La nueva y extraña fase de la materia creada en el ordenador cuántico actúa como si tuviera dos dimensiones temporales.

Por: Independent

La creación de una dimensión «extra» en el tiempo podría cambiar la forma en que pensamos sobre la materia, además de ayudar a construir ordenadores cuánticos que podrían por sí mismos cambiar el mundo, según los investigadores que la han encontrado.

Esta propiedad ofrece una ventaja muy buscada: la información almacenada en la fase está mucho más protegida contra los errores que con las configuraciones alternativas utilizadas actualmente en los ordenadores cuánticos. Como resultado, la información puede existir sin confundirse durante mucho más tiempo, un hito importante para hacer viable la computación cuántica, dice el autor principal del estudio, Philipp Dumitrescu.

«Con esta secuencia casi periódica, hay una evolución complicada que anula todos los errores que viven en el borde», dice. «Por eso, el borde se mantiene coherente desde el punto de vista mecánico-cuántico mucho, mucho más tiempo del que cabría esperar».

Y la desconcertante cualidad se descubrió de una forma casi igual de asombrosa: haciendo brillar láseres, con un patrón de pulsos inspirado en la secuencia de Fibonacci, en los átomos del interior de un ordenador cuántico.

Cuando los investigadores hicieron eso, encontraron la extraña fase de la materia. Tiene dos dimensiones, pero sigue fluyendo en una sola dirección, según los científicos.

El uso de una dimensión temporal extra «es una forma completamente diferente de pensar en las fases de la materia», dice Dumitrescu, que trabajó en el proyecto como investigador en el Centro de Física Cuántica Computacional del Instituto Flatiron de Nueva York. «Llevo más de cinco años trabajando en estas ideas teóricas, y verlas materializadas en experimentos es emocionante».

Dumitrescu encabezó el componente teórico del estudio junto con Andrew Potter, de la Universidad de Columbia Británica en Vancouver, Romain Vasseur, de la Universidad de Massachusetts, Amherst, y Ajesh Kumar, de la Universidad de Texas en Austin. Los experimentos se llevaron a cabo en un ordenador cuántico de Quantinuum, en Broomfield (Colorado), por un equipo dirigido por Brian Neyenhuis.

Aunque los hallazgos demuestran que la nueva fase de la materia puede actuar como almacenamiento de información cuántica a largo plazo, los investigadores todavía tienen que integrar funcionalmente la fase con el lado computacional de la computación cuántica. “Tenemos esta aplicación directa y tentadora, pero tenemos que encontrar la manera de engancharla a los cálculos”, dice Dumitrescu. “Ese es un problema abierto en el que estamos trabajando”.

El trastorno de demencia de la enfermedad de Alzheimer tiene un curso sin síntomas de 15 a 20 años antes de que aparezcan los primeros síntomas clínicos. Usando un sensor inmuno-infrarrojo desarrollado en Bochum, un equipo de investigación puede identificar signos de la enfermedad de Alzheimer en la sangre hasta 17 años antes de que aparezcan los primeros síntomas clínicos.

Por: Brighter Side News / Traducción libre del inglés de Morfema Press

El sensor detecta el plegamiento incorrecto de la proteína biomarcador amiloide-beta. A medida que avanza la enfermedad, este mal plegamiento provoca depósitos característicos en el cerebro, las llamadas placas.

“Nuestro objetivo es determinar el riesgo de desarrollar demencia de Alzheimer en una etapa posterior con un simple análisis de sangre, incluso antes de que se formen placas tóxicas en el cerebro, para garantizar que se pueda iniciar una terapia a tiempo”, dice el profesor Klaus Gerwert. , director fundador del Centro de Diagnóstico de Proteínas (PRODI) en Ruhr-Universität Bochum. Su equipo cooperó para el estudio con un grupo del Centro Alemán de Investigación del Cáncer en Heidelberg (DKFZ) dirigido por el profesor Hermann Brenner.

El equipo publicó los resultados obtenidos con el sensor inmuno-infrarrojo en la revista “Alzheimer’s & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association” el 19 de julio de 2022. Este estudio está respaldado por un estudio comparativo publicado en la misma revista en el que los investigadores utilizaron tecnología de matriz complementaria de una sola molécula (SIMOA).

Detección precoz de personas asintomáticas con alto riesgo de enfermedad de Alzheimer

Los investigadores analizaron el plasma sanguíneo de los participantes en el estudio ESTHER realizado en Saarland en busca de posibles biomarcadores de Alzheimer. Las muestras de sangre se tomaron entre 2000 y 2002 y luego se congelaron. En ese momento, los participantes de la prueba tenían entre 50 y 75 años y aún no habían sido diagnosticados con la enfermedad de Alzheimer.

Para el estudio actual, se seleccionaron 68 participantes que habían sido diagnosticados con la enfermedad de Alzheimer durante el seguimiento de 17 años y se compararon con 240 sujetos de control sin dicho diagnóstico. El equipo encabezado por Klaus Gerwert y Hermann Brenner pretendía averiguar si ya se podían encontrar signos de la enfermedad de Alzheimer en las muestras de sangre al comienzo del estudio.

El sensor inmuno-infrarrojo pudo identificar a los 68 sujetos de prueba que luego desarrollaron la enfermedad de Alzheimer con un alto grado de precisión en la prueba. A modo de comparación, los investigadores examinaron otros biomarcadores con la tecnología SIMOA complementaria y altamente sensible, específicamente el biomarcador P-tau181, que actualmente se propone como un candidato prometedor a biomarcador en varios estudios.

“Sin embargo, a diferencia de la fase clínica, este marcador no es adecuado para la fase temprana sin síntomas de la enfermedad de Alzheimer”, como resume Klaus Gerwert los resultados del estudio comparativo. «Sorprendentemente, descubrimos que la concentración de proteína de fibra glial (GFAP) puede indicar la enfermedad hasta 17 años antes de la fase clínica, aunque lo hace con mucha menos precisión que el sensor inmuno-infrarrojo».

Aún así, al combinar el plegamiento incorrecto de beta-amiloide y la concentración de GFAP, los investigadores pudieron aumentar aún más la precisión de la prueba en la etapa libre de síntomas.

La puesta en marcha tiene como objetivo llevar el sensor inmuno-infrarrojo a la madurez del mercado

Los investigadores de Bochum esperan que un diagnóstico temprano basado en el mal plegamiento de la beta amiloide pueda ayudar a aplicar los medicamentos contra el Alzheimer en una etapa tan temprana que tengan un efecto significativamente mejor, por ejemplo, el medicamento Aduhelm, que se aprobó recientemente en los EE. UU.

“Tenemos la intención de utilizar la prueba de plegado incorrecto para establecer un método de detección para las personas mayores y determinar su riesgo de desarrollar demencia de Alzheimer”, dice Klaus Gerwert. “La visión de nuestra recién fundada betaSENSE es que la enfermedad se puede detener en una etapa libre de síntomas antes de que ocurra un daño irreversible”.

Aunque el sensor aún se encuentra en fase de desarrollo, la invención ya ha sido patentada a nivel mundial. BetaSENSE tiene como objetivo llevar el sensor inmuno-infrarrojo al mercado y aprobarlo como dispositivo de diagnóstico para que pueda usarse en laboratorios clínicos.

Los ensayos clínicos con medicamentos para el Alzheimer a menudo fallan

Aprobado por la FDA en los EE. UU. en la primavera de 2021, se ha demostrado que el medicamento Aduhelm elimina las placas de beta-amiloide del cerebro. Sin embargo, estudios previos mostraron que solo tenía un efecto menor sobre los síntomas clínicos como la pérdida de memoria y la desorientación.

En consecuencia, la Agencia Europea de Medicamentos decidió en el invierno de 2021 no aprobar el fármaco en Europa. “Hasta ahora, los ensayos clínicos de medicamentos para el Alzheimer han fracasado a montones, aparentemente porque las pruebas de placa establecidas utilizadas en los ensayos no detectan la enfermedad a tiempo”, dice Gerwert. “Parece que una vez que se depositan las placas, inducen un daño irreversible en el cerebro”.

En las pruebas utilizadas hasta la fecha, las placas se detectan directamente en el cerebro con la tecnología de exploración PET compleja y costosa o se determinan indirectamente de una manera menos compleja utilizando concentraciones de biomarcadores de proteínas en líquido cefalorraquídeo obtenido de forma invasiva con ELISA o tecnología de espectrometría de masas.

En contraste con los diagnósticos de placa establecidos, el sensor de inmuno-infrarrojos indica el mal plegamiento anterior de amiloide-beta, lo que provoca la posterior deposición de placa.

“Sin embargo, todavía se debate de manera controvertida si este mal plegamiento es la causa de la enfermedad de Alzheimer o si es solo un factor que lo acompaña”, señala Gerwert. “Para el abordaje terapéutico, esta pregunta es crucial, pero es irrelevante para el diagnóstico. El mal plegado indica el inicio de la enfermedad de Alzheimer”.

“El momento exacto de la intervención terapéutica será aún más importante en el futuro”, predice Léon Beyer, primer autor y estudiante de doctorado en el equipo de Klaus Gerwert. “El éxito de futuros ensayos de fármacos dependerá de que los participantes del estudio estén correctamente caracterizados y que aún no muestren daños irreversibles al ingresar al estudio”.

Biomarcadores para Parkinson y ELA

Las proteínas mal plegadas juegan un papel central en muchas enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de Huntington y la esclerosis lateral amiotrófica (ELA).

Como han demostrado los investigadores, el sensor inmuno-infrarrojo, en principio, también puede usarse para detectar otras proteínas mal plegadas, como la TDP-43, que es característica de la ELA. No miden la concentración de una proteína específica, pero detectan su plegamiento incorrecto utilizando anticuerpos específicos de la enfermedad.

“Lo que es más importante, esta tecnología de plataforma nos permite realizar un diagnóstico diferencial y preciso basado en biomarcadores en las primeras etapas de las enfermedades neurodegenerativas, en las que el diagnóstico basado en síntomas que se aplica actualmente es muy difícil y propenso a errores”, destaca Gerwert.

Sin una batería, su costosa computadora portátil o teléfono inteligente es solo un trozo de electrónica muerta. Y estas centrales eléctricas recargables tienen una vida útil finita: con el tiempo, comenzarán a perder energía más rápido y tardarán más en cargarse.

Por: Consumer World / Traducción libre del inglés de Morfema Press

Para extender la vida útil de la batería el mayor tiempo posible, debe cuidar su dispositivo adecuadamente. Eso significa adoptar buenos hábitos de carga y cuidar el almacenamiento de la batería. Esto es lo que necesita saber.

La ciencia de las baterías de iones de litio

Las baterías recargables de los teléfonos inteligentes, tabletas, computadoras portátiles y otros dispositivos actuales utilizan una tecnología llamada iones de litio. Como era de esperar, contienen… iones de litio. Como explicó Popular Science en nuestro vistazo a la batería Powerwall de Tesla :

Cuando la batería se está cargando, los iones de litio cargados positivamente se mueven de un electrodo, llamado cátodo, al otro, conocido como ánodo, a través de una solución electrolítica en la celda de la batería. Eso hace que los electrones se concentren en el ánodo, en el lado negativo. Cuando la batería se descarga, ocurre lo contrario. En cuanto a esos electrones, se mueven a través de circuitos que son externos a la batería, proporcionando jugo.

Esos electrones en realidad suministran la energía para su teléfono inteligente o tableta, o en el caso de Tesla, para toda su casa.

A lo largo de los años, los científicos han modificado la fórmula de la mezcla química dentro de las baterías de iones de litio para tratar de hacer que duren más , se carguen más rápido y funcionen de manera más eficiente. A pesar de sus retoques, las baterías de iones de litio aún tienen una vida útil determinada porque el ciclo de carga, descarga y recarga de la batería solo puede repetirse una cierta cantidad de veces. El límite varía, pero la mayoría de las recargables duran dos o tres años.

Eso se debe a la naturaleza de las reacciones químicas que ocurren en el ánodo y el cátodo. A medida que ocurren, se forman capas delgadas de átomos aislantes que obstruyen la efectividad de los electrodos, por lo que si ha notado que la batería de un teléfono inteligente o computadora portátil está disminuyendo, puede culpar a la acumulación atómica.

Cómo funciona la carga y recarga de la batería

Entonces, ¿cómo hacer que su batería de iones de litio dure el mayor tiempo posible? Es posible que haya escuchado que necesita hacer una carga y descarga completa cuando su dispositivo está listo para usar, pero esto realmente no importa con las baterías modernas. Lo más importante es cómo carga su teléfono o computadora portátil después de comenzar a usarlo.

Las descargas y recargas superficiales son mejores que las completas, porque ejercen menos presión sobre la batería, por lo que dura más. Cuando su batería se está descargando, Battery University recomienda que solo deje que alcance el 50 por ciento antes de recargarla nuevamente. Mientras lo vuelve a cargar, también debe evitar llevar una batería de iones de litio al 100 por ciento.

Si llena la batería por completo, no deje el dispositivo enchufado. En su lugar, siga el ciclo de descarga y recarga superficial que acabamos de mencionar. Este no es un problema de seguridad: las baterías de iones de litio tienen protecciones integradas diseñadas para evitar que exploten si se dejan cargándose mientras están a su máxima capacidad. Pero a largo plazo, los aparatos electrónicos envejecerán más rápido si están constantemente enchufados mientras ya están cargados al 100 por ciento.

Aunque las cargas y descargas superficiales alcanzan el punto óptimo de longevidad, existen excepciones a esta regla. Una vez al mes, deje que la batería se descargue por completo hasta aproximadamente un 5 por ciento, solo para recalibrar su autoevaluación. Este mecanismo permite que su computadora portátil o teléfono inteligente le brinde una lectura de «tiempo restante estimado de batería» que es algo precisa. Sin embargo, las descargas completas periódicas no son una buena idea. En general, debe mantener su batería por encima del 20 por ciento, según Samsung .

Estas son todas las pautas, por cierto. No hay nada peligroso en mantener su teléfono cargado durante la noche, y los teléfonos y computadoras portátiles modernos incluyen mecanismos para minimizar la carga de la batería si su dispositivo está enchufado todo el tiempo. Afortunadamente para los usuarios, cada año se realizan pequeños ajustes y mejoras en la tecnología, por lo que cada vez que actualiza su teléfono inteligente, obtiene una batería de iones de litio que debería durar más entre cargas y durar más en general.

Almacenamiento de la batería y cuidado general

Otra cosa que no les gusta a las baterías de iones de litio son las temperaturas extremas. Siempre que sea posible, debe evitar dejar teléfonos y computadoras portátiles en automóviles calientes o en habitaciones frías, ya que estas temperaturas extremas no favorecerán la vida útil de sus baterías. Debe tener especial cuidado con el sobrecalentamiento durante la carga, aunque si el fabricante de su teléfono o computadora portátil ha hecho su trabajo, esto no debería ser un problema.

Como otra precaución, también debes asegurarte de estar usando el cargador oficial que viene incluido con tu teléfono o tableta, o debes invertir en un reemplazo exacto. Esto garantizará que el cargador sea seguro para usar con la batería de su dispositivo y que esté optimizado para cargarlo de la manera más eficiente posible. El cargador oficial aplicará las mejores prácticas para la salud general de tu batería.

Si va a almacenar su computadora portátil o teléfono inteligente durante un período prolongado, debe dejar el dispositivo con una carga de alrededor del 50 por ciento, según lo recomendado por Apple y otras fuentes. Apague su dispositivo mientras lo almacena y, como mencionamos anteriormente, asegúrese de mantenerlo en un lugar perfecto: ni demasiado caliente ni demasiado frío.

La documentación que viene con su dispositivo debe incluir más sugerencias y consejos sobre la carga de la batería, así que léala detenidamente para obtener pautas adicionales sobre cómo tratar sus preciosos paquetes de energía con la mayor amabilidad posible. Aplique este poco de cuidado adicional, y debería encontrar que la batería dentro de su teléfono o computadora portátil dura al menos hasta que esté listo para una actualización.