He decidido hacer este largo articulo sobre la ciencia de hoy, pensando en aquellos que no tienen tiempo para enterarse cuanto hemos avanzado como humanidad por causa de la ciencia y aquellos que viven de ella.
También, resulta prácticamente imposible encontrar información sobre avances científicos en español, que no hayan sido traducidos por un periodista sin entrenamiento científico o por un traductor digital. Las partes de este articulo que fueron encontradas en ingles están traducidas por alguien que entiende el lenguaje científico tanto en ingles como en español.
El articulo enumera lo avances más importantes del 2010 y los más transcendentales de ésta, la primera década del siglo 21. He tratado de transcribir el lenguaje científico de una forma más digerible por todos los que no tienen el lujo del aprendizaje o no poseen el tiempo para aprenderlo. Espero me comenten si el lenguaje que he usado es todavía muy técnico.
Hasta el año 2010, todos los objetos creados por el hombre, se han movido según las leyes de la mecánica clásica. Sin embargo, en marzo del 2010, un grupo de investigadores diseñó un aparato que se mueve de modos que sólo pueden ser descritos por la mecánica cuántica (el juego de reglas que gobierna el comportamiento de cosas minúsculas como moléculas, átomos, y partículas subatómicas). En reconocimiento del gran avance que este experimento representa, el ingenio detrás del mismo y la posibilidad de sus muchas aplicaciones, la revista Ciencia (Science) ha llamado este descubrimiento el avance científico más significativo del año ![[PHOTOGRAPH] Scientists achieved the simplest quantum states of motion with this vibrating device, which is as long as a hair is wide. [Image credit: Aaron D. O’Connell and Andrew N. Cleland/University of California, Santa Barbara]](https://www.aaas.org/news/releases/2010/images/1216sp_boy_paddle.jpg)
2010.
Los físicos Andrew Cleland y John Martinis de la Universidad de California en Santa Bárbara y sus colegas diseñaron la máquina (una pala metálica diminuta de semiconductor, visible al ojo desnudo -imagen a la derecha-) y la incitaron a moverse con ritmo cuántico. Primero, ellos enfriaron la pala hasta que alcanzara su “estado base” o el estado de energía más bajo permitido según las leyes de la mecánica cuántica (un objetivo buscado por mucho tiempo por los físicos). Ellos entonces elevaron la energía del artefacto a un quántum energético y así producir movimiento puramente cuántico. Ellos hasta lograron poner el aparato en ambos estados al mismo tiempo, de modo que esto literalmente vibrara un poco y mucho al mismo tiempo (fenómeno extraño permitido por las reglas de la mecánica cuántica).
“La brecha científica de este año representa la primera vez que los científicos han demostrado efectos cuánticos en el movimiento de un objeto creado por el hombre”, dijo Adrian Cho, un escritor de noticias para la revista Ciencia.
¿Y cómo podría este experimento desafiar nuestro sentido de la realidad? Quizás los experimentos que tratan de poner un objeto macroscópico en un estado que existe literalmente en dos sitios diferentes al mismo tiempo (un logro que muchas partículas atómicas y subatómicas pueden realizar) revelarán finalmente por qué algo tan grande como un humano no puede estar en dos sitios al mismo tiempo.
“Tengan en mente, que los físicos todavía no consiguen que un objeto diminuto quede en un estado "en dos sitios diferentes", dijo Cho. “Pero ahora que hemos alcanzado el estado más simple del movimiento cuántico, esto parece una meta más asequible — más bien una materia 'de cuando ocurrirá' que ‘si podremos.’”
La lista de la revista Ciencia de los otros nueve logros revolucionarios del 2010 incluye:
Biología Sintética. En un momento de definición para biología y biotecnología, los investigadores construyeron un genoma sintético y lo usaron para transformar la identidad de una bacteria. El genoma sustituyó el ADN de la bacteria de modo que esto produjera un nuevo juego de proteínas — un logro que generó una sesión del Congreso Americano sobre la biología sintética. En el futuro, los investigadores prevén genomas sintéticos que son hechos por encargo para generar bio-combustibles, productos farmacéuticos, u otros productos químicos útiles.
Genoma de Neandertal. Los investigadores secuenciarón el genoma Neandertal de los huesos de tres hembras Neandertales que vivieron en Croacia entre hace 38,000 y 44,000 años. Los nuevos métodos de sequencing de fragmentos degradados de ADN permitieron a los científicos hacer las primeras comparaciones directas entre el genoma humano moderno y aquel de nuestros antepasados Neandertal.
Profilaxis de VIH. Dos pruebas de prevención de VIH, con estrategias muy novedosas, hechas a grupos de personas, relataron éxito inequívoco: un gel vaginal que contiene la medicina de antiVIH tenofovir redujeron en un 39 % las infecciones de VIH en mujeres y una profilaxis de preexposición oral condujo a un 43.8 % menos de infecciones de VIH en un grupo de hombres y mujeres transgender que tienen sexo con hombres.
Exome Sequencing/Genes de Enfermedades Raras. Al secuenciar sólo los exones de un genoma, o la porción diminuta que realmente codifica las proteínas, los investigadores que estudian enfermedades raras heredadas y causadas por un solo gen deficiente, fueron capaces de identificar mutaciones específicas que son la base de al menos una docena de enfermedades.
Simulaciones de Dinámica Moleculares. La simulación de los giros que las proteínas hacen cuando se doblan ha sido una pesadilla. Ahora, los investigadores han utilizado el poder de una de las computadoras más poderosas del mundo para rastrear los movimientos de átomos en una proteína plegable pequeña, por un tiempo 100 veces más largo que cualquier esfuerzo anterior.
Simulador Cuántico. Para describir lo que observan en el laboratorio, los físicos preparan teorías basadas en ecuaciones. Aquellas ecuaciones pueden ser diabólicamente difíciles de solucionar. Este año, sin embargo, los investigadores encontraron un atajo haciendo cristales artificiales de simuladores cuánticos en los cuales los puntos de la luz de láser desempeñan el papel de iones, y átomos atrapados simulan ser electrones. Los dispositivos proporcionan respuestas rápidas a problemas teóricos en la física de materia condensada y ellos podrían ayudar finalmente a solucionar misterios como la superconductividad.
Genomics de la próxima generación. Tecnologías más rápidas y baratas de sequencing permiten estudios en gran escala tanto del ADN antiguo como del moderno. El Proyecto de 1000 Genomas, por ejemplo, ha identificado ya la mayor parte de la variación del genoma que nos hace de manera especial humanos — y otros proyectos en ejecución, están configurados para revelar mucho más de la función del genoma.
Nueva programación de ARN. La re-programación de células (volver atrás sus relojes de desarrollo para hacerlas comportarse como “células madres no especializadas” en un embrión) se ha convertido en una técnica de laboratorio estándar para estudiar enfermedades y su desarrollo. Este año, los investigadores encontraron un modo de hacerlo usando el ARN sintético. Comparado con métodos anteriores, la nueva técnica es dos veces más rápida, 100 veces más eficiente, y potencialmente más segura para el uso terapéutico.
El Retorno de la Rata. Los ratones gobiernan que el mundo de los animales de laboratorio, pero muchos investigadores prefieren usar ratas. Las ratas son más fáciles para trabajar con y anatómicamente son más similar a los seres humanos; su inconveniente más grande consiste en que los métodos para hacer “ratones knockout” (adaptados para la investigación teniendo genes específicos incapacitados) no funcionan en las ratas. Sin embargo, este año, un carnaval de investigaciones, prometen traer “ratas knockout” a laboratorios en grande.
Finalmente, para celebrar el final de la primera década del siglo 21, los reporteros y los redactores de noticias de la revista Ciencia han tomado un intermedio de sus reportajes semanales para tomar una mirada más amplia a 10 novedades científicas que han cambiado la cara de la ciencia desde el amanecer del nuevo milenio. Aquí están los 10 “avances de la Década”:
1-El Genoma Oscuro. Los genes suelen obtener toda la gloria. Ahora, sin embargo, los investigadores reconocen que estas regiones que codifican proteínas del genoma explican sólo el 1.5 % del todo. El resto del genoma, incluyendo las codificaciones y no codificaciones pequeñas del ARN (calificados anteriormente de "chatarra") resultan ser tan importantes como los genes.
2-Cosmología de Precisión. Durante la década pasada, los investigadores han deducido una receta muy precisa para el contenido del universo, que consiste en materia ordinaria, materia oscura, y energía oscura, así como instrucciones para reunir todo esto. Estos avances han transformado la cosmología en una ciencia de precisión con una teoría estándar que ahora se deja muy poco espacio para otras ideas.
3-Biomoléculas Antiguas. La realización que "las biomoléculas" como el ADN antiguo y colágeno pueden sobrevivir por decenas de miles de años y proporcionar información importante sobre ya desaparecidas plantas, animales, y gente ha proporcionado una bendición para la paleontología. El análisis de estas máquinas de tiempo diminutas puede revelar ahora, adaptaciones anatómicas que pruebas en esqueletos simplemente no pueden proporcionar, como el color de las plumas de un dinosaurio o como los mamuts lanosos, resistieron el frío.
4-Agua en Marte. Media docena de misiones a Marte durante la década pasada han proporcionado pruebas claras que el Planeta Rojo una vez abrigó bastante agua — Encima del planeta o dentro del mismo — para cambiar formaciones de roca y, posiblemente, sostener la vida. Estas aguas Marcianas estaban probablemente presente alrededor del tiempo en que la vida comenzaba a aparecer en la Tierra, pero todavía hoy hay bastante humedad en Marte para animar los científicos a buscar microbios vivos y respirando.
5-Re-programación de Células. Durante la década pasada, la noción que el desarrollo es una calle de una vía ha sido cambiada. Ahora, los investigadores han entendido como "programar de nuevo" células totalmente desarrolladas en llamadas células pluri-potentes que recobran su potencial para convertirse en cualquier tipo de célula del cuerpo. Esta técnica ha sido usada ya para hacer líneas de célula para pacientes con enfermedades raras, pero como meta final los científicos esperan cultivar s células genéticamente emparejadas para el reemplazo de células, tejidos, y órganos.
6-El Microbioma. Un cambio en el modo que vemos los microbios y virus que llaman el cuerpo humano su casa, ha conducido a investigadores al concepto del microbioma -o los genomas colectivos del anfitrión y las otras criaturas que viven en o dentro de el- Ya que el 90 % de las células en nuestros cuerpos son realmente microbianas, los científicos comienzan a entender como los genes considerablemente microbianos pueden afectar cuanta energía absorbemos de nuestra comida y como nuestros sistemas inmunológicos responden a infecciones.
7-Exoplanetas. En el año 2000, los investigadores tenían conocimiento de sólo 26 planetas fuera de nuestro sistema solar. Para el 2010, aquel número ha aumentado a 502 — y seguimos contando. Con tecnologías emergentes, los astrónomos esperan encontrar una abundancia de planetas parecidos a la tierra en el universo. Pero por el momento, los tamaños y las órbitas de planetas más grandes ya descubiertos revolucionan el entendimiento de los científicos de como los sistemas planetarios se forman y evolucionan.
8-Inflamación. Hace poco, la inflamación era conocida como el cómplice de nuestra maquinaria de curación, que brevemente se pone en ayudar a células inmunes a reconstruir el daño de tejido causado por trauma o infección. Hoy, sin embargo, los investigadores creen que la inflamación es también una fuerza impulsora detrás de las enfermedades crónicas que matarán finalmente a casi todos nosotros, incluso cáncer, enfermedad de Alzheimer, aterosclerosis, diabetes, y obesidad.
9-Metamateriales. Sintetizando materiales con propiedades ópticas poco convencionales y ajustables, los físicos y los ingenieros han promovido nuevos modos de dirigir y manipular la luz, creando lentillas que desafían los límites fundamentales en la resolución. Ellos han comenzado hasta a construir "capas" que pueden hacer un objeto invisible.
10-Cambio de Clima. Durante la década pasada, los investigadores han solidificado algunos hechos fundamentales que rodean el cambio de clima global: el mundo se calienta, los hombres somos los causantes en parte del recalentamiento, y los procesos naturales de la Tierra probablemente no reducirán la marcha del mismo. Pero los próximos 10 años determinarán como los científicos y los políticos proceden con esta información vital.
La ciencia continúa sistemáticamente estructurando los avances de la raza humana. Los resultados obtenidos mediante la observación de patrones regulares, de razonamientos y de experimentación, de los cuales generamos preguntas, construimos hipótesis, deducimos principios y elaboramos leyes y esquemas metódicamente organizados.
La humanidad debe mantener este sistema conceptual, general y explicativo, racional, empírico y suficientemente objetivo sobre los hechos o sobre la realidad actual, para sobrevivir los retos de este
nuevo siglo.
Ojalá y así sea.2010. Los físicos Andrew Cleland y John Martinis de la Universidad de California en Santa Bárbara y sus colegas diseñaron la máquina (una pala metálica diminuta de semiconductor, visible al ojo desnudo -imagen a la derecha-) y la incitaron a moverse con ritmo cuántico. Primero, ellos enfriaron la pala hasta que alcanzara su “estado base” o el estado de energía más bajo permitido según las leyes de la mecánica cuántica (un objetivo buscado por mucho tiempo por los físicos). Ellos entonces elevaron la energía del artefacto a un quántum energético y así producir movimiento puramente cuántico. Ellos hasta lograron poner el aparato en ambos estados al mismo tiempo, de modo que esto literalmente vibrara un poco y mucho al mismo tiempo (fenómeno extraño permitido por las reglas de la mecánica cuántica).
“La brecha científica de este año representa la primera vez que los científicos han demostrado efectos cuánticos en el movimiento de un objeto creado por el hombre”, dijo Adrian Cho, un escritor de noticias para la revista Ciencia.
¿Y cómo podría este experimento desafiar nuestro sentido de la realidad? Quizás los experimentos que tratan de poner un objeto macroscópico en un estado que existe literalmente en dos sitios diferentes al mismo tiempo (un logro que muchas partículas atómicas y subatómicas pueden realizar) revelarán finalmente por qué algo tan grande como un humano no puede estar en dos sitios al mismo tiempo.
“Tengan en mente, que los físicos todavía no consiguen que un objeto diminuto quede en un estado "en dos sitios diferentes", dijo Cho. “Pero ahora que hemos alcanzado el estado más simple del movimiento cuántico, esto parece una meta más asequible — más bien una materia 'de cuando ocurrirá' que ‘si podremos.’”
La lista de la revista Ciencia de los otros nueve logros revolucionarios del 2010 incluye:
Biología Sintética. En un momento de definición para biología y biotecnología, los investigadores construyeron un genoma sintético y lo usaron para transformar la identidad de una bacteria. El genoma sustituyó el ADN de la bacteria de modo que esto produjera un nuevo juego de proteínas — un logro que generó una sesión del Congreso Americano sobre la biología sintética. En el futuro, los investigadores prevén genomas sintéticos que son hechos por encargo para generar bio-combustibles, productos farmacéuticos, u otros productos químicos útiles.
Genoma de Neandertal. Los investigadores secuenciarón el genoma Neandertal de los huesos de tres hembras Neandertales que vivieron en Croacia entre hace 38,000 y 44,000 años. Los nuevos métodos de sequencing de fragmentos degradados de ADN permitieron a los científicos hacer las primeras comparaciones directas entre el genoma humano moderno y aquel de nuestros antepasados Neandertal.
Profilaxis de VIH. Dos pruebas de prevención de VIH, con estrategias muy novedosas, hechas a grupos de personas, relataron éxito inequívoco: un gel vaginal que contiene la medicina de antiVIH tenofovir redujeron en un 39 % las infecciones de VIH en mujeres y una profilaxis de preexposición oral condujo a un 43.8 % menos de infecciones de VIH en un grupo de hombres y mujeres transgender que tienen sexo con hombres.
Exome Sequencing/Genes de Enfermedades Raras. Al secuenciar sólo los exones de un genoma, o la porción diminuta que realmente codifica las proteínas, los investigadores que estudian enfermedades raras heredadas y causadas por un solo gen deficiente, fueron capaces de identificar mutaciones específicas que son la base de al menos una docena de enfermedades.
Simulaciones de Dinámica Moleculares. La simulación de los giros que las proteínas hacen cuando se doblan ha sido una pesadilla. Ahora, los investigadores han utilizado el poder de una de las computadoras más poderosas del mundo para rastrear los movimientos de átomos en una proteína plegable pequeña, por un tiempo 100 veces más largo que cualquier esfuerzo anterior.
Simulador Cuántico. Para describir lo que observan en el laboratorio, los físicos preparan teorías basadas en ecuaciones. Aquellas ecuaciones pueden ser diabólicamente difíciles de solucionar. Este año, sin embargo, los investigadores encontraron un atajo haciendo cristales artificiales de simuladores cuánticos en los cuales los puntos de la luz de láser desempeñan el papel de iones, y átomos atrapados simulan ser electrones. Los dispositivos proporcionan respuestas rápidas a problemas teóricos en la física de materia condensada y ellos podrían ayudar finalmente a solucionar misterios como la superconductividad.
Genomics de la próxima generación. Tecnologías más rápidas y baratas de sequencing permiten estudios en gran escala tanto del ADN antiguo como del moderno. El Proyecto de 1000 Genomas, por ejemplo, ha identificado ya la mayor parte de la variación del genoma que nos hace de manera especial humanos — y otros proyectos en ejecución, están configurados para revelar mucho más de la función del genoma.
Nueva programación de ARN. La re-programación de células (volver atrás sus relojes de desarrollo para hacerlas comportarse como “células madres no especializadas” en un embrión) se ha convertido en una técnica de laboratorio estándar para estudiar enfermedades y su desarrollo. Este año, los investigadores encontraron un modo de hacerlo usando el ARN sintético. Comparado con métodos anteriores, la nueva técnica es dos veces más rápida, 100 veces más eficiente, y potencialmente más segura para el uso terapéutico.
El Retorno de la Rata. Los ratones gobiernan que el mundo de los animales de laboratorio, pero muchos investigadores prefieren usar ratas. Las ratas son más fáciles para trabajar con y anatómicamente son más similar a los seres humanos; su inconveniente más grande consiste en que los métodos para hacer “ratones knockout” (adaptados para la investigación teniendo genes específicos incapacitados) no funcionan en las ratas. Sin embargo, este año, un carnaval de investigaciones, prometen traer “ratas knockout” a laboratorios en grande.
Finalmente, para celebrar el final de la primera década del siglo 21, los reporteros y los redactores de noticias de la revista Ciencia han tomado un intermedio de sus reportajes semanales para tomar una mirada más amplia a 10 novedades científicas que han cambiado la cara de la ciencia desde el amanecer del nuevo milenio. Aquí están los 10 “avances de la Década”:
1-El Genoma Oscuro. Los genes suelen obtener toda la gloria. Ahora, sin embargo, los investigadores reconocen que estas regiones que codifican proteínas del genoma explican sólo el 1.5 % del todo. El resto del genoma, incluyendo las codificaciones y no codificaciones pequeñas del ARN (calificados anteriormente de "chatarra") resultan ser tan importantes como los genes.
2-Cosmología de Precisión. Durante la década pasada, los investigadores han deducido una receta muy precisa para el contenido del universo, que consiste en materia ordinaria, materia oscura, y energía oscura, así como instrucciones para reunir todo esto. Estos avances han transformado la cosmología en una ciencia de precisión con una teoría estándar que ahora se deja muy poco espacio para otras ideas.
3-Biomoléculas Antiguas. La realización que "las biomoléculas" como el ADN antiguo y colágeno pueden sobrevivir por decenas de miles de años y proporcionar información importante sobre ya desaparecidas plantas, animales, y gente ha proporcionado una bendición para la paleontología. El análisis de estas máquinas de tiempo diminutas puede revelar ahora, adaptaciones anatómicas que pruebas en esqueletos simplemente no pueden proporcionar, como el color de las plumas de un dinosaurio o como los mamuts lanosos, resistieron el frío.
4-Agua en Marte. Media docena de misiones a Marte durante la década pasada han proporcionado pruebas claras que el Planeta Rojo una vez abrigó bastante agua — Encima del planeta o dentro del mismo — para cambiar formaciones de roca y, posiblemente, sostener la vida. Estas aguas Marcianas estaban probablemente presente alrededor del tiempo en que la vida comenzaba a aparecer en la Tierra, pero todavía hoy hay bastante humedad en Marte para animar los científicos a buscar microbios vivos y respirando.
5-Re-programación de Células. Durante la década pasada, la noción que el desarrollo es una calle de una vía ha sido cambiada. Ahora, los investigadores han entendido como "programar de nuevo" células totalmente desarrolladas en llamadas células pluri-potentes que recobran su potencial para convertirse en cualquier tipo de célula del cuerpo. Esta técnica ha sido usada ya para hacer líneas de célula para pacientes con enfermedades raras, pero como meta final los científicos esperan cultivar s células genéticamente emparejadas para el reemplazo de células, tejidos, y órganos.
6-El Microbioma. Un cambio en el modo que vemos los microbios y virus que llaman el cuerpo humano su casa, ha conducido a investigadores al concepto del microbioma -o los genomas colectivos del anfitrión y las otras criaturas que viven en o dentro de el- Ya que el 90 % de las células en nuestros cuerpos son realmente microbianas, los científicos comienzan a entender como los genes considerablemente microbianos pueden afectar cuanta energía absorbemos de nuestra comida y como nuestros sistemas inmunológicos responden a infecciones.
7-Exoplanetas. En el año 2000, los investigadores tenían conocimiento de sólo 26 planetas fuera de nuestro sistema solar. Para el 2010, aquel número ha aumentado a 502 — y seguimos contando. Con tecnologías emergentes, los astrónomos esperan encontrar una abundancia de planetas parecidos a la tierra en el universo. Pero por el momento, los tamaños y las órbitas de planetas más grandes ya descubiertos revolucionan el entendimiento de los científicos de como los sistemas planetarios se forman y evolucionan.
8-Inflamación. Hace poco, la inflamación era conocida como el cómplice de nuestra maquinaria de curación, que brevemente se pone en ayudar a células inmunes a reconstruir el daño de tejido causado por trauma o infección. Hoy, sin embargo, los investigadores creen que la inflamación es también una fuerza impulsora detrás de las enfermedades crónicas que matarán finalmente a casi todos nosotros, incluso cáncer, enfermedad de Alzheimer, aterosclerosis, diabetes, y obesidad.
9-Metamateriales. Sintetizando materiales con propiedades ópticas poco convencionales y ajustables, los físicos y los ingenieros han promovido nuevos modos de dirigir y manipular la luz, creando lentillas que desafían los límites fundamentales en la resolución. Ellos han comenzado hasta a construir "capas" que pueden hacer un objeto invisible.
10-Cambio de Clima. Durante la década pasada, los investigadores han solidificado algunos hechos fundamentales que rodean el cambio de clima global: el mundo se calienta, los hombres somos los causantes en parte del recalentamiento, y los procesos naturales de la Tierra probablemente no reducirán la marcha del mismo. Pero los próximos 10 años determinarán como los científicos y los políticos proceden con esta información vital.
La ciencia continúa sistemáticamente estructurando los avances de la raza humana. Los resultados obtenidos mediante la observación de patrones regulares, de razonamientos y de experimentación, de los cuales generamos preguntas, construimos hipótesis, deducimos principios y elaboramos leyes y esquemas metódicamente organizados.
La humanidad debe mantener este sistema conceptual, general y explicativo, racional, empírico y suficientemente objetivo sobre los hechos o sobre la realidad actual, para sobrevivir los retos de este
nuevo siglo.Son mis mejores esperanzas. Mis mejores deseos.