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Una nueva mirada a algunos fósiles antiguos acaba de reescribir la historia de la evolución humana

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Una nueva mirada a algunos fósiles antiguos acaba de reescribir la historia de la evolución humana

Lo bueno de la ciencia es que está en constante evolución. Lo que alguna vez fue conocimiento común ahora es un meme (con suerte irónico); las enfermedades que alguna vez diezmaron a familias enteras literalmente ya no existen; y una y otra vez hemos descubierto que todo lo que creíamos saber sobre el curso de la historia es, en realidad, incorrecto.

Así que es con este espíritu que un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad Nacional Australiana en Canberra y el Museo de Historia Natural de Londres debe ser bienvenido, porque, francamente, está a punto de sacudir toda la historia de la humanidad. evolución.

Y todo lo que hizo falta fue echar un segundo vistazo a los fósiles antiguos.

Los problemas de la radiometría.

Hay muchas formas de fechar hallazgos antiguos (la dendrocronología, por ejemplo, utiliza el crecimiento de los árboles para determinar cuándo los sitios estaban activos), pero una de las más famosas es la datación por radiocarbono. Se basa en la física nuclear: data un yacimiento analizando la cantidad de carbono-14 que queda en restos orgánicos como huesos o carbón.

Mientras los organismos estén vivos (desde tardígrados hasta Tirano saurio Rex – sus tejidos absorben isótopos de carbono 14. Son inevitables; Llueven sobre nosotros desde todas direcciones debido a la interacción de los rayos cósmicos con la atmósfera terrestre.

Sólo cuando el organismo muere se detiene esta absorción, y es entonces cuando empieza a suceder algo interesante. El carbono-14 no es un isótopo cualquiera: es la única versión natural del carbono que es radiactivo y su vida media es de aproximadamente 5.730 años. Esto significa que un artefacto de, digamos, la antigua Mesopotamia contendrá aproximadamente la mitad de isótopos de carbono-14 que originalmente; el resto se habrá descompuesto en nitrógeno. Entonces, al medir la proporción de un elemento con respecto a otro, los científicos pueden determinar la edad aproximada del descubrimiento.

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Esto es indudablemente ingenioso, pero aquí está el problema: lejos de ser una técnica segura como a veces se describe, la datación por radiocarbono sólo es efectiva en fósiles de menos de 50.000 años de antigüedad. Por eso no lo utilizamos para datar huesos de dinosaurios, por ejemplo: para llevar a nuestro viejo amigo Tirano saurio Rexque vivieron hace unos 70 millones de años, por ejemplo, la cantidad de carbono-14 restante sería tan pequeña que sería imposible medirla: algo así como 10-3.678 del original.

Incluso con muestras más jóvenes, las cosas pueden salir mal. Homo floresiensis, los llamados «hobbits» de la isla de Flores, fueron noticia en 2004 cuando se descubrió que existían poblaciones de homínidos hace tan solo 12.000 años, pero resultó ser un error. El equipo que inicialmente llevó a cabo la investigación databa H. floresiensis restos analizando los sedimentos en los que se descubrieron sus huesos, en lugar de los huesos en sí. Normalmente, esta es una técnica perfectamente aceptable, excepto que el equipo no preparó las sobras. residen en una discordanciahaciéndolos parecer más jóvenes de lo que realmente eran.

Confusiones en la línea de tiempo

De hecho, los Hobbits vivieron hace más de 60.000 años, lo cual no era tan emocionante, pero tenía mucho más sentido cronológicamente. Ya no había ningún enigma sobre cómo H. floresiensis podría haber sobrevivido junto Homo sapiens – es decir, nosotros – durante tanto tiempo sin haber sido criados, luchados o cazados hasta la extinción. Resultó que las dos especies realmente no se superponían en la región.

Y los nuevos análisis revelaron una confusión sorprendentemente similar. En 2010, investigadores de Filipinas descubrieron los restos de lo que más tarde sería reconocido como una nueva especie humana arcaica, Homo luzonensis. como con H. floresiensisLo sorprendente de este descubrimiento fue cómo nuevo Parece que así es: las primeras estimaciones sitúan la edad de los fósiles en unos 65.000 años, en una época en la que la región estaba habitada por Homo sapiens.

Pero, una vez más, esto resultó ser falso, y los restos son en realidad al menos dos veces más antiguos de lo que se pensaba.

Un método mejorado

¿Cómo lo saben los investigadores? El nuevo análisis se llevó a cabo radiométricamente, pero no midiendo los niveles de carbono 14. En cambio, el equipo utilizó una técnica conocida como datación por serie U o uranio-torio. Es un método que ya se utiliza desde hace medio siglo, por lo que cabría preguntarse por qué los resultados no eran buenos antes, pero la clave está en la nueva forma en que Grün y sus colegas desarrollaron la tecnología, permitiendo una precisión extrema que antes era imposible.

«El problema con el hueso es que es un sistema abierto», dijo en un estudio Chris Stringer, jefe de investigación del Museo de Historia Natural. declaración. «El uranio puede penetrar el hueso, lo que permite fecharlo, pero también se puede agregar o eliminar más con el tiempo».

«Auparavant, il fallait peut-être couper un fossile en deux et suivre l’uranium tout au long de l’os, mais cela n’était pas réalisable sur des fossiles de valeur tels que ceux que nous réanalysions», a-t- él explica. “En cambio, Rainer [Grün, Emeritus Professor at the Australian National University in Canberra] ayudó a miniaturizar el proceso, de modo que se puedan tomar muestras pequeñas utilizando láseres para minimizar el daño a áreas importantes de la muestra.

Corrección de la historia.

Y el nuevo análisis arrojó algunos resultados bastante revolucionarios. Tomemos, por ejemplo, los dos fragmentos de cráneo, uno de un Homo sapiens y el otro de un neandertal, encontrado en la cueva de Apidima en Grecia en 1978. Originalmente, la datación radiométrica arrojó cifras sorprendentes: se registró que el cráneo de Neandertal era 40.000 años más joven que el del hombre de Neandertal. Homo sapiens – lo que parecía poco probable, dado lo que sabemos sobre las posiciones relativas de las dos especies a lo largo del tiempo.

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En cambio, dicen los científicos, pueden haber sido dos cráneos de neandertal, uno de los cuales era un poco extraño, claro, pero definitivamente no uno. Homo sapiens. Y en cuanto a las fechas, bueno, eso tampoco podría ser correcto: no sólo los neandertales fueron anteriores a los humanos modernos, sino también los números producidos por radiometría (algo así como 210.000 años para la supuesta fecha). Homo sapiens – simplemente eran demasiado pronto para Homo sapiens pasando el rato en Europa.

Pero ahora, gracias a los métodos actualizados de los investigadores, esa confusión se ha aclarado, y quizás de maneras inesperadas. Resulta que los dos fósiles fueron depositados originalmente en dos lugares diferentes y ambos cayeron en la cueva con el tiempo. Esta es la razón por la que se encontraron juntos a pesar de la diferencia de edad de 40.000 años, y por qué la Homo sapiens Un fragmento de cráneo, que data de más de 150.000 años antes de que se pensara que los humanos anatómicamente modernos habían emigrado a Europa, ahora se celebra como el fósil más antiguo de la especie jamás encontrado en Europa.

«Algunos de estos hallazgos son sorprendentes», señaló Grün, «pero [they] Proporcionan excelentes perspectivas para aumentar nuestra comprensión de la evolución humana.

El artículo está publicado en la revista. Reseñas científicas del Cuaternario.

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Defensor de Baton Rouge crea un espacio seguro para conversaciones en un evento de salud mental

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Defensor de Baton Rouge crea un espacio seguro para conversaciones en un evento de salud mental

BATON ROUGE, Luisiana (BRPROUD) – Mayo es reconocido como el Mes de Concientización sobre la Salud Mental y una activista local está celebrando su cumpleaños de manera diferente al organizar un evento sobre salud mental después de superar sus propias luchas.

Ashley Rankins, organizadora de Mental Wealth: Curating a Safe Space, espera que el evento impulse a las personas a tener conversaciones incómodas en un espacio seguro con profesionales disponibles para guiar a los participantes a lo largo de las discusiones.

«Este evento será un espacio seguro y muchas veces priorizamos nuestras finanzas y nuestra salud física, pero a veces nuestra salud mental falta, así que quería reunir estos recursos en una sala para las personas que los necesitan», dijo Rankins. .

Rankins explicó lo importante que puede ser hablar con alguien y la diferencia que puede marcar.

«Hace toda la diferencia», dijo Rankins. «Probablemente sea la diferencia entre ser admitido en el hospital y simplemente salir con amigos a pasar un día de spa».

El evento gratuito se llevará a cabo de 3 p. m. a 6 p. m. en el Sky Lounge de Baton Rouge el domingo 26 de mayo.

El panel incluirá expertos como Lloyd Benson, Jemiela Castleberry, Leah Cullins, el representante estatal Larry Selders (D-LA), Brittany Jorden y Luke St. John.

Aunque este es un evento gratuito, es necesario registrarse y se puede encontrar en eventobrite.

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Un propulsor de plasma pulsado financiado por la NASA podría permitir una de las misiones espaciales más geniales jamás imaginadas

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Un propulsor de plasma pulsado financiado por la NASA podría permitir una de las misiones espaciales más geniales jamás imaginadas

La NASA, como siempre, está estudiando la próxima generación de propulsores para permitir misiones espaciales cada vez más ambiciosas. Una idea que actualmente avanza hacia la Fase II del programa Concepto Avanzado Innovador (NIAC) de la NASA es un cohete de plasma pulsado (PPR).

El PPR «utiliza un sistema de energía nuclear basado en fisión para provocar rápidamente un cambio de fase en un proyectil de combustible de sólido a plasma durante un ciclo pulsado», dijo. papel en el sistema explica. «Para crear las ráfagas de plasma que proporcionan el empuje, se puede utilizar un proyectil de uranio poco enriquecido (LEU) altamente moderado en combinación con un cañón de LEU no moderado para calentar preferentemente el proyectil. Una sección corta de uranio altamente enriquecido (HEU) en la base del cañón, combinado con un nuevo mecanismo de tambor de control, permite un crecimiento rápido y controlado de la población de neutrones para pasar a un estado de plasma en una fracción de segundo”. El sistema podría generar potencialmente hasta 100.000 N de empuje.

«El rendimiento excepcional del PPR, que combina un alto Isp y un alto empuje, tiene el potencial de revolucionar la exploración espacial. La alta eficiencia del sistema permite realizar misiones tripuladas a Marte en sólo dos meses», explica la NASA a About the Howe. Hélice de industrias. en un comunicado de prensa. «Alternativamente, el PPR permite transportar naves espaciales mucho más pesadas equipadas con protección contra rayos cósmicos galácticos, reduciendo así la exposición de la tripulación a niveles insignificantes».

La NASA continúa explicando que el PPR podría usarse para misiones mucho más largas, llevando naves espaciales al cinturón de asteroides y más allá, tal vez incluso 550 unidades astronómicas (AU), siendo una AU la distancia entre la Tierra y el Sol.

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Si bien el enfoque inmediato es cómo esto podría usarse para impulsar misiones tripuladas más pesadas a Marte en períodos de tiempo mucho más cortos de lo que pueden permitir los sistemas de propulsión actuales, la NASA menciona una misión que el potencial del propulsor para viajes de larga distancia podría permitir. En resumen, si conseguimos conseguir equipos a 550 UA del Sol, podríamos utilizar nuestra estrella como un telescopio gigante.

Como sugiere la teoría de la relatividad general de Einstein, los objetos gigantes en el universo curvan el espacio-tiempo, cambiando la trayectoria de la luz.

Cómo funcionan las lentes gravitacionales.

Crédito de la imagen: NASA, ESA y Centro de vuelos espaciales Goddard/K. jackson

Al utilizar objetos masivos como lentes, podemos ver luz más allá del objeto en cuestión. Esta no es una idea abstracta, sino algo que podemos hacer con bastante regularidad utilizando telescopios como el JWST. Si bien es genial, estamos limitados por dónde se encuentran estos objetos y qué objetos hay detrás de ellos.

Pero ya tenemos cerca un objeto masivo que provoca lentes gravitacionales.

«El campo gravitacional del sol actúa como una lente esférica para amplificar la intensidad de la radiación de una fuente distante a lo largo de una línea focal semiinfinita». Von Russell Eshleman¿Quién fue el primero en proponer el concepto? escrito en un diario. «Una nave espacial en cualquier lugar de esta línea podría, en principio, observar, escuchar y comunicarse a distancias interestelares, utilizando equipos comparables en tamaño y potencia a los que se utilizan actualmente para distancias interplanetarias. Si ignoramos los efectos coronales, el factor de aumento máximo para la radiación coherente es inversamente proporcional a la longitud de onda, es decir, 100 millones a 1 milímetro.

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Aunque todavía existen desafíos astronómicos para una misión de este tipo (incluida la distorsión significativa introducida por lentes gravitacionales y el desplazamiento de la nave espacial a grandes distancias para observar el objeto de interés detrás de ella), en teoría, esto podría usarse para construir imágenes de las superficies reales de otros mundos.

La región en la que podemos utilizar esta lente gravitacional para visualizar distancias distantes comienza aproximadamente a 550 AU, lo que está mucho más allá de lo que hemos logrado hasta ahora. Viajando llegué un poco más de 160 UA desde su lanzamiento en 1977. Pero con la próxima generación de propulsores, esta misión pronto será más factible y podremos utilizar nuestra propia estrella como telescopio para observar otros planetas.

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Rompiendo la velocidad de la luz: el enigma del túnel cuántico

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Rompiendo la velocidad de la luz: el enigma del túnel cuántico

Los túneles cuánticos permiten que las partículas superen las barreras energéticas. Se ha propuesto un nuevo método para medir el tiempo que tardan las partículas en hacer túneles, lo que podría desafiar afirmaciones anteriores sobre las velocidades de túneles superluminales. Este método implica el uso de átomos como relojes para detectar diferencias horarias sutiles. Crédito: SciTechDaily.com

En un asombroso fenómeno de la física cuántica llamado túnel, las partículas parecen moverse más rápido que la velocidad de la luz. Sin embargo, los físicos de Darmstadt creen que hasta ahora no se ha medido correctamente el tiempo que tardan las partículas en entrar en un túnel. Proponen un nuevo método para detener la velocidad de las partículas cuánticas.

En la física clásica existen leyes estrictas que no se pueden eludir. Por ejemplo, si una bola que rueda carece de energía, no subirá una colina; en cambio, volverá a bajar antes de llegar a la cima. En física cuántica, este principio no es tan estricto. Aquí, una partícula puede cruzar una barrera, incluso si no tiene suficiente energía para cruzarla. Actúa como si se deslizara por un túnel, por lo que este fenómeno también se conoce como «túnel cuántico». Lejos de ser una simple magia teórica, este fenómeno tiene aplicaciones prácticas, como en el funcionamiento de las unidades de memoria flash.

Túneles cuánticos y relatividad

En el pasado, llamaron la atención los experimentos en los que las partículas penetraban más rápido que la luz. Después de todo, la teoría de la relatividad de Einstein prohíbe velocidades más rápidas que la luz. Por lo tanto, la pregunta es si en estos experimentos se “detuvo” correctamente el tiempo necesario para la construcción de túneles. Los físicos Patrik Schach y Enno Giese de la Universidad Técnica de Darmstadt están siguiendo un nuevo enfoque para definir el «tiempo» de una partícula en túnel. Ahora han propuesto un nuevo método para medir este tiempo. En su experimento, lo miden de una manera que creen que se adapta mejor a la naturaleza cuántica de los túneles. Publicaron el plan de su experimento en la famosa revista. Los científicos progresan.

Dualidad onda-partícula y túnel cuántico

Según la física cuántica, las partículas pequeñas como los átomos o las partículas ligeras tienen una naturaleza dual.

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Según los experimentos, se comportan como partículas o como ondas. Los túneles cuánticos resaltan la naturaleza ondulatoria de las partículas. Un “paquete de olas” rueda hacia la barrera, comparable a una ola de agua. La altura de la onda indica la probabilidad con la que la partícula se materializaría en ese lugar si se midiera su posición. Si el paquete de ondas choca contra una barrera energética, parte de él se refleja. Sin embargo, una pequeña porción atraviesa la barrera y existe una pequeña probabilidad de que la partícula aparezca al otro lado de la barrera.

Reevaluación de la velocidad del túnel

Experimentos anteriores observaron que una partícula ligera viajaba una distancia más larga después de hacer un túnel que una partícula con camino libre. Por tanto, habría viajado más rápido que la luz. Sin embargo, los investigadores tuvieron que definir la ubicación de la partícula después de su paso. Eligieron el punto más alto de su paquete de ondas.

“Pero la partícula no sigue una trayectoria en el sentido clásico de la palabra”, objeta Enno Giese. Es imposible decir exactamente dónde se encuentra la partícula en un momento dado. Por tanto, es difícil decir cuánto tiempo llevará llegar del punto A al punto B.

Un nuevo enfoque para medir el tiempo de construcción de túneles

Schach y Giese, por su parte, se inspiran en una cita de Albert Einstein: “El tiempo es lo que se lee en un reloj. » Sugieren utilizar la propia partícula del túnel como reloj. Una segunda partícula que no forma un túnel sirve como referencia. Al comparar estos dos relojes naturales, es posible determinar si el tiempo pasa más lento, más rápido o igual de rápido durante el túnel cuántico.

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La naturaleza ondulatoria de las partículas facilita este enfoque. La oscilación de las ondas es similar a la oscilación de un reloj. Más concretamente, Schach y Giese proponen utilizar átomos como relojes. Los niveles de energía de los átomos oscilan a determinadas frecuencias. Después de enviar un átomo Con un pulso láser, sus niveles inicialmente oscilan sincronizados: se pone en marcha el reloj atómico. Sin embargo, durante el túnel el ritmo cambia ligeramente. Un segundo pulso láser provoca que las dos ondas internas del átomo interfieran. La detección de interferencias mide la distancia entre las dos ondas de niveles de energía, que es una medida precisa del tiempo transcurrido.

Un segundo átomo, que no forma un túnel, sirve como referencia para medir la diferencia de tiempo entre la formación de túneles y la no formación de túneles. Los cálculos de los dos físicos sugieren que la partícula túnel mostrará un tiempo ligeramente retrasado. «El reloj del túnel es un poco más antiguo que el otro», explica Patrik Schach. Esto parece contradecir los experimentos que atribuían velocidad superluminal al túnel.

El desafío de implementar el experimento.

En principio, la prueba se puede realizar con la tecnología actual, explica Schach, pero para los experimentadores supone un gran desafío. De hecho, la diferencia horaria a medir es sólo de unos 10-26 segundos: un tiempo extremadamente corto. Es útil utilizar nubes de átomos como relojes en lugar de átomos individuales, explica el físico. También es posible amplificar el efecto, por ejemplo aumentando artificialmente las frecuencias de reloj.

«Actualmente estamos discutiendo esta idea con colegas experimentadores y estamos en contacto con nuestros socios del proyecto», añade Giese. Es muy posible que pronto un equipo decida llevar a cabo este apasionante experimento.

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Referencia: “Una teoría unificada de los tiempos de túneles promovida por los relojes de Ramsey” por Patrik Schach y Enno Giese, 19 de abril de 2024, Los científicos progresan.
DOI: 10.1126/sciadv.adl6078

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