Estalactitas de Sal

En Física... todo depende del cristal con que lo mires

La toma de decisiones en los bisontes

Cada pocos años, los ciudadanos eligen a su alcalde. El proceso es bastante simple: la ciudadanía vota y el candidato más votado gana. Lo mismo sucede en algunos bovinos. La ecóloga Amandine Ramos, del Centro Nacional para la Investigación Científica (CNRS) francés, pasó tres meses observando una manada de bisontes en la Reserva Biológica de los Montes de Azur, a una treintena de kilómetros de Niza. Resulta que el bisonte europeo se rige por la regla de la mayoría.

Los miembros de esta especie «emiten su voto» orientando el cuerpo hacia la dirección a la que quieren ir, ha observado Ramos. Si quieren pastar en un prado, se encaran hacia él. Si, en cambio, prefieren saciar la sed, apuntan hacia un abrevadero. Al final uno acaba dando el primer paso: si avanza en la dirección preferida por la mayoría, el rebaño lo seguirá en tropel. Pero si escoge otra opción minoritaria, pocos lo secundarán y el grupo quedará dividido durante un breve lapso. Cualquiera puede dar el primer paso, pero suelen ser las hembras adultas las que arrastran el mayor número de seguidores. En definitiva, quien recibe más votos gana y encabeza el grueso de la manada. El estudio ha sido publicado recientemente en Animal Behaviour.

Los hallazgos podrían servir a los gestores del parque para paliar los conflictos con los agricultores, cuyos campos sufren con frecuencia destrozos a manos de este gran herbívoro. Si se instalaran collares que propinaran pequeñas descargas eléctricas a los ejemplares con más opciones de convertirse en líderes, tal vez se podría controlar a toda la manada. El bisonte europeo no es el único animal que toma decisiones colectivas. Ese mismo comportamiento se ha observado en otros ungulados, como el búfalo africano, y en algunos primates, como los macacos de Togian. Según Ramos, el estudio es un recordatorio de que «la comunicación y el consenso son procesos presentes también en el reino animal». La democracia, o por lo menos una guisa de ella, no es exclusiva de Homo sapiens.

La mente ordena los números de manera espacial

Piense en un número. Ahora en otro mayor. Imagínese que los ve. Si ha colocado la cifra menor a la izquierda, acaba de confirmar una observación mil veces repetida: las personas tendemos a ordenar los números espacialmente de izquierda a derecha. Al parecer, se trata de una tendencia innata: también los bebés presentan esta preferencia. Y las crías de animales, según publicó un equipo de la Universidad de Trento dirigido por Rosa Rugani.

Los investigadores entrenaron a polluelos de tres días a rodear, para encontrar comida, un panel con cinco puntos gruesos. Después del aprendizaje, reemplazaron el cartel por otros dos. Si cada uno de estos exhibía un par de puntos, los pollitos se dirigían primero hacia el panel izquierdo en un 70 por ciento de ocasiones; pero si los indicadores mostraban ocho puntos cada uno, propendían a encaminarse a la derecha. Parecía que preferían ver los números pequeños a la izquierda, y los mayores, a la diestra.

El experimento se repitió a continuación con otros polluelos, a los que se entrenó con 20 puntos; luego se les puso a prueba con paneles de 8 y 32 puntos. En ambas ocasiones, las crías se orientaron hacia la izquierda para los números menores y hacia el lado contrario en el caso de los mayores. Los investigadores eligieron el número 8 como cifra menor en un contexto y como mayor en el otro, con el fin de comprobar que el efecto dependía de las magnitudes relativas y no de una preferencia absoluta.

Aunque estos hallazgos confirman que esta tendencia es innata, resulta fácil de modificar mediante la experiencia. Una persona que crezca en una cultura en la que se escriba de derecha a izquierda aprenderá con rapidez la tendencia espacial contraria.

Los autores sugieren que sus resultados están relacionados con la asimetría cerebral: el hemisferio derecho preside el procesamiento visuoespacial, por lo que la atención tiende a orientarse hacia el lado izquierdo. Asimismo, la asignación numérica espacial podría deberse a un mapa físico de los números en el cerebro, como se ha constatado en la corteza parietal posterior derecha humana, pero no en el cerebro de animales. 

Fuente: Science, vol. 347, n.^o 6221, págs. 534-536, 2015

• Makin, Simon

El sueño intenso ha favorecido la cognición humana

La evolución ha hecho de los humanos una suerte de «durmientes de alto rendimiento». La comparación con otros primates demuestra que Homo sapiens destaca entre las demás especies en lo que se refiere al descanso: pasa menos horas durmiendo y muestra una fase REM (movimiento rápido de ojos) más prolongada. Ello permite que dispongamos de más tiempo para adquirir y transmitir nuevas habilidades y conocimientos, indican los investigadores.

Los antropólogos David Samson y Charles Nunn, de la Universidad Duke, han investigado, mediante métodos estadísticos, la conducta del sueño de diversos primates. Entre otros resultados han hallado que si bien un lemur ratón gris duerme entre 14 y 17 horas al día, las personas tenemos suficiente con unas 7 horas de sueño diarias. Además, mientras que los lemures y los macacos solo necesitan un 5 por ciento de sueño REM para recuperarse, dicha fase ocupa un 25 por ciento de nuestro descanso.

Recuperación en poco tiempo

Según los autores, el paso de dormir en las ramas de un árbol a acostarse en el suelo ha facilitado el sueño de alto rendimiento (recuperación del organismo en poco tiempo). Si bien este cambio de ubicación favorecía el ataque de predadores y los conflictos intergrupales, aumentaba la interacción social y fomentaba los grupos de población más numerosos. Por otro lado, los humanos aprendieron a propiciar un ambiente seguro mediante el fuego. Esa reducción de las horas de descanso permitía períodos activos más prolongados para adquirir y transmitir habilidades y conocimientos novedosos. Además, parece que el sueño profundo beneficia la consolidación de esas habilidades, lo que llevó a la mejora de las capacidades cognitivas en nuestros antepasados.

Con el fin de confirmar sus resultados, los investigadores consultaron estudios que comparaban el comportamiento del sueño de los habitantes de países industrializados con los de sus respectivas culturas originarias aún vivas, entre ellas, los hadza de Tanzania. Esta población étnica aún no utiliza la electricidad. Al parecer, el descanso corto e intenso es una característica humana universal.

Más información en Evolutionary Anthropology

Fuente: Spektrum.de

Suelos y sostenibilidad

Contar con unos suelos saludables y productivos resulta fundamental para alcanzar algunos de los 17 objetivos de desarrollo sostenible adoptados este año por la Asamblea General de las Naciones Unidas, declarado Año Internacional de los Suelos. Estos sostienen nuestros sistemas alimentarios, filtran y regulan el flujo de agua dulce, almacenan enormes cantidades de carbono y albergan innumerables organismos. Pero los suelos de todo el mundo se hallan cada vez más amenazados por el cambio climático, el crecimiento demográfico y la mala gestión de las tierras.

Una colección de artículos publicados este año en la revista Nature reúne una selección de trabajos que exploran el suelo en sus múltiples funciones y en la configuración del medio terrestre y la sociedad humana. La utilización y la gestión de los suelos, y su influencia en la salud humana y la pobreza extrema, son algunos de los temas investigados.

«A pesar de los progresos notables realizados en los últimos decenios, en la actualidad el conocimiento de la ecología del suelo todavía se halla muy por detrás del de la ecología de la parte aérea, situada por encima del suelo; nuestro conocimiento de la parte subterránea del mundo es bastante limitada», concluyen Stavros Veresoglou, ecólogo del suelo en la Universidad Libre de Berlín, y sus colaboradores en uno de los artículos. En particular, señalan, los estudios sobre el peligro de extinción al que se enfrentan los organismos edáficos son alarmantemente escasos.

En otro de los trabajos se destaca la importancia del uso eficiente del nitrógeno en la agricultura para hacer frente al triple reto de la seguridad alimentaria, la degradación ambiental y el cambio climático. Xin Zhang, de la Universidad de Princeton, y sus colaboradores examinan los patrones históricos en el uso de este nutriente y revelan una amplia gama de enfoques nacionales de desarrollo agrícola y la contaminación que conlleva, a la vez que proponen estrategias para cumplir con los objetivos de desarrollo sostenible de la Asamblea General de las Naciones Unidas.

También se pone de relieve la función esencial de los suelos en el almacenamiento de carbono. Si bien el clima es considerado uno de los principales factores que influyen en el contenido de carbono orgánico edáfico, Sebastian Doetterl, de la Universidad de Gante, y sus colaboradores demuestran que las reacciones geoquímicas que se producen en el suelo desempeñan también un papel importante en la retención de este elemento.

En las páginas de la FAO y el CSIC se recogen distintas actividades, material informativo y publicaciones relacionados con la celebración Año Internacional de los Suelos.

Más información en Nature

Fuente: Nature / IyC

Música, ciencia y otros cuartos de maravillas

La ciencia es un capricho obsesivo de la curiosidad. El duende del conocimiento calienta y hasta quema al que lo tiene dentro, pero para otros solo suena a superflua dedicación hacia innecesarias inquietudes. Como la música.

El Museo de Historia Natural de París, donde el ejército de esqueletos animales está liderado por un general (o un director de orquesta) con uniforme de músculos: el ser humano. (Foto e ilustración E. Bruner).

En cuanto los europeos empezaron a vagabundear por todo el planeta descubriendo tierras lejanas y culturas ajenas la curiosidad rellenó sus baúles y sus salones en forma de plantas exóticas, animales desconocidos, rocas peculiares, o utensilios extravagantes. Algunos para sorprender, otros para fardar, o por el fervor del conocer, quienes tenían recursos se llevaron a casa toda clase de rarezas y singularidades, amontonando estos objetos extraordinarios en sus cuartos de maravillas llamados, con su incisiva fonética alemana, wunderkammern. Cuando la cosa se les escapó de las manos los llamaron museos.

La curiosidad es un factor intrínseco de la naturaleza humana, aunque con diferentes medidas, patrones, y grados. Sabemos que suele asociarse más bien a nuestras edades juveniles, apagándose con los años. También sabemos que afecta de forma distinta a distintas personas, desde los que se inmolan por ella hasta los que pasan olímpicamente de cualquier estímulo. Sin contar que alcanza objetivos de diferentes escalas, que van desde la estructura del universo hasta la vida privada del vecino. Esta diversidad lleva evidentemente a entender e interpretar sus consecuencias, inclusa la ciencia, de forma muy distinta. Por lo menos en teoría, quien se dedica a la ciencia debería tener cierto afán hacia el conocimiento de los mecanismos y de los procesos, una atracción hacia las preguntas, una pasión a veces insana hacia las respuestas. Si es verdad que los que trabajan en investigación no representan un promedio de curiosidad dentro de la variabilidad de la población sino unos casos extremos, la consecuencia es sencilla y redonda: los demás los verán como seres inquietos que se hacen preguntas innecesarias. Y creo no equivocarme si digo que es experiencia de cualquier científico encontrarse frecuentemente en charlas de todo tipo con amigos y familiares que, con cara escéptica y preparada para no escuchar la respuesta, te preguntan “¿y esto para qué sirve saberlo?”. Desafortunadamente creo que la respuesta es, en muchos casos, la misma que se suele dar para una poesía o una canción: si tengo que explicártela, no creo que la vayas a entender. Pero la ciencia tiene un componente lógico importante, con lo cual de todas formas un esfuerzo de elucidación hay que hacerlo, por lo menos intentarlo. Acto seguido, empieza una explicación que remonta a otros factores que llevan iterativamente a la misma pregunta, moviendo el debate a una escala más general en un juego de matrioskas donde la pregunta recurrente (¿para qué sirve?) en realidad esconde una dificultad o hasta un rechazo de entender el objetivo principal: conocer. Las cosas como son, y para muchas personas la curiosidad de averiguar un detalle de la vida privada del vecino es mucho más irresistible y motivadora que la curiosidad de sondear los confines del universo o los misterios de la mente humana.

El resultado de este sesgo entre los que se hacen preguntas de mucha enjundia y los que pasan suficientemente de ellas afecta sensiblemente la percepción social de la ciencia. Todos reconocen la importancia del conocimiento científico, pero una amplia parte de la sociedad piensa que muchas cuestiones que se ponen los investigadores son inquietudes infructuosas, un picor respetable pero no necesariamente útil a la existencia de los demás. Aunque en unos cuantos casos no digo que no sea cierto, en general sabemos que este picor es el que mueve los avances de nuestra cultura científica y técnica, y es muy difícil explicarlo a alguien con una piel tan curtida que ya no puede percibir este estímulo.

Sea como sea, todos reconocen la importancia de la ciencia pero pocos están dispuestos a meterse en ella, o a entender sus razones. Reconocer la importancia de la ciencia se ve como un deber social (queda bastante feo afirmar lo contrario), pero ir más allá de un puro entretenimiento suena a muchos como extravagancia superflua. No acaso, los museos de arte o historia suelen estar pensados para un público adulto, mientras que los museos científicos están ampliamente diseñados para un público joven o hasta infantil: la ciencia es fundamental, pero es cosa de críos.

Algo parecido pasa con la música. Todos somos melómanos, y una afirmación contra la importancia de la música te puede tachar de bicho raro. Pero, realmente, ¿cuántos están dispuestos o interesados en meterse en ella? A todo el mundo (o casi) le gusta la música, pero pocos estudian un instrumento, que sería como decir que me gusta leer pero no quiero aprender a escribir. La música es, con toda probabilidad, la actividad cultural que más involucra nuestro cerebro. El estudio y la ejecución musical representa el ejercicio y el entrenamiento supremo de nuestro sistema nervioso central: estructurar los patrones rítmicos, entender las combinaciones armónicas, seguir las variaciones melódicas, planear y recordar, coordinar cada sutil movimiento del cuerpo, integrar oído vista y tacto y todo ello, a ser posible, metiéndole a la vez emoción y carácter. Es muy difícil encontrar una actividad cognitiva que implique a más elementos o procesos de nuestros sistemas mentales. Además de involucrar a todo el cerebro, los efectos son bastante decisivos, y la práctica musical es capaz de “moldear” las redes neurales con una asombrosa contundencia. Si esto ya es interesante a nivel de diferencias individuales, imaginaos cuando se consideran las diferencias entre culturas, teniendo en cuenta que hay formas muy distintas de estructurar la música entre poblaciones humanas lejanas en el tiempo o en el espacio. Los componentes básicos de la música son ritmo, melodía, y armonía, pero el peso relativo de estos tres elementos es muy diferente en cada sociedad, y cada cultura evoluciona una combinación particular de ellos, a menudo exaltando un aspecto a costa de los otros. El ritmo se refiere a la secuencia y a los patrones temporales, la melodía a la secuencia de las notas, y la armonía a sus combinaciones simultáneas, y está claro que cada uno de estos elementos requiere procesos neurales complementarios y entrena capacidades cognitivas diferentes. De hecho a menudo la música de otras culturas nos parece “toda igual”, porque no tenemos la capacidad de cazar los matices de una composición acústica estructurada sobre patrones sensoriales que no son los nuestros. Todo esto neurobiólogos y psicólogos bien lo saben, y desde siempre los músicos han sido perfectas cobayas para miles de experimentos neurocientíficos: o se comparan capacidades cognitivas en músicos y no-músicos, o en un mismo grupo de personas antes y después de un periodo de entrenamiento musical. El músico, hay que reconocerlo, es un ser anómalo, tal como el científico, ambos atrapados en sus cuartos de maravillas que todos admiran pero que casi nadie quiere compartir.

La ciencia nace de la necesidad de hacerse preguntas, de un afán para entender procesos y mecanismos, y de la afición para amontonar cosas raras en el salón de casa. Y todos reconocen este valor, siempre y cuando el salón sea de una casa ajena. El papel de la curiosidad en avivar la llama es fundamental, pero si la curiosidad es la fuerza de la ciencia también es su límite, y en el contexto social la vincula a un rol de entretenimiento accesorio. Lo mismo pasa con la música, arte sagrado que más allá de sus duendes mágicos tiene que vivir al fin y acabo de su contratación como solazo y pasatiempo. Igual que la ciencia, la música a menudo se interpreta con un debido y respetuoso alejamiento. Algo esencial y noble pero donde los demás, aunque reconociendo el valor y desde luego evitando críticas impopulares, no se meten, disfrutando de su función de entretenimiento pero sospechando frente a un exceso de compromiso, a no ser que haya razones profesionales y laborales de por medio, es decir ganancia. En muchos países del norte de Europa la cosa se toma mucho más en serio, pero en general la cultura occidental asocia la música más bien a un rol de diversión social, lo mismo que a menudo ocurre con la divulgación científica. Como con la ciencia, también con la música lo que no tiene aplicación o ingreso económico se interpreta como picor innecesario. Como ocurre con los museos científicos, también las academias musicales diseñan a menudo sus contenidos pensando en un público joven o infantil, es decir apostando por aquellas edades en las que picores e inquietudes son más patentes y sobre todo más aceptados a nivel social.

Ciencia y música son ambas actividades que involucran complejos procesos cognitivos, entrenan los mecanismos neurales y moldean nuestros cerebros en profundidad, cambiando nuestra forma de ver y sentir el mundo. Louis Pasteur nos hizo notar que no existen las ciencias aplicadas, solo las aplicaciones de la ciencia. Y, como nos recordó la generación beat, muchas veces conformarse es la clave para ser infeliz. El resto es curiosidad.

***

Recientemente he publicado en Jot Down este artículo sobre ciencia y sociedad: Los prisioneros de la torre de marfil. El libro “Musicofília” de Oliver Sacks es un precioso compendio de relaciones entre música y cerebro. En mi blog de música he tratado a veces temas asociados a neurociencia, con comentarios sobre cognición extendida, asimetrías cerebrales, o anatomía funcional. Echad un vistazo.

Emiliano Bruner

Investigación Y Ciencia

"Es importante aprender ciencia para que no te engañen"

Es una autoridad mundial en física cuántica, un campo cuyas aplicaciones cambiarán nuestras vidas -aunque hasta a él le resulte difícil ahora precisar cómo. Juan Ignacio Cirac (Manresa, 1965), director de la división teórica del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, está enfrascado además en el diseño del primer ordenador cuántico, en abierta competencia con muchas empresas del sector (Google, Microsoft, Intel) que ya están fichando científicos e invirtiendo cantidades millonarias en su desarrollo. La rara combinación de matemáticas, filosofía y tecnología que se conjugan en su especialidad le deslumbró mientras estudiaba en la Complutense de Madrid, y luego le llevó a Colorado (EEUU), a la Universidad de Castilla-La Mancha y a Innsbruck (Austria) antes de recalar en Munich, desde donde sigue con interés la campaña electoral española. Pertenece a la primera generación de científicos españoles que pudieron estudiar fuera gracias a las becas y ayudas; en los últimos siete años estas han ido adelgazando hasta poner en riesgo de inanición a nuestra comunidad científica.

No le sorprenderán los últimos datos: según el INE, la inversión pública en I+D cayó un 1,5% durante 2014... 

La ciencia nunca ha sido una prioridad verdadera para los políticos en España: ni con este gobierno ni con otros. Cuando llegó la crisis, una de las primeras cosas que olvidaron fue la ciencia. No digo que lo hagan arbitrariamente, tendrán sus razones, habrá otras prioridades… pero eso tiene incidencia en el país. Es natural irse fuera a aprender nuevas tecnologías y hacer contactos: lo que ha cambiado es que las posibilidades de volver son mínimas, se congelan las plazas de funcionarios, no pueden pagar, no hay equipos, no son tan competitivos, los chicos jóvenes lo tienen más difícil. A partir del 2000 España sí tuvo varios grupos de investigación a nivel mundial que podían competir con grupos alemanes, americanos o japoneses: ellos siguen teniendo la financiación de siempre y los españoles compiten ahora en condiciones de desventaja. 

¿Cómo saber si las promesas de renovar la apuesta por el I+D de los programas de todos los partidos son serias? 

La prueba del algodón es si han consultado con científicos. No conmigo, con los científicos españoles que trabajan aquí y saben cuáles son los problemas. Sería bueno que llegaran a un acuerdo entre todos, que la educación, la investigación y la ciencia no sean un concurso de belleza sino que den lugar a acuerdos estables, en vez de cambiar temarios con cada cambio de gobierno. Si quieres mejorar tu país, no tienes por qué ganar las elecciones tú: tienes que contribuir a que el país mejore.

La ciencia básica debe estar financiada por el sector público

¿Sigue siendo un ejemplo el modelo alemán de financiación pública y privada?

A mí me gusta mucho el sistema alemán. La investigación básica se realiza en universidades e Institutos como el mío, el Max Planck. Tenemos una financiación extraordinaria en buenas condiciones. Somos pocos, pero quieren tener una pata en el largo plazo, porque saben que de ahí saldrán tecnologías disruptivas que cambiarán la sociedad. La ciencia básica debe estar financiada por el sector público, porque es de gran riesgo y a largo plazo, y una empresa normalmente no se puede permitir el lujo. Y la investigación aplicada se hace en colaboración con muchas empresas. En EEUU el 50% de la investigación básica es militar aunque no tenga aplicaciones directas en el sector. En España fallan los dos lados.

¿Cómo va su ordenador cuántico?

Yo sigo dedicando una parte de mi trabajo a la investigación básica, abstracta, y otra a la aplicada que es el ordenador cuántico. Hace 20 años era una entelequia y ahora hay empresas privadas e iniciativas europeas para desarrollar este tipo de ordenadores. Como Google, que le va a dedicar mil millones de dólares en los próximos diez años; Microsoft lo hace desde hace cuatro o cinco, Intel acaba de anunciar también una inversión millonaria; Lockheed Martin, que acaba de invertir 100 millones, Bosch también tiene interés. Están ocurriendo cosas porque hay algunos visionarios y otros que se dan cuenta de que algo está pasando y no quieren quedarse atrás.

¿Cómo cambiará nuestras vidas?

Me gustaría contestarte yendo hacia atrás. Hace 50 años, cuando los primeros ordenadores empezaban a aparecer, parecían muy útiles para los científicos, pero no para la gente de la calle. Incluso hay declaraciones del entonces presidente de IBM diciendo que sólo había diez personas en el mundo interesadas en tener un ordenador en casa. Pues bien, cuando lleguen los ordenadores cuánticos, seremos capaces de hacer las cosas mucho más rápidamente, pero no sabemos aún cuáles son las necesidades. Está claro que servirán en el ámbito científico, tecnológico, en el desarrollo de materiales, de químicos, de fármacos… pero tardaremos en descubrir en qué otros campos concretos. 

Pero la revolución a la que estamos asistiendo no va a ser solo en los ordenadores, va mucho más allá. La electrónica, por supuesto: además de ordenadores, están los teléfonos móviles, equipos de sonido, de radio… Esta pequeña revolución de la información cuántica tendrá aplicaciones en otros campos más allá de la computación. Es el caso de las comunicaciones: cuando enviamos mensajes secretos muchos de ellos se pueden descifrar -y hay casos sonados-. La física cuántica permite sistemas de comunicación que no se puede interceptar, porque la información no va por ningún sitio físicamente. Habrá aplicaciones relacionadas con la precisión: los relojes, las distancias, los navegadores, el GPS. Habrá algo que sepa dónde y cómo te estás moviendo, sin necesidad de un satélite. Y eso nos permitirá detectar mejor las cosas sin necesidad de verlas. Sabemos que habrá sensores y radares más exactos, pero no imaginamos aún cuál será su aplicación. Es el eslabón que falta. Cuando esté más desarrollada, los emprendedores, las empresas, empezaran a descubrir su aplicación. 

¿Pero existe ya una tecnología cuántica aplicada?

Si, hay empresas que venden sistemas de comunicación o de sensores cuánticos. La segunda revolución cuántica puede tardar en concretarse tres, cinco o diez años, pero poco a poco ya está ocurriendo.

¿Cuál es el desafío que más te apasiona como físico?

Desde el punto de vista general, a todos los físicos nos apasiona cómo funciona el universo. Hay detalles, teorías.. pero no unificadas. ¿Qué había antes del Big Bang? Es un desafío abstracto muy importante. Ha habido grandes avances en el último siglo, pero todavía estamos lejos de contestar a muchas preguntas. 

Y desde la física cuántica, a mi me interesa entender cómo surgen los fenómenos complejos a partir de fenómenos sencillos. Sabemos que estamos hechos de átomos, que se unen y forman moléculas, luego células… sabemos la estructura. ¿Cómo es posible que esos cien átomos combinados den luz a la vida, o que unos materiales conduzcan electricidad y otros no? ¿Entender desde lo pequeño lo más grande? No sabemos cómo hacerlo: las grandes preguntas tecnológicas vienen de esa incógnita. Es una pregunta que se puede formular incluso matemáticamente, y somos muchos los científicos apasionados con hallar la respuesta, y estamos avanzando. Es una de mis obsesiones.

Cirac con su equipo en el Instituto Max Planck. Foto: ©Thorsten Naeser/MPQ

¿Siempre tuvo claro que quería ser científico?

A mí me gustaban las ciencias; se me daban razonablemente bien las matemáticas y la física, tenía curiosidad. Pero también me gustaba la arquitectura, la ingeniería y me gustaba muchísimo leer. Pero la pasión vino cuando me topé con la física cuántica en tercero de carrera: ahí fue el cambio. Si te gustan las matemáticas -el pensamiento abstracto-, la filosofía y la tecnología -hacer cosas que funcionen y entender cómo funcionan-, la física cuántica es una mezcla de la tres. Muy profunda filosóficamente, difícil matemáticamente, pero con aplicaciones muy originales. Eso me destapó la pasión. 

Leer a los filósofos te da una forma de pensar muy productiva

Entonces, ¿es importante la filosofía para un científico? Ahora hay un debate serio en España porque ha dejado de ser asignatura troncal en 2º de Bachillerato.

¡Claro que es importante saber filosofía! No es que me ayude en el día a día, pero te da una cultura que te permite pensar de manera lógica… Leer a los filósofos te da una forma de pensar que es muy productiva. Porque la cultura no es simplemente el disfrute mental de algo, es importante para formarse. ¿Por qué exagerar y decir ahora nada de filosofía, todo matemáticas? Todo es importante para la formación, también leer literatura. 

¿Qué le recomendaría a un chaval de 15 años, que tiene que decidir si tira o no por ciencias?

Es importante aprender ciencia para que no te engañen. Hoy en día la sociedad da a los científicos un sello de calidad: si te quieren convencer de algo, dicen que eso lo dice un físico cuántico. Y estudiar ciencias te da autoridad. Si trabajas en ello, puedes ser más crítico y no dejarte engañar por estas aseveraciones. Para una chica o chico de quince años, si les gusta y disfrutan con ello, que se metan en ciencias mejor que en una carrera de ciencias aplicadas, porque la carrera científica siempre les permitirá dar el cambio a lo más aplicado, y viceversa es difícil. Si les gusta, se les da bien y trabajan mucho, les saldrá bien.

¿Cuántas mujeres hay en su equipo?

Siete de 25. Es mucho en mi campo, pero en general hay muy pocas.

¿Y cuáles cree que son las razones?

Hay varios motivos. Si miras las estadísticas, en España el problema existe pero no es tan grande como en Alemania o el norte de Europa, que es un escándalo: solo un 10% de mujeres estudian física, mientras que en España son el 50%. Si aquí hay pocas profesoras en universidades científicas, allí poquísimas. Creo que son varias causas. Por ejemplo: desde que son pequeñas, no ven mujeres científicas en televisión, no hay mujeres premios Nobel de ciencia, y así asumen que debe ser sólo para señores. Es verdad también que la vida científica requiere esfuerzos difíciles de compaginar con la familia: la etapa más productiva es entre los 20 y los 35 años, y aunque se empieza a distribuir el trabajo familiar en la pareja, aún no es suficiente. Y es curioso pero en Alemania la visión de la mujer es muy antigua: se ve fatal que una mujer trabaje cuando tiene hijos. Te crees que los alemanes son más liberales pero es así, la carrera en Alemania queda completamente interrumpida para las mujeres. 

El cerebro es la máquina más prodigiosa del universo, y estamos lejos de entender cómo funciona

Además de la física cuántica, ¿qué otros campos cree que van a transformar nuestro futuro?

Hay varios; claramente la investigación del genoma, que está empezando ahora pero ya nos permite identificarlos, cambiarlos, recortarlos, experimentar… eso va a cambiar la atención médica en el futuro porque tiene aplicaciones enormes. 

Otro es la neurología: el cerebro es la máquina más prodigiosa del universo y estamos lejos de entender cómo funciona. Y saberlo nos ayudará no sólo a curar o prevenir enfermedades, sino a diseñar otras máquinas igual de eficaces, y tal vez a entender preguntas más fundamentales: ¿Cómo pensamos? ¿Existe la consciencia? Cuando percibimos algo, ¿es un mecanismo químico o hay algo más?

Está el Big Data. Acaparamos tal cantidad de datos que si logramos analizarlos de manera eficiente podremos obtener información completamente diferente a la que tenemos ahora. Quizá ya no haga falta analizar un problema, sino gestionar los datos para encontrar la solución. 

Y la nanotecnología, por supuesto, que nos permitirá diseñar desde materiales hasta fármacos. La química fundamental está cambiando: algo que se consideraba despectivamente como 'cocina' ahora es más analítico, y saber cómo reaccionan las moléculas nos permitirá diseñar productos con nuevas propiedades.

¿Cómo es el día a día de un científico de su nivel?

En mi área, lo que ha cambiado es la multidisciplinariedad. En mi equipo hay informáticos, matemáticos, físicos químicos, físicos teóricos, experimentales de sólidos, también ingenieros. Nada que ver con la imagen del doctor Bacterio, un científico que está todo el día despistado, en su laboratorio, que se olvida de comer. La mayor parte del tiempo lo pasamos hablando y discutiendo, haciendo tormenta de ideas… Porque más importante que resolver un problema es averiguar qué problema resolver y con qué técnicas. La pregunta inicial que te guía no es siempre la más importante, nuestro objetivo no siempre está completamente definido. Buscas algo, te encuentras con otra cosa, recuerdas una investigación que quedó en punto muerto años atrás y vuelves a retomarla… Vas dando tumbos.

¿En inglés o en alemán?

Todo el trabajo científico, todas las discusiones, son en inglés, y en todos los centros de investigación es así, lo que es una ventaja fundamental. El alemán sólo lo utilizo para temas administrativos. Y siempre hay otra parte del trabajo que es sentarse a ordenar las ideas.

¿Y eso lo hace en el despacho o en el laboratorio?

Normalmente en el despacho, pero tengo un hábito un poco extraño. Muchas veces me despierto a las tres o las cuatro de la madrugada y no puedo volver a dormirme en dos horas. En vez de dar vueltas, me pongo a ordenar ideas, leer artículos científicos o literatura. Es un momento muy bueno para concentrarte. 

Foto: ©Thorsten Naeser/MPQ

www.huffingtonpost.es/2015/12/12/juan-ignacio-cirac_n_8752186.html

Hitos Científicos del 2015 y lo que nos espera el 2016

Aún a riesgo de repetirme año tras años –que para mí fue, como quien dice anteayer…- Acaban de salir los hitos científicos que la revista Science publica tras la consulta a sus asesores científicos y, como segundo año consecutivo, a los internautas que hemos visitado sus páginas. Aunque hay una pequeña discrepancia entre qué noticia debería ocupar el Top Ten, finalmente se llevaron el gato al agua los asesores que decidieron laurear -¿existe ese verbo?- con un 20% de los votos, versus el 35% de la noticia más votada por los visitantes, a la técnica CRISPR-Cas9, la poderosa técnica de edición genómica.

Esta técnica, les supuso el Premio Princesa de Asturias a sus creadoras Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna y, casi con toda seguridad, las veremos dentro de poco festejando el Premio Nobel. Ofrece un punto de inflexión, la técnica, no las científicas, en terapia génica y tratamiento de muchas enfermedades mediante la posibilidad de cortar, eliminar, añadir o modificar genes casi a la carta.

El resto de las nueve noticias finalistas, en principio, no tienen orden de prelación, aunque, como decía anteriormente, el 35% de los votos de los internautas había decidido que el proyecto New Horizons sobre el estudio, tras su aproximación, de Plutón, debería haberse alzado con la primera posición. Esta sonda de la NASA salió hace 10 años hacia el que todavía era un planeta helado –ahora sigue estando helado, pero ya no es un planeta-. Ahora nos muestra imágenes de montañas, glaciares de nitrógeno y un ramillete de lunas…

Y ahora, en formato obligadamente más sucinto, el resto de noticias…

Los neurocientíficos muestran su asombro al observar que el sistema linfático –importante para la circulación de células inmunoactivas- existe en el cerebro, en el sistema nervioso central. Por supuesto, la primera vacuna efectiva contra el ébola no podía faltar a la cita. Una noticia curiosa hace referencia a nuevos estudios que indican que solo el 39% de los principales artículos de psicología pueden ser reproducidos y tenidos en cuenta. Esta última es casi, una antinoticia…

Por otra parte, nuevos estudios aclaran el origen del controvertido esqueleto del Hombre de Kennewick utilizando el ADN de sus huesos de 8500 años de antigüedad. Los resultados indican que este paleoindio está relacionado con los nativos americanos modernos, tal y como indica el análisis de varias tribus actuales. Y seguimos hablando de huesos: trabajadores especialmente flacos –no estaban en los huesos, pero casi para poder pasar por las estrechas grietas- pudieron llegar, en una cueva del Sur de África, hasta una sima donde encontraron los huesos de una nueva especie humana, Homo naledi, que complica aún más la imagen del árbol genealógico de la humanidad.

Usando experimentos basados en un test denominado “Teorema de Bell”, los físicos han mostrado la idea de resonancia cuántica donde una partícula puede instantáneamente influir en las propiedades de otra independientemente de la distancia que las separe. Otra noticia premiada habla de biología sintética: los científicos han conseguido introducir genes en células de levadura que las capacitaron para sintetizar moléculas opiáceas claves, lo que abre el camino a la síntesis de nuevas medicinas. Nuevamente hablamos de transgénicos, en este caso, células de levadura, como las que nos fabrican el pan o el vino… Finalmente, los geocientíficos han encontrado evidencias de grandes tubos de roca caliente procedentes del núcleo de la Tierra que ayudan al movimiento de los continentes a través de la superficie terrestre.

Hasta aquí, las 10 noticias que habían sido seleccionadas por Science para el 2015. Otras, como el agua de Marte o la materia oscura de nuestro Sistema Solar, quedaron en el tintero… Pero, además de los hitos del 2015, Science comenta, en su página web, dos cuestiones: las noticias que dijeron en 2014 que brillarían en 2015 y que, quizás, no lo hicieron tanto y los proyectos científicos que seguramente destaquen en 2016. Vayamos con los primeros…

Un hito de lo fue en 2014 y parecía que destacaría aún más en el 2015, pero no fue del todo así, fue la denominada Inmunoterapia. Se conocen unos puntos de control, los Checkpoints, que inhibirían la respuesta inmune para que no se descontrole. Muchos tumores potencian estos puntos para inhibir la inmunovigilancia, mientras que nuevos fármacos basados en anticuerpos denominados Checkpoint inhibitors, inhiben estos puntos permitiendo, por lo tanto una mayor actividad inmunológica contra ciertos tumores. Al parecer, ya hay varios fármacos en el mercado.

Otras noticias que no resultaron todo lo llamativas como auguró Science fueron los estudios sobre el hielo del océano ártico, donde los científicos todavía debaten cómo afectará el cambio climático, la cuestión de si Ceres, planetoide del que New Horizonsya ha dado buena cuenta, muy parecido a Plutón, pudiera haber sido su gemelo, el hermano del planeta Dios del inframundo, separado al nacer o, ya puestos, el esperado arranque del LHC, que está siendo algo más discreto desde lo del bosón de Higgs…

Finalmente, o si me lo permites, last but not least, mencionar, si acaso, las tres previsiones de noticiones científicas para este 2016 que ya arranca. Por una parte, un proyecto francés quiere dejar caer en el espacio, desde microsatélites, dos objetos de composición diferente para estudiar si la gravedad actúa igual sobre ellos y demostrar, o refutar, el denominado Principio de Equivalencia, base también de las teorías de Einstein. Otro proyecto podría finalmente descubrir la realidad de la procedencia de nuestras queridas mascotas perrunas; dentro de un margen entre los 15.000 y 30.000 años, y en un territorio que va desde Europa a Asia, se supone que los lobos se transformaron en perros, dando paso a la primera domesticación conocida.

Y para terminar, ¿por qué no hacerlo con un notición, si se cumple? Un multinacional equipo de físicos quiere estudiar las ondas gravitacionales. Nuevos detectores podrían ver estas ondas moverse por el espacio y el tiempo procedentes de dos estrellas de neutrones que giran entre sí, según Science, en espiral. Por lo que se ve, la genialidad de Einstein sigue dando trabajo.

Ah, y como sé que la curiosidad no te dejará ni ir al baño, no te preocupes, ya te cuento yo qué noticias españolas del 2015 destaco. Una vez excluidos, con mucho pesar, mis propios proyectos de investigación, la obtención de un fármaco, por la universidad de Granada, eficaz contra algunos tumores, o la caracterización de cómo unas moléculas denominadas integrinas son capaces de preparar la expansión de los tumores –las metástasis-, publicado en Nature, con participación de investigadores del CNIO, merecen toda mi atención. No están todas las que son, pero aquí os dejo estos dos botones de muestras…

JAL (DCC-CBMSO)

los cuatro nuevos elementos completan la séptima fila de la tabla periódica

Los nuevos elementos son sintéticos (es decir, generados artificialmente en el laboratorio), inestables y radiactivos. Los nombres provisionales son ununtrium(Uut) para el elemento 113, ununpentium (Uup) para el 115, ununseptium (Uus) para el 117 y ununoctium (Uuo) para el 118. 

Portavoces del instituto RIKEN, descubridores del elemento 113 en el año 2003, comentaron con anterioridad que japonium podría ser el nombre final del elemento químico 113. 

Todos los elementos descubiertos 

Actualmente, ya no quedan más huecos en la tabla periódica. Hemos encontrado todos los elementos que pueden existir en la naturaleza, y si añadimos alguno más será sintético e inestable. 

El hidrógeno es el elemento más abundante del Universo conocido, y el helio es el segundo. Se estima que el hidrógeno y el helio constituyen aproximadamente el 74 % y 24 % de toda la materia del universo. Nuestro planeta, y por extensión el resto del universo, está compuesto básicamente de pocos elementos muy comunes, como el oxígeno (46 % de la masa de la corteza terrestre), el silicio (27,7 %), el aluminio (8 %), el hierro (5 %), el calcio, el sodio, el magnesio o el potasio. Tal y como explico en el libro El elemento del que solo hay un gramo: 

En la parte inferior de la tabla periódica hay una gran cantidad de elementos raros llamados elementos transuránicos. Durante mucho tiempo, muchos de ellos tuvieron nombres de referencia como unununio, aunque poco a poco se les ha ido asignando nombres definitivos. La mayoría de estos elementos no existen de forma permanente y se generan en aceleradores de partículas. Muchos duran apenas unos pocos minutos antes de desaparecer. Por ejemplo, si tenemos 100.000 átomos de livermorio (elemento 116), transcurrido un segundo solo nos quedaría 1 átomo. Y más tarde, nada. 

Por eso es posible que, en una fecha tan reciente como 2014, se confirmara oficialmente la existencia de un nuevo elemento de la tabla periódica, el conocido como ununseptio, convertido así en el elemento número 117. Es también el segundo elemento más pesado del mundo, un 40% más que el plomo. 

Poco después se confirmó el ununoctio, también llamado eka-radón. El ununoctio es actualmente el único elemento sintético del grupo 18 y posee el número y masa atómica más altos de todos los elementos sintetizados. El ununoctio es el elemento químico más pesado observado en laboratorio. 

Ya que sólo se han sintetizado tres o cuatro átomos de ununoctio hasta la fecha, no se conocen las aplicaciones de sus compuestos más allá de la investigación científica. Por las características del elemento, la exposición a cualquiera de sus compuestos supondría un caso grave de envenenamiento por radiación. 

Vía | El Mundo 

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La noticia Estos son los cuatro nuevos elementos completan la séptima fila de la tabla periódica fue publicada originalmente en Xataka Ciencia por Sergio Parra .