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¿Un nuevo reloj atómico?

GALILEO ¬ Astronautas preparan misión a Marte ¬ El problema de las baterías de litio

13/07/2024 - 6:40 pm

Científicos han desarrollado un reloj atómico tan preciso y exacto que permite una navegación precisa en la vasta extensión del espacio, así como la búsqueda de nuevas partículas.

Ciudad de México, 12 de julio (SinEmbargo).– Un grupo de científicos que sale al mundo tras pasar encerrado un año "simulando" estar en Marte, así como el problema de las baterías de litio y la invención del reloj más preciso del mundo, fueron los temas que se tocaron en la emisión de esta semana en GALILEO, el programa sobre ciencia de Estudio B.

A continuación, un repaso sobre esos temas:

TRIPULACIÓN DE LA NASA "REGRESA" DE MARTE

Una tripulación de la NASA a Marte salió de su cápsula tras un año de misión que nunca salió de la Tierra. Los cuatro voluntarios pasaron más de 12 meses dentro del primer entorno simulado de Marte en el centro espacial Johnson en Houston, y abandonaron el entorno alienígena artificial la tarde del sábado pasado.

Kelly Haston, Anca Selariu, Ross Brockwell y Nathan Jones entraron en un hábitat producido con impresión 3D el 25 de junio de 2023, como primera tripulación del proyecto Análogo de Exploración de Salud y Rendimiento de Tripulación (CHAPEA, por sus siglas en inglés).

Haston, la comandante de la misión, comenzó con un sencillo “hola”. “Es maravilloso poder decirles ‘hola’ a todos ustedes”, añadió. Jones, médico y responsable médico de la misión, dijo que los 378 días en confinamiento “pasaron rápido”.

Los cuatro vivieron y trabajaron dentro del espacio de 158 metros cuadrados (1.700 pies cuadrados) para simular una misión al planeta rojo, el cuarto desde el sol y frecuente objeto de debate tanto entre científicos como entre aficionados a la ciencia ficción sobre un posible viaje que llevara humanos más allá de nuestra Luna.

La responsable científica Anca Selariu dijo que le habían preguntado muchas veces por qué hay una fijación con Marte. “¿Por qué ir a Marte? Porque es posible”, dijo. “Porque el espacio puede unir y sacar lo mejor de nosotros. Porque es un paso definitorio que darán los ‘terrícolas’ para iluminar la senda hacia los próximos siglos".

¿ERROR DE PROGRAMACIÓN O DEL ESPACIO-TIEMPO?

Una vez más, las redes sociales se han convertido en escenario de asombro y confusión. Esta vez, los usuarios se han topado (y no por primera vez) con un curioso fenómeno al retroceder virtualmente hasta octubre de 1582 en sus calendarios digitales. Lo que encuentran es desconcertante: el mes salta del día 4 al 15, borrando diez días de la historia.

"¿Puede alguien explicar octubre en el año 1582? El tiempo no es real", tuitea una persona perpleja. Otra añade que es "raro de remate". Aunque pueda parecer un error de programación o una broma de algún desarrollador con demasiado tiempo libre, la realidad es que esos días nunca existieron.

Pero tranquilos, no estamos ante una anomalía del espacio-tiempo. La explicación, aunque sorprendente, es bastante terrenal y tiene nombre y apellidos: el papa Gregorio XIII.

Para entender lo que pasó, retrocedamos al siglo XVI. En aquel entonces, la mayor parte de Europa utilizaba el calendario juliano, instaurado por Julio César en el 45 a.C. El problema era que este calendario no se ajustaba perfectamente al año solar, acumulando un pequeño pero significativo error: era 11 minutos y 14 segundos más largo que el año solar real, lo que producía un desfase aproximado de un día cada 314 años.

Este desajuste no era solo una curiosidad matemática; causaba problemas prácticos, especialmente para la Iglesia católica. Desde el Concilio de Nicea en el año 325, la fecha de la Pascua debía fijarse el primer domingo después de la primera luna llena tras el equinoccio de primavera, que entonces caía el 21 de marzo. Con el tiempo, el equinoccio se había desplazado, y para el siglo XVI, caía alrededor del 11 de marzo. Esta discrepancia complicaba la celebración de la Pascua y otros eventos eclesiásticos.

Para resolver esta discrepancia, el papa Gregorio XIII convocó a una comisión de expertos, entre ellos el astrónomo jesuita Christopher Clavius y el médico Aloysius Lilius, quienes trabajaron en un nuevo esquema de calendario que eliminaba tres años bisiestos cada 400 años. Después de años de estudios y debates, el papa promulgó finalmente en 1582 el nuevo calendario gregoriano, que conocemos y usamos hoy en día.

La solución para corregir el desfase fue drástica: eliminar 10 días de octubre de 1582. Así, la gente se fue a dormir el 4 de octubre y se despertó el 15. Imaginen el asombro: "¿Me he dormido una semana y media?"

¿Por qué octubre? Simple estrategia eclesiástica: era un mes sin festividades religiosas importantes. No querían arriesgarse a que la gente se quedara sin Navidad o sin Semana Santa.

UN PROTAGONISTA DE LA "REVOLUCIÓN VERDE" ES… CONTAMINANTE

Una nueva subclase de perfluoroalquilos y polifluoroalquilos (PFAS) usada en las baterías de iones de litio se ha convertido en una fuente creciente de contaminación del aire y del agua.

Los PFAs son un grupo de más de 4 mil 700 agentes químicos sintéticos, ampliamente utilizados, que se acumulan a lo largo del tiempo en los seres humanos y en el medio ambiente. Las baterías de ion-litio son ampliamente utilizadas en teléfonos móviles y coches eléctricos.

Un auto eléctrico Seagull de la automotriz china BYD es exhibido en las instalaciones the Caresoft Global el 3 de abril de 2024, en Livonia, Michigan.
Un auto eléctrico Seagull de la automotriz china BYD es exhibido en las instalaciones the Caresoft Global el 3 de abril de 2024, en Livonia, Michigan. Foto: Mike Householder, archivo, AP

Las pruebas realizadas por un equipo de investigación descubrieron además que estos PFAS, llamados sulfonimidas de bis-perfluoroalquilo (bis-FASI), demuestran una persistencia ambiental y una ecotoxicidad comparables a compuestos más antiguos y notorios como el ácido perfluorooctanoico (PFOA). Los hallazgos se publican en Nature Communications.

Las baterías de iones de litio son una parte clave de la creciente infraestructura de energía limpia, con usos en automóviles eléctricos y productos electrónicos, y se prevé que la demanda crezca exponencialmente durante la próxima década.

"Nuestros resultados revelan un dilema asociado con la fabricación, eliminación y reciclaje de la infraestructura de energía limpia", explica en un comunicado la autora del estudio Jennifer Guelfo, profesora asociado de ingeniería ambiental en la Universidad de Texas Tech.

Los investigadores tomaron muestras de aire, agua, nieve, suelo y sedimentos cerca de plantas de fabricación en Minnesota, Kentucky, Bélgica y Francia. Las concentraciones de bis-FASI en estas muestras eran, por lo general, muy altas.

Los datos también sugirieron que las emisiones atmosféricas de bis-FASI pueden facilitar el transporte a larga distancia, lo que significa que las zonas alejadas de los lugares de fabricación también pueden verse afectadas. El análisis de varios vertederos municipales en el sureste de los EU indicó que estos compuestos también pueden entrar al medio ambiente a través de la eliminación de productos, incluidas las baterías de iones de litio.

Un cargador conectado a un automóvil eléctrico durante el Motor Show de Ginebra, Suiza, el miércoles 2 de marzo de 2011.
Un cargador conectado a un automóvil eléctrico durante el Motor Show de Ginebra, Suiza, el miércoles 2 de marzo de 2011. Foto: Keystone, Martial Trezzini, Archivo, AP

Las pruebas de toxicidad demostraron que las concentraciones de bis-FASI similares a las encontradas en los lugares de muestreo pueden cambiar el comportamiento y los procesos metabólicos energéticos fundamentales de los organismos acuáticos. La toxicidad de los bis-FASI no se ha estudiado aún en humanos, aunque otros PFAS más estudiados están relacionados con el cáncer, la infertilidad y otros daños graves a la salud.

EL RELOJ QUE DETECTA EFECTOS DE LA RELATIVIDAD

Científicos han desarrollado un reloj atómico tan preciso y exacto que permite una navegación precisa en la vasta extensión del espacio, así como la búsqueda de nuevas partículas.

El nuevo reloj fue construido por investigadores de JILA, una institución conjunta del National Institute of Standards and Technology (NIST) y la Universidad de Colorado en Boulder.

Con su mayor precisión, estos cronometradores de próxima generación podrían revelar depósitos minerales subterráneos ocultos y poner a prueba teorías fundamentales como la Relatividad General con un rigor sin precedentes.

Para los arquitectos de relojes atómicos, no se trata solo de construir un reloj mejor; se trata de desentrañar los secretos del universo y allanar el camino para las tecnologías que darán forma a nuestro mundo para las generaciones venideras.

El reloj detectaría los efectos de la relatividad teorizados por Einstein. Foto: Cuartoscuro

La comunidad científica mundial está considerando redefinir el segundo, la unidad internacional de tiempo, basándose en estos relojes atómicos ópticos de próxima generación. Los relojes atómicos de la generación actual hacen brillar microondas sobre los átomos para medir el segundo. Esta nueva generación de relojes ilumina átomos con ondas de luz visible, que tienen una frecuencia mucho más alta, para contar los segundos con mucha más precisión.

En comparación con los relojes de microondas actuales, se espera que los relojes ópticos proporcionen una precisión mucho mayor para el cronometraje internacional, con un retraso potencial de solo un segundo cada 30 mil millones de años.

Pero antes de que estos relojes atómicos puedan funcionar con tanta precisión, necesitan tener una precisión muy alta; en otras palabras, deben poder medir fracciones de segundo extremadamente pequeñas. Lograr tanto una alta precisión como una gran exactitud podría tener enormes implicaciones.

LA SALAMANDRA QUE REINÓ ANTES DE LOS DINOSAURIOS

Los científicos han dado a conocer los fósiles de una bestia gigante parecida a una salamandra con colmillos afilados que dominaba las aguas antes de que aparecieran los primeros dinosaurios.

Imagen del esqueleto casi completo de fósiles recuperados en Namibia de una criatura gigante parecida a una salamandra en el laboratorio de paleontología de Ciudad del Cabo, Sudáfrica. Foto: Claudia Marsicano vía AP

El depredador, que era más grande que una persona, probablemente utilizaba su cabeza ancha y plana y sus dientes delanteros para succionar y masticar presas desprevenidas, según los investigadores. Su cráneo medía unos 60 centímetros de largo.

“Actuaba como una engrapadora agresiva”, dijo Michael Coates, un biólogo de la Universidad de Chicago que no participó en el trabajo.

Se analizaron restos fósiles de cuatro criaturas recolectados hace aproximadamente una década, entre ellos parte de un cráneo y una columna vertebral. Los hallazgos sobre el depredador Gaiasia jennyae se publicaron el miércoles en la revista Nature. La criatura existió unos 40 millones de años antes de que evolucionaran los dinosaurios.

Los investigadores llevan mucho tiempo examinando estos antiguos depredadores para descubrir los orígenes de los tetrápodos: animales cuadrúpedos que treparon a tierra firme con dedos en lugar de aletas y evolucionaron hasta convertirse en anfibios, aves y mamíferos, incluidos los humanos.

Se analizaron restos fósiles de cuatro criaturas recolectados hace aproximadamente una década. Foto: Marsicano et. Al/Nature

La mayoría de los fósiles de los primeros tetrápodos proceden de los calurosos y prehistóricos pantanos de carbón situados a lo largo del ecuador en lo que hoy es Norteamérica y Europa. Pero estos restos más recientes, que se remontan a unos 280 millones de años, fueron hallados en la actual Namibia, una zona de África que alguna vez estuvo cubierta de glaciares y hielo.

Esto significa que los tetrápodos podrían haber prosperado en climas más fríos antes de lo que los científicos preveían, lo cual suscita más preguntas sobre cómo y cuándo se apoderaron de la Tierra.

“La historia temprana de los primeros tetrápodos es mucho más compleja de lo que pensábamos”, dijo la coautora Claudia Marsicano de la Universidad de Buenos Aires, quien participó en la investigación.

El nombre de la criatura procede de la formación rocosa de Gai-As, en Namibia, donde se encontraron los fósiles, y de la fallecida paleontóloga Jennifer Clack, quien estudió cómo evolucionaron los tetrápodos.

–Con información de DW y AP.

Manuel Gonzalez
Ciudad de México | 1993. Estudió periodismo. Actualmente trabaja como Editor en la redacción de SinEmbargo MX. Antes, fue corresponsal para Infobae México, la Agencia Alemana de Prensa (dpa) y El País América. Tiene un blog (Apuntes en la ciudad), un newsletter (Apuntes subrayados) y un podcast (Al otro lado del sueño) personales.
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