacional de Jujuy.

Durante las tareas de rescate realizadas se recuperaron algunos objetos asociados con la inhumación; un gran caracol terrestre, preformas de cuentas de collar de este mismo material y un fragmento de cerámica. “Se pudo establecer que el entierro corresponde al de un individuo adulto, aparentemente masculino. Aunque aún resta realizar la correspondiente datación radiocarbónica a los efectos de certificar con certeza la antigüedad del hallazgo, es muy probable que se trate de un individuo que perteneció a una antigua población que ocupó el valle del río San Francisco desde aproximadamente el año 500 antes de Cristo hasta el 500 de la era actual”, afirma la investigadora.

De acuerdo a los registros arqueológicos de la región, se sabe que estuvo densamente poblada en forma ininterrumpida desde por lo menos el siglo IV a.C. hasta aproximadamente el siglo VI d.C.. Y, luego de esta fecha, habría quedado despoblada.

Casi mil años después, cuando los conquistadores españoles penetraron en estos parajes, encontraron grupos cazadores y recolectores pertenecientes a las etnías Wichi y Toba.

“El hecho de que no exista un registro arqueológico más allá del siglo VI d.C. es una incógnita aún no resuelta; pero hasta dónde sabemos las poblaciones que ocupaban la región al momento de la llegada de los colonos europeos no tendrían vínculo poblacional con aquellos grupos que habitaron el valle hasta el Siglo VI, denominados en la jerga arqueológica como pertenecientes a la ‘tradición San Francisco’”, comenta la investigadora.

De acuerdo a Ortiz, este tipo de hallazgos no son tan inusuales en la región. “Se encontraron otros esqueletos humanos con el cráneo culturalmente deformado y asociados a contextos mortuorios similares, tanto en sitios donde se realizan tareas de investigación arqueológica, como en otros, donde los hallazgos se realizaron fortuitamente tal lo ocurrido en esta oportunidad. Lo único peculiar en este caso es que aparentemente se trataría de un enterratorio aislado”, afirma.

(Fuente: CONICET/DICYT)