Ahuramazdah

El Weblog sin dogmas

Archive for 8/05/08

Vórtices hexagonales replicados en una cubeta

Posted by keithcoors_00 en 8 mayo, 2008

Desde Physicsword.com

Autor: Hamish Johnston, editor de physicsworld.com
Traducción de KC.


Si te encuentras en un vehículo espacial, pasando por la Tierra encima del Polo Sur, es probable que veas un “vórtice polar”, una gran agitación de masas de nubes y vientos en la atmósfera superior justo por encima del polo, impulsada por la rotación de la Tierra.

El centro del vórtice sería generalmente circular, pero de vez en cuando se asume un triangular, o incluso una forma cuadrada. Ahora los investigadores en Canadá afirman haber replicado este comportamiento por primera vez en el laboratorio – con ayuda de nada más que agua en un cubo cilíndrico con una base rotativa.


Aunque pueda parecer extraño que un vórtice
circular de repente desarrolle esquinas, este curioso comportamiento fue anotado por primera vez en más hace un siglo por el físico británico JJ Thomson W Thomson (Lord Kelvin). Trabajando en el ahora abandonado campo de la teoría de “átomos de vórtice“, que suponía que cada átomo es un vórtice en el éter, Thomson Kelvin calculó que cuando un solo vórtice alcanza una velocidad angular crítica, se divide en dos vórtices que orbitan unos alrededor del otro, haciendo una molécula diatómica.

A medida que la velocidad angular aumentaba aún más, Thomson Lord Kelvin predijo que el sistema se separaría en tres, cuatro, cinco y seis vórtices, creando moléculas más grandes. Esta idea de múltiples vórtices fue en gran parte olvidada hasta 1979, cuando Richard Packard y sus colegas en la Universidad de California, en Berkeley, observó hasta 11 vórtices en un cilindro rotativo de helio superfluido (Phys Rev Lett 43 214).

Algunos físicos creen que la curiosa forma poligonal del vórtice polar podría formarse cuando múltiples “vórtices satélite” coexisten con un vórtice central. Por ejemplo, tres vórtices satélite y un vórtice central se combinan para formar una forma triangular. Ahora, Georgios Vatistas y sus colegas en la Universidad de Concordia pueden haber observado este efecto por primera vez en el laboratorio (Phys Rev Lett 100 174503).

Dale un giro.

El equipo de Vatistas estudió vórtices de agua en una cubeta cilíndrica estacionaria, con un disco giratorio en su parte inferior. Mientras el disco gira, provoca la formación de un remolino en la cubeta. El efecto centrífugo causa que el agua suba por la pared de la cubeta, dejando una depresión en el centro. Si el disco se hace girar con la suficiente rapidez, la depresión alcanza justo la parte inferior del cubo y el centro del disco se queda sin agua.

Los investigadores usaron una cámara digital para tomar una foto de la región seca por cada revolución, utilizando un estroboscopio sincronizado. Inicialmente, la región seca del disco es circular, pero mientras la velocidad angular del disco aumenta, la seca región se divide en dos lóbulos, seguido de un triángulo, cuadrado, pentágono y hexágono. A pesar de nuevos incrementos de velocidad angular, el equipo no observó evidencias de polígonos con siete o más lados.

Vatistas dijo a physicsworld.com que, aunque se requiere más trabajo experimental y teórico para entender por qué los polígonos se están formando, él piensa que los vórtices son probablemente formados por la coexistencia de un vórtice central con configuraciones específicas de vórtices satélite.

“Todavía estamos observando y cartografiando el fenómeno en detalle”, dijo Vatistas. Luego, armados con más datos experimentales detallados, el equipo planea utilizar la teoría matemática de formación de vórtices, así como simulaciones numéricas para obtener una comprensión más profunda de por qué se forman los polígonos.

Saturno y más allá

Vatistas considera que el trabajo podría conducir a una mejor comprensión de la dinámica de la atmósfera de la Tierra. Estructuras poligonales también se han visto en los “ojos” en el centro de algunos huracanes, por ejemplo.

Más allá de la Tierra, una estructura hexagonal se ha localizado en el polo norte de Saturno y formas triangulares han sido avistados en el centro de la galaxia espiral NGC 598 – que lleva a algunos astrofísicos sugerir que su núcleo contiene tres vórtices satélite.

Reflexionando sobre esta última contribución al estudio de vórtices, el Dr. Packard dijo a physicsworld.com en Berkeley: “Encuentro fascinante que los vórtices, que se producen en tantos lugares en la naturaleza, son aún objeto de investigación después de más de doscientos años de escrutinio de algunos de los mejores cerebros en la ciencia “.

Característica nube hexagonal en el polo norte de Saturno, descubierta por Voyager 1 y confirmada en 2006 por Cassini. [1] [2]

Anuncios

Posted in Ciencia | Etiquetado: , | Comentarios desactivados en Vórtices hexagonales replicados en una cubeta

El Ornitorrinco, raro por fuera, raro por dentro

Posted by keithcoors_00 en 8 mayo, 2008

Cuando era apenas un crío de unos 7 u 8 años, me enteré que existía un animal que tenía pico de pato, cola de castor y garras ponzoñosas, que además ponía huevos y amamantaba (bueno, alimentaba con leche, más propiamente) a sus crías. Parecía hecho de pedazos de varios animales, ave, mamífero y reptil en uno sólo. Su nombre era extraño también: Ornitorrinco.

Bueno, muchos años después, un grupo de científicos por fin resuelve el misterio, mirando al más profundo interior genético del Ornitorrinco: Tiene genes de ave, mamífero y reptil, una amalgama que refleja importantes ramificaciones y transiciones en la evolución.

La investigación se describe en la edición del jueves de la revista Nature por un grupo de casi 100 científicos liderado por Wesley C. Warren, un genetista en la Universidad de la Escuela Universitaria de Medicina de Washington en San Luis. El único objeto del estudio fue una ornitorrinco hembra llamada Glennie, residente de la estación Glenrock en Nueva Gales del Sur, Australia, cuyo ADN fue recopilado y analizado.

En el mapa genético del ornitorrinco, los científicos encontraron que su genoma contiene aproximadamente 18,500 genes, similar a otros vertebrados y cerca de dos tercios del tamaño del genoma humano. El Ornitorrinco comparte el 82 por ciento de sus genes con el humano, el ratón, el perro, la zarigüeya y el pollo.

Otra parte importante de la genética de este monotrema está en la familia de genes que lo ligan a los reptiles (como poner huevos, vista y generación de ponzoña). La parte memífera de su genética le hace producir leche, aunque no a través de pezones o mamas sino como una especie de sudoración nutritiva desde la piel de su abdomen.

El análisis muestra que el ornitorrinco tiene genes de la familia de proteínas de la leche llamada caseína, que están mapeados junto a un grupo que coincide con la de los seres humanos. Esta es una señal de que una de las innovaciones genéticas que condujo a la elaboración de leche ocurrió hace más de 166 millones de años.

La investigación en genética no sólo ha comprobado lo que los naturalistas habían identificado,
a simple vista, hace más de un siglo, sino que también ha dado pistas para rastrear algunos desarrollos evolutivos en la historia de animales que comparten la genética con este extraordinario animal.

La noticia original en Nature puede verse aquí. La nota base del NY Times puede verse acá. Si estás suscrito a Nature, puedes ver el trabajo completo acá.

Posted in Ciencia | Etiquetado: , , | Comentarios desactivados en El Ornitorrinco, raro por fuera, raro por dentro