MIT - X (Diez) Curiosidades

Enfriador preserva drogas contra la tuberculosis, graba las dosis

Un simple enfriador podría ayudar a pacientes en la batalla contra la tuberculosis resistente a los antibióticos.

David L. Chandler, MIT News Office. Original (en inglés).

La tuberculosis, ahora controlada en el mundo industrializado, sigue siendo un asesino persistente en la mayoría de África, así como en partes de Asia y Sudamérica. La propagación de las cepas de tuberculosis resistentes a múltiples drogas ha alentado el progreso contra la devastadora enfermedad, que se estima que afecta a más de 10 millones de personas anualmente. Ahora un enfriador de bebidas modificado, desarrollado por investigadores en el D-Lab del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts), podrían hacer mella en el impacto de la enfermedad.

Estos son los dos principales problemas que los médicos confrontan tratando de hacer frente a las cepas de tuberculosis resistente a las drogas en países en desarrollo. Primero, las drogas usadas para tratar la enfermedad, que requieren varias dosis por día en el curso de 18 meses, deben mantenerse a una temperatura baja controlada – en lugares donde la disponibilidad de la electricidad es escasa y poco confiable. Y segundo, las drogas deben tomarse regularmente, requiriendo un monitoreo continuo por los trabajadores del cuidado de la salud.

Ambos problemas podrían ser abordados potencialmente por el enfriador desarrollado por investigadores en el Laboratorio Pequeños Dispositivos (Little Devices Lab), un equipo de investigadores dentro del D-Lab quienes trabajan para desarrollar soluciones de bajo costo a necesidades médicas urgentes.

D-Lab es un programa de clases, talleres y laboratorios en el MIT, lanzado hace una década por el profesor principal Amy Smith. El programa incluye ahora 13 clases sobre temas de salud, movilidad y energía, y está dedicado a desarrollar soluciones apropiadas a problemas que enfrenta la gente de bajos recursos y comunidades alrededor del mundo.

José Gómez-Márquez, el instructor de D-Lab que tiene a cargo el grupo Little Device (pequeño dispositivo), dice que el enfriador con el tamaño de una caja de pan del equipo fue adaptado a partir de uno diseñado para mantener bebidas frías. Llamado “CoolComply”, puede funcionar conectado a la red eléctrica o por medio de celdas solares, y contiene circuitos para mantener la temperatura dentro y transmitir una alarma si se eleva demasiado alto. (Las temperaturas más altas pueden provocar que el gas sea liberado dentro de los paquetes de medicina, lo que puede hacer que los pacientes se enfermen violentamente).

Adicionalmente, para rastrear el cumplimiento, cada enfriador graba la fecha exacta y el tiempo en el que la caja es abierta, lo que permite que un solo paquete de dosis sea dispensado. Un transmisor telefónico celular integrado envía información sobre la temperatura y la actividad del enfriador a un centro de salud donde los datos pueden ser almacenados y monitoreados.

El equipo de CoolComply ganó un premio de $100,000 dólares el otoño pasado como un Proyecto de Innovación Inalámbrica de la Fundación Vodafone America, así como una beca de $50,000 dólares de Harvard Catalyst. Los premios sustentarán este proyecto a través del desarrollo inicial y pruebas.

La idea se originó con Kristian Olson y Aya Caldwell, físico en el Hospital General de Massachusetts en Boston, quien le dijo a Gómez-Márquez sobre la urgente necesidad de mantener frías las medicinas contra la tuberculosis y verificar el cumplimiento de los pacientes con el régimen de dosis.

Por el momento, debido a que muchos de los pacientes entrando al tratamiento no tienen acceso a refrigeradores, en su lugar se les proveen enfriadores que requieren entregas diarias de hielo; su cumplimiento con el régimen de dosis es revisado regularmente por trabajadores de la salud que visitan. Esas restricciones limitan severamente el número de pacientes que pueden ser tratados, dice Gómez-Márquez. Las entregas diarias de hielo cuestan $600 dólares al año – alrededor del doble del costo del sistema CoolComply – y el “hielo no te envía un mensaje” para mostrar que la medicina ha sido tomada, dice.

A partir de septiembre pasado, tres dispositivos prototipo han entrado en pruebas de campo en Addis Ababa, Etiopía; este verano el equipo del D-Lab espera desplegar al menos 10 más ahí para más pruebas. Al final, el equipo espera que los dispositivos puedan ser producidos localmente y distribuidos por una pequeña compañía de bajo impacto preparada para este propósito, promoviendo una mejor salud y la creación de trabajos locales.

El sistema de reportes inalámbrico en el dispositivo CoolComply “resuelve el problema de tener que visitar al paciente cada día”, dice Gómez-Márquez. Pero llegar a ese punto no fue fácil: Los primeros prototipos construidos el verano pasado por el equipo – que también incluye a los instructores del D-Lab Anna Young y Amit Ghandi – trabajaron perfectamente en los Estados Unidos, pero tan pronto como llegaron a Addis Ababa para sus pruebas de campo, “ninguno funcionó”, dice Gómez-Márquez, debido a las señales no confiables del sistema de telefonía celular local. “Tuvimos que volver a la mesa de dibujo”, dice. “Estábamos desesperados”.

Un problema, dice Ghandi, fue el diseño de la antena del enfriador. “No podías decir que estaba mal al verla”, dice, “pero no trabajaría en ciertas partes de Etiopía”. Finalmente, después de cambiar a un tipo diferente de antena y desarrollar algunos trucos para lidiar con fallas inesperadas en el sistema (como la falta de un tiempo en los mensajes de texto de Etiopía), pudieron obtener un dispositivo confiable funcional.

Eso es parte del curso para dichos proyectos, dice Gómez-Márquez. “Quieres, durante el primer viaje, que muchas cosas salgan mal”, dice. “Eso es por lo que vas allá”. La clave para este proyecto fue incluir usuarios locales para tratar un nuevo sistema bajo condiciones en el mundo real. “Encontramos ingenieros increíbles” en el Instituto de Tecnología de Addis Ababa, dice, quienes “realizaron una enorme cantidad de trabajo” para ayudar a tener el sistema funcionando.

Estos ingenieros locales, de hecho, estuvieron complacidos de tener oportunidad de trabajar en dicho proyecto, el que pudieron ver que era algo que podría ser construido y mantenido dentro del país. Young dice que uno de ellos le dijo, observando una cara máquina de Resonancia Magnética (MRI) en el hospital local, “Nadie que conozco llegará alguna vez a usar esto”. En contraste, dijo del nuevo enfriador, “Esto es algo que puedo ver siendo usado por gente que conozco”.

Reimpreso con permiso de MIT News.

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http://web.mit.edu/ (en inglés)

Recubrimiento para botellas de condimentos termina con el desperdicio

El nuevo recubrimiento promete terminar con el desperdicio de condimentos debido a la adhesión a los contenedores. El finalista de la competencia por 100,000 dólares del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) fue desarrollado por parte del grupo Varanasi.

Alissa Mallinson, Ingeniería Mecánica. Original (en inglés).

El grupo de investigación Varanasi, liderado por el profesor asociado Kripa Varanasi, tomó un respiro de su investigación sobre recubrimientos super-resbalosos y super-hidrofóbicos para equipos como turbinas de vapor y aviones, para presentar su más nueva invención en la competencia por 100,000 dólares de este año: LiquiGlide, un recubrimiento no tóxico, no adhesivo y super-resbaloso para el interior de botellas de condimentos. Hecho de materiales alimenticios, LiquiGlide es fácil de aplicar al empacado de comida y previene condimentos necios de pegarse cuando van saliendo.

Para las compañías de salsas alimenticias – y sus clientes – la fácil extracción de condimentos es un desafío constante. La mayoría de la gente ha experimentado la frustración que viene al batallar para expulsar un condimento como la salsa cátsup (ketchup), la mostaza o mayonesa con agitaciones furiosas o pura fuerza bruta. Ahora, un simple movimiento de la mano envía los condimentos deslizándose hacia afuera.

“Nuestro grupo de investigación está enfocado principalmente en los grandes problemas de la energía, agua y transportación”, dice Varanasi, “pero encontramos que las botellas no son algo pequeño, con el mercado de condimentos mundial abarcando alrededor de 17 mil millones de botellas”.

Con un mercado tan grande, los pequeños costos adicionales como el cargo de 20 centavos que pagan los clientes por esa pequeña tapa en botellas que se almacenan boca abajo puede llegar a costar miles de millones de dólares. Igual de importante, eliminar esas tapas especiales puede reducir la necesidad de plásticos en alrededor de 25,000 toneladas. LiquiGlide puede ahorrar a la industria alimenticia al asegurar que nada sea desperdiciado e incrementar las tasas de reciclaje al remover todos los restos de comida.

El proyecto fue nombrado finalista en la competencia por 100,000 dólares del MIT, pero el equipo se llevó a casa el premio Audience Choice – y acompañado de un premio de $2,000 dólares – por la invención amigable al consumidor. En las semanas después, el producto ha ganado atención de los medios nacionales como the Wall Street Journal y CNN entre muchos otros.

Junto con Varanasi, el equipo de LiquiGlide son J. David Smith, Christopher J. Love, Adam Paxson, Brian Solomon y Raveev Dhiman.

Reimpreso con permiso de MIT News.

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Aglomeraciones causan que las células produzcan una matriz ordenada de moléculas

Proteínas en línea — Imagen: Zeiger et. al.

Hacer que las proteínas se formen en línea podría llevar a pruebas de laboratorio más similares a la vida.

David L. Chandler, MIT News Office. Original (en inglés).

Cuando los investigadores conducen experimentos sobre la manera en que las células crecen y responden a las señales externas, tienden a usar soluciones que son mucho más diluidas que los entornos aglomerados encontrados dentro de células vivientes. Ahora, una nueva investigación del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) muestra que los entornos diluidos podrían sesgar los resultados de dichos experimentos.

Usando una técnica que se asemeja más cercanamente al entorno aglomerado en células actuales, investigadores encontraron que ciertas moléculas “se organizan más que como esperaríamos que lo hicieran en el cuerpo”, dice Krystyn Van Vliet, Profesora de Desarrollo de Carreras de Ciencia e Ingeniería de Materiales en el MIT.

“La célula en el cuerpo vive en un entorno muy aglomerado”, dice Van Vliet. La mayoría de los investigadores han hecho su trabajo con soluciones diluidas, que son más fáciles de controlar y analizar, pero no han reconocido completamente como esto podría afectar los resultados. Resulta que producir un entorno más aglomerado “induce un alineamiento dramático de redes de proteínas fuera de la célula”, lo que a su vez causa que las células se alineen a su estructura interna, dice ella.

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Dispositivo podría inyectar una variedad de drogas sin usar agujas

Ser inyectado en la oficina del doctor podría volverse mucho menos doloroso en el futuro no tan distante. Drogas inyectadas a chorro podrían mejorar la aceptación de pacientes, y reducir los pinchazos de aguja accidentales.

Jennifer Chu, MIT News Office. Original (en inglés).

Investigadores del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) han desarrollado un dispositivo que entrega un pequeño chorro a alta presión de medicina a través de la piel sin el uso de agujas hipodérmicas. El dispositivo puede ser programado para entregar un rango de dosis a varias profundidades – una mejora sobre sistemas de inyección a chorro similares que ahora están disponibles comercialmente.

Los investigadores dicen que entre otros beneficios, la tecnología puede ayudar a reducir el potencial de lesiones causadas por pinchazos de agujas; el Centro para el Control y Prevención de Enfermedades estima que los trabajadores de la salud basados en hospitales se pinchan accidentalmente con agujas 385,000 veces cada año. Un dispositivo sin agujas también puede ayudar a mejorar la aceptación entre pacientes que podrían de otra manera evitar la incomodidad de inyectarse a sí mismos regularmente con drogas como la insulina.

“Si tienes miedo de las agujas y tienes que auto-inyectarte frecuentemente, la aceptación podría ser un problema”, dice Catherine Hogan, una científica investigadora en el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT y un miembro del equipo investigador. “Pensamos que este tipo de tecnología … evita algunas de las fobias que la gente puede tener sobre las agujas”.

El equipo reporta el desarrollo de esta tecnología en el diario Ingeniería y Física Médica.

Dejando la aguja detrás

En las recientes décadas pasadas, los científicos han desarrollado varias alternativas a las agujas hipodérmicas. Por ejemplo, los parches de nicotina liberan drogas lentamente a través de la piel. Pero estos parches solo pueden liberar moléculas de droga lo suficientemente pequeñas para pasar a través de los poros de la piel, limitando el tipo de medicina que puede ser entregada.

Con la entrega de drogas más grandes basadas en proteínas al alza, los investigadores han estado desarrollado nuevas tecnología capaces de entregarlas – incluyendo inyectores a chorro, que producen un chorro de drogas a alta velocidad que penetran la piel. Mientras que hay varios dispositivos basados en chorro en el mercado de hoy, Hogan nota que hay desventajas en estos dispositivos disponibles comercialmente. Los mecanismos que usan, particularmente en diseños con resortes, son esencialmente “dispara o nada”, liberando una bobina que expulsa la misma cantidad de droga a la misma profundidad cada vez.

Abriendo la piel

Ahora el equipo del MIT, liderado por Ian Hunter, el Profesor de Ingeniería Mecánica de George N. Hatsopoulos, ha creado un sistema de inyección de chorro que entrega un rango de dosis a profundidades variables en una manera altamente controlada. El diseño esta construido alrededor de un mecanismo llamado un actuador de fuerza Lorentz – un pequeño y poderoso imán rodeado por una bobina o cable que está fijado a un pistón dentro de una ampolleta de droga. Cuando la corriente es aplicada, interactúa con el campo magnético para producir una fuerza que empuja el pistón hacia adelante, expulsando la droga a una presión y velocidad muy alta (casi la velocidad del sonido en el aire) a través de la boquilla de la ampolleta – una abertura tan ancha como la probóscide de un mosquito (el apéndice alargado y tubular situado en la cabeza de un animal).

La velocidad de la bobina y la velocidad impartida a la droga puede ser controlada por la cantidad de corriente aplicada; el equipo del MIT generó perfiles de presión que modulan la corriente. La forma de las ondas resultantes generalmente consisten de dos fases distintas: una fase inicial de alta presión en la que el dispositivo expulsa la droga a una velocidad lo suficientemente alta para “abrir” la piel y alcanzar la profundidad deseada, seguida de una fase de baja presión donde la droga es entregada en un chorro más lento que puede ser fácilmente absorbido por el tejido circundante.

A través de pruebas, el grupo encontró que varios tipos de piel pueden requerir diversas formas de onda para entregar volúmenes adecuados de drogas a la profundidad deseada.

“Si estoy abriendo la piel de un bebé para entregar vacuna, no necesitaré tanta presión como la que necesito para abrir mi piel”, dice Hogan. “Podemos ajustar el perfil de presión para poder hacer eso, y es la belleza de este dispositivo”.

Samir Mitragotri, un profesor de ingeniería química en la Universidad de California en Santa Bárbara, está desarrollando nuevas maneras de entregar drogas, incluyendo vía inyección a chorro. Mitragotri, quien no estuvo involucrado con la investigación, ve la tecnología del grupo como un paso prometedor más allá de los diseños de inyección a chorro actualmente en el mercado.

“Los inyectores a chorro disponibles comercialmente … proveen un control limitado, que limita sus aplicaciones a ciertas drogas o poblaciones de pacientes”, dice Mitragotri.
“[Este] diseño provee un control excelente sobre los parámetros del chorro, incluyendo velocidad y dosis … esto mejorará la aplicabilidad de los dispositivos de droga sin agujas”.

El equipo también está desarrollando una versión del dispositivo para la entrega transdermal de drogas ordinariamente encontradas en forma de polvo al programar el dispositivo para vibrar, convirtiendo el polvo en una forma “fluidizada” que puede ser entregada a través de la piel similar a como se entrega un líquido. Hunter dice que dicho vehículo de entrega de polvo podría ayudar a resolver lo que es conocido como el problema de “cadena fria”: Vacunas entregadas a países desarrollados necesitan ser refrigeradas si están en forma líquida. Comúnmente, los enfriadores se rompen, echando a perder lotes enteros de vacunas. En su lugar, dice Hunter que una vacuna que pueda ser administrada en forma de polvo no requiere de enfriamiento, evitando los problemas de cadena fría.

Reimpreso con permiso de MIT News.

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http://web.mit.edu/ (en inglés)

Ingenieros civiles encuentran ahorros donde las llantas tocan el camino

Asfalto carreteras — Imagen: Mehdi Akbarian

Estudio muestra que la deformación del pavimento bajo las llantas del vehículo crea una conducción en subida que incrementa el consumo de combustible.

Denise Brehm, Ingeniería Civil y Ambiental. Original (en inglés).

Un nuevo estudio por ingenieros civiles en el MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) muestra que usar pavimentos más rígidos en los caminos de los Estados Unidos podría reducir el consumo de combustible de vehículos hasta en un tres por ciento – un ahorro que representaría 273 millones de barriles de petróleo crudo por año, o $15.6 miles de millones de dólares al precio del combustible de hoy en día. Esto sería acompañado por un decremento anual en emisiones de CO₂ de 46.5 millones de toneladas métricas.

El estudio, lanzado en un reporte reciente revisado por expertos, es el primero en usar modelado matemático en lugar de experimentos en el camino para ver el efecto del deformado del pavimento sobre el consumo de combustible del vehículo a través de la red de caminos entera de los Estados Unidos. Un artículo sobre este trabajo también ha sido aceptado para su publicación más tarde este año en el Registro de Investigación de la Transportación.

Al modelar las fuerzas físicas trabajando cuando una llanta de caucho rueda sobre el pavimento, los autores del estudio, el profesor Franz-Josef Ulm y el estudiante de doctorado Mehdi Akbarian, concluyen que debido a la manera en que la energía es disipada, el máximo desvío de la carga está detrás de la trayectoria del viaje. Esto tiene como efecto el hacer que las ruedas del vehículo manejen continuamente hacia arriba en una ligera cuesta, lo que incrementa el uso del combustible.

La deformación bajo las ruedas es similar a la de la arena en la playa bajo el pie: Con cada paso, el pie entra en la arena de talón a dedos, requiriendo que el peatón gaste más energía que cuando está caminando en una superficie dura. En los caminos, incluso con un incremento de uno por ciento en el consumo adicional de energía deja una huella ambiental substancial. Pavimentos más rígidos – que pueden ser alcanzados al mejorar las propiedades de los materiales o incrementando el grosor de las capas de asfalto, cambiando a una capa de concreto o estructuras compuestas de asfalto y concreto, o cambiando el espesor o composición de las sub-capas del camino – reduciría la deformación y reduciría la huella.

“Este trabajo es literalmente donde la llanta toca el camino”, dice Ulm, profesor en el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental. “Tenemos que encontrar maneras de mejorar la huella ambiental de nuestra infraestructura de caminos, pero todos los estudios empíricos previos para determinar los ahorros de combustible veían el impacto de la dureza y el tipo de pavimento para algunos pocos escenarios no concluyentes, y los hallazgos a veces diferían por una orden de magnitud. ¿En dónde encuentras caminos idénticos en los mismos suelos bajo las mismas condiciones?, no puedes. Tienes efectos secundarios. El acercamiento empírico no funciona. Así que usamos análisis estadístico para evitar esos efectos secundarios.

El nuevo estudio define los parámetros clave involucrados en analizar las propiedades estructurales (grosor) y materiales (rigidez y tipo de subrasante) de pavimentos. El modelo matemático está por lo tanto basado en el comportamiento mecánico real de los pavimentos bajo carga. Para obtener sus resultados, Ulm y Akbarian alimentaron su modelo de datos de 5,643 secciones representativas de los caminos de los Estados Unidos tomadas de los conjuntos de datos de la Administración Federal de Carreteras de los Estados Unidos. Estos datos incluyen información sobre los materiales de la superficie y subyacentes de pavimentos y los suelos debajo, así como el número, tipo y peso de los vehículos usando los caminos. Los investigadores también calcularon e incorporaron el área de contacto de las llantas del vehículo con el pavimento.

Ulm y Akbarian estiman que los efectos combinados de la dureza del camino y la deformación son responsables por un promedio anual de consumo de combustible extra de 7,000 a 9,000 galones (26,498 litros a 34,069 litros) por cada 1,609 metros de carretera en caminos de alto volumen (sin incluir los caminos más pesadamente transitados) en los 13.68 millones de kilómetros de carreteras que forman la red de caminos en los Estados Unidos. Dicen que hasta el 80 por ciento del consumo extra de combustible, en exceso al uso normal de combustible de los vehículos, podría ser reducido a través de mejoras en las propiedades básicas del asfalto, concreto y otros materiales utilizados para construir los caminos.

“Estamos desperdiciando combustible innecesariamente porque el diseño del pavimento ha estado basado solamente en minimizar el costo inicial más que el desempeño – qué tan bien se mantiene el pavimento – cuando también se deberían tomar en consideración la huella ambiental de los pavimentos basado en variaciones de condiciones externas”, dice Akbarian. “Ahora podemos incluir los impactos ambientales, el desempeño del pavimento y – eventualmente – un modelo de costo para optimizar el diseño del pavimento y obtener el costo más bajo y el impacto ambiental más bajo con el mejor desempeño estructural”.

Los investigadores dicen que el costo inicial extra por mejores pavimentos rápidamente se pagaría a sí mismo no solo en eficiencia del camino y en emisiones de CO₂ reducidas, sino también en costos de mantenimiento reducidos.

“Hay un concepto erróneo de que si quieres ser más amigable con el entorno tienes que gastar más dinero, pero eso no es necesariamente verdad”, dice Akbarian. “En mejor diseño del pavimento sobre el tiempo de vida ahorraría mucho más dinero en costos de combustibles que el costo inicial de las mejoras. Y los departamentos de transportación de los estados ahorrarían dinero mientras reducen su huella ambiental en el tiempo, porque los caminos no se deteriorarán tan rápido”.

Esta investigación fue conducida como parte del Centro de Sustentabilidad del Concreto (Concrete Sustainability Hub) en el MIT, que está patrocinado por la Asociación del Cemento de Portland y la Fundación de Investigación y Educación del Concreto Mezclado Listo, con la meta de mejorar la huella ambiental de esa industria.

“Este trabajo no es sobre el asfalto contra el concreto”, dice Ulm. “La meta final es hacer la infraestructura de nuestra nación más sustentable. Nuestro modelo ayudará a hacer esto posible al darle a los ingenieros del pavimento una herramienta para incluir sustentabilidad como un parámetro del diseño, al igual que la seguridad, el costo y la calidad del paseo”.

“Esta investigación del MIT es pionera de un rigoroso marco de trabajo matemático relacionando el consumo de combustible con la deformación del pavimento predicha matemáticamente. Este marco de trabajo deja un cimiento para el desarrollo continuo y la mejora futura de modelos avanzados de interacción pavimento-vehículo”, dice Lev Khazanovich, un profesor de ingeniería civil en la Universidad de Minnesota quien no estuvo involucrado en esta investigación. “La integración de los resultados de este estudio con la Guía de Diseño de Pavimento Mecanístico-Empírico recientemente adoptada por la Asociación Americana de Oficiales de Transportación de Carreteras Estatales permitirá a las agencias de transporte tomar en consideración el consumo de energía del tráfico en las decisiones de diseño del pavimento. Esto hace la investigación de Akbarian y Ulm especialmente importante el día de hoy a la luz de los esfuerzos de las agencias de transporte por reducir la huella ambiental del sistema de transportación”.

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La elusiva capacidad de las redes

Elusiva capacidad de networks — Imagen: Christine Daniloff

Calcular la capacidad total de una red de datos es un problema notoriamente difícil, pero los teóricos de la información están comenzando a hacer algo de progreso.

Larry Hardesty, MIT News Office. Original (en inglés).

En sus primeros años, la teoría de la información – que nació de un artículo histórico en 1948 por alumno del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) y futuro profesor Claude Shannon – estuvo dominado por investigación de códigos de corrección de errores: ¿Cómo codificas la información para garantizar su transmisión fiel, aún en presencia de influencias corruptoras que los ingenieros llaman “ruido”?

Recientemente, uno de los desarrollos más intrigantes en la teoría de la información ha sido una tipo diferente de codificación, llamado codificación de red, en el que la pregunta es cómo codificar información para maximizar la capacidad de una red como conjunto. Para los teóricos de la información, era natural preguntar cómo estos dos tipos de codificación podían ser combinados: Si quieres a la vez minimizar los errores y maximizar la capacidad, ¿Qué tipo de codificación aplicas dónde, y cuándo haces la decodificación?

Lo que hace la pregunta particularmente difícil de responder es que nadie sabe cómo calcular la capacidad de datos de una red como un todo – o incluso si puede ser calculada. No obstante, en la primera mitad de un artículo de dos partes, que fue publicado recientemente en Transacciones de Teoría de la Información del IEEE, Muriel Médard del MIT, Michelle Effros del Instituto de Tecnología de California y el fallecido Ralf Koetter de la Universidad de Tecnología en Munich muientras que en una red cableada, la codificación de red y la codificación de corrección de errores pueden ser manejadas separadamente, sin reducción en la capacidad de la red. En la próxima segunda mitad del artículo, los mismos investigadores demuestran algunos límites en las capacidades de las redes inalámbricas, que podría ayudar a guiar investigación futura tanto en la industria como en la academia.

Una red de datos típica consiste de un arreglo de nodos – que podrían ser ruteadores en el Internet, estaciones base inalámbricas e incluso unidades de procesamiento en un solo chip – cada uno de los cuales puede comunicarse directamente con un algunos de sus vecinos. Cuando un paquete de datos llega a un nodo, el nodo inspecciona su información de direccionamiento y decide por cual de los varios caminos enviarlo.

Confusión calculada

Con la codificación de redes, por otro lado, un nodo revuelve los paquetes que recibe y envía los paquetes híbridos por caminos múltiples; en cada nodo subsecuente ellos son revueltos de nuevo en diferentes formas. Contraintuitivamente, esto puede incrementar significativamente la capacidad de la red entera: Paquetes híbridos llegan a su destino por caminos múltiples. Si uno de estos caminos está congestionado, o si uno o más de sus vínculos falla completamente, los paquetes que llegan por los otros caminos probablemente contendrán suficiente información para que el recipiente pueda armar el mensaje original.

Pero cada vínculo entre los nodos podría ser ruidoso, así que la información en los paquetes también necesita ser codificada para corregir errores. “Supón que soy un nodo en una red, y veo una comunicación entrando, y está corrupta por ruido”, dice Médard, una profesora de ingeniería eléctrica y ciencia computacional”. Podría tratar de remover el ruido, pero al hacer eso, estoy en efecto tomando una decisión justo ahora que quizá habría sido mejor tomada por alguien que podría tener más observaciones de la misma fuente.

Por otro lado, dice Médard, si un nodo simplemente reenvia los datos que recibe sin realizar ninguna correción de errores, podría terminar despilfarrando ancho de banda. Si el nodo toma toda la señal y no reduce su representación, entonces podría estar usando mucha energía para transitar ruido”, dice ella. “La pregunta es, ¿cuánto del ruido remuevo, y cuánto dejo?”.

En su primer artículo, Médard y sus colegas analizan el caso en el que el ruido en un vínculo dado no está relacionado a las señales viajando sobre otros vínculos, como sucede con la mayoría de las redes cableadas. En ese caso, mostraron los investigadores, los problemas de corrección de error y la codificación de red pueden ser separados sin limitar la capacidad de la red entera.

Vecinos ruidosos

En el segundo artículo, los investigadores abordan un caso en el que el ruido en un vínculo dado está relacionado a las señales en los otros vínculos, como es el caso de la mayoría de las redes inalámbricas, ya que las transmisiones de estaciones base vecinas pueden interferir una con la otra. Esto complica las cosas enormemente: En efecto, Médard apunta, los teóricos de la información aún no saben como cuantificar la capacidad de una simple red inalámbrica de tres nodos, en la que dos nodos se envían mensajes uno al otro por medio de un tercer nodo.

No obstante, Médard y sus colegas muestran ahora cómo calcular los límites superior e inferior en la capacidad de una red inalámbrica dada. Mientras que la brecha entre los límites puede ser muy grande en la práctica, conocer los límites todavía podría ayudar a los operadores de redes a evaluar los beneficios de investigación futura sobre codificación de red. Si la tasa de transferencia observada en una red en el mundo real está por debajo del límite inferior, el operador conoce la mínima mejora que el código ideal proveería; si la tasa de transferencia observada está por encima del límite inferior y por debajo del límite superior, entonces el operador conoce la máxima mejora que el código ideal podría proveer. Incluso si la máxima mejora solo traería un pequeño ahorro en los gastos operacionales, el operador podría decidir que investigación adicional en codificación mejorada no vale el dinero.

“El teorema de separación que ellos probaron es de interés fundamental”, dice Raymond Yeung, un profesor de ingeniería de información y co-director del Instituto de Codificación de Red en la Universidad China de Hong Kong. “Mientras que el resultado en sí mismo no es sorprendente, es algo inesperado que pudieron probar el resultado en un ajuste tan general”.

Yeung advierte, sin embargo, que mientras que los investigadores han “descompuesto un problema muy difícil en dos”, uno de esos problemas “sigue siendo muy difícil. … El límite en términos de la solución a otro problema que es difícil de resolver”, dice. “No está claro que tan ajustado es este límite; eso necesita investigación adicional”.

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Membranas de separación de oxígeno podrían ayudar en la reducción de CO2

Oxígeno separación membranas — Imagen: Ghoneim lab

Membranas cerámicas podrían reducir las emisiones de dióxido de carbono de las plantas de energía basadas en gas y carbón.

Jennifer Chu, MIT News Office. Original (en inglés).

Podría parecer contradictorio, pero una forma de reducir las emisiones de dióxido de carbono en la atmósfera podría ser producir dióxido de carbono puro en las plantas de energía que queman combustibles fósiles. De esta manera, los gases de invernadero – una vez aislados dentro de una planta – podrían ser capturados y almacenados en reservas naturales, profundas en la corteza terrestre.

Dicha tecnología de “captura-de-carbono” podría reducir significativamente las emisiones de gas de efecto invernadero de fuentes de energía baratas y abundantes como el carbón y el gas natural, y ayudar a minimizar la contribución de los combustibles fósiles al cambio climático. Pero extraer dióxido de carbono del resto de los residuos de las plantas de energía es ahora un proceso caro que requiere de cantidades inmensas de energía, químicos especiales y equipo extra.

Ahora investigadores en el MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts), están evaluando un sistema que elimina eficientemente el nitrógeno del proceso de combustión, dejando fluir dióxido de carbono puro después de remover otros residuos de la combustión como agua y otros gases. La pieza central del sistema es una membrana cerámica usada para separar oxígeno del aire. Quemar combustibles fósiles en oxígeno puro, en oposición al aire – un proceso conocido como combustión oxicombustible (oxyfuel) – puede dejar un flujo puro de dióxido de carbono.

Los investigadores han construido un reactor a escala en su laboratorio para probar la tecnología de membrana y han comenzado estableciendo parámetros para operar las membranas bajo las condiciones extremas encontradas dentro de una planta de energía convencional. Los resultados del grupo aparecerán en el Journal of Membrane Sciences (Diario de Ciencias de Membranas), y serán presentados en el Simposio Internacional sobre Combustión en Agosto.

Ahmed Ghoniem, el profesor de ingeniería en el MIT, dice que la tecnología de membranas cerámicas podría ser una solución económica y ahorradora de energía para capturar dióxido de carbono.

“En lo que estamos trabajando es en hacer esta separación en una forma muy eficiente, y esperamos que por el menor costo”, dice Ghoniem. “El solo objetivo detrás de esta tecnología es continuar usando combustibles fósiles baratos y disponibles, producir electricidad a un bajo costo y de manera conveniente, pero sin emitir tanto CO₂ como lo hemos estado haciendo”.

El grupo de Ghoniem está trabajando con otros colegas en el MIT, junto con fabricantes de membranas, para desarrollar esta tecnología y establecer lineamientos para escalarla e implementar en plantas de energía futuras. La investigación está en línea con el trabajo previo del grupo, en el que demostraron una nueva tecnología llamada combustión de oxicombustible presurizado (pressurized oxyfuel combustion) que han mostrado que mejora la eficiencia de conversión y reduce el consumo de combustible.

Alimentando con oxígeno puro

El aire que respiramos está compuesto principalmente de nitrógeno (78 por ciento) y oxígeno (21 por ciento). El proceso típico para separar el oxígeno del nitrógeno involucra una unidad criogénica que enfría el aire entrante a una temperatura lo suficientemente baja para licuar el oxígeno. Mientras que la técnica de congelamiento produce un flujo puro de oxígeno, el proceso es caro y voluminoso, y consume energía considerable, que podría mermar la salida de una planta de energía.

Ghoniem dice que las membranas cerámicas que proveen el oxígeno necesario para el proceso de combustión podrían operar mucho más eficientemente, usando menos energía para producir oxígeno puro y finalmente capturar dióxido de carbono. Él vislumbra el uso de la tecnología tanto en nuevas plantas de energía como una mejora para las plantas existentes para reducir las emisiones de dióxido de carbono.

Las membranas cerámicas son materiales selectivamente permeables a través de los cuales solo el oxígeno puede fluir. Estas membranas, hechas de óxidos metálicos como aluminio y titanio, pueden resistir temperaturas extremadamente altas – una gran ventaja en lo que respecta a operarlas en los duros entornos de una planta de energía. Membranas cerámicas separan oxígeno a través de un mecanismo llamado transporte de iones, donde los iones de oxígeno fluyen a través de una membrana, atraídas al lado de la membrana con menos oxígeno.

Una solución dos-en-uno

Ghoniem y sus colegas construyeron un reactor a escala con membranas cerámicas y estudiaron el flujo resultante de oxígeno. Observaron que conforme el aire pasa a través de una membrana, el oxígeno se acumula en el lado opuesto, finalmente alentando el proceso de separación de aire. Para evitar esta acumulación de oxígeno, el grupo construyó un sistema de combustión en su reactor modelo. Encontraron que con este sistema dos en uno, el oxígeno pasa a través de la membrana y se mezcla con el flujo de combustible en el otro lado, quemándolo y generando calor. El combustible quema el oxígeno, haciendo espacio para que fluya más oxígeno a través. Ghoniem dice que el sistema es una situación “ganancia-ganancia,” permitiendo la separación de oxígeno del aire mientras la combustión toma lugar en el mismo espacio.

“Resultó ser una manera inteligente de hacer las cosas”, dice Ghoniem. “El sistema es más compacto, porque en el mismo lugar donde hacemos la separación, también quemamos. Así que estamos integrando todo, y estamos reduciendo la complejidad, la penalidad energética, y la penalidad económica de quemar oxígeno puro y producir un flujo de dióxido de carbono”.

El grupo está ahora probando el rendimiento del sistema a diversas temperaturas, presiones y condiciones de combustible usando su arreglo de laboratorio. También han diseñado un modelo cumputacional complejo para simular cómo el sistema funcionaría a mayor escala, en una planta de energía. Encontraron que el flujo de oxígeno a través de la membrana depende de la temperatura de la membrana: Mientras más alta es la temperatura en el lado de la combustión del sistema, más rápido el oxígeno fluye a través de la membrana, y más rápido se quema el combustible. También encontraron que aunque la temperatura del gas podría exceder lo que el material puede tolerar, el flujo de gas actúa para proteger la membrana.

“Estamos aprendiendo lo suficiente sobre el sistema que si deseamos escalarlo e implementarlo en una planta de energía, entonces es posible”, dice Ghoniem. “Estas son obviamente plantas de energía complicadas, que requieren componentes de mucha más alta tecnología, porque pueden hacer mucho más de lo que las plantas hacen ahora. Tenemos que mostrar que los [nuevos] diseños son duraderos, y entonces convencer a la industria a tomar estas ideas y usarlas”.

El trabajo de laboratorio y los modelos desarrollados en el grupo de Ghoniem harán posible el diseño de sistemas de combustión más grandes para plantas de megawatts.

Madhaba Syamlal, líder del area de ciencias computacionales y básicas en el Laboratorio Nacional de Tecnología Energética (National Energy Technology Laboratory), dice que las simulaciones como las de Ghoniem ayudarán a impulsar la próxima generación de tecnología como las membranas de separación de oxígeno en las plantas de energía. “Hemos visto que en otras áreas, como la aviación, simulaciones pueden realmente mejorar cómo el producto es desarrollado”, dice Syamlal. “Puedes usar simulaciones e incluso saltar algunos de las pruebas intermedias e ir directamente a diseñar y construir una máquina. En la industria energética, estas son las piezas que necesitamos para incrementar la escala muy rápidamente”.

El grupo de Ghoniem incluye al científico investigador Patrick Kirchen y a los estudiantes graduados James Hong y Anton Hunt, en colaboración con el maestro en la Universidad King Fahed del Petróleo y Minerales (KFUPM – King Fahed University of Petroleum and Minerals) en Arabia Saudita. La investigación fue patrocinada por KFUPM y la Universidad King Abdullah de Ciencia y Tecnología.

Reimpreso con permiso de MIT News.

Fuente
http://web.mit.edu/ (en inglés)

Una nueva mirada a la exposición prolongada a la radiación

Un estudio del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) sugiere que a una dosis baja, la radiación posee un bajo riesgo al ADN.

Anne Trafton, MIT News Office. Original (en inglés).

Un nuevo estudio de científicos del MIT sugiere que los lineamientos que usan los gobiernos para determinar cuando evacuar a la gente después de un accidente nuclear podrían ser muy conservadores.

El estudio, liderado por Bevin Engelward y Jacquelyn Yanch y publicado en el diario Environmental Health Perspectives (Perspectivas de Salud Ambiental), encontró que cuando los ratones eran expuestos a dosis de radiación a alrededor de 400 veces mayores a los niveles normales por cinco semanas, ningún daño al ADN pudo ser detectado.

Regulaciones actuales de los Estados Unidos requieren que los residentes de cualquier área que alcance niveles de radiación ocho veces más altos que lo normal deben ser evacuados. Sin embargo, el costo financiero y emocional de dicha reubicación podría no valer la pena, dicen los investigadores.

“No hay datos que digan que eso es un nivel peligroso,” dice Yanch, del Departamento de Ciencia e Ingeniería Nuclear. “Este artículo muestra que puedes llegar hasta 400 veces más alto que los niveles normales promedio y aún no se detecta daño genético. Potencialmente podría tener un gran impacto en decenas si no es que cientos de miles de personas en la vecindad de un accidente en una planta de energía nuclear o en la detonación de una bomba nuclear, si encontramos como debemos evacuar y cuando está bien quedarnos donde estamos”.

Hasta ahora, muy pocos estudios han medido los efectos de las dosis bajas de radiación recibidas durante un largo período de tiempo. Este estudio es el primero en medir el daño genético visto a un nivel tan bajo como 400 veces lo normal (0.0002 centigrays, o 105cGy en un año).

“Casi todos los estudios de radiación son hechos con un rápido golpe de radiación. Eso causa un efecto biológico completamente diferente comparado a las condiciones a largo plazo”, dice Engelward, un profesor asociado de ingeniería biológica en el MIT.

¿Qué tanto es demasiado?

La radiación de fondo viene de la radiación cósmica y de isótopos radioactivos naturales en el entorno. Estas fuentes añaden alrededor de 0.3 cGy al año por persona, en promedio.

“La exposición a una tasa baja de radiación es natural, y algunas personas incluso dicen que esencial para la vida. La pregunta es, ¿qué tan altas necesitan volverse las dosis antes de que necesitemos preocuparnos sobre efectos adversos en nuestra salud?” dice Yanch.

Estudios previos han mostrado que un nivel de radiación de 10.5 cGy, el total de la dosis usada en este estudio, produce daño al ADN si se da todo a la vez. Sin embargo, para este estudio, los investigadores esparcieron la dosis durante cinco semanas, usando Yodo radioactivo como fuente. La radiación emitida por el Yodo radioactivo es similar a la emitida por el reactor dañado de Fukushima en Japón.

Al final de cinco semanas, los investigadores probaron varios tipos de daño de ADN, usando las técnicas más sensibles disponibles, Esos tipos de daño caen dentro de las dos clases principales: lesiones base, en las que la estructura de la base de ADN (nucleótidos) es alterado, y rompeduras en la cepa de ADN. No encontraron incrementos significativos en ningún tipo.

El daño al ADN ocurre espontáneamente incluso a niveles de radiación normal, conservativamente a una tasa de alrededor de 10,000 cambios por célula por día. La mayoría del daño es arreglado por los sistemas de reparación de ADN dentro de cada célula. Los investigadores estiman que la cantidad de radiación usada en este estudio produce una docena de lesiones adicionales por célula por día, las cuales parecen haber sido reparadas.

Aunque el estudio terminó después de cinco semanas, Engelward cree que los resultados habrían sido los mismos para exposiciones más largas. “Mi opinión de esto es que esta cantidad de radiación no está creando muchas lesiones para empezar, y ya tienes buenos sistemas de reparación de ADN. Mi opinión es que probablemente podrías dejar a los ratones ahí indefinidamente y el daño no sería significativo”, dijo ella.

Doug Boreham, un profesor de física médica y ciencias de radiación aplicada en la Universidad McMaster, dice que el estudio añade evidencia creciente de que dosis bajas de radiación no son tan peligrosas como usualmente la gente teme.

“Ahora, se cree que toda la radiación es mala para ti, y que en cualquier momento que recibas un poco de radiación, se agrega y tu riesgo de cáncer sube”, dice Boreham, quien no estuvo involucrado en este estudio. “Ahora se está juntando evidencia de que ese no es el caso”.

Estimados conservadores

La mayoría de los estudios de la radiación sobre los que los lineamientos de evacuación están basados fueron originalmente hechos para establecer niveles seguros de radiación en los lugares de trabajo, dice Yanch – lo que significa que son muy conservadores. En los espacios de trabajo, esto tiene sentido por que el empleador puede pagar por la seguridad de todos sus empleados a la vez, lo que reduce el costo, dice ella.

Sin embargo, “cuando tienes un entorno contaminado, entonces la fuente ya no está controlada, y cada ciudadano tiene que pagar por sus propias medidas de evasión de radiación”, dice Yanch. “Tienen que dejar su casa o su comunidad, quizá incluso por siempre. Usualmente pierden sus trabajos, como viste en Fukushima. Y ahí realmente quieres cuestionar que tan conservador quieres ser en tu análisis de los efectos de la radiación. En lugar de ser conservador, tiene más sentido mirar un mejor estimado de qué tan peligrosa la radiación realmente es”.

Esos estimados conservadores están basados en exposiciones agudas a la radiación, y entonces extrapolando lo que podría suceder en dosis más y más bajas, dice Engelward. “Básicamente estás usando un conjunto de datos recolectados basados en exposición a dosis altas agudas para hacer predicciones sobre lo que está sucediendo a dosis muy bajas durante un largo período de tiempo, y no tienes realmente ningún dato directo. Es estar adivinando”, dice ella. “La gente argumenta constantemente sobre como predecir lo que está sucediendo a dosis más y más bajas”.

Sin embargo, los investigadores dicen que más estudios son necesarios antes de que los lineamientos de evacuación puedan ser revisados.

Claramente estos estudios tuvieron que ser realizados en animales en lugar de gente, pero muchos estudios muestran que los ratones y los humanos comparten respuestas similares a la radiación. Por lo tanto este trabajo provee un marco de trabajo para investigación adicional y la cuidadosa evaluación de nuestros lineamientos actuales”, dice Engelward.

“Es interesante que, a pesar de la evacuación de cerca de 100,000 residentes, el gobierno japonés fue criticado por no imponer evacuaciones para aún más gente. A partir de nuestros estudios, predeciríamos que la población que se quedó detrás no mostraría daño excesivo al ADN – esto es algo que podemos probar usando tecnologías desarrolladas recientemente en nuestro laboratorio”, añade ella.

El primer autor de estos estudios es el antiguo posdoctorado del MIT Werner Olipitz, y el trabajo que ha hecho en colaboración con la profesora del Departamento de Ingeniería Biológica Leona Samson y Peter Dedon. Estos estudios fueron patrocinados por el Departamento de Educación y por el Centro para las Ciencias de Salud Ambiental.

Reimpreso con permiso de MIT News.

Fuente
http://web.mit.edu/ (en inglés)

Una interfaz de usuario anti-gravedad (video)

Usando imanes y motores controlados por computadora, el investigador Jinha Lee en el MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) desarrolló una nueva manera de interactuar con las computadoras.

La interfaz, llamada ZeronN, es una bola de metal inteligente y programable que desafía la gravedad. ZeronN levita entre dos unidades de control. Sus movimientos pueden ser pre-programados o puede reaccionar a objetos en su entorno, y puede aprender nuevos movimientos.

El en siguiente video Lee demuestra como puede usarlo para controlar posiciones de una cámara en un entorno tridimensional y el movimiento de los planetas y estrellas.

Más información
Blog de Jinha Lee (en inglés)
http://www.fastcodesign.com/ (en inglés)
http://www.universetoday.com/ (en inglés)

Primera luz de una super-Tierra encontrada

Científicos en una misión que busca calor planetario han detectado la primera luz infrarroja de una super-Tierra – en este caso, un planeta a unos 40 años luz de distancia. Y de acuerdo a sus cálculos, 55 Cancri e, un planeta de apenas el doble de tamaño de la Tierra, está arrojando mucho calor.

Jennifer Chu, MIT News Office. Original (en inglés).

A un tostado de 2038 grados Celcius, el planeta es lo suficiente caliente para licuar acero. Y no hay mucho alivio del calor abrazador: Investigadores del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) y otras instituciones dicen que al planeta le faltan las superficies reflectoras como capas de hielo, en su lugar absorbiendo la mayoría del calor de su estrella – así como los océanos oscuros de la Tierra atrapan calor del sol.

Desde el descubrimiento del planeta en el 2004, científicos han desenterrado varias de sus propiedades; los nuevos hallazgos, publicados en la edición actual de Astrophysical Journal Letters, expanden el perfil físico de 55 Cancri e. El planeta orbita la estrella 55 Cancri, parte de la constelación de Cáncer con forma de cangrejo, que es lo suficientemente brillante para ser visto con el ojo desnudo.

Usando telescopios en el suelo y en el espacio, científicos examinan patrones de luz de una estrella para determinar los rastros de planetas alrededor de él. Reducciones periódicas en la luz estelar indican que un planeta ha transitado, o pasado en frente de, su estrella. De estos datos, los científicos ahora han calculado el radio de 55 Cancri e (el doble del de la Tierra) y la duración de su órbita (18 horas, contra la nuestra de 365 días).

Mientras que el brillo estelar le permite a los investigadores detectar cambios en la luz estelar, es mucho más difícil detectar la luz en cualquier longitud de onda – visible o infrarroja – del planeta mismo.

“Este planeta está tan cercano a la estrella que es irradiado fuertemente”, dice el coautor Brice_olivier Demory, un posdoctorado en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias. “Es como en la película ‘Avatar’, donde Pandora orbita el gigante gaseoso Polifemo. Viendo Polifemo desde Pandora da la idea de qué tan grande debería de verse la estrella desde 55 Cancri e”.

Demory dice que aislando el calor del planeta del calor masivo emitido de su estrella sería como detectar el calor de una vela entre un arreglo de 10,000.

Super-Tierra super-caliente

Impávido por dicha tarea, Demory trabajó con Sara Seager, la profesora de Ciencia Física y Planetaria de la clase de 1941 en el MIT, e investigadores del Instituto Kavli para Investigación Astrofísica y Espacial del MIT, la Universidad de Maryland, la Institución Carnegie de Washington y la Universidad de Liege en Bélgica para detectar las emisiones termales del planeta.

El grupo obtuvo observaciones del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, que monitorea radiación infrarroja emitida por objetos en el sistema solar y más allá. Demory y sus colegas fijaron el telescopio en 55 Cancri e, observando la estrella durante una ventana de seis horas durante la que el pequeño exoplaneta pasó dentás de ella – un fenómeno conocido como ocultación.

Demory midió la luz de la estrella antes y después de la ocultación del planeta, descubriendo una reducción de un minuto cuando la estrella eclipsó completamente el planeta. Para asegurarse de que la reducción no era solamente una variación, el equipo obtuvo tres grupos de datos más para la misma ventana orbital, y analizaron todos los cuatro grupos de datos juntos.

“Cuando juntas todos los datos, ves una bella disminución de luz que claramente muestra la luz del planeta que desaparece”, dice el coautor Michael Gillion, investigador principal del programa del telescopio Spitzer. “Esta es la primera vez que vemos la luz de un planeta tan pequeño”.

De la luz infrarroja del planeta, los investigadores calcularon precisamente su temperatura – unos abrazadores 2,038° C. Con tan altas temperaturas, Demory postuló que el planeta es probablemente algo oscuro, no contiene superficies reflectoras como capas de hielo, y probablemente absorbe la mayoría del calor dado por su estrella.

La temperatura del planeta también podría darle a los investigadores una pista sobre su atmósfera. 55 Cancri e orbita su estrella muy similar a como la luna circula la Tierra, siempre presentándole la misma cara. Demory sospecha que mucho del calor de Cancri e se queda en el “lado de día” del planeta, y que sería difícil que circulara tan altas temperaturas al lado oscuro del planeta: En otras palabras, es improbable que el planeta super-caliente tenga vientos fuertes.

Phil Armitage, un profesor asociado de astrofísica en la Universidad de Colorado, dice que es extremadamente difícil para cualquier instrumento – incluyendo el telescopio Spitzer – hacer la detección directa de un exoplaneta. El ve la detección del grupo como “un gran ejemplo de realmente llevar un instrumento a sus límites”.

El añade que la luz infrarroja del planeta ayudará a identificar más características de esta super-Tierra en particular.

“Las super-Tierras son fascinantes objetos por que no tienen ningún análogo en el sistema solar”, dice Armitage. “No tenemos una idea clara de como se formaron o incluso de lo que están hechas. Es un misterio que requiere datos más allá de la masa del planeta y el radio para resolverlo”.

Siguiendo adelante, Demory espera obtener más datos para mapear la luz infrarroja del planeta conforme completa una órbita alrededor de su estrella. Los resultados podrían iluminar las diferentes fases del planeta conforme circula la estrella, similar al creciente y menguante de la luna de la Tierra.

Seager dice que adicionalmente a estudiar el perfil físico de 55 Cancri e, las técnicas del grupo podrían ser adoptadas para encontrar otros exoplanetas en el universo – incluso, quizá, aquellos tan pequeños como la Tierra.

“Estamos yendo hacia planetas más y más pequeños con técnicas que ya están establecidas”, dice Seager. “Una vez que descubres uno, quieres encontrar más. Y hay mucho exoplanetas”.

La investigación está basada en observaciones hechas con el Telescopio Espacial Spitzer, que es operado por el Jet Propulsion Laboratory (JPL – Laboratorio de Propulsión de Jets) y el Instituto de Tecnología de California bajo un contrato con la NASA. Patrocinio para este trabajo fue proporcionado por la NASA a través de una beca dada por JPL/Caltech.

Reimpreso con permiso de MIT News.

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http://web.mit.edu/ (en inglés)