Cómo el reloj más preciso del mundo podría transformar la física fundamental

Científicos de Estados Unidos han medido la teoría de la relatividad de Albert Einstein, que sostiene que la gravedad ralentiza el tiempo, en la escala más pequeña jamas vista, demostrando que los relojes funcionan a diferentes velocidades cuando están separados por fracciones de milímetro.

Jun Ye, investigador del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST, por sus siglas en inglés) y la Universidad de Colorado Boulder, dijo a la AFP que el reloj usado era “de lejos” el más preciso construido hasta el momento, y podría allanar el camino para nuevos descubrimientos en mecánica cuántica.

Ye y sus colegas publicaron sus hallazgos el miércoles en la prestigiosa revista Nature, describiendo los avances de ingeniería que les permitieron construir un aparato 50 veces más preciso que su mejor reloj anterior, fabricado en 2010.

Hace más de un siglo, en 1915, Einstein presentó su teoría de la relatividad general, que sostenía que el campo gravitatorio de un objeto gigante distorsiona el espacio-tiempo.

Esto hace que el tiempo transcurra más lentamente a medida que uno se acerca al objeto.

Pero no fue hasta la invención de los relojes atómicos, que marcan el tiempo detectando la transición entre dos estados de energía dentro de un átomo expuesto a una frecuencia particular, que los científicos pudieron probar la teoría.

Los primeros experimentos incluyeron el Gravity Probe A de 1976, que involucró una nave espacial a 10.000 kilómetros sobre la superficie de la Tierra y mostró que un reloj a bordo era más rápido que su equivalente en la Tierra en un segundo cada 73 años.

Desde entonces, los relojes se han vuelto cada vez más precisos y, por lo tanto, más capaces de detectar los efectos de la relatividad.

Una década atrás, el equipo de Ye estableció un récord al observar el tiempo moviéndose a diferentes velocidades cuando su reloj ultra preciso se movía 33 centímetros más alto.

– Teoría del todo –

El avance clave de Ye fue trabajar con redes de luz, conocidas como redes ópticas, para atrapar átomos en arreglos ordenados. Con ello se evita que los átomos caigan por la gravedad o se muevan de cualquier manera, lo que podría resultar en una pérdida de precisión.

Dentro del nuevo reloj de Ye hay 100.000 átomos de estroncio, superpuestos unos encima de otros como una pila de panqueques hasta un total de aproximadamente un milímetro de altura.

El reloj es tan preciso que cuando los científicos dividieron la pila en dos, pudieron detectar diferencias en el tiempo en las mitades superior e inferior.

Con este nivel de precisión, los relojes actúan básicamente como sensores.

“El espacio y el tiempo están conectados”, dijo Ye. “Y con una medición del tiempo tan precisa, puedes ver cómo está cambiando el espacio en tiempo real: la Tierra es un cuerpo animado y vivo”.

Estos relojes distribuidos por una región volcánicamente activa podrían indicar a los geólogos la diferencia entre roca sólida y lava, lo que ayudaría a predecir erupciones.

O, por ejemplo, estudiar cómo el calentamiento global está provocando el derretimiento de los glaciares y el aumento de los océanos.

Sin embargo, lo que más emociona a Ye es que los relojes futuros podrían marcar un comienzo completamente nuevo del ámbito de la física.

El reloj actual puede detectar diferencias de tiempo en 200 micras, pero si eso se redujera a 20 micras podría comenzar a medir el mundo cuántico, ayudando a cerrar las brechas de la teoría.

Si bien la relatividad explica maravillosamente cómo se comportan los objetos grandes como los planetas y las galaxias, es famosa su incompatibilidad con la mecánica cuántica, que se ocupa de lo muy pequeño y sostiene que todo puede comportarse como una partícula y una onda.

La intersección de los dos campos llevaría a la física un paso más cerca de una “teoría del todo” unificadora que explica todos los fenómenos físicos del cosmos.

Japón aprueba el primer tratamiento mundial con células madre para el párkinson

Japón aprobó tratamientos innovadores con células madre para el párkinson y la insuficiencia cardíaca grave, que estarán disponibles en unos meses, informó este viernes una de las farmacéuticas involucradas y varios medios.

La empresa Sumitomo Pharma dijo que recibió luz verde para la fabricación y venta de Amchepry, su terapia para la enfermedad de Parkinson que consiste en trasplantar células madre al cerebro del paciente.

El Ministerio de Salud de Japón también autorizó ReHeart, unas láminas de músculo cardíaco desarrolladas por la empresa médica emergente Cuorips que pueden ayudar a formar nuevos vasos sanguíneos y restaurar la función cardíaca, informó la prensa local.

Los tratamientos podrían salir al mercado y ponerse a disposición de los pacientes a mitad de este año, aseguraron los medios, citando al Ministerio de Salud.

Esto convertiría al destinado al párkinson en el primer producto médico disponible comercialmente en el mundo que utiliza células madre pluripotentes inducidas (iPS), que se crean reprogramando genéticamente células adultas, ya especializadas, para que vuelvan a un estado juvenil.

Las iPS pueden transformarse en una variedad de otros tipos diferentes de células, y su uso es un sector clave de la investigación médica.

El científico japonés Shinya Yamanaka ganó el Premio Nobel en 2012 por su investigación sobre las iPS.

“Espero que esto suponga un alivio para los pacientes no solo de Japón, sino de todo el mundo”, aseguró el ministro de Salud, Kenichiro Ueno, en una conferencia de prensa.

En su comunicado, Sumitomo Pharma afirmó que había obtenido una “aprobación condicional y limitada en el tiempo” para la fabricación y comercialización de Amchepry.

Un ensayo dirigido por investigadores de la Universidad de Kioto indicó que el tratamiento de la empresa era seguro y eficaz para mejorar los síntomas.

En el estudio participaron siete pacientes con párkinson de entre 50 y 69 años, a cada uno de los cuales se le implantaron un total de cinco o diez millones de células en ambos lados del cerebro.

Las células iPS de donantes sanos se desarrollaron hasta convertirse en precursoras de las células cerebrales productoras de dopamina, que ya no están presentes en las personas con la enfermedad de Parkinson.

Ese trastorno neurológico crónico y degenerativo afecta al sistema motor del cuerpo, lo que causa a menudo temblores y otras dificultades en el movimiento.

Según la Fundación Parkinson, alrededor de 10 millones de personas padecen esta enfermedad en el mundo.

Fuente: AFP

Piezas de oro y restos humanos en una tumba de mil años

Una tumba de más de mil años de antigüedad con restos humanos y piezas de oro y cerámica fue descubierta en una región de Panamá donde arqueólogos desarrollan excavaciones desde hace dos décadas, informó este viernes a la AFP la investigadora a cargo del proyecto.

El hallazgo tuvo lugar en El Caño, en el distrito de Natá, a unos 200 kilómetros al suroeste de Ciudad de Panamá, donde científicos y arqueólogos ya han descubierto otros vestigios de culturas prehispánicas.

Los restos óseos están rodeados de objetos de oro y vasijas de cerámica decoradas con imágenes tradicionales, lo que indica que correspondería a personas de “alto estatus”, dijo a la AFP la arqueóloga Julia Mayo, quien detalló que la tumba fue construida “entre los años 800 y 1000 después de Cristo”.

“La persona con el oro es la persona de mayor estatus del grupo”, añadió.

El cuerpo del ocupante principal “fue vestido con dos brazaletes, dos pectorales y dos orejeras, los pectorales tienen representaciones de murciélagos y cocodrilos”, detalló Mayo.

El sitio arqueológico de El Caño está relacionado con las sociedades que habitaron las provincias centrales de Panamá entre los siglos VIII y XI.

Mayo señaló que en el lugar ya se han excavado otras nueve tumbas “similares” a la anunciada este viernes.

“Han estado enterrando ahí a su gente durante 200 años”, indicó la investigadora.

La tumba constituye un descubrimiento de “gran relevancia para la arqueología panameña y el estudio de las sociedades prehispánicas del istmo centroamericano”, destacó el Ministerio de Cultura en un comunicado.

Según los expertos, esta excavación demuestra que para estas culturas la muerte no representaba un final, sino una transición hacia otra fase donde el estatus social continuaba teniendo relevancia.

El descubrimiento aportará nueva información sobre la organización social, el poder político, las redes de intercambio y las prácticas rituales, entre otros aspectos, apuntó el Ministerio.

Fuente: AFP

Robots “inteligentes”: la ambiciosa promesa de la IA física

Un par de brazos robóticos giratorios similares a los humanos, construidos para la investigación en inteligencia artificial física, imitan los movimientos de un operador que, usando unas gafas de realidad virtual, gira sus manos como un mago.

Con suficiente práctica, aparatos como estos pueden realizar tareas cotidianas por sí solos, afirma la empresa japonesa Enactic, que desarrolla en Tokio robots humanoides para lavar platos o la ropa en asilos con falta de personal.

“La próxima ola de IA es la IA física”, afirmó el año pasado Jensen Huang, director de la gigante estadounidense de los semiconductores Nvidia.

Se trata de “una IA que entiende las leyes de la física, una IA que puede trabajar entre nosotros”, añadió Huang.

Las empresas tecnológicas están inyectando grandes sumas de dinero en ese tipo de tecnología traducida al mundo real. El banco de inversión Morgan Stanley prevé que habrá más de 1.000 millones de robots humanoides para 2050.

Este revuelo se ha visto acentuado por videos virales que muestran androides avanzados, a menudo de fabricación china, bailando o levantando objetos pesados.

Aunque más allá de la promesa de los robots mayordomos de ciencia ficción, la carrera suscita preocupación por la pérdida de puestos de trabajo, la privacidad y el tiempo que tardarán estas innovaciones en ser realmente útiles.

Hiro Yamamoto es a sus 24 años el director ejecutivo de Enactic, cuyos dispositivos de entrenamiento de IA física “OpenArm” son utilizados por Nvidia y en universidades de prestigio como Stanford.

Tiene previsto comenzar a desplegar nuevos robots, actualmente en fase de desarrollo, a partir del próximo verano boreal para “convivir con personas en entornos muy caóticos y en los que las condiciones cambian constantemente”, como las residencias de ancianos.

“Por lo tanto, tiene que ser seguro”, afirmó.

- “Cualquier función humana” -

En la ciudad china de Cantón, una figura femenina con una visera ovalada brillante en lugar de un rostro, vestida con un tejido blanco similar al de los esgrimistas, caminó lentamente por un escenario la semana pasada imitando los movimientos naturales del cuerpo humano entre vítores y susurros.

Se trata del último robot humanoide presentado por el fabricante chino de vehículos eléctricos XPeng, que también está apostando por la IA física.

Las ágiles máquinas fabricadas por empresas estadounidenses, como los robots con forma de perro de Boston Dynamics, han acaparado los titulares a lo largo de los años. Pero el apoyo del gobierno y unas sólidas cadenas de suministro están ayudando a sus rivales chinos.

“No he pensado mucho en cuántos robots venderemos al año dentro de una década, pero creo que serán más que autos”, dijo a la prensa el director ejecutivo de XPeng, He Xiaopeng.

Los robots de esa compañía caminan e incluso bailan de forma autónoma, pero aún no demuestran su capacidad para manipular objetos, por lo que He considera poco probable que sustituyan pronto a los trabajadores de las fábricas chinas.

El costo de una mano robótica, que debe sustituirse periódicamente para trabajos pesados, podría cubrir el salario de un trabajador durante años.

Sin embargo, con suficientes datos y entrenamiento, los robots humanoides con IA podrían llegar a desempeñar “casi cualquier función humana”, desde niñera hasta cocinero o jardinero, matizó a la AFP el copresidente de XPeng, Brian Gu.

- Formación en el puesto de trabajo -

Las herramientas de IA basadas en texto, como ChatGPT, se entrenan con enormes volúmenes de palabras, pero los modelos de IA física también deben lidiar con la visión y la relación espacial entre los objetos.

Solo se necesitan entre 30 y 50 demostraciones de cada tarea para ajustar los modelos de IA de “visión-lenguaje-acción”, explicó Yamamoto.

Enactic se ha puesto en contacto con varias docenas de asilos en Japón para proponer que sus robots teleoperados se encarguen de las tareas domésticas, de modo que los cuidadores cualificados tengan más tiempo para atender a los residentes de edad avanzada.

La startup estadounidense-noruega 1X está adoptando un enfoque similar para su asistente doméstico humanoide NEO, que entregará en hogares estadounidenses a partir del próximo año.

NEO cuesta 20.000 dólares, pero hasta ahora su rendimiento es inestable, y un video en los medios estadounidenses muestra al robot luchando por cerrar la puerta de un lavavajillas, incluso cuando se controla a distancia.

- Límites físicos -

En otro momento embarazoso, un robot humanoide ruso, considerado el primero del país, se tambaleó y cayó de bruces durante su debut en el escenario a principios de esta semana.

Actualmente existe una “gran brecha” entre los sistemas de IA de los robots y sus capacidades físicas, que se quedan atrás, según Sara Adela Abad Guaman, profesora adjunta de robótica en el University College de Londres.

“La naturaleza nos ha demostrado que, para adaptarse al entorno, es necesario tener el cuerpo adecuado”, explicó a la AFP.

De la misma manera, ante los interrogantes sobre el futuro del trabajo humano, Abad no está demasiado preocupada.

Al fin y al cabo, “nuestro sentido del tacto es incomparable”, zanjó.

Fuente AFP