Descubren un nuevo estado de la materia localizado en los ojos del pollo

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Investigadores estadounidenses han descubierto en los ojos de los pollos una peculiaridad que puede se clave para el desarrollo de nuevos materiales con caracteristicas unicas en la propagacion y control de las ondas de luz. Es mas, hablan de la demostracion practica de un nuevo estado de la materia teorizado hace 11 años. La disposicion inusual de las celulas en el ojo de un pollo constituye la primera aparicion biologica conocida de un potencial nuevo estado de la materia conocido como hiperuniformidad desordenada , segun los investigadores de la Universidad de Princeton y la Universidad de Washington en San Luis.

La investigacion en la ultima decada ha demostrado que los materiales con hiperuniformidad desordenada tienen propiedades unicas cuando se trata de la transmision y el control de las ondas de luz, informaron los investigadores en la revista Physical Review E . Los estados de hiperuniformidad desordenada se comportan como estados de la materia cristal y liquido, mostrando orden a grandes distancias y desorden sobre pequeñas distancias. Como cristales, estos estados suprimen en gran medida las variaciones en la densidad de particulas -como en los granulos individuales de una sustancia- a traves de grandes distancias espaciales de manera que la disposicion es muy uniforme. Al mismo tiempo, los sistemas de hiperuniformidad desordenada son similares a los liquidos que tienen las mismas propiedades fisicas en todas las direcciones.

Combinadas, estas caracteristicas hacen que los circuitos opticos hiperuniformes, detectores de luz y otros materiales podrian ser controlados para ser sensibles o insensibles a ciertas longitudes de onda de luz, segun informan los investigadores. Los materiales hiperuniformes desordenados poseen un orden oculto , explico el coautor Salvatore Torquato, profesor de quimica de Princeton. Con Frank Stillinger, cientifico senior en el Departamento de Quimica de la Universidad de Princeton, fue el primero en identificar la hiperuniformidad en un estudio de 2003 publicado en Physical Review E.

Desde entonces hemos descubierto que este tipo de sistemas fisicos estan dotados de propiedades fisicas exoticas y por lo tanto tienen nuevas capacidades , dijo Torquato. Cuanto mas aprendemos acerca de estos sistemas desordenados especiales, mas nos encontramos con que en realidad deberian ser consideradas como un nuevo estado distinguible de la materia . Los investigadores estudiaron las celulas sensibles a la luz llamadas conos que se encuentran activas durante el dia en la mayoria de los pollos y otras aves activas. Estas aves tienen cuatro tipos de conos para el color -violeta, azul, verde y rojo- y un tipo para la deteccion de los niveles de luz, y cada tipo de cono es de un tamaño diferente. Los conos estan empaquetados en un solo epitelio o tejido, la retina. Sin embargo, no estan dispuestos en la forma habitual (tal como se muestra en la imagen adjunta) , segun informan los investigadores.

En los ojos de muchas criaturas, las celulas visuales se distribuyen uniformemente en un patron obvio como los ojos compactos hexagonales familiares de los insectos. En muchas criaturas, los diferentes tipos de conos estan dispuestos de tal manera que no se encuentran cerca de los conos del mismo tipo. A primera vista, sin embargo, el ojo de pollo parece tener una dispersion de conos distribuidos en ningun orden en particular. Hallazgos de los investigadores concluyeron que los elementos que componen la disposicion son en si mismos hiperuniformes. Mientras que los conos individuales del mismo tipo parecen tener un origen distinto, en realidad estan sutilmente vinculados por las regiones de exclusion, que usan para auto-organizarse en patrones. La multiuniformidad es crucial para muestrear uniformemente la luz entrante en el sistema de vision aviar, dijo Torquato. El y sus co-autores especulan que este comportamiento podria servir de base para los materiales que se autoensamblen para formar un estado hiperuniforme desordenado. /EP

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