Ciencia en el espacio, sociedad y sincrotrones Understand article

Traducido por Rafael Martínez Oña. Science in School es una publicación de EIROforum, una colaboración entre ocho de las mayores organizaciones de investigación científica inter-gubernamentales de Europa (EIROs por sus siglas en inglés). Este artículo revisa algunas de las últimas…

EIROforum

EIROforum combina los recursos, las instalaciones y la experiencia de sus organizaciones miembros para promover la ciencia europea a que alcance su potencial pleno.

EFDA-JET: Vídeos sobre fusión y referencias para profesores  

Con la ayuda del Acuerdo Europeo para Desarrollo de la Fusión (EFDA por sus siglas en inglés), ahora se puede divulgar la investigación sobre fusión en las aulas a través de una serie de vídeos junto con material de apoyo para los profesores. Los vídeos se basan en el nuevo material desarrollado para una exposición itinerante de EFDA, Fusión Expo. No sólo describen los experimentos sino que también incluyen una visita a las instalaciones asociadas al Toro Común Europeo (JET, por sus siglas en inglés, en la actualidad es el experimento de fusión más grande de Europa), así como entrevistas con los científicos e ingenieros que trabajan en investigación de fusión.

Phil Dooley, presentador de
los nuevos vídeos educativos
de EFDA-JET, comenta sobre
una teoría electromagnética.

Imagen cortesía de EFDA-JET

Incluye los siguientes temas:

  • Montaña rusa y fuerzas de fusión
  • ¡Ciclotrónica! Órbitas magnéticas
  • Toros naturales – anillos de humo
  • Avatar en la vida real – tecnología para manejo remoto
  • La escalera de Jacob – control de rayos
  • Superconductores para superimanes

Los vídeos y los materiales de apoyo para los profesores están disponibles en la página web de EFDA. Los vídeos también se pueden encontrar en el canal EFDA’s Youtube y en la página de Facebook. Más información sobre la exposición y sobre las ciudades que va a visitar en Fusion Expo.

Situado en Culham, Reino Unido, , JET es la instalación de fusión de Europa. La explotación científica del JET se lleva a cabo a través de EFDA. 

EMBL: La gripe se extiende en el café científico

El 10 de octubre de 2012, cerca de 50 personas se reunieron en el centro de Grenoble, Francia, para mantener una discusión relajada e interesante sobre temas médicos y de investigación relacionados con la gripe. ¿La ocasión? El primer café científico coorganizado por el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL por sus siglas en inglés) y el Café Sciences et Citoyens de la’Agglomération Grenobloise.

Panelistas de izquierda a
derecha: Agathe Billette de
Villemeur, Alain El-Sawy, Rob
Ruigrok. Moderador:
Benjamin Piton

Imagen cortesía de J-Ph
Vincent CSCAG

Tres panelistas – Rob Ruigrok, director de investigaciones sobre la gripe en la Universidad Joseph Fourier, Grenoble, y miembro del proyecto FluPharm; Alain El-Sawy, médico general y miembro de GROG, la red nacional francesa de vigilancia de la gripe; y Agathe Billette de Villemeur, experta en salud pública – participaron en una animada discusión con el público. De la eficacia de la vacunación a los objetivos de la investigación, pasando por la toma de decisiones en políticas de salud pública y la práctica médica habitual, el debate tocó todas las preguntas importantes relacionadas con el virus de la gripe y contribuyó a situar proyectos de investigación, como Flupharm, en un contexto social más amplio.

Flupharm es un proyecto financiado por la Unión Europea con participación de científicos del EMBL que tiene como objetivo desarrollar fármacos eficaces contra la gripe. Es una continuación del proyecto FLUPOL, sobre el que informó Science in School:

Ainsworth C (2009) Outmanoeuvering influenza’s tricks. Science in School 11: 25-29.

EMBL es el principal laboratorio de Europa para la investigación básica en biología molecular, con sede en Heidelberg, Alemania. 

ESA: Astronautas bajo tierra y bajo agua

En pequeños equipos multiculturales, aislados del resto del mundo, los astronautas tienen que realizar tareas física y mentalmente exigentes. En 2012, dos equipos internacionales trabajaron bajo tierra y bajo agua para entrenarse.

Equipo de acuanautas
durante NEEMO

Imagen cortesía de NASA / ESA / H Stevenin

Un grupo de seis personas se convierten en “cuevanautas” para la misión 6th CAVES dirigida por la Agencia Espacial Europea (ESA por las siglas en inglés). En el ambiente extremo de un sistema de cuevas a 200 m bajo la superficie, en Cerdeña, Italia, los “cuevanautas” han pasado seis días conectados con el mundo exterior sólo a través del control de la misión en la superficie. Además de cartografiar las partes inexploradas de las cuevas, los astronautas catalogaron todas las formas de vida que encontraron.

En la Tierra, el buceo es una de las mejores maneras de simular la ingravidez del espacio. Por esta razón, otro equipo de seis personas, incluyendo a Timothy Peake de la ESA se convirtieron en «acuanautas» en la misión NEEMO 16 dirigida por la NASA – para investigar cuál es la mejor manera para los astronautas para explorar los asteroides. Pasaron doce días 20 m bajo el mar en la única estación de investigación submarina del mundo, en el acuario de la costa de Florida, EE.UU. Para hacer la misión más realista, la comunicación entre el control y los buzos de tierra se retrasó 50 segundos para simular el tiempo de retardo en la transmisión de mensajes a través del Sistema Solar.

Además de la principal misión, los astronautas realizaron experimentos educativos que se repitieron en tierra, para estudiar el efecto de la alta presión bajo agua. Los información sobre la misión CAVES y otros detalles de la misión NEEMO están disponibles en Youtube.

La página web de la ESA ofrece más  information on the CAVES mission and further details of the NEEMO mission. ESA ESA es la puerta de Europa al espacio, con sede en París, Francia. 

ESO: El centro relampagueante de la Vía Láctea

En octubre de 2012, un equipo internacional de astrónomos publicó un catálogo de más de 84 millones de estrellas en el centro de la Vía Láctea. La adquisición de datos se hizo con VISTA, el telescopio de exploración infrarroja del Observatorio Paranal, del Observatorio Europeo Austral (ESO por las siglas en inglés) en Chile, esta gigantesca imagen de nueve giga píxeles contiene más de diez veces tantas estrellas como las reportadas en estudios previos.

El centro de la Vía Láctea (detalle) observado por el telescopio de exploración VISTA.
Imagen cortesía de ESO / VVV Consortium

Es un paso importante en la comprensión de nuestra galaxia, dando a los observadores una visión increíble con posibilidad de hacer zoom. La potencia del zoom es tan grande que, si la imagen se imprime con la resolución de un libro típico, sería de 9 m de largo y 7 m de altura. «Al observar en detalle la miríada de estrellas que rodean el centro de la Vía Láctea, podemos aprender mucho más sobre la formación y evolución, no sólo de nuestra galaxia, sino también de las galaxias espirales en general», explica Roberto Saito, autor principal del estudio.

Para obtener más información, ver el  comunicado de prensa en la página web del ESO. La imagen también está disponible en la página web del ESO, la imagen es demasiado grande para ser visualizada fácilmente a la máxima resolución y se aprecia mejor en una  vista en la que se activa el zoom. .

ESOes, con mucho, el observatorio astronómico terrestre más productivo del mundo, con sede en Garching, cerca de Múnich, Alemania, y sus telescopios en Chile. ESO es el socio europeo en el proyecto ALMA, que es una colaboración entre Europa, Norteamérica y Asia del Este, en cooperación con la República de Chile. 

ESRF: Investigando el desarrollo embrionario de los dinosaurios

Todos sabemos que los dinosaurios se extinguieron hace millones de años, ¿verdad? ¡Incorrecto! De hecho, vemos dinosaurios vivos todos los días; algunos de nosotros los tenemos incluso como mascotas. Estrictamente hablando, el grupo Dinosauria comprende no sólo las criaturas extintas que tradicionalmente consideramos como dinosaurios, sino también las aves. Los dinosaurios inclusive son parte de un grupo más grande – la Arcosauria, que también incluye a los cocodrilos y sus afines, y que eran los grupos dominantes de vertebrados en la era Mesozoica (hace 250-65 millones de años).

Un embrión de cocodrilo del
Nilo (Crocodylus niloticus) de
31 días, de 1,4 cm de largo.
Izquierda: Morfología externa
del animal. Derecha: Imagen
semitransparente de la
mineralización de su
esqueleto

Imagen cortesía de Martin
Kundrát (Universidad de
Uppsala) y Paul Tafforeau
(ESRF)

Entonces, ¿cómo evolucionan los primeros pesados, escamosos cuadrúpedos arcosaurios de sangre fría hacia las aves modernas – ligeras, con plumas y de sangre caliente? La mayoría de estas innovaciones evolutivas se debió a los cambios en la programación molecular que determinan cómo se desarrollan los diferentes tejidos del embrión. En un intento de hacer retroceder el reloj para estudiar estos cambios, un equipo de investigación dirigido por Martin Kundrát de la Universidad de Uppsala, Suecia, está comparando dos grupos existentes de arcosaurios: aves y cocodrilos. Mediante el estudio de las diferencias en el desarrollo embrionario, esperan aprender cómo esas características innovadoras dieron origen a las aves, animales que han evolucionado con éxito.

Los embriones muy pequeños de cocodrilos y aves tienen un aspecto similar. Para entender mejor cuándo y dónde se producen las diferencias de desarrollo, el equipo toma imágenes en 3D de los embriones a medida que se desarrollan dentro de sus huevos, utilizando haces de rayos X brillantes en la Instalación Europea del Sincrotrón de Radiación (ESRF por sus siglas en inglés) en Grenoble, Francia. Esto ayudará a entender la vida embrionaria no sólo de las aves y cocodrilos, sino también de sus parientes antiguos.

ESRF está ubicado en Grenoble, Francia y allí funciona el sincrotrón de radiación más potente de Europa. Para obtener más información, consulte la lista de 

XFEL europeo: Luz láser clara como el cristal

¿Cómo se pueden mejorar los rayos X más brillantes del mundo? Dirigido por Gianluca Geloni, los científicos del XFEL Europeo y DESY en Hamburgo, Alemania, han propuesto la utilización de pequeños cristales de diamante para mejorar los láseres de rayos X de electrones libres (XFEL).

Los diamantes artificiales
utilizados en el experimento
son impresionantes por sus
capacidades de limpieza
espectrales, no por su brillo.

Imagen cortesía de XFEL

Todos los láseres, ya sean los más pequeños en los reproductores de DVD o los de 3 km que se están construyendo en XFEL, amplifican la luz: una pequeña cantidad de luz se transforma en un poderoso rayo láser. Cuando se genera la luz mediante un láser de rayos X, las emisiones espontáneas se usan como semillas que se amplifican en un espectro de longitudes de onda de rayos X.

Por desgracia, este «arco iris» puede producir imágenes movidas. Gianluca Geloni y su equipo, por lo tanto, sugirió transmitir la luz creada por la emisión espontánea a través de un diamante para seleccionar una parte estrecha del espectro. Esta semilla de luz filtrada podría entonces ser amplificada y los destellos resultantes utilizados para tomar imágenes extremadamente nítidas de biomoléculas, los materiales o las reacciones químicas. Debido a que la semilla no es creada por una fuente externa, sino por el propio láser, el proceso se conoce como auto-siembra.

Tales destellos se han generado ahora por primera vez en el acelerador lineal de fuente de luz coherente de la instalación de láser de rayos X en Stanford, California, EE.UU., a raíz de la iniciativa sugerida por los investigadores de Hamburgo (Amman et al., 2012). Investigadores de todo el mundo están ahora a la espera del nuevo desarrollo de esta tecnología.

Amman et al. (2012) Demonstration of self-seeding in a hard-X-ray free-electron laser. Nature Photonics 6: 693–698. doi: 10.1038/nphoton.2012.180

Geloni G et al. (2011) A novel self-seeding scheme for hard X-ray FELs. Journal of Modern Optics 58(16): 1391-1403. doi: 10.1080/09500340.2011.586473

En 2010 se publicó una versión gratuita de este artículo en Arxiv.

Para una disponer de una información más detallada, se puede consultar la la reseña de prensa en la página web del XFEL europeo.

La instalación europea de rayos X de electrones libres (European XFEL),  por sus siglas en inglés) es un centro de investigación actualmente en construcción en la zona de Hamburgo en Alemania. Sus rayos X de destellos extremadamente intensos serán utilizados por los investigadores de todo el mundo.

ILL: Flexión de rayos gamma – una puerta a un nuevo campo de la ciencia

Según las predicciones teóricas de hace algunas décadas, no es posible disponer de lentes para rayos los gamma. Hasta hace poco, se pensaba que esta forma de alta energía de la luz, producida por la desintegración radiactiva de los núcleos atómicos, contenía demasiada energía como para que fuese posible curvar los rayos por los electrones al travesar una lente de cualquier material. No obstante, los científicos del Instituto Laue-Langevin (ILL) decidieron intentar lo imposible – y tuvieron éxito. En una variante del experimento que se realiza en las aulas con prismas de cristal, utilizado por primera vez por Newton en 1665, usaron un prisma de silicio para curvar con éxito un haz de rayos gamma, aunque sólo fuese una millonésima de grado

El interferómetro GAMS6 con
el cual se producen los rayos
gamm

Imagen cortesía de Bernhard
Lehn

Esto ha abierto la puerta a un nuevo campo de la ciencia, llamado fotónica nuclear. Ahora, los científicos estudiarán las causas por las que se produce este efecto inesperado y trabajan en el perfeccionamiento de las lentes. Los haces de rayos gamma sólo se focalizarán con algunos radioisótopos, otros pasarán sin ningún impedimento; esto podría ser utilizado para caracterizar materiales radiactivos de forma remota.

Por otra parte, estos rayos podrían incluso generar nuevos isótopos, “evaporar” protones o neutrones a partir de muestras existentes. Esto podría ser utilizado para convertir residuos nucleares radiactivos en no radiactivos, o para suministrar radioisótopos más específicos para el diagnóstico y tratamiento de cáncer.

Para saber más, ver la  reseña de prensade la página web del ILL o leer el artículo de investigación:

Habs D et al. (2012) Refractive index of silicon at ? ray energies. Physical Review Letters 108: 184802-1-4. doi: 10.1103/PhysRevLett.108.184802

ILL es un centro de investigación internacional que está a la cabeza de la ciencia y tecnología de los neutrones, con sede en Grenoble, Francia.


Institution

EMBL, EIROforum, EUROfusion, ESA, ESO, ESRF, European XFEL, ILL

License

CC-BY-NC-ND