Una pulga capaz de provocar un terremoto en el Everest

 

Titular provocativo, pero elocuente. Así describen los autores su logro. Demuestran como un cristal con 1020 átomos se pone a vibrar cuando lo atraviesa por efecto túnel un único electrón. Para estudiar un resonador micromecánico se utilizan electrones o fotones, que afectan a sus vibraciones. El efecto suele ser pequeño y puede ser despreciado, salvo en algunos sistemas, como los nanotubos de carbono. Stettenheim et al. publican en Nature un ejemplo aún más sorprendente. Un objeto (micro)mecánico macroscópico vibra al son del ruido cuántico, las fluctuaciones estadísticas (por efecto túnel) de sus electrones. Han utilizado como oscilador micromecánico un contacto puntual cuántico (quantum point contact o QPC) construido con arseniuro de galio (GaAs). Sin ruido cuántico el oscilador no debería vibrar, pero por un efecto similar al movimiento browniano, en el que un grano de polen en agua se mueve por las fluctuaciones estadísticas de las moléculas que le golpean, el oscilador se resuena al ritmo de las fluctuaciones cuánticas de los electrones de conducción que lo atraviesan. Un ejemplo dramático  de la interacción entre el mundo cuántico y el clásico. El artículo técnico es Joel Stettenheim et al., “A macroscopic mechanical resonator driven by mesoscopic electrical back-action,” Nature 466: 86–90, 01 July 2010.

Descubiertos 19 conjuntos de marcadores genéticos que caracterizan a las personas que superan los 100 años de edad

Superar los 100 años de edad requiere una combinación de estilo de vida (factores ambientales) y una genética robusta. Cada año que pasa, en el primer mundo, envejecer de forma saludable es más fácil. ¿Pero qué marcadores genéticos caracterizan a los centanarios? Paola Sebastini, bioestadística de la Universidad de Bostón, EEUU, y sus colegas han estudiado el genoma de 1055 centenarios que han comparado con 1267 sujetos de control. Han descubierto 150 polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) que permiten predecir estadísticamente con una confianza del 77% si una persona superará o no la centena. El 90% de los centenarios se pueden agrupar en 19 grupos caracterizada por diferentes firmas genéticas (combinaciones de SNP) de distinto valor predictivo. Muchos de los marcadores genéticos encontrados están relacionados correlacionados con la ausencia de factores de riesgo a ciertas enfermedades (demencia, hipertensión y enfermedades cardiovasculares), otros no se han podido interpretar y son una muestra de lo complejo que es el análisis del genoma de una persona. Quizás algún día podremos saber si nos encontramos entre las personas excepcionalmente longevas solo con un análisis genético, aún así habrá que esperar bastantes años para que esta práctica sea habitual. Lo mejor para los que se acerquen a la tercera edad es tratar de vivir una vida lo más saludable posible, tanto física como emocionalmente. El artículo técnico es Paola Sebastiani et al, “Genetic Signatures of Exceptional Longevity in Humans,” Science Express, Published Online July 1, 2010.

La biomecánica del disparo de un balón de fútbol

Ahora con el mundial en pleno curso, el fútbol está de moda y aunque este blog no suele dedicar entradas al deporte rey, sin que sirva de precedente os recomiendo un artículo de biomecánica que resume todo lo que se sabe sobre el disparo de un balón de fútbol que se acaba de publicar: A. Lees, T. Asai, T. B. Andersen, H. Nunome, T. Sterzing, “The biomechanics of kicking in soccer: A review,” Journal of Sports Sciences 28: 805-817, 8 June 2010. Aunque sólo de interés para los aficionados a estos temas que tengan acceso universitario a dicha revista (no he encontrado el preprint gratis).

Dónde se ha publicado que el balón “Jabulani no va derecho porque es perfectamente redondo”

El artículo “Para la ciencia, el ‘Jabulani’ no va derecho porque es perfectamente redondo,” AFP, 30 junio 2010, en su copia aquí ha llegado a portada en Menéame. Afirma que dos científicos japoneses han estudiado el balón Jabulani y han determinado que sus problemas se deben a que es demasiado esférico. Yo, como muchos de vosotros, me pregunto, ¿cuál es el artículo científico en el que han publicado sus resultados? ¿Han dado una rueda de prensa? La ciencia es ciencia si es reproducible y está publicada para poder serlo. Los artículos en prensa no indican la fuente. ¿Alguien conoce la fuente? La Mula Francis no puede resistir la tentación de buscar en Google a ver si aparece por algún lado la fuente. No la he encontrado, ¿alguien puede ayudar? Lo que sí he encontrado es un artículo publicado el mes pasado de estos investigadores sobre la aerodinámica de un balón de fútbol, en concreto, Sungchan Honga, Chulsoo Chung, Masao Nakayama, Takeshi Asai, “Unsteady Aerodynamic Force on a Knuckleball in Soccer,” Procedia Engineering 2: 2455–2460, June 2010. En dicho artículo comparan la aerodinámica de un balón de fútbol (knuckleball, en concreto el balón oficial de la Copa del Mundo en 2006) y de un balón esférico (no especifican que sea Jabulani). Supongo que dicho artículo será el que ha generado la noticia en prensa, pero quien sabe. La página web de los japoneses no dice nada concreto. ¿Alguien sabe algo más?

PS: Gracias a Nacho, uno de nuestros lectores, hemos localizado un estudio japonés de la aerodinámica de Jabulani. El artículo de Siobhan Wagner, “World Cup ball designers respond to critics,” The Engineer, 15 June 2010, incluye un apéndice escrito por Kazuya Seo sobre la aerodinámica del balón de fútbol, que incluye pruebas en túnel de viento de Jabulani y el coeficiente de resistencia aerodinámica de Jabulani comparado con del balón usado en los jugos olímpicos de Pekín (llamado Geist). Adjunto figura resumen. Muchas gracias, Nacho. Como podéis ver en la figura, la aerodinámica de Jabulani es más próxima a la de una esfera que la de un balón de fútbol, lo que es comprensible porque es un balón mucho más (o casi) esférico. En la página web de Kazuya Seo, colaborador de Asai y Nakayama, aparece un enlace al artículo de Devin Powell, “Stability Of New World Cup Ball Tested,” Inside Science News, Jun 8, 2010, que también trata sobre este tema. Finalmente, como curiosidad, os comento que Seo presentó su tesis doctoral recientemente sobre la aerodinámica del balón de Rugby, bajo la dirección de Asai (artículo principal).

Cómo influye la altura respecto al nivel del mar en la trayectoria de un balón de fútbol

Los estadios de fútbol en el Copa Mundial 2010 en las ciudades de Pretoria y Johannesburgo se encuentran a 1200 y 1700 metros, respectivamente, sobre el nivel del mar. El estadio de Durbán se encuentra pocos metros sobre el nivel del mar.  ¿Influye la altura sobre el comportamiento del balón de fútbol? El ingeniero biomecánico austríaco S. Hörzer y sus colegas han publicado un estudio que demuestra que la altitud influye en los parámetros de vuelo del balón de fútbol, tanto en su velocidad (lineal) y velocidad de rotación, como en los parámetros asociados al efecto Magnus (clave en los disparos a puerta con efecto). Un disparo libre directo que entrara a puerta en Durban, sería poste en Nespruit y saldría fuera en Polokwane y Johannesburgo (España-Paraguay se jugará el 3 de julio en esta ciudad). Su estudio se basa en simulaciones por ordenador y han tenido en cuenta la variación de la densidad del aire con la altura (casi un 30% de variación entre los estadios más extremos), que influye en la mayoría de los parámetros aerodinámicos del vuelo del esférico. La figura de abajo muestra cómo cambian la velocidad, coeficiente de espín (Sp), resistencia aerodinámica (Cd) y coeficiente de la fuerza de Magnus (Cm) en función de la ciudad (su nivel respecto al mar) para un disparo a puerta a una distancia entre 0 y 20 metros. Los interesados en detalles técnicos pueden consultar S. Hörzer, C. Fuchs, R. Gastinger, A. Sabo, L. Mehnen, J. Martinek, M. Reichel, “Simulation of spinning soccer ball trajectories influenced by altitude,” Procedia Engineering 2: 2461–2466, June 2010.