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Horoscopo

En el ADN, los científicos encuentran una solución para construir un superconductor que podría transformar la tecnología

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Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público

Científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Virginia y sus colaboradores han utilizado el ADN para superar un obstáculo casi insuperable para diseñar los materiales que revolucionarían la electrónica.


Un posible resultado de estos materiales de ingeniería podrían ser los superconductores, que tienen una resistencia eléctrica cero, lo que permite que los electrones fluyan sin obstáculos. Esto significa que no desperdician energía ni generan calor, a diferencia de los medios de transmisión eléctrica actuales. Desarrollo de un superconductor que podría usarse ampliamente a temperatura ambiente, en lugar de a temperaturas extremadamente altas o temperaturas bajascomo ahora es posible- podría dar lugar a ordenadores ultrarrápidos, reducir el tamaño de los dispositivos electrónicos, permitir Trenes de alta velocidad flotan sobre los imanes y reducen el consumo de energía, entre otros beneficios.

Tal superconductor fue propuesto por primera vez hace más de 50 años por el físico de Stanford William A. Little. Los científicos pasaron décadas tratando de hacer que funcionara, pero incluso después de validar la viabilidad de su idea, se encontraron con un desafío que parecía imposible de superar. Hasta aquí.

Edward H. Egelman, Ph.D., del Departamento de Bioquímica y Genética Molecular de la UVA, fue un líder en el campo de la crio-microscopio de electrones (cryo-EM), y él y Leticia Beltran, una estudiante de posgrado en su laboratorio, utilizaron imágenes crio-EM para este proyecto aparentemente imposible. «Demuestra», dijo, «que la técnica crio-EM tiene un gran potencial en la investigación de materiales».

Ingeniería a Nivel Atómico

Una forma posible de realizar la idea de Little de un superconductor es modificar conjuntos de nanotubos de carbono, cilindros huecos de carbono tan pequeños que deben medirse en nanómetros, mil millonésimas de metro. Pero había un gran desafío: controlar reacciones químicas a lo largo de los nanotubos para que la matriz se pueda ensamblar con la precisión necesaria y funcione según lo previsto.

Egelman y sus colaboradores encontraron una respuesta en los mismos componentes básicos de la vida. Tomaron el ADN, el material genético que le dice a las células vivas cómo funcionar y lo usó para guiar una reacción química que superaría la Gran Barrera Superconductora de Little. En resumen, utilizaron la química para lograr una ingeniería estructural asombrosamente precisa: construir al nivel de moléculas individuales. El resultado fue una serie de nanotubos de carbono ensamblados según las necesidades del superconductor a temperatura ambiente de Little.

«Este trabajo demuestra que se puede lograr una modificación ordenada de los nanotubos de carbono aprovechando el control de la secuencia de ADN sobre el espacio entre los sitios de reacción adyacentes», dijo Egelman.

La red que construyeron aún no ha sido probada para la superconductividad, pero ofrece una prueba de principio y tiene un gran potencial para el futuro, dicen los investigadores. «Si bien la crio-EM se ha convertido en la técnica principal en biología para determinar las estructuras atómicas de los ensamblajes de proteínas, hasta ahora ha tenido un impacto mucho menor en ciencia de los Materialesdijo Egelman, cuyo trabajo anterior lo llevó a ingresar a la Academia Nacional de Ciencias, uno de los más altos honores que puede recibir un científico.

Egelman y sus colegas dicen que su enfoque guiado por ADN para construir redes podría tener una amplia variedad de aplicaciones de investigación útiles, particularmente en física. Pero también valida la posibilidad de construir Little’s temperatura ambiente superconductor. El trabajo de los científicos, combinado con otros avances en superconductores en los últimos años, en última instancia, podría transformar la tecnología tal como la conocemos y conducir a un futuro mucho más «Star Trek».

«Si bien a menudo pensamos en la biología usando herramientas y técnicas de la física, nuestro trabajo muestra que los enfoques desarrollados en biología pueden, de hecho, aplicarse a problemas de física e ingeniería», dijo Egelman. «Eso es lo que es tan emocionante de la ciencia: no poder predecir a dónde nos llevará nuestro trabajo».

Los investigadores publicaron sus hallazgos en la revista La ciencia.


La ventana a escala atómica sobre la superconductividad allana el camino para nuevos materiales cuánticos


Más información:
Zhiwei Lin et al, remodelación de red guiada por ADN de nanotubos de carbono, La ciencia (2022). DOI: 10.1126/ciencia.abo4628

Proporcionado por
Universidad de Virginia

Cotizar: En el ADN, los científicos encuentran una solución para construir un superconductor que podría transformar la tecnología (2 de agosto de 2022) Consultado el 2 de agosto de 2022 en https://phys.org/news/2022-08-dna-scientists-solution -superconductor-technology. html

Este documento está sujeto a derechos de autor. Excepto para el uso justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente a título informativo.

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Horoscopo

Potentes pulsos de radio de las profundidades del cosmos sondean la materia oculta alrededor de las galaxias

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El concepto de este artista muestra ráfagas de radio distantes y rápidas que perforan los halos gaseosos alrededor de las galaxias en el universo local. Se representan ráfagas de radio que viajan desde el cosmos distante, a través de halos galácticos y, finalmente, alcanzan telescopios en la Tierra. Las protuberancias visibles en dos de las líneas representan las propias ráfagas de radio a medida que viajan hacia la Tierra. Crédito: Cortesía de Charles Carter

Según un nuevo estudio publicado el mes pasado en la revista astronomía natural.

así llamado ráfagas de radio rápidas, o FRB, son pulsos de ondas de radio que normalmente se originan a millones o miles de millones de años luz de distancia. (Las ondas de radio son radiación electromagnética como la luz que vemos con nuestros ojos, pero tienen longitudes de onda más largas y frecuencias más bajas). El primer FRB se descubrió en 2007 y, desde entonces, se han detectado cientos más. En 2020, el instrumento STARE2 (Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2) de Caltech y el CHIME (Experimento canadiense de mapeo de intensidad de hidrógeno) de Canadá detectó un FRB masivo que se disparó en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Estos hallazgos anteriores ayudaron a confirmar la teoría de que los eventos energéticos probablemente se originan en estrellas magnetizadas muertas llamadas magnetares.

A medida que llegan más FRB, los científicos ahora están investigando cómo pueden usarse para estudiar el gas que se encuentra entre nosotros y las ráfagas. Específicamente, les gustaría usar FRB para sondear los halos de gas difuso que rodean las galaxias. A medida que los pulsos de radio viajan hacia la Tierra, el gas que envuelve las galaxias debería reducir la velocidad de las ondas y dispersar las frecuencias de radio. En el nuevo estudio, el equipo de investigación examinó una muestra de 474 FRB distantes detectados por CHIME, que ha descubierto la mayor cantidad de FRB hasta la fecha. Demostraron que el subconjunto de dos docenas de FRB que cruzaron los halos galácticos se ralentizaron más que los FRB que no cruzaron.

«Nuestro estudio muestra que los FRB pueden actuar como brochetas de toda la materia entre nuestros radiotelescopios y la fuente de las ondas de radio», dice el autor principal Liam Connor, investigador asociado postdoctoral en astronomía de Tolman, que trabaja con el profesor asistente d astrónomo y co- autor del estudio, Vikram Ravi.

«Utilizamos ráfagas de radio rápidas para hacer brillar una luz a través de los halos de galaxias cerca del[{» attribute=»»>Milky Way and measure their hidden material,” Connor says.

The study also reports finding more matter around the galaxies than expected. Specifically, about twice as much gas was found as theoretical models predicted.

All galaxies are surrounded and fed by massive pools of gas out of which they were born. However, the gas is very thin and hard to detect. “These gaseous reservoirs are enormous. If the human eye could see the spherical halo that surrounds the nearby Andromeda galaxy, the halo would appear one thousand times larger than the moon in area,” Connor says.

Researchers have developed different techniques to study these hidden halos. For example, Caltech professor of physics Christopher Martin and his team developed an instrument at the W. M. Keck Observatory called the Keck Cosmic Webb Imager (KCWI) that can probe the filaments of gas that stream into galaxies from the halos.

This new FRB method allows astronomers to measure the total amount of material in the halos. This can be used to help piece together a picture of how galaxies grow and evolve over cosmic time.

“This is just the start,” says Ravi. “As we discover more FRBs, our techniques can be applied to study individual halos of different sizes and in different environments, addressing the unsolved problem of how matter is distributed in the universe.”

In the future, the FRB discoveries are expected to continue streaming in. Caltech’s 110-dish Deep Synoptic Array, or DSA-110, has already detected several FRBs and identified their host galaxies. Funded by the National Science Foundation (NSF), this project is located at Caltech’s Owen Valley Radio Observatory near Bishop, California. In the coming years, Caltech researchers have plans to build an even bigger array, the DSA-2000, which will include 2,000 dishes and be the most powerful radio observatory ever built. The DSA-2000, currently being designed with funding from Schmidt Futures and the NSF, will detect and identify the source of thousands of FRBs per year.

Reference: “The observed impact of galaxy halo gas on fast radio bursts” by Liam Connor and Vikram Ravi, 4 July 2022, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-022-01719-7

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Horoscopo

La Tierra ha tenido el día más corto desde la invención del reloj atómico

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Los científicos han registrado el día más corto en la Tierra desde la invención del reloj atómico.

Una rotación es el tiempo que tarda la Tierra en girar una vez sobre su eje, aproximadamente 84.600 segundos.

El récord anterior se registró el 19 de julio de 2020, cuando el día fue 1,47 milisegundos más lento de lo normal.

El reloj atómico es una unidad de medida estandarizada utilizada desde la década de 1950 para dar la hora y medir la rotación de la Tierra, dijo Dennis McCarthy, director jubilado de tiempo en el Observatorio Naval de EE. UU.

Aunque el 29 de junio rompió el récord del día más corto en la historia moderna, ha habido días mucho más cortos en la Tierra, dijo.

Cuando los dinosaurios todavía vagaban por el planeta hace 70 millones de años, un solo día en la Tierra duraba alrededor de 23,5 horas, según un estudio de 2020 publicado en Paleooceanografía y paleoclimatología.
Desde 1820, los científicos han documentado la desaceleración de la rotación de la Tierra, según la nasa. En los últimos años, comenzó a acelerarse, dijo McCarthy.

¿Por qué aumenta la velocidad?

Los investigadores no tienen una respuesta definitiva sobre cómo o por qué la Tierra está girando un poco más rápido, pero puede deberse al ajuste isostático de los glaciares o al movimiento de la tierra por el derretimiento de los glaciares, dijo McCarthy.

La Tierra es un poco más ancha que alta, lo que la convierte en un esferoide achatado, dijo. Los glaciares en los polos presionan la corteza terrestre en los polos norte y sur, dijo McCarthy.

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Dado que los polos se están derritiendo debido a la crisis climática, hay menos presión en la parte superior e inferior del planeta, lo que mueve la corteza hacia arriba y hace que la Tierra sea más redonda, dijo. La forma circular ayuda a que el planeta gire más rápido, dijo McCarthy.

Es el mismo fenómeno que usan los patinadores artísticos para aumentar y disminuir su velocidad, dijo.

Cuando los patinadores alejan los brazos de sus cuerpos mientras giran, necesitan más fuerza para girar, dijo. Cuando acercan sus brazos a su cuerpo, su velocidad aumenta porque su masa corporal está más cerca de su centro de gravedad, dijo McCarthy.

A medida que la Tierra se redondea, su masa se acerca a su centro, lo que aumenta su velocidad de rotación, dijo.

Algunos han sugerido una correlación con el bamboleo de Chandler, dijo McCarthy. El eje sobre el que gira nuestro planeta no está alineado con su eje de simetría, una línea vertical invisible que divide la Tierra en dos mitades iguales.

Esto crea un ligero tambaleo a medida que la Tierra gira, similar a cómo se tambalea una pelota de fútbol cuando se lanza, dijo.

Cuando un jugador lanza una pelota de fútbol, ​​se tambalea ligeramente mientras gira porque a menudo no gira alrededor del eje de simetría, dijo.

«Si eres muy buen pasador en el fútbol, ​​alineas el eje de rotación con el eje de simetría en el fútbol. y no titubea”, dijo McCarthy.

Sin embargo, McCarthy dijo que la oscilación de Chandler probablemente no afecta la velocidad de rotación de la Tierra porque la oscilación se debe a la forma del planeta. Si la forma del planeta cambia, cambia la frecuencia de la oscilación, no su frecuencia de rotación, dijo.

El asteroide cercano a la Tierra tiene una superficie similar a un divertido pozo de bolas de plástico.

Eliminar un segundo bisiesto

Desde que los investigadores comenzaron a medir la velocidad de rotación de la Tierra usando relojes atómicos, la Tierra ha disminuido su velocidad de rotación, dijo McCarthy.

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“Nuestra existencia cotidiana ni siquiera reconoce ese milisegundo”, dijo McCarthy. «Pero si esas cosas se suman, podría cambiar la velocidad a la que insertamos un segundo bisiesto».

En los casos en que los milisegundos se acumulan con el tiempo, la comunidad científica ha agregado un segundo bisiesto al reloj para ralentizar nuestro tiempo para que coincida con el de la Tierra, dijo. Se han agregado 27 segundos bisiestos desde 1972, según EarthSky.

Debido a que la Tierra ahora gira más rápido, se debe eliminar un segundo bisiesto para alcanzar la velocidad de rotación creciente de la Tierra, dijo McCarthy.

Si el planeta continúa con esta tendencia de rotación, la eliminación del segundo bisiesto probablemente no tendría que ocurrir hasta dentro de tres o cuatro años, dijo.

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Horoscopo

La artista Paris Woodhull abrirá un estudio y espacio comercial en la cuadra 100 de Gay Street

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Paris Woodhull, 121 South Gay Street, futuro hogar de Paris Woodhull Illustrations, Knoxville, agosto de 2022

Artista local, figura del centro desde hace mucho tiempo y amiga de muchos, Paris Woodhull está dando un paso adelante en su carrera. Ella abrirá un espacio en 121 South Gay Street. El espacio, que recientemente incluyó Painting with a Twist, contará con un estudio en la parte trasera y un espacio comercial en el frente.

La última vez que hablé con Paris, ella estaba terminando su colorido mural en Strong Alley. Si bien Paris crea una variedad de tamaños y tipos de arte, su trayectoria ha ido desde piezas pequeñas hasta murales mucho más grandes. En todo momento, mantuvo un hilo común de producir bienes con su arte. Con el nuevo espacio, no solo podrá producir su arte de manera más eficiente, sino que también podrá vender directamente al público en persona.

Paris Woodhull, Dogwood Arts Festival, World’s Fair Performance Lawn, Knoxville, abril de 2022

Ella me dijo: “Los murales nunca desaparecerán. Siempre será parte de mi negocio. Gran parte es mayorista y minorista. Produce camisetas con su arte y dijo: «Yo misma serigrafío todas mis camisetas». La primavera pasada, cuando vio abrirse el espacio actual, supo que sería la oportunidad perfecta para comprar e instalar los grandes equipos que le permitirán hacer su trabajo de manera más eficiente. Esto también le permitirá tomar comandos de impresión de pantalla de otras personas.

La mayor parte del nuevo espacio se dedicará a maquinaria y producción de grabados y serigrafías. También habrá un pequeño estudio reservado para que él pinte. Dijo que quería que la gente pudiera entrar en ese espacio y observar y aprender el proceso que les da su arte o su mercancía. Ella dijo que podría ofrecer clases más pequeñas en el futuro.

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Paris Woodhull trabajando en su nuevo mural, Strong Alley, Knoxville, noviembre de 2021

El espacio frontal incluirá la venta al por menor de los productos que crean. Muchos de estos productos están actualmente disponible en su sitio web. Se incluyen camisetas impresas, adornos, tarjetas, calcomanías, paños de cocina y más. Los temas locales a menudo se incluyen, con sus mapas caprichosos de diferentes secciones de Knoxville, un favorito desde hace mucho tiempo. Espere verlos a todos en la nueva tienda, que incluirá estantes de exhibición construidos por su madre.

“Estoy súper emocionado por esta expansión. Creo que es un paso natural para mí. Dijo que una buena parte de su negocio está fuera del estado y en línea. También ha trabajado con centros de acogida. “Cuando hago diseño de productos personalizados, nunca he podido hacer ninguna parte del producto internamente porque no tenía el equipo. Estoy encantada de poder ayudar a mis clientes de principio a fin. Podemos diseñar una camiseta e imprimirla para ellos.

Dijo que las serigrafías de Knoxville están agotadas. Esto le permite controlar el flujo. Ella dijo que está usada Impresión antidisturbios durante años y han sido muy útiles para ayudarlo a rastrear equipos que pueden ser difíciles de obtener con los problemas actuales de la cadena de suministro. Cuando todo esté en su sitio, contará con una prensa de seis colores, un secador de cinta, un secador flash y una cabina de lavado.

121 South Gay Street, futuro hogar de Paris Woodhull Illustrations, Knoxville, agosto de 2022

Tiene un asistente de estudio y, una vez entrenada en el nuevo equipo, Paris espera poder dedicar más tiempo al final creativo. “Estoy súper emocionado de estar aquí. Siento que esta sección se convierte en la sección Maker con Jacks, Rala y Honeymouth. Ella seguirá teniendo productos en Rala.

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Espere que la tienda abra el primer viernes 2 de septiembre. Ella espera que la tienda esté abierta los miércoles y jueves de 11 a. m. a 5 p. m., viernes y sábado de 11 a. m. a 6 p. m. y domingo al mediodía. a las 5 pm.

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