domingo, 9 de julio de 2017

¿CUANTAS DIMENSIONES HAY?


¿Pueden las ondas gravitacionales resolver la Teoría de Cuerdas?

Un modelo predice la forma que tendrían si en el Universo hubiera más de cuatro dimensiones
Simulación por ordenador de la fusión de dos agujeros negros y de ondas gravitacionales liberadas
Simulación por ordenador de la fusión de dos agujeros negros y de ondas gravitacionales liberadas - W.Benger-Zib
El observatorio de ondas gravitacionales de interferometría láser (LIGO) confirmó en 2015 una de las predicciones más importantes hechas por Albert Einstein: la de la existencia de ondas gravitacionales. Estas son unas perturbaciones del espacio-tiempo que recorren el Universo a la velocidad de la luz y que se originan cuando objetos muy masivos se mueven a altas velocidades. Lo más importante es que, con este hallazgo, otro experimento volvió a confirmar la vigencia de la Relatividad General de Einstein y su concepción de un Universo de cuatro dimensiones, las tres espaciales y la temporal.
Sin embargo, la Relatividad y la Física Cuántica siguen teniendo problemas a la hora de explicar el funcionamiento de objetos donde la física de lo más grande y la física de lo más pequeño, respectivamente, tienen importancia, como pueden ser los agujeros negros. Por ello, entre otras cosas, científicos del Instituto Max Planck de Física Gravitacional en Potsdam, Alemania, han publicado un artículo en la revista Journal of Cosmology and Astroparticle Physics en el que se han planteado cómo serían las ondas gravitacionales si el Universo fuera explicado por la Teoría de Cuerdas y tuviera más de cuatro dimensiones. Esto podría ayudar a unificar la física de lo pequeño y lo grande.
«Una consecuencia de la existencia de dimensiones adicionales es que las ondas gravitacionales tendrían una forma un poco diferente respecto a lo predicho por la Relatividad General de Einstein», ha explicado a ABC Gustavo Lucena Gómez, coautor del estudio. Y lo más interesante es que, según los autores, estas diferencias podrían ser detectadas incluso con los instrumentos actuales.
Pero si LIGO confirmó la Relatividad de Einstein en 2015, ¿cómo es posible que las ondas gravitacionales ahora dijeran que hay que ir más allá y «buscar mas dimensiones»?
Esto podría ocurrir si, sencillamente, los detectores no tuvieran sensibilidad suficiente y hubieran enmascarado las sutiles diferencias provocadas por las dimensiones extra de la Teoría de Cuerdas. Para confirmarlo o descartarlo, «harían falta detectores superiores», ha explicado Lucena Gómez. Un logro que se podría alcanzar en cuestión de años con las ampliaciones de LIGO y la entrada en funcionamiento de su contraparte europea, el VIRGO.

Un Universo distinto

Al tener en cuenta algunas predicciones y cálculos de la Teoría de Cuerdas, los físicos del instituto Max Planck de Física Gravitacional hicieron un modelo matemático para describir la forma que tendrían las ondas gravitacionales. Según este, no serían como las describe la teoría de Einstein. En su lugar tendrían una onda base ligeramente distinta, cuyas diferencias se podrían captar en el plazo de años, y una serie de ondas secundarias de muy alta frecuencia, cuyas características hoy en día estarían muy lejos del rango de detección de los instrumentos actuales. Y eso que LIGO tiene una sensibilidad capaz de medir la milésima parte del grosor de un protón.
Pero, ¿qué pasaría si los detectores pudieran detectar esas diferencias en la onda base de las ondas gravitacionales? ¿Significaría que la Relatividad de Einstein quedaría descartada y que la Teoría de Cuerdas, con su Universo con dimensiones extra, sería el nuevo marco de la Física? «Desgraciadamente, ese descubrimiento no tendría consecuencias a la hora de confirmar la existencia de dimensiones adicionales en el Universo, porque existen otras muchas teorías candidatas que van más allá de la Relatividad General de Einstein sin necesidad de aumentar el número de dimensiones», ha explicado el físico.
«El descubrimiento sería revolucionario»
Sin embargo, «el descubrimiento sería revolucionario, porque sería la primera confirmación experimental de que hay que ir más allá de Einstein», ha resaltado el investigador.

Un Universo con más dimensiones

Ese interés por superar la teoría de Einstein tiene una sólida justificación. Tal como ha recordado Lucena Gómez, el mayor problema de la Física actual es unificar las teorías de los átomos con las de la gravedad. «Hace falta una teoría que unifique ambas»: la llamada Teoría Cuántica de la Gravedad. Gracias a esta ansiada unificación, en principio se podrían explicar los agujeros negros, el principio del Universo y los componentes básicos de la materia, entre otras muchas cosas.
En todo caso, los lectores no deben inquietarse por las posibles dimensiones extra del Universo, porque, si existieran, estas no le afectarían de ningún modo. «Las dimensiones extra son dimensiones a las que no podemos entrar, son, por así decirlo, demasiado pequeñas», ha explicado Lucena Gómez. «No se trata de algo material o visible, son nuevas direcciones a las que quizás podrían acceder solo algunas partículas u ondas, como las ondas gravitacionales».

¿Acabar con las singularidades?

Si bien las cuatro dimensiones familiares del Universo no cambiarían, con las dimensiones extra los físicos podrían plantearse los problemas de una forma distinta. Quizás podrían resolver misterios que hoy en días les traen de cabeza, como las singularidades de los agujeros negros, esas características que les hacen tener, por ejemplo, densidad infinita.
«Las singularidades suelen ser indicios de que el modelo está mal», ha dicho el físico. «Por ejemplo, si no se tuviera en cuenta la viscosidad de los fluidos, la aerodinámica consideraría que la presión en las alas de un avión es infinita. Y eso no tiene sentido».
Aunque se confirmase que existen dimensiones extra, esto tampoco implicaría que existen los universos paralelos. «El multiverso es una especulación total y completamente teórica, y de hecho, no está claro si alguna vez se podrá falsar o confirmar», en opinión de Gustavo Lucena Gómez. Por tanto, este asunto se aleja bastante de la Física y se adentra en el campo de la Filosofía.
De momento, habrá que esperar a las nuevas observaciones de los observatorios de ondas gravitacionales. Ahora parecen ser, junto a los grandes aceleradores de partículas, las ventanas más prometedoras para asomarse a los misterios del Universo.

LAS DECISIONES EQUIVOCADAS SE TOMAN EN LOS MOMENTOS FINALES DE LA GUARDIA

Miden el cansancio de un médico tras una guardia mediante el movimiento de sus ojos


La velocidad de los movimientos sacádicos, los movimientos rápidos del ojo, es un excelente instrumento para medir de forma objetiva el cansancio de un médico. Un estudio internacional confirma su utilidad para evaluar a los médicos tras una guardia.

<p>Una cirujana con el <em>eye-tracker</em> (aparato de registro de movimientos oculares) en momentos previos a la realización de la tarea de simulación laparoscópica. / UGRdivulga </p>
Una cirujana con el eye-tracker (aparato de registro de movimientos oculares) en momentos previos a la realización de la tarea de simulación laparoscópica. / UGRdivulga 
Un equipo internacional de científicos, entre los que se encuentran investigadores de la Universidad de Granada (UGR), ha demostrado por primera vez que es posible detectar de manera objetiva, a través de los movimientos de sus ojos, el cansancio que tienen los médicos residentes después de una guardia.
En su trabajo se revela que la velocidad de los movimientos sacádicos (movimientos rápidos del ojo, fundamentalmente voluntarios, que utilizamos para dirigir la mirada a un objeto que nos llama la atención) es un excelente índice para medir de forma objetiva el cansancio de estos profesionales.
En un artículo publicado en Annals of Surgery, los científicos llevaron a cabo la evaluación de los médicos residentes del Servicio de Traumatología del St. Joseph’s Hospital and Medical Center de Phoenix (EE UU) antes y después del llamado "call-day" (día de guardia en el que permanecen 24 horas de trabajo sin dormir).
A todos ellos se les midió la velocidad de los movimientos sacádicos del ojo antes y después de la guardia. Además, tuvieron que realizar pruebas simuladas de laparoscopia (también antes y después de este periodo de 24 horas trabajando).
Percepción subjetiva de fatiga
Los resultados demostraron que después de tantas horas de trabajo, la velocidad de los movimientos sacádicos efectivamente disminuyó y, además, aumentó su percepción subjetiva de fatiga. Sin embargo, en las pruebas simuladas de laparoscopia después de la guardia, la ejecución no se vio perjudicada de manera significativa por el cansancio.
Es decir, afortunadamente para los pacientes, el tiempo previo de trabajo no tuvo un impacto negativo sobre la práctica quirúrgica. Esto apoya la hipótesis de que el cansancio de los profesionales de la salud no es la fuente única de los errores médicos. Aunque las guardias impliquen trabajo sin descanso, los médicos, en su ejercicio profesional, despliegan siempre todos los recursos a su alcance para obtener los mejores resultados. Así, se resalta la compleja relación entre los cuidados continuos, la seguridad del paciente, factores económicos y los propios profesionales fatigados.
Afortunadamente para los pacientes, el tiempo previo de trabajo no tuvo un impacto negativo sobre la práctica quirúrgica
“También es cierto que esos otros recursos de la competencia profesional poco podrán hacer ante un exceso de horas de trabajo, por lo que estos resultados son fundamentales para ayudar a la regulación de turnos y horarios, basándose en datos objetivos de fatiga y rendimiento”, apuntan Leandro Luigi Di Stasi, investigador Fulbright en el Barrow Neurological Institute (Phoenix, EE UU), y Andrés Catena Martínez, director del Centro de Investigación Mente, Cerebro y Comportamiento de la UGR.
Hace más de una década, el Instituto Nacional de Medicina del Gobierno de EE UU publicó un informe titulado To Err Is Human: Building a Safer Health System, en el que se estimó que los errores médicos causaban, solo en aquel país, entre 44.000 y 98.000 muertes y más de un millón de lesiones y daños cada año.
Aunque haya controversia alrededor de estas estimaciones de mortalidad, es evidente que los errores médicos y los daños accidentales ocurren demasiado frecuentemente. En particular, los errores consecuencia de la fatiga han sido identificados como uno de los factores que más contribuyen a la ocurrencia de accidentes laborales. Recientemente, se ha estimado que los costes de estos accidentes (solo en EE UU) ascienden a 31,1 billones de dólares.
Evitar los errores
En España, se estima que alrededor del 10% de los pacientes ingresados en hospitales sufren algún evento adverso como consecuencia de la atención sanitaria, y alrededor del 50% de estos errores podrían ser evitados aplicando prácticas clínicas más seguras.
Alrededor del 10% de los pacientes ingresados en hospitales sufren algún evento adverso como consecuencia de la atención sanitaria
“Por consiguiente, todas aquellas estrategias cuyo objetivo sea conocer los factores que disminuyen la seguridad del paciente están en la agenda de diversas organizaciones internacionales, incluyendo la Organización Mundial de la Salud”, apuntan Di Stasi y Catena.
Debido a que la existencia de turnos de trabajos muy prolongados y el uso de horas extraordinarias es cada vez más habitual, especialmente entre los residentes, “el estudio de la fatiga como un factor que contribuye a la posible prevención de errores en el sistema sanitario se ha convertido en uno de los principales temas en la gestión de riesgos en este contexto”.
Los resultados de este artículo abren también el debate sobre el número de horas que los residentes pueden trabajar sin perjudicar la seguridad del paciente. Por ejemplo, en EE UU los residentes trabajan casi el doble de los residentes españoles o franceses (80 horas semanales frente a 40).
Además, los resultados de este estudio también tendrán aplicaciones en otras disciplinas similares a la Medicina en cuanto a gran volumen de conocimientos, la complejidad en la toma de decisiones y la complejidad técnica (como, por ejemplo, la aviación civil y militar).