La maquina cuantica hito cientifico de 2010

Redacción central y Agencias

La primera máquina cuántica encabeza la lista de los diez descubrimientos científicos más importantes de 2010 calificados por la revista Science. Los autores del invento diseñaron un aparato que “baila” y se mueve de un modo que sólo puede ser descrito mediante la mecánica cuántica –la serie de reglas que gobierna el comportamiento de moléculas, átomos y partículas subatómicas–, que desafía "nuestro sentido de la realidad".

"Hasta este año todos los objetos fabricados por los humanos se han movido de acuerdo con las leyes de la mecánica clásica", indicó la revista de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS, por su sigla en inglés) que cada diciembre distingue el descubrimiento más significativo del año.

Para Science, este experimento es el mayor avance científico del año, debido a que rompe el conocimiento establecido, al ingenio que encierra su creación y a sus numerosas aplicaciones potenciales.

Este particular descubrimiento, presentado en marzo por los físicos Andrew Cleland y John Martinis, de la Universidad de California en Santa Bárbara (EEUU), ha sido el primero de un grupo de diez finalistas, entre los que estuvo una gelatina vaginal, probada en mujeres sudafricanas que redujo en casi el 39 por ciento el riesgo de infección con el VIH, y una píldora profiláctica que redujo en casi el 44 por ciento las infecciones.

El prototipo de máquina cuántica "abre la senda para una mirada de aparatos experimentales y quizá para pruebas de nuestro sentido de la realidad", afirmaron los editores de Science. Debido a la mecánica cuántica el área de lo que es extremadamente pequeño es totalmente diferente a la realidad cotidiana de los humanos.

La teoría cuántica indica que un objeto muy pequeño puede absorber energía sólo en cantidades limitadas, jamás puede permanecer perfectamente quieto, y puede estar, literalmente, en dos sitios al mismo tiempo.

Cleland y Martinis diseñaron un prototipo de máquina que consiste en una diminuta paleta metálica de semiconductor -nitruro de aluminio recubierto de aluminio- visible a plena vista, e hicieron que "bailara" con un ritmo cuántico.

Primero enfriaron la paleta hasta que alcanzó su estado fundamental, esto es el energético más bajo permitido por las leyes de la mecánica cuántica, algo que los físicos han intentado durante mucho tiempo. Posteriormente aumentaron la energía del pequeño aparato en sólo un quántum para producir un estado de movimiento puramente cuántico-mecánico. De acuerdo con el artículo el aparato vibrante "es tan largo como ancho es un cabello". Según el artículo de Science, los físicos lograron poner el aparato en ambos estados al mismo tiempo por lo cual vibró simultáneamente un poquito y mucho, un fenómeno extraño permitido sólo por las leyes de la mecánica cuántica.

La utilidad de este descubrimiento radica en que las máquinas cuánticas podrían usarse en detectores de fuerza ultrasensibles o para la generación de estados cuánticos de la luz. "Podrían ayudar a probar los límites de la teoría cuántica y nuestro sentido de la realidad", indicó el artículo."¿Por qué un vehículo o una persona no pueden estar en dos sitios diferentes al mismo tiempo? ¿Hay algún principio que lo prohíba?", indica el artículo, "una forma de saberlo sería poniendo en tales estados objetos más grandes".

Science, referente científico

J Science (ciencia, en español) es una revista científica y órgano de expresión de la American Association for the Advancement of Science.

J Fue fundada en Nueva York por John Michaels en 1880.

J El mayor objetivo de la revista es la publicación de hallazgos de investigación.

HALLAZGOS DE LA DÉCADA

Science también presentó una lista de los 10 principales descubrimientos científicos de la última década que cambió la ciencia.

Genoma oscuro. Las regiones del ADN que contienen instrucciones para hacer proteínas, es decir, los genes, parecían lo único importante del genoma. Incluso, los científicos bautizaron el resto del genoma como “basura”. Pero, ahora descubrieron que ese otro ADN, puede ser tan importante como los genes.

Materia del Universo. Los científicos lograron deducir de qué está conformado el universo: materia ordinaria -la que compone todo lo que vemos-, materia oscura y energía oscura. Estos avances transformaron la cosmología en ciencia de precisión con una teoría común.

Biomoléculas del pasado. Descubrieron que las “biomoléculas” como el ADN antiguo o el colágeno pueden sobrevivir durante miles de cientos de años y proveer importante información sobre plantas y animales del pasado.

Agua en Marte. En la última década varias misiones a Marte aportaron evidencias claras de que éste tuvo, en su momento, suficiente agua como para alterar las formaciones rocosas y, quizás, sostener la vida.

Reprogramación celular. Los científicos descubrieron la manera de “reprogramar” las células para convertirlas en pluripotenciales, es decir, que puedan convertirse en cualquier tipo de célula en el cuerpo.

Microbioma. El proyecto Microbioma Humano permitirá conocer cómo los genes microbianos afectan a la cantidad de energía que absorbemos de nuestros alimentos y cómo el sistema inmunológico responde a las infecciones.

Exoplanetas. En el año 2000, los astrónomos habían descubierto 26 exoplanetas. Ahora, el número aumentó a 502 y sigue sumando.

Inflamación. Era consideraba un compañero de la máquina de curación tras un trauma o infección. Hoy, los investigadores creen que es también una fuerza propulsora detrás de enfermedades crónicas como el cáncer, Alzheimer, arteriosclerosis, diabetes u obesidad.

Metamateriales. Mediante la síntesis de materiales ópticos con propiedades no convencionales y sintonizables,consiguieron guiar y manipular la luz, creando lentes que desafían los límites fundamentales de la resolución. Incluso construyeron capas de invisibilidad,

Cambio climático. En los últimos diez años, los investigadores solidificaron algunos hechos fundamentales sobre el cambio climático:el mundo se está calentando, los humanos están detrás del calentamiento y los procesos naturales de la Tierra probablemente no desacelerarán ese calentamiento.

LOS DIEZ AVANCES CIENTÍFICOS MÁS IMPORTANTES DE 2010, SEGÚN SCIENCE

MÁQUINA CUÁNTICA

Andrew Cleland y John Martins y sus colegas enfriaron un diminuto remo de metal, de unos 30 micrómetros de longitud, pero visible al ojo humano, que vibra cuando se coloca en movimiento en un rango de frecuencias. Después, conectaron el remo a un circuito eléctrico superconductor para que alcanzara el estado cuántico. Entonces, y debido a las extrañas reglas de la mecánica cuántica, consiguieron colocar simultáneamente el remo en movimiento... mientras se mantenía quieto. El remo, simultáneamente, estaba vibrando y no vibrando.

CÉLULA SINTÉTICA

John Craig Venter, uno de los "padres" del genoma humano, anunció en mayo la primera célula sintética fabricada por el ser humano, un híbrido con la estructura natural de una bacteria viva y el material genético artificial. Venter generó un cromosoma sintético, una réplica del genoma de la bacteria Mycoplasma myoides, y lo trasplantó a otra bacteria viva (M. Capricolum), que actuó como recipiente para crear un nuevo ser. El éxito de este experimento ayudará al avance de la producción de biocombustibles y medicamentos "a medida" de los pacientes.

GENOMA NEARDENTAL

En tercer lugar en el ránking de la revista Science, es para el equipo de biólogos encabezado por Svante Paabo, del Instituto Max Planck de Antropología Evolucionaria en Leipzig (Alemania), que reconstruyó unos dos tercios del genoma completo de tres Neardentales femeninos, que vivieron en Croacia de 38.000 a 44.000 años atrás.

Los investigadores comprobaron que los Neardental se aparearon con algunos humanos modernos y dejaron su marca en el genoma humano. Así, un dos por ciento de nuestro genoma proviene de esta especie.

PREVENCIÓN DEL VIH

2010 es el año en el que más pasos en prevención del sida se han dado. Se demostró que un gel vaginal y unas pastillas reducen a la mitad las probabilidades de contagio. El gel microbicida, aplicado a la vagina o en el ano antes de tener relaciones sexuales, redujo las infecciones de VIH en mujeres por un 39 por ciento.Es la primera vez que un microbicida de uso tópico resulta eficaz. El fármaco Truvada, antirretroviral “dos en uno” (combina tenofovir y emtricitabina) redujo en un 44 por ciento las posibilidades de infectarse con VIH.

GENOMA EXOMA

Hoy, el mundo científico cuenta con una nueva herramienta para encontrar una mutación genética que causa una enfermedad. Después del genoma secuenciaron el exoma, la más diminuta porción del genoma que codifica proteínas. Ahora en lugar de buscar una alteración genética en los 3.000 millones de pares de bases del genoma, los genetistas podrán hacerlo con los exones. Investigadores que estudian raras enfermedades hereditarias provocadas por un solo gen defectuoso fueron capaces de identificar mutaciones.

DINÁMICA MOLECULAR

La dinámica molecular es una técnica de simulación en la que se permite que átomos y moléculas interactúen por un período, permitiendo una visualización del movimiento de las partículas. Simular los giros que las proteínas llevan a cabo conforme se doblan fue una pesadilla combinatoria. Ahora, investigadores han aprovechando la energía de una de las computadoras más poderosas del mundo para rastrear los movimientos de átomos en una pequeña proteína plegable por un periodo de tiempo 100 veces mayor que cualquier esfuerzo previo.

SIMULADOR CUÁNTICO

Para describir lo que ven en el laboratorio, los físicos elaboran teorías basadas en ecuaciones que pueden ser muy difíciles de resolver. Este año, sin embargo, los científicos descubrieron un atajo al fabricar simuladores cuánticos, cristales artificiales en los que puntos de luz láser desempeñan el papel de los iones y los átomos atrapados en la luz sustituyen a electrones. El ingenio procura respuestas rápidas a problemas teóricos de la física de materia condensada y que, podrían ayudar a resolver misterios como la superconductividad.

MIL GENOMAS Y MÁS

Las tecnologías de secuenciación del genoma cada vez más rápidas y baratas están permitiendo la elaboración de estudios a gran escala del ADN. El proyecto de los 1.000 genomas, por ejemplo, identificó gran parte de la variación genómica que nos hace humanos. Durante la fase piloto del proyecto descubrieron que nadie posee un conjunto de genes perfecto; la mayor parte de las personas tiene entre 250 y 300 alteraciones genéticas que evitarían que un gen funcione con normalidad y hasta 100 variaciones genéticas asociadas a un mal hereditario.

REPROGRAMAr CÉLULAS

Las técnicas que permiten reprogramar células de manera que se invierte su desarrollo para que se comporten como células madre no especializadas en un embrión se han hecho habituales en los laboratorios de genética del desarrollo. Este año, unos investigadores han encontrado una forma de hacerlo con ARN sintético, una técnica el doble de rápida que la normal, 100 veces más eficaz y potencialmente segura para su utilización terapéutica. La técnica fue creada por el científico japonés Shinya Yamanaka.

RETORNO DE LA RATA

Los ratones gobernaron el mundo de los animales de laboratorio, pero los científicos prefieren utilizar ratas para sus trabajos porque es más fácil trabajar con ellas y anatómicamente son muy similares a los seres humanos. Pero los investigadores aún no habían conseguido aplicar en ellas la técnica que se utiliza para conseguir ratones Knockout, ratón modificado por ingeniería genética para desactivar algunos de sus genes y comprender su función. Sin embargo, una investigación realizada este año promete hacer ratas Knockout.