¿Qué es la preservación digital láser?

El texto y la idea que se expone a continuación es una coolaboración al blog de 3DBunny (un madrileño que está licenciado en ingeniería informática, especializado en el modelaje 3D, y con un master en realidad virtual) y tengo que agradecer infinitamente su tiempo (que sé de buena tinta que tiene poco), rapidez y esfuerzo.
Esta entrada trata del mundo del modelado 3D aplicado en un proyecto de digitalización del patrimonio mundial.

"La idea que hoy os traigo es un proyecto muy interesante tanto por la idea inicial, como por la forma en que han conseguido llevar a cabo. Siguiendo la estela de las acciones más importantes de esta década (Wikipedia, Linux, creative commons, etc..) busca la suma de colaboraciones hacia un bien mayor. El proyecto se llama Cyark y es muy interesante visitarla ya que dispone de gran contenido multimedia.

Como resumen la idea es digitalizar el patrimonio mundial asap (as soon as posible) ya que en los últimos años estamos destruyéndolo a una velocidad brutal (guerras, visitas turísticas, incendios, contaminación, robos..) y ya se da por hecho que su conservación es una batalla perdida. La única alternativa es almacenar la mayor cantidad de información posible para futuros estudios e incluso reconstruir copias tanto para rehacer los edificios frente a catástrofes.

Una nueva idea que está surgiendo es que las visitas turísticas accedan a copias reales de este patrimonio, dejando la versión original únicamente para arqueólogos e historiadores. Mi opinión es que el futuro va por ahí.

La técnica de digitalización está basada en escáner láser que permite obtener modelos de millones de puntos en apenas unos minutos y con una exactitud milimétrica. Ben Kacyra es el responsable de este proyecto y ha creado una fundación que tiene como objetivo digitalizar 500 obras arqueológicas en 5 años; decenas de grupos de investigadores se están uniendo a esta llamada. Podéis ver una conferencia de este proyecto en la siguiente página.

El proyecto tiene una componente educativa ya que traduce la información técnica en aplicaciones y cursos formativos que sirvan de aporte para profesores y educadores en la formación de sus alumnos y lo mejor de todo, es gratuito. Además de ejercicios y prácticas dispone de herramientas web para que el usuario pueda jugar con ese tipo de datos. Aquí os dejo un ejemplo, existen cientos de ellas en la web del proyecto.

Desde mi punto de vista, creo que el futuro de este tipo de modelos debe ser transformar la información digital bruta (nubes de puntos y colorimetría de imagen) en proyectos de rehabilitación y reconstrucción. Es decir planos, objetos constructivos, técnicas o mecanismos de construcción,recursos y equipamiento,  materiales, etc. Para conseguir estos últimos datos quizás sea necesario nuevos aportes y estudios de arqueología y puede que en un futuro no sea posible obtener esta información.

Esperamos que proyectos así sigan surgiendo y si los encontramos os lo contaremos."

¿Qué es el reductio ad absurdum?

En castellano reducción al absurdo, es un método de demostración matemática en la cual a partir de un conjunto “µ” de premisas, que constituyen las hipótesis, se quiere probar la validez de cierta conclusión T (si estamos tratando un teorema se suele denominar tesis).

 

Esta demostración se realizaría de la siguiente forma:

Se añade como una nueva premisa la negación de T, esto se traduce en que se tiene un nuevo conjunto de premisas, µ’, a partir del cual se aplican inferencias lógicas hasta llegar a un resultado absurdo (normalmente una contradicción). Con esto quedaría demostrado que µ’ no es consistente y por ello µ si lo es.

Veamos un ejemplo sencillísimo, donde te dicen:

"Demostrar que si todos los número pares son divisibles entre dos, dando un número entero (ℤ) y los impares no, entonces, 12 es un número par"

Empleando la reductio ad absurdum aceptamos la premisa de que el número 12 es un número impar, al realizar la división T’=12/2 obtenemos que T’=6, esto quiere decir que T’=ℤ, lo que entra en contradicción con la premisa válida de que un número impar dividido entre 2 no da un número entero (T_{2· n-1} ≠ℤ). Esto quiere decir que la conclusión que queríamos definir, es válida.

El reductio ad absurdum es también utilizado en filosofía, siendo su origen la antigua Grecia.

Ahora compliquemos algo más la cosa y hagamos un ejemplo más abstracto:

"Demostrar que la raíz cuadrada de 2 es un número irracional"

Vamos con ello, aplicando la reductio ad absurdum aceptamos que la raíz cuadrada de 2 da un número racional, es decir: √2=p/q

Aquí, sabemos que "p,q=ℤ ”, que “p≠q”, que “q≠0”, que “p,q>0” y que “p” y “q” no comparten factor común alguno (“p,q son primos”); sabiendo esto y mediante una serie de inferencias lógicas:

Elevamos al cuadrado la ecuación √2=p/q:

2=p²/q²
Multiplicamos ambos lados de la ecuación por q²:
2q²=p²
Ahora tenemos que 2q² es un número par (2n)  y por tanto p² también lo es. Eso obliga a que p sea par.  Por tanto p=2n y transformándolo esto quedaría del siguiente modo:
2q²=(2n)² que lleva a 2q²= 4n²  que lleva a q²= 2n²
Del mismo modo que anteriormente 2q² era par, ahora 2n² es par y por ello q² y q también lo son.

Como p y q son pares, tienen mínimo un factor común (el 2)  y como esto entra en contradicción con lo definido anteriormente (“p,q son primos”)  y el proceso que se ha seguido es correcto, podemos decir que la premisa inicial de que √2 es racional, es falsa. Obligando estrictamente a que √2 sea irracional. Y esto “quod erat demonstrandum” (en castellano, “queda demostrado”).

La información la he obtenido de aquí, de aquí y de las clases de Álgebra en la ETSI Montes. La imagen es de aquí.

¿Qué es la córea de Huntington?

Advierto que este post requiere de ciertos conocimientos genéticos para su correcta comprensión.

Otro título secundario, podría haber sido "El codón CAG o el calvinismo genético", en este titular viene resumido prácticamente todo lo que voy a contar a continuación. Toda la información que he necesitado para la realización de esta entrada la he sacado del capítulo 4 del libro “Genoma” de Matt Ridley.

¿Qué me diríais si os digo que todos nosotros estamos predestinados?
Probablemente alguno me diría que eso ya lo dijo Calvino allá por el siglo XVI, otros me diréis que eso es una tomadura de pelo y algún aprensivo incluso se alarmaría, aunque los que me interesan de verdad son los que se preguntarían "¿en qué aspecto?". Pues bien, estoy hablando a nivel genético, y es que existe cierto gen que decide nuestro futuro y da igual lo que hagamos, da igual el tipo de vida que llevemos (sedentaria, deportista, llena de vicios,…) porque la ausencia o la presencia de ese gen es el que decidirá si sufrimos o no cierta enfermedad degenerativa.

El propio Matt Ridley dice que:

“Definir los genes por las enfermedades que causan es casi tan absurdo como definir los órganos por las enfermedades que padecen y no por su función”

Aunque si es cierto que lo poco que conocemos de algunos genes es la enfermedad que provoca su mal funcionamiento, por ejemplo el síndrome de Wolf-Hirschhorn se produce, paradójicamente, por la ausencia del gen de homónimo nombre. Sin embargo, el gen del que trata esta entrada, reside en el cromosoma 4 y está asociado a una enfermedad denominada corea de Huntington (también llamada vulgarmente la enfermedad del baile de San Vito).

George Huntington (1850-1916), médico estadounidense.

Este gen (llamado gen de la hungtingtina) contiene una única “palabra” (codón, en biología) que se repite una y otra vez: CAG (formada por tres bases nucléicas: citosina, adenina, guanina que codifíca el aminoácido glutamina).

A veces, esta repetición únicamente dura seis veces, otras treinta, e incluso a veces más de cien. Tu destino, tu cordura y tu vida penden del hilo de esta repetición como veremos a continuación.

Fórmula química del aminoácido glutamina.

Los síntomas de esta enfermedad son pérdida de equilibrio, deterioro de las facultades intelectuales, espasmos en las extremidades, alucinaciones, depresiones, delirios, incapacidad de valerse por uno mismo y una posterior muerte prematura.

No hay nada que se pueda hacer, es una enfermedad incurable, o tienes esta mutación o no la tienes. Es una predestinación a una escala a la que ni el mismísimo Calvino logro acercarse. Te da igual como ya he dicho si fumas o tomas vitaminas, si haces ejercicio o vives por y para dormir. Imagina que destino tan cruel es saber que tienes algo y que no puedes hacer nada por evitarlo, y lo único que te queda es esperar a que la enfermedad te de su primer golpe. 

Además, la edad a la que aparece la enfermedad depende estrictamente del número de repeticiones del codón CAG, es decir: 

• Si tienes treinta y nueve repeticiones, existe un 90% de probabilidad de padecer demencia sobre los 65 años. 
• Si tienes cuarenta repeticiones, sucumbirás aproximadamente a los 59 años. 
• Si tienes cuarenta y una repeticiones, caerás a los 54 años. 
• Si tienes cuarenta y dos repeticiones, perderás la cabeza sobre los 37 años. 
• Asi sucesivamente hasta llegar a las cincuenta repeticiones, en ese caso tu futuro se truncará a los 26 años.

No existe horóscopo, teoría freudiana, marxista, cristiana o animista que sea ni haya sido nunca tan preciso. Ningún profeta del Antiguo Testamento, ni oráculo de la antigua Grecia, tuvieron la pretensión de decir a la gente cuando se harían pedazos sus vidas y menos aún, que lo predijeran bien. Existen miles de millones de codones de tres bases nucléicas en el genoma y sin embargo, la longitud de este pequeño codón CAG es todo lo que se interpone entre nosotros y la enfermedad mental.

Además, esta enfermedad es la primera enfermedad genética humana que se descubrió que era estrictamente dominante, es decir una sola copia de la mutación bastará para formar esta enfermedad.  Se sabe que es mucho peor esta enfermedad si se hereda del padre y también que es cinco veces más probable su aparición en hombres que en mujeres.

Pero la pregunta que ahora quizá os hagáis (y si no, ya os la hago yo) es:
“Si el gen de la huntingtina está dañado, ¿por qué funciona bien los primeros años de vida?”
La respuesta sería que la forma mutante de dicho gen se acumula muy lentamente en el interior de la célula lo que produce una apoptosis (muerte celular) al igual que sucede en la enfermedad del Alzheimer o en la encefalopatía espongiforme bovina (comúnmente llamada enfermedad de las vacas locas). Esta acumulación del gen de la huntingtina sucede mayormente en las células cerebrales que controlan el movimiento, lo que repercute en la sintomática final.

Esta acumulación del gen se acumula mayormente en las células cerebrales

Esta repetición de codones CAG, aún guarda una desagradable sorpresa más, y es que no se limita a la corea de Huntington, existen otras cinco enfermedades neurológicas conocidas producidas por las conocidas como “repeticiones inestables del codón CAG” en genes completamente distintos (un ejemplo sería la ataxia cerebelosa) aunque no son tan impactantes como la corea.

Pese a la grandísima importancia de este codón, hasta 1993 no se descubrió el gen, la repetición CAG no se había identificado, no se imaginaba la relación de este con otras enfermedades, las frecuencias de la mutación y sus causas eran un misterio; lo único que se conocía hasta ese año era que era una enfermedad genética. En cambio, a partir de ese año la sapiencia acerca de este codón se ha incrementado de manera increíblemente rápida y se necesitarían semanas en una biblioteca para ponerse al día sobre el mismo.

Desde 1993 el número de científicos que han escrito sobre este gen de la huntingtina supera la centena. Todos sobre un gen, un gen entre los (aprox.) veintisiete mil genes que, se estima, tiene el genoma humano.

Para los valientes que han conseguido llegar hasta el final de este árido post, os mereceis un poquito de humor :)

Aprovecho que hablo de genética para darle las gracias a mi "majosa" novia Ana, por corregirme todos mis fallos lingüísticos (sobre todo tildes, malditas tildes) que voy cometiendo :D 

¡Gracias pequeña!

Las imagenes las he sacado de aquí, aquí, aquí y la última es una viñeta de Daniel Paz que he cogído de aquí.

¿Qué son los criovolcánes?

Podríamos definir criovolcán como una estructura geológica extraterrestre por la cual emergen hielo y agua. En dichos “geiseres fríos” el agua líquida tomaría el papel de la lava en los volcanes “comunes” y el hielo sería como las rocas que escupen.  El mecanismos es el mismo, el criovolcán expulsa las sustancias liquidas (agua, amoniaco o metano) llamadas criomágma  y posteriormente se solidifican, por la diferencia de temperaturas con el exterior, cayendo en forma de rocas de hielo.

“Recreación artística de un criovolcán”

Estos volcanes se forman en satélites y objetos astronómicos helados, se conocen criovolcanes en Tritón (satélite de Neptuno), Europa, Ganímedes (satélites de Júpiter), Miranda (satélite de Urano), Titán y en Encélado (satélites de Saturno).

Los criovolcanes de Titán y Encélado realizan una función importantísima debido a que alimentan mediante la expulsión de partículas a los anillos de Saturno, particularmente al anillo E.

Se cree incluso que estas estructuras geológicas podrían albergar vida extraterrestre.

Posición de los satélites de Saturno, y relación de Encélado (Enceladus) y el anillo E (E ring)
 

Aprovecho para desearle la más pronta recuperación y toda la fuerza del mundo al cantante venezolano de reggae OneChot (Juan David Chacón), el cúal siempre ha denunciado en sus canciones (como "Rotten town") la inseguridad en las calles de su pais y que hace unos días lo sufrio en sus carnes cuando unos indeseables intentaron robarle y le dispararon en la frente, ahora (tras varias operaciones) esta delicado pero estable, se halla sedado y cuando se le baje la inflamación verán si tendrá secuelas psíquicas o no. 

Mucha fuerza para él desde aquí... Bless it up!

Las imagenes las he sacado de aquí, aquí y aquí y la información de esta web y de las entradas de la Wiki como son ésta, ésta y ésta.

¿Qué son las interacciones fundamentales?

En la física de partículas, existen ciertos tipos de campos cuánticos, mediante los cuales las partículas interactuan. Siguiendo el modelo estándar, las particulas que interaccionan serían los bosones con los fermiones.

Se han definido 4 tipos de interacciones fundamentales, las cuales son:

• Interacción gravitatoria: es la más conocidad de todas, es muy fuerte a grandes distancias pero a distancias atómicas es la más débil de todas. Según la hipotesis del modelo estándar dicha interacción es transmitida por el gravitón (partícula fundamental de la que espero hablar en articulos posteriores). Afecta a todas las partículas: con carga, sin ella, con masa o incluso sin ella (fotones)). Tiene alcance infinito.

Gracias a esta interacción, Newton dedujo la Ley de gravitación universal (suponiendo que esta historia sea cierta).

• Interacción electromagnética: actúa entre particulas con carga eléctrica exclusivamente, esta interaccion incluye la fuerza electroestática (entre particulas cargadas en reposo). Su alcance es infinito y es mucho más fuerte que la gravedad. Su partícula mediadora sería el fotón. Describe muchos fenomenos de nuestra vida cotidiana (rayos laser, radio, estructura atómica, fricción, ..). En 1905, la teoría relativista de Einstein cifró su valor en (aprox.) 3·10⁸ m/s.

Campo electromagnético creado por cargas puntuales.

• Interacción nuclear-fuerte: esta interacción permite unirse a los quarks formando asi los (tan mencionados desde la creación del LHC) hadrones. La partícula mediadora de esta fuerza es el gluón. Existe una carga también en esta interacción(análoga en la síntesis con la eléctrica) que se denominan "cargas de color" (no tienen nada que ver con los colores comunes). Tiene de alcance 10^-15m)
• Interacción nuclear-débil: en este caso la carga es denominada "sabor", y dicha interacción es mediada en este caso por los bosones W y Z (de los que hablamos cuando relatabamos la historia del bosón de Higgs). Su alcance es menor que el de la interacción nuclear fuerte ( 10^-18m).

Hasta aquí el post de hoy, que espero que aunque sean muchos datos y letras en negrita, haya servido para aclarar ciertas cosas.
Aprovecho para felicitar desde aquí al lector y colaborador intangible de este blog, además de amigo, el (proyecto de) físico Juan Antonio Crespo (@juancrespofbi). ¡Felices 28 campeón!.
La información viene de la Wikipedia (ésta entrada y ésta otra, aunque ahora que lo pienso, ésta también ayudó); las fotos por contra, vienen de aquí y aquí.

¿Qué es y para que se emplea el ácido gálico?

Como de costumbre, antes de entrar en materia tendremos que ponernos en situación, y para poder hablar del ácido gálico hay que conocer que es un compuesto orgánico, no son nada más que sustancias químicas que contienen carbono, formando enlaces carbono-carbono y carbono-hidrógeno (eso no implica que no puedan unirse con otros elementos, que de hecho, lo hacen, como con O₂, N₂, S,..).

Sabiendo esto, ahora sí, dispongámonos a hablar del ácido gálico como tal, este es un compuesto orgánico que se denomina también ácido 3,4,5-trihidroxibezoico, de forma natural se encuentra en las hojas del té, la corteza del roble (Quercus) y otras plantas o en las agallas. Tiene 170.1 g/mol de peso molecular.

Su fórmula química vendría dada por C₆H₂(OH)₃COOH y es muy común confundirse (fijándose en el nombre) y pensar que viene del elemento galio, realmente el nombre viene de las agallas donde se lo encuentra (gall en inglés significa agalla).

Fue descubierto por el químico francés Herni Braconnot (1780–1855) y estudiado más a fondo por el químico también francés, Théophile-Jules Pelouze (1807–1867)

Tiene multitud de usos, los más característicos serían:

• Industria farmacéutica: sirve como patrón para determinar el contenido de fenoles de diferentes ensayos mediante el reactivo de Folin-Ciocalteu, es también utilizado para sintetizar un alcaloide alucinógeno, la mescalina (3,4,5-trimetoxifenetilamina).

• Palimpsestología: el ácido gálico se ha empleado por varios investigadores de palimpsestos para eliminar la capa superior del texto y revelar manuscritos ocultos.

El ácido gálico tiene propiedades antivíricas y antifúngicas, además actua como antioxidante y protector de las células contra los oxidantes.

Este ácido se ha encontrado que tiene propiedades citotóxicas (tóxico frente a otras células) contra las celulas cancerígenas.

Sus principales riesgos o peligros serían que es combustible, comercialmente viene en forma de sólido granular, y la prevención que hay que seguir en su empleo, es evitar las llamas, tener un buen sistema de extracción de aires, usar guantes y gafas, y por supuesto, no ingerir, evitar el contacto duradero, ni fumar en su cercanía.

La información reflejada en esta entrada tiene su base en la Wiki y en mi propia experiencia como téc. de laboratorio, y las fotos las he cogido de aquí y de aquí.

¿Qué es el Bosón de Higgs o la partícula de Dios?

Advierto que este post requiere de ciertos conocimientos físicos para su correcta comprensión.
Esta pregunta tiene mucha miga por detrás, hablar de esta partícula no es igual que hablar de un electrón, el bosón de Higgs es una partícula teórica es decir, aún no se ha demostrado su existencia (al igual que tampoco se ha demostrado que no existe) y antes de hablar de ella tendré que mencionar medianamente de cerca algunos conceptos como son:

• Partículas (propiamente) elementales:
  En lenguaje de andar por casa, son las partículas más pequeñas que existen (o se cree que existen). En lenguaje algo más físico sería decir que son los constituyentes fundamentales de la materia, es decir que no están constituidas por partículas más pequeñas y por ello no tienen estructura interna.
  Como se ve en la tabla siguiente, existen dos grandes tipos de partículas elementales:
  
  1. Fermiones: A su vez están divididos en:
     • Quarks: que abarca a up (u), charm (c), top (t), down(d), strange (s), bottom(b).
     • Leptones: que abarca a electrón neutrino (Ve), muon neutrino(Vµ), tau neutrino (Vτ), electron (e), muon (µ), tau (τ).
  2. Bosones: esta clasificación abarca: fotón (Y), gluon (g), fuerza debil (Z) y (W)
  3. Una clasificación aparte vendría dada por el boson de Higgs (H) que aún no se ha descubierto.

• Bosónes: se caracterizan por tener un número de spin (frecuencia angular) entero, por presentar el condensado de Bose-Einstein (una cantidad macroscópica de las partículas del material pasan al nivel de mínima energía) y  porque su función de onda cuántica es simétrica respecto a su intercambio de partículas. A grandes rasgos, si el número de spin es entero es bosón y si no lo es, es fermión. 

Sabiendo todo esto y mezclandolo en una turmix tendríamos la esencia del bosón de Higgs, que es al que va dedicado este artículo. Esta partícula es hipotética pues no ha podido demostrarse su existencia de forma experimental y se presupone su existencia siguiendo el modelo estandar (que describe las relaciones entre las interacciones fundamentales conocidas entre partículas elementales que componen toda la materia) de la física de partículas.

Esta partícula recibe su nombre de Peter Higgs (1929 - ...), físico inglés.

 La existencia demostrada de esta partícula causaria un gran impacto en la física actual y explicaría el origen de la masa de otras partículas elementales (como la carencia de masa de los Y o la elevada idem de W o Z). Se la denomina también, la partícula de Dios a raiz del título de un artículo del científico (y premio Nobel de Física '88) Leon Lederman.

Aún, ya digo, no se tienen los datos empíricos suficientes para decidir la existencia de esta partícula, pese a que se trate de la única partícula elemental no observada experimentalmente, aunque gracias al LHC (gran colisionador de hadrones) se ha logrado delimitar la región del espacio donde se hallaría y su masa hipotética, esto se consiguió gracias a través de varios meses experimentando en el CERN.

El LHC de Suiza es la herramienta empleada para intentar hallar el bosón de Higgs.

Estos experimentos consistian en que cuando dos protones, (acelerados a una velocidad 0,1 menor que la de  la luz) chocan frontalmente dentro del acelerador producen, al desintegrarse, una cascada de fenómenos (o eventos) durante los que se crean y se desintegran infinidad de partículas de vida muy corta. Se realizaron billones de colisiones en estos meses y solo en una ínfima cantidad (se pueden contar con los dedos de las manos) de estas colisiones se produjo un pico, es decir un superavit de estos fenómenos (o eventos) y además en un rango de energía bien diferenciado (alrededor de los 125 gigaelectronvoltios o GeV).
Todos estos excesos de eventos es lo que los físicos creen que es la huella del tan codiciado bosón de Higgs.

Simulación de las colisiones de partículas en el LHC.

La masa del bosón de Higgs se expresa en función de λ, y puesto que este dato es desconocido, esta fórmula unicamente tiene aplicaciones teóricas:

Si se descubre esta partícula, significará que la teoría actual que explica el Universo, aunque incompleta, es probablemente correcta.

La información de este post ha sido obtenida de varios sitios, que son éste, éste (muy interesante por cierto) y éste. Y las fotos vienen de aquí, aquí, aquí y aquí.