El NIST-F4 es el nombre del nuevo reloj atómico de fuente de cesio del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Estados Unidos (NIST). Tiene una precisión de 2,2 partes en 10¹⁶, lo que significa que, si hubiera comenzado a funcionar hace 100 millones de años, hoy estaría desviado menos de un segundo.

La tecnología en que se basa es una fuente de cesio: una nube de átomos enfriada con láseres hasta casi el cero absoluto y lanzada verticalmente, que atraviesa dos veces una cavidad por donde pasan microondas.

Esto último puede parecer un poco circular, pero así es como se mide la frecuencia natural de resonancia del cesio (9.192.631.770 ciclos por segundo) que es lo que define el segundo desde 1967. Luego estaba el asunto de ponerlo en hora pero también se hizo.

Este tipo de relojes se utiliza para calibrar el Tiempo Universal Coordinado (UTC), esencial en comunicaciones, transporte, sistemas financieros y centros de datos. No hay más de 20 relojes de este tipo en todo el mundo, en diversos países, pero este es uno de los candidatos a ser nombrado «estándar primario» de frecuencia por la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM), que es quien gestiona el tiempo global.

Los componentes de este reloj incluyen todo tipo de elementos electrónicos, ópticos y de microondas, con tolerancias de 5 a 10 micras de precisión. Y además da la hora, aunque más bien lo que hace es calibrar los relojes que dan la hora, como los máseres de hidrógeno. Al fin y al cabo, es algo necesario si se quiere ser uno de los pilares fundamentales de la sincronización global… segundo a segundo.

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Algunos científicos del CERN deben andar un poco aburridos porque se han entretenido en detectar la transmutación de plomo en oro durante las colisiones a altísima energía que se producen en el detector ALICE del Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Más que colisiones son aproximaciones porque los núcleos de los átomos de plomo, con 82 protones, simplemente pasan muy cerca unos de otros, en las llamadas colisiones ultraperiféricas, a aproximadamente el 99,999993 por ciento de la velocidad de la luz. En los casos en que debido a esas «colisiones» se pierden tres protones el resultado es un átomo de oro.

Aunque el hecho suene prometedor –y de hecho parece que se generan 89.000 núcleos de oro por segundo– durante los tres años del experimento tan solo supuso la generación de 86.000 millones de núcleos de oro, lo que equivale a 29 picogramos. Algo insignificante para tener valor alguno. Se ha calculado que el coste energético de generar un solo gramo de oro por este método sería de unos 67.200 millones de euros. Así que aunque la detección sea todo un avance, el ritmo y el rendimiento claramente no lo son tanto. Desde luego no son un «make money fast». [Fuente: CERN.]

Cruce de cables 36 (10 de mayo de 2025)

Los planetarios cumplen cien años [~17:40] – Este pasado miércoles se cumplieron cien años de la primera sesión pública de un planetario. Tuvo lugar el 9 de mayo de 1925 en el Deutsches Museum de Munich. Hemos hablado un poco de la maravilla que son los proyectores mecánicos, por mucho que en los últimos años muchos planetarios del mundo hayan incorporado proyectores digitales que permiten hacer cosas impensables no hace mucho tiempo.

Pero en un programa dedicado a la tecnología, y como no podía ser de otro modo, he recomendado algunas herramientas para llevarte un planetario a casa o contigo si sales a ver el cielo en el MundoReal™.

• El primero, e imprescindible, es Stellarium. Es un software gratuito y de código abierto que corre en Linux, macOS, Windows, on incluso lo puedes usar en la web. También está disponible en la App Store de Apple y en Google Play por si te lo quieres llevar en el móvil.
• Te enseña lo que puedes ver en el cielo, y tiene opciones para mostrar las constelaciones, planetas, cometas, etc. Pero un puntazo es que si le das acceso a la cámara y a los servicios de ubicación, te muestra todos esos objetos superpuestos en una imagen captada por ella, con lo que es facilísimo orientarse.
• Otra herramienta útil es SkySafari si quieres utilizar un telescopio, ya que es capaz de controlar muchos de los telescopios del mercado.
• Aunque mi consejo es siempre empezar con unos prismáticos, ya que utilizar un telescopio sin ayuda dista de ser trivial. Y en cualquier caso si te pica el gusanillo, déjate aconsejar al principio por una asociación astronómica local.
• Claro que en los últimos años están apareciendo telescopios «digitales» como por ejemplo los de Vaonis que en lugar de un visor óptico van captando la luz con su sensor y enviando los datos a tu móvil, tablet u ordenador. Tienen la ventaja de que se orientan automáticamente. Pero como aún no he tenido oportunidad de probar uno no sé si me convencen o si son demasiado modernos.
• Y, con todos los satélites que hay en órbita, no hay que olvidar que muchos de ellos se pueden ver a simple vista. Para ello Heavens-above te ayuda a localizar los que se pueden observar desde dónde estés.
• Otra cosa que se puede ver a simple vista es la Estación Espacial Internacional (EEI), que cuando refleja la luz del Sol se ve perfectamente desde tierra. Hasta le puedes pedir a la NASA que te avise por correo electrónico en Spot The Station.

Lo que pasa es que con tantos satélites en órbita cada vez es más complicado disfrutar del cielo nocturno, ya que es difícil que no te pasen por medio. Aunque ese es un debate para otro programa, ya que por otro lado están dando acceso a Internet a personas que si no de ningún modo podrían tenerlo. Y el acceso a Internet es algo cada vez más imprescindible a estas alturas.

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Cada semana grabamos con David Sierra en el distendido ambiente de Cruce de Cables, el programa de Radio Nacional de España, como colaboradores habituales. Se emite en RNE los sábados de 03:00 a 04:00.

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Encontré unas cuantas disquisiciones interesantes en un artículo titulado How much information is in DNA? (¿Cuánta información hay en el ADN?) que al parecer estaba inspirado por las preguntas de otro: Mechanisms too simple for humans to design (Mecanismos demasiado simples para que los humanos los diseñen. Trata sobre un tema que hemos comentado por aquí alguna vez: cuánta información contiene el ADN humano.

El TL;DR sería unos 575 MB, según el autor (Dynomight). Esta cantidad de información cabría en un CD-ROM, y es menos que lo que ocupan muchas fotografías tomadas con un smartphone. En un teléfono móvil de 256 GB «cabrían» unos 450 humanos, apretaditos como sardinas en lata.

El artículo es bastante técnico y permite ampliar tu vocabulario científico con términos como retrotransposones, polimerasas, exones y centrómeros. Pero si te interesa el tema es una guía paso a paso de cómo se calcula todo.

El cálculo más «tirando por lo alto» parte de que el ADN tiene unos 3.100 millones de pares de bases, cada uno de los cuales puede tener cuatro valores (A, T, C, G). Teniendo en cuenta que cada base se podría codificar con 2 bits en total, harían falta unos 6.200 millones de bits, o 775 megabytes.

Calcular la cantidad de información del ADN es complicado. Para empezar, se desconoce una función clara para el 80-90 por ciento del genoma, aunque no por ello ha de ser «basura», pero ahí está el dato.

Además de eso, los humanos somos diploides y tenemos dos copias de cada cromosoma (uno proviene del padre y otro de la madre) y en ellos las bases se activan y desactivan por impronta genética, mutación, silenciamiento u otras razones. ¿Habría que contar ambas o solo una?

Además sucede que la información se puede comprimir, como sabe cualquiera que haya creado un archivo .ZIP o exportado un .JPEG, y hay razones para suponer que esto también es así en el ADN humano. Es una cuestión de economía y de practicidad.

Pero las formas de comprimir son muy distintas y hacen variar el tamaño de la información. Por ejemplo, como los seres humanos somos todos 99,6% similares se podría usar un «genoma estándar» de referencia y almacenar las diferencias; en este caso bastarían unos 15 MB.

Si se comprimieran sin ese genoma de referencia, que sería como un «ser humano básico», entonces el ahorro de espacio sería menor; la información del ADN quedaría en algo del orden más bien de unos 575 MB en total.

Según el autor, si además se descartaran las versiones comprimidas que no generan «seres humanos funcionales similares» la cosa estaría entre 60 y 750 MB. Pero dice que lo más probable es que estemos ante un ADN comprimido sin referencia, aunque poco comprimido, y se queda con 575 MB como valor a medio camino. Esa sería la información que contiene nuestro ADN.

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Imagen: GPT-4o