Reacción fotoquímica en cadena a partir de un sólo fotón

La fotoisomerización es un proceso químico en el cual la estructura nuclear de una molécula orgánica es alterada como consecuencia de la absorción de un fotón. Este proceso no sólo tiene una gran relevancia en procesos fundamentales de la naturaleza, como la fotosíntesis o la visión humana, también es una herramienta de extrema utilidad en aplicaciones tecnológicas. Por ejemplo, en el diseño de interruptores moleculares o en el almacenamiento de energía solar.

En condiciones normales, estas reacciones fotoquímicas son gobernadas por la Ley de Stark-Einstein, que establece que para cada fotón de luz absorbido por un sistema químico, solamente una molécula es activada para una reacción fotoquímica. Esto es también conocido como la ley de la fotoequivalencia y fue derivada por Albert Einstein en el momento en que la teoría cuántica de la luz estaba siendo desarrollada.

 

 

Ahora, los investigadores Javier Galego, Francisco José García Vidal y Johannes Feist del departamento de Física Teórica de la Materia Condensada y el Centro de Investigación en Física de la Materia Condensada (IFIMAC) de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) han demostrado teóricamente la posibilidad de ir más allá de la ley de Stark-Einstein gracias a un fenómeno propio de la electrodinámica cuántica conocido como ‘acoplo fuerte’.

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En su trabajo, publicado en Physical Review Letterslos autores consideran unas moléculas orgánicas que permiten almacenar energía solar y demuestran cómo la química polaritonica ofrece una herramienta para manipular la estructura energética que determina las reacciones químicas en esas moléculas. En particular, muestran la posibilidad de generar una reacción en cadena en un conjunto de moléculas, donde una molécula reacciona después de otra como consecuencia de la absorción de un solo fotón al principio de la reacción.

Referencia bibliográfica:

Javier Galego, Francisco J. Garcia-Vidal, and Johannes Feist. “Many-Molecule Reaction Triggered by a Single Photon in Polaritonic Chemistry”. Phys. Rev. Lett. DOI: 10.1103/PhysRevLett.119.136001

Biocomputing 2018.

Pacific Symposium on Biocomputing (PSB) 2018 es una conferencia internacional multidisciplinar para la presentación y discusión de investigaciones actuales en la teoría y aplicación de métodos computacionales en problemas de importancia biológica. Las presentaciones son rigurosamente revisadas por pares y se publican en un volumen de archivo.

Biocomputing 2018 : Proceedings of the Pacific Symposium (Hawaii,USA. 3–7 January 2018). Edited by: Russ B Altman (Stanford), A Keith Dunker (Indiana University, USA), Lawrence Hunter (University of Colorado Health Sciences Center, USA), Marylyn D Ritchie (Geisinger Health System, USA), Tiffany A Murray (Stanford), Teri E Klein (Stanford)

Contenido:

  • Applications of Genetics, Genomics and Bioinformatics in Drug Discovery
  • Challenges of Pattern Recognition in Biomedical Data
  • Democratizing Health Data for Translational Research
  • Imaging Genomics
  • Precision Medicine: From Diplotypes to Disparities Towards Improved Health and Therapies
  • Reading Between the Genes: Computational Models to Discover Function from Noncoding DNA
  • Advances in Text Mining and Visualization for Precision Medicine
  • Workshops
  • Erratum

La conexión del río Colorado con el océano: influencias tectónicas

El viaje inicial del río Colorado (uno de los grandes ríos de América) al océano no fue fácil, pero su historia ha surgido de capas de sedimentos preservados dentro de tramos tectónicamente activos de las partes bajas de la vía navegable.

Un equipo científico, liderado por la geóloga Rebecca Dorsey de la Universidad de Oregon, teoriza que la ruta del río fuera de la meseta de Colorado fue influenciada por una combinación de deformación tectónica y cambios en el nivel del mar que produjo una serie de paradas y comienza entre, aproximadamente, 6.3 y 4.8 millones de años atrás.

Fig. 12.

Rebecca J. Dorsey, Brennan O’Connell, Kristin McDougall, Mindy B. Homan. Punctuated Sediment Discharge during Early Pliocene Birth of the Colorado River: Evidence from Regional Stratigraphy, Sedimentology, and Paleontology . Sedimentary Geology, 2018; 363: 1 DOI: 10.1016/j.sedgeo.2017.09.018

El equipo de Dorsey presenta su caso en un trabajo de investigación en la revista Sedimentary Geology. La interpretación del equipo desafía el pensamiento convencional.

“The birth of the Colorado River was more punctuated and filled with more uneven behavior than we expected,” afirma Dorsey. “We’ve been trying to figure this out for years. This study is a major synthesis of regional stratigraphy, sedimentology and micropaleontology. By integrating these different datasets we are able to identify the different processes that controlled the birth and early evolution of this iconic river system.”

Mujeres en las carreras y empleos de Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas (STEM)

Resultado de imagen de mujeres en las carreras de ciencia
Women in STEM: 2017 Update. [Report]  Washington D. C., U.S. Department of Commerce Economics and Statistics Administration Office of the Chief Economist, 2017.
Texto completo
La fuerza laboral en las carreras de Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas (STEM) es crucial para generar nuevas ideas, comercializar patentes, proporcionar la flexibilidad y el pensamiento crítico que requiere la economía moderna. Si bien las mujeres cada vez están mejor representadas en la economía en general, siguen estando muy poco representadas en los empleos STEM y entre los titulados de grado STEM. Elaborar políticas para aprovechar el potencial de las mujeres para contribuir aún más en este sector vital requiere comprender en que medida este género está relacionado actualmente con la participación y el éxito en los empleos de Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas.

Los hallazgos clave en este informe, que son consistentes con la investigación previa, incluyendo la investigación realizada por la OCE, son los siguientes:

  • Las mujeres ocuparon el 47 por ciento de todos los empleos estadounidenses en 2015, pero sólo ocuparon el 24 por ciento de los empleos relacionados con Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas. Asimismo, las mujeres constituyen algo más de la mitad de los trabajadores con formación universitaria, pero sólo representan el 25 por ciento de los trabajadores STEM con educación universitaria.
  • Las mujeres con empleos en las áreas de Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas ganaron un 35 por ciento más que las mujeres en empleos no relacionados con estas disciplinas. Como resultado, la brecha salarial entre hombres y mujeres es menor en los empleos STEM que en los empleos no relacionados con estas áreas. Las mujeres con empleos STEM también ganaron un 40 por ciento más que los hombres con empleos no relacionados con estas temáticas.
  • Las mujeres en general poseen más títulos universitarios que los hombres, pero sólo representan alrededor del 30 por ciento de todos los titulados en STEM. Las mujeres constituyen una proporción desproporcionadamente baja de titulados universitarios en todos los campos del STEM, pero particularmente son menos las tituladas en Ingeniería.
  • Las mujeres con títulos de STEM tienen menos probabilidades que sus homólogos masculinos de trabajar en una ocupación STEM; aunque si tienen más probabilidades de trabajar en educación o salud.
Fuente: www.universoabierto.org
Imagen: Veinte mujeres inspiradoras en carreras STEM

Los procesos que causan el vulcanismo: estudios con caolinita superhidratada

Las mediciones de rayos X de alta presión proporcionan nuevos conocimientos sobre los procesos que causan el vulcanismo. Artículo completo

Huijeong Hwang, Donghoon Seoung, Yongjae Lee, Zhenxian Liu, Hanns-Peter Liermann, Hyunchae Cynn, Thomas Vogt, Chi-Chang Kao, Ho-Kwang Mao. A role for subducted super-hydrated kaolinite in Earth’s deep water cycleNature Geoscience, 2017; DOI: 10.1038/s41561-017-0008-1

La primera observación de una fase super-hidratada de la arcilla caolinita mineral podría mejorar nuestra comprensión de los procesos que conducen al vulcanismo y afectan a los terremotos.

En el laboratorio, en las mediciones de rayos X a alta presión y alta temperatura que se realizaron en parte en DESY, los científicos crearon condiciones similares a las llamadas zonas de subducción donde una placa oceánica se sumerge bajo la corteza continental. El transporte y la liberación de agua durante la subducción causa una fuerte actividad volcánica. Un equipo internacional dirigido por científicos de la Universidad de Yonsei en la República de Corea presenta los resultados en la revista científica Nature Geoscience.

En una zona de subducción, una placa oceánica pesada se encuentra con una segunda placa continental más ligera y se mueve debajo de ella y dentro del manto de la tierra. Con la placa oceánica, el agua ingresa a la tierra ya que está atrapada en minerales de la corteza oceánica o superposición de sedimentos. Estos minerales se hunden lentamente en el manto durante millones de años. Con el aumento de la profundidad, la temperatura y la presión, los minerales se vuelven inestables, se descomponen y se transforman en nuevos compuestos.

Durante estas transformaciones, el agua se libera y se eleva hacia el manto circundante, más caliente, donde disminuye la temperatura de fusión de la roca del manto. “Cuando las rocas del manto se derriten, se genera el magma. Esto puede llevar a la actividad volcánica cuando el magma asciende a la superficie”, explica Yongjae Lee, de la Universidad de Yonsei, quien dirigió el estudio. “Si bien sabemos que el ciclo del agua en las zonas de subducción influye en el vulcanismo y posiblemente en la sismicidad, no sabemos mucho sobre los procesos que forman este ciclo”.

Como estos procesos tienen lugar muchos kilómetros debajo de la superficie de la Tierra, es imposible observarlos directamente. Incluso Kola Superdeep Borehole en Rusia, el pozo más profundo de la Tierra, no alcanza más de 12,262 metros. Una forma de aprender más sobre las transformaciones en las profundidades de las zonas de subducción es crear condiciones similares en el laboratorio. Las mediciones de alta presión y alta temperatura permiten a los científicos observar de cerca los cambios estructurales en los diferentes minerales que forman la corteza y los sedimentos.

Uno de estos minerales es la caolinita, un mineral de arcilla que contiene aluminio que es una parte importante de los sedimentos oceánicos. Los científicos ahora pudieron observar la formación de una nueva fase del mineral, la llamada caolinita súper hidratada. Examinaron una muestra de caolinita en presencia de agua a presiones y temperaturas correspondientes a aquellas a diferentes profundidades en zonas de subducción. Con la difracción de rayos X y las mediciones de los espectros infrarrojos, se caracterizaron los cambios estructurales y químicos.

A una presión de alrededor de 2.5 Giga-Pascal (GPa), más de 25,000 veces la presión promedio al nivel del mar, y una temperatura de 200 grados Celsius, se observó la fase súper hidratada. Estas condiciones están presentes a una profundidad de aproximadamente 75 kilómetros en zonas de subducción. En la nueva fase, las moléculas de agua están encerradas entre las capas del mineral. La caolinita súper hidratada contiene más agua que cualquier otro mineral de aluminosilicato conocido en el manto. Cuando la presión y la temperatura vuelven a las condiciones ambientales, la estructura vuelve a su forma original.

Fuente: www.sciencedaily.com