Uno se espera que los científicos puedan realizar grandes descubrimientos en el interior de un misterioso meteorito, en un acelerador de partículas o en un laboratorio de física quántica. Pero hace unos días un equipo de investigadores de la Universidad de Princeton y la de Washington en St. Louis (EE.UU.) ha publicado que han encontrado un nuevo estado de agregación de la materia en la retina de los pollos comunes.
- Rita, la gallina favorita de Gaia Ciencia, nos puede ver gracias a un estado de la materia llamado hiperuniformidad.
El nombre de este nuevo estado es “hiperuniformidad”, y tiene la característica de parecer desordenado en las pequeñas distancias y mostrar un orden oculto a gran escala. Dicha uniformidad de patrones no uniformes permite que el material se pueda comportar a la vez como un cristal y como un líquido. Este extraordinario descubrimiento se produjo mientras los científicos estudiaban las pequeñas células sensibles a la luz que permiten a los pollos percibir el color. Para las aves que son más activas durante el día, estos foto-receptores (llamados conos) pueden tener 4 variedades de color diferentes, violeta, azul, verde y rojo, junto a otro tipo de cono que sirve para detectar los niveles de luz. Cada tipo de cono tiene un tamaño diferente, y todos deben colocarse en una sola capa de tejido de la retina. Y a pesar de que en la mayoría de animales esta disposición sigue un patrón concreto (en los insectos es hexagonal, por ejemplo), los conos de la retina de los pollos parecen estar en un absoluto desorden.
Los conos de la retina encuentran en la hiperuniformidad una manera de “ordenarse” a partir de un desorden aparente.
Pero los investigadores crearon un modelo computacional para estudiar la disposición de esos conos y descubrieron que en realidad bajo el aparente caos hay un comportamiento sorprendentemente ordenado. La clave está en que alrededor de cada cono hay una región de exclusión que prohíbe a otros conos de la misma variedad acercarse demasiado.
Uno de los investigadores del estudio, Salvatore Torquato, de la Universidad de Princeton, lo explica de la siguiente forma: “El diferente tamaño de los conos dificulta mucho su ordenación. Así, ante la imposibilidad de encontrar lo que podría ser la solución óptima, que sería la típica disposición ordenada, aparece un patrón desordenado, que sea lo más uniforme posible. Bajo estas condiciones la hiperuniformidad es una excelente solución.”
Lo interesante es que este tipo de sistemas físicos están dotados de propiedades físicas exóticas y por lo tanto tienen nuevas capacidades. Esta es la razón por la que se les ha catalogado como un nuevo estado de la materia. Como cristales, estos estados suprimen, en gran medida, las variaciones en la densidad de partículas (como en los gránulos individuales de una sustancia) a través de grandes distancias espaciales, de manera que la disposición es muy uniforme. Al mismo tiempo, los sistemas de hiperuniformidad desordenada son similares a los líquidos en donde aparecen las mismas propiedades físicas en todas las direcciones. Combinadas, estas características hacen que los circuitos ópticos hiperuniformes, como los detectores de luz, puedan ser controlados para ser sensibles o insensibles a ciertas longitudes de ondas de luz.
Anteriormente, la hiperuniformidad desordenada sólo se había observado en los sistemas físicos especializados, tales como helio líquido, plasmas simples y gránulos densos. En realidad, hasta ahora, era poco más que un estado fruto de estudios teóricos. Sin embargo parece que naturaleza ha encontrado maneras de hacer sistemas hiperuniformes.
Todavía no se sabe nada acerca de los mecanismos celulares y moleculares que subyacen a este arreglo hermoso y altamente organizado en la retina de los pollos. Lo que es seguro, es que habrá nuevas líneas de investigación para descifrar estos patrones y sus aplicaciones. Por el momento la gallina Rita sigue picoteándome las plantas como si nada. Creo que disimula…
Más información en: www.princeton.edu/main/news/archive/S39/32/02E70/
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