Física cuántica contra “hackers” Maig 7, 2008
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El ordenador cuántico puede ser el futuro de la informática, pero también su pesadilla. Los expertos investigan nuevas tecnologías para construir ordenadores que dejarán en ridículo la capacidad de procesamiento de los actuales. Esas máquinas aprovechan las leyes de la mecánica cuántica para la computación y, en lugar de bits, se basan en algo llamado qubits.
Pero los científicos advierten de que, cuando llegue, ya no serán seguros los actuales protocolos de encriptación utilizados para proteger transacciones electrónicas y comunicaciones confidenciales en Internet, porque un ordenador tan potente solucionaría las inabordables operaciones matemáticas en que se basa hoy la criptografía. Ante la eventualidad de que una herramienta así caiga en manos de las mafias que operan robando datos en la Red, la ciencia necesita adelantarse al desafío y cree saber cómo hacerlo: con una ración de su misma medicina cuántica.
La solución consiste en una nueva criptografía infranqueable que generará las claves no mediante matemáticas más o menos ingeniosas, sino aprovechando las propiedades cuánticas de las partículas elementales, como los fotones, las partículas de la luz. Una de ellas es que un fotón no puede ser interceptado y copiado sin alterarlo (por el denominado principio de incertidumbre, que Heisenberg formuló en 1927). Así, la seguridad estaría garantizada por un principio absoluto de la física. A este campo se le llama criptografía cuántica y puede abrir camino a aplicaciones como las elecciones por Internet o las tarjetas de crédito que no puedan ser duplicadas. En Suiza, se utilizó el pasado octubre para proteger el recuento de las elecciones en Ginebra.
Para avanzar en la criptografía cuántica, la Agencia Europea del Espacio (ESA) acaba de adjudicar a un consorcio mayoritariamente español la construcción de un “transceptor [emisor-receptor] cuántico”, un aparato transmisor y receptor (como los walkie-talkies) de fotones encriptados. El proyecto, con un presupuesto de 600.000 euros, durará hasta 2010. De él tendrá que salir un prototipo seguro capaz de funcionar desde la Estación Espacial Internacional (ISS), y que volaría a ella quizás en 2015.
El diseño del aparato para cumplir con su función de emitir y recibir claves cifradas recae en el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Barcelona y en el Grupo de Comunicaciones Ópticas y Cuánticas de la Universidad Politécnica de Valencia. El jefe de este último, el catedrático José Capmany, explica a EL PAÍS que “es la técnica más segura para cifrar información en el espacio, porque si tratas de saber qué información lleva el fotón, la destruyes”. El físico Valerio Pruneri, italiano afincado en Barcelona y jefe de grupo en el ICFO, muestra cómo se encriptan los mensajes con esta tecnología: “Cada fotón es una partícula de luz y lo polarizamos vertical, horizontal o diagonalmente, aplicándole un filtro como hacen las gafas de sol con los rayos solares. Las polarizaciones son complementarias y si alguien espía, el tráfico de fotones las modifica, y el emisor y receptor se dan cuenta de los cambios”.
Este fenómeno sólo ocurre en el universo microscópico: si interceptamos una carta, podemos leerla y cerrarla a continuación, evitando dejar señales visibles. Pero los fotones y las partículas que componen la misiva cuántica quedan irremisiblemente trastocados en su polarización desde el momento en que alguien los detecta y observa. Es imposible hacerlo en secreto.
“Éste es el proyecto más complejo con que nos hemos encontrado”, subraya Francisco Gutiérrez, director de innovación de la empresa Alter Technology Group, coordinadora del proyecto y encargada de conseguir un sistema que funcione en las duras condiciones de la órbita en la que vuela la ISS (350-460 kilómetros sobre la superficie terrestre). El transceptor consiste en un láser de fotones muy delicado, “en el que desviaciones mayores de una micra en la posición de sus componentes pueden provocar que se desalinee y no funcione”. Dos empresas españolas (Lidax y Emxys) desarrollarán los sistemas térmicos y electrónicos para ello.
“La seguridad en las comunicaciones espaciales es un aspecto que, dada la situación socio-política actual, está adquiriendo cada vez más importancia, y estamos investigando técnicas para proteger el acceso a un satélite y a los datos provenientes de los instrumentos de a bordo”, afirma Josep Maria Perdigues, responsable técnico de los estudios sobre comunicación cuántica de la ESA. Destaca Perdigues que la construcción del transceptor se enmarca en un ambicioso experimento llamado Space Quest, pionero en el mundo, y que “consiste en demostrar la viabilidad de distribuir fotones individuales desde la ISS a receptores terrestres -telescopios- para validar principios fundamentales de la física cuántica”.
Uno de los axiomas a corroborar tiene un nombre que sólo con mencionarse hace volar la imaginación: la teleportación, que estos físicos cuánticos se toman tan en serio como los protagonistas de Star Trek. José Capmany, jefe del grupo valenciano, remarca que “una parte de nuestro transceptor también estará adaptada a enviar dos fotones entrelazados a localizaciones muy alejadas entre sí en la Tierra, para realizar experimentos de teleportación; comprobaremos si las propiedades de estos fotones vinculados entre sí se mantienen al mandarse cada uno a miles de kilómetros de distancia”.
Nuevo Biocombustible mejor que el Etanol Març 31, 2008
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Unos investigadores obtienen a partir de azúcar vegetal un combustible con mejores características que el etanol.
Una de las posibles soluciones para emitir menos dióxido de carbono a la atmósfera, y evitar así el incremento del efecto invernadero y por tanto el cambio climático, es la utilización de biocombustibles. Como al quemar éstos se devuelve el CO2 que las plantas tomaron de la atmósfera el balance neto es de emisiones cero. La energía que aprovecharíamos sería la obtenida por las plantas del sol gracia a la fotosíntesis, que transforma la luz, el CO2 y el agua en carbohidratos.
Lo que no está tan claro es si los biocombustibles son rentables. Si tenemos que sacrificar tierras de cultivo o selva virgen para obtenerlos en grandes cantidades el perjuicio económico y ecológico puede que sea muy superior al beneficio.
Hasta ahora hay principalmente dos biocombustibles convencionales utilizables en motores de explosión interna: el etanol (alcohol etílico) y el biodiésel obtenido a partir de aceites vegetales.
Ahora investigadores de University of Wisconsin-Madison dirigidos por James Dumesic reportan en Nature que han podido obtener un biocombustible de automoción nuevo a partir de azúcar: el 2,5-dimetilfurano (DMF).
El DMF es líquido y contiene un 40% más de densidad de energía que el etanol. Para obtenerlo utilizan un proceso en dos etapas en el que se utilizan un ácido y cobre como catalizadores y butanol salino como disolvente.
Para poder obtener etanol primero se ha de obtener un líquido azucarado, después se le hace fermentar para que las levaduras produzcan el alcohol. Y luego se destila lo obtenido para separar el etanol del agua, proceso que consume un tercio de la energía que proporciona el etanol obtenido. Además el etanol tiene poca densidad energética, se evapora fácilmente y se contamina con la humedad ambiental.
El DMF tiene mayor densidad energética, no es soluble en agua (por lo que se puede separar fácilmente de la misma) y no se contamina con el vapor de agua de la atmósfera.
Un logro importante previo para el desarrollo de este proceso fue el método para la obtención de hydroxymethylfurfural (HMF) que este mismo equipo reportó el año pasado.
De hecho, el nuevo proceso utiliza este método previo como primer paso. A partir de fructosa se obtiene HMF en disolución acuosa mediante una catálisis ácida y en presencia de un disolvente de bajo punto de ebullición. El disolvente extrae el HMF del agua y lo lleva a otro lugar. Añadiendo cloruro sódico se mejora mucho el proceso de extracción y se limita la formación de impurezas.
El segundo paso consiste en la transformación de HMF en DMF mediante la utilización de un catalizador de cobre. Este paso elimina dos átomos de oxígeno de la molécula orinal, rebajando de este modo su punto de ebullición para que así se pueda utilizar en motores de explosión interna convencionales.
El catalizador (que se conserva en el proceso) está hecho de cobre y rutenio, que funciona mejor que los convencionales de cromo-cobre al no envenenarse por lo iones de cloro procedentes de la sal.
Aunque en los experimentos se ha utilizado fructosa como azúcar de partida, esperan que se puedan utilizar otros azúcares. Especialmente interesante sería la utilización de glucosa obtenida a partir de la celulosa extraída por procesos enzimáticos de los residuos vegetales deslignificados (ver referencias).
Según estos químicos queda mucho trabajo por hacer antes de comercializar este combustible, como por ejemplo comprobar el impacto ambiental y para la salud del proceso de obtención y de la combustión del mismo.
El Gobierno indio pagará 3.000 dólares a familias pobres que vayan a tener niñas Març 3, 2008
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NUEVA DELHI.- El Gobierno indio pagará a las familias pobres unos 3.000 dólares para que den a luz a sus hijas, con el fin de desalentar la práctica extendida del aborto selectivo de los fetos femeninos, que ha llevado a un fuerte desequilibrio de género entre la población en algunas zonas del país.
Muchas familias indias prefieren tener hijos varones, ya que cuando se tienen hijas hay que pagar una dote por ellas para encontrarles un marido. Según un estudio publicado por la revista médica británica ‘The Lancet’, unos 10 millones de fetos femeninos podrían haber sido abortados en India en los últimos 20 años gracias a exámenes ilegales para determinar el sexo del feto.
“Pagaremos el dinero en fases y supervisaremos cómo se cría a las niñas”, ha explicado la ministra de la Mujer y Desarrollo Infantil, Renuka Chowdhury, en rueda de prensa.
El Gobierno abonará 15.500 rupias (385 dólares, algo más de 250 euros) a las familias pobres en etapas, con una cantidad fija de 100.000 rupias (1.630 euros) cuando la niña alcance los 18 años, siempre y cuando ésta cumpla con varios criterios, incluidos los de educación, inmunización y nutrición y no esté casada.
“Empezaremos el proyecto en breve”, indicó Chowdhury, quien precisó que se aplicará en siete estados en los que las niñas se enfrentan a una discriminación más acusada. “Nosotros creemos que esto obligará a las familias a que cuiden de la niña como un bien más que como un incordio y nos ayudará ciertamente a salvar a la niña”, añadió.
India ya ha aplicado varias medidas para fomentar el empoderamiento social y económico de la mujer, pero Chowdhury ha declarado que confía en que la nueva ayuda monetaria funcionará mejor. Según el censo de 2001, el ratio por sexos en el país es de 933 mujeres por cada 1.000 hombres.
¡Hola, mundo! Febrer 22, 2008
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