Los diez mejores de Science: Circuitos de computación con nanoescalas declarado el mayor avance científico de 2001

Los nanocircuitos, declarados como el Adelanto del Año por los editores de Science, encabezan la lista de los diez principales avances científicos del 2001. Los diez, escogidos por sus profundas implicaciones para la sociedad y el progreso de la ciencia, aparecen en la revista del 21 de diciembre.

El salto hacia adelante que dio la computación molecular este año, podría allanar el camino para un futuro lleno de máquinas diminutas, pero extremadamente rápidas y poderosas que pueden traducir conversaciones en un santiamén, o sumergirse dentro de su organismo para diagnosticarle una enfermedad. Si estos circuitos se pueden combinar dentro de máquinas de arquitectura aún más compleja, eso "sin lugar a dudas le proporcionará a la computación el poder suficiente para lanzar descubrimientos importantes durante muchas décadas por venir", dicen los editores de Science.

La idea de usar moléculas y pequeños grupos químicos como los bloques de construcción de una nueva generación de computadores ha estado dando vueltas por años. Sin embargo, la búsqueda se ha vuelto más urgente en la última década, ya que los circuitos tradicionales de silicio siguen encogiéndose hasta un punto donde ya no podrán funcionar. Los investigadores esperan sortear este problema usando moléculas y pequeños grupos químicos para crear millones de dispositivos que puedan acomodarse fácilmente en el espacio que ocupa actualmente un circuito integrado.

Después de expandir su repertorio de dispositivos a escala molecular en el año 2000, varios equipos de investigación dieron el siguiente paso crítico y conectaron los dispositivos entre sí para formar circuitos de trabajo. Varios artículos publicados en Science este año describen el progreso de nanoalambres comunicantes (26 de enero de 2001) a nanotubos y circuitos lógicos basados en nanoalambres (9 de noviembre de 2001) hasta llegar a circuitos computacionales usando transistores unimoleculares (8 de noviembre de 2001, Science Express).

Los computadores moleculares que tengan la velocidad, confiabilidad y el bajo costo de los computadores de silicio están todavía muy lejanos, pero el Avance de este año deja a los investigadores con impulso suficiente para enfrentar el futuro.

Science acoge también a los otros logros científicos del 2001. Excepto por el primer finalista, los otros no siguen un orden particular.

La revolución del ARN: El ARN se reveló como increíblemente versátil en 2001, al salirse de su papel tradicional de mensajero genético y llevar a cabo un gran número de tareas inesperadas. Las pequeñas fracciones de ARN han demostrado ya su poder para silenciar genes en plantas y este año los investigadores descubrieron que esta "interferencia del ARN" puede ocurrir también en ratones y en humanos. Los biólogos celulares descubrieron también detalles clave de cómo el ARN mensajero - el enlace bioquímico entre la información del ADN y la formación de proteínas - se corta y empalma de nuevo. En este proceso intervienen otros ARN pequeños que se agrupan con las proteínas para formar un "editor" que corta el ARNm que se forma, y los investigadores se muestran sorprendidos al descubrir que el ARN es el que hace el corte, lo cual sugeriría que actúa también como una enzima. El repertorio de expansión de la molécula ha encendido de nuevo el interés sobre un "mundo del ARN", en el cual esta molécula aparece antes que el ADN en las formas de vida más primitivas.

Un misterio solar resuelto: Los detectives científicos solucionaron uno de sus casos más difíciles este año, al resolver el problema de los neutrinos solares perdidos. Los neutrinos son partículas que prácticamente carecen de masa y los neutrinos "electrones" son un subproducto del horno nuclear que mueve el sol. A finales de los años sesenta, los investigadores calcularon el número de neutrinos electrones que deberían estar alejándose del sol, pero el número real de neutrinos detectados resultó ser menor. Este año, los investigadores del Sudbury Neutrino Observatory en Canadá, confirmaron la sospecha despertada por los experimentos previos: los neutrinos no estaban desapareciendo, sino que estaban de incógnito. Sus experimentos establecieron que los neutrinos solares se convertían en otros dos tipos de neutrinos (muón y tau), después de dejar el sol, por lo que escapaban a la detección .

Genoma al por mayor: A comienzos de este año terminó una carrera asombrosa, con la publicación simultánea de dos borradores de la secuencia de todo el genoma humano, años antes de lo que nadie habría imaginado cuando comenzó el esfuerzo por lograr la secuenciación. En un giro inesperado, el recuento de los genes humanos resultó ser bajo - sólo 35.000 genes, muchos menos que los de criaturas "simples", como el humilde gusano C. elegans (aunque el recuento se está revisando y podría subir). Los humanos fueron solo una parte de la fiebre de oro del genoma en el 2001. Más de 60 organismos se ufanan de tener un genoma secuenciado, y dentro de ellos se cuentan varios microbios causantes de enfermedades. Los genomas completos de los animales importantes para la investigación, como son la rata, el ratón, el pez cebra y el mosquito de la malaria se encuentran ahora en proceso.

Superconductores chisporroteantes: En 2001, los superconductores estuvieron calientes, bueno, por lo menos más calientes de lo esperado. La promesa de la transmisión eléctrica sin resistencia, sugerida por la tecnología de los superconductores, compite con la fría realidad de que los materiales se vuelven superconductores bastante por debajo de la temperatura ambiente. Este años, dos nuevos superconductores empujaron los límites de temperatura hacia arriba. Los científicos japoneses descubrieron que el diboruro de magnesio, un compuesto simple de laboratorio, se convierte en un superconductor a 39° Kelvin, batiendo la marca de temperatura alta existente para un compuesto metálico, por un factor de dos. Las bolas de carbono de Bucky expandidas con moléculas orgánicas se vuelven superconductores a 117° Kelvin, lo cual sugiere nuevas posibilidades para las aparatos electrónicos que usan superconductores.

Señales de tráfico neuronal: Los axones son los brazos larguiruchos de las células nerviosas que se estiran para tocarse entre sí, formando una red neural de comunicaciones y este año los científicos aprendieron cómo es que los axones saben dónde deben crecer dentro del sistema nervioso en desarrollo. Esta información podría ayudar en la búsqueda de la forma de reparar los nervios adultos lesionados. Las investigaciones en los años 90 identificaron un gran número de señales moleculares de atracción y repulsión que guían a los axones errantes. En 2001, los investigadores aprendieron más acerca de la forma en que estas señales interactúan y cómo integran los axones sus mensajes a menudo conflictivos. Otros estudios demostraron cómo son traducidas a acción estas señales por el axón.

Cáncer en la mira: El 2001 marcó la aparición clínica de una nueva clase de medicamentos para combatir el cáncer, las "bombas inteligentes" específicas, dirigidas hacia defectos bioquímicos precisos que causan ciertos tipos de cáncer. Este año, la Administración de Medicamentos y Alimentos de los Estados Unidos (U.S. Food and Drug Administration) aprobó el medicamento Gleevec, el cual inhibe una enzima defectuosa asociada con un tipo de leucemia. Las enzimas que influyen sobre el crecimiento de células cancerosas son blancos prominentes en esta nueva andanada contra el cáncer, y en todo el mundo se están llevando a cabo muchas docenas más de estudios clínicos con otros medicamentos correctores de defectos. Sin embargo, muchos de los tipos de cáncer más comunes, como el de seno, el de colon y el de pulmón, involucran varios defectos genéticos y podrían requerir medicamentos para blancos múltiples.

Átomos fríos, todavía calientes El primer condensado Bose-Einstein (BEC) un "superátomo" de átomos superenfriados y atrapados que marchan en las filas cerradas de los quantum, se publicó en un artículo histórico en Science en 1995. Los autores de Science, Eric A. Cornell y Carl E. Wieman recibieron en 2001 el premio Nobel de Física por su trabajo, compartiendo el galardón con Wolfgang Ketterle del MIT. El ajetreo alrededor de los BEC continuó este año, con un ojo puesto en el futuro de los láser atómicos y las mediciones ultraprecisas. Dos equipos de investigadores franceses crearon un BEC de helio por primera vez y también debutaron los condensados de litio y potasio. Los científicos han hecho también progresos a pasos agigantados en la manipulación de este nuevo estado de la materia, implotando una supernova atómica ("bose nova"), revolviendo estructuras parecidas a remolinos en los condensados y atrapando racimos de BEC para crear la primera materia "exprimida" del estado atómico.

Consenso climático: Ya es oficial: "es probable que la mayor parte del calentamiento observado durante los últimos cincuenta años se haya debido al aumento en las concentraciones de los gases de invernadero", declaró el Panel Internacional sobre Cambio Climático (International Panel on Climate Change o IPCC) este año, adjudicándole la culpa a los humanos y no a las causas naturales. Los nuevos datos y modelos computacionales llevaron a una mejor comprensión del cambio climático, que confirma el impacto humano en un siglo XX anormalmente cálido, aunque persiste la indecisión acerca de la sensibilidad del planeta a los gases de invernadero. El presidente de Estados Unidos, George W. Bush, citó esta indecisión junto con reservas acerca del alto costo y la carga desigual de la implementación de controles de emisión, al excluir a Estados Unidos del Protocolo de Kyoto, diseñado para reducir los gases de invernadero producidos por el hombre en todo el mundo.

Se encuentra un vertedero perdido: Estados Unidos es el mayor productor de gases de invernadero del mundo, pero también es un "vertedero" que recoge grandes cantidades de dióxido de carbono de la atmósfera. El tamaño del vertedero de carbono de Estados Unidos ha sido objeto de disputa, pero este año dos grupos opositores de científicos revisaron sus cálculos para llegar a un acuerdo sobre las dimensiones del vertedero. Los investigadores atmosféricos encogieron sus predicciones de un vertedero gigantesco con los nuevos análisis de datos recogidos en un periodo de tiempo más largo, aunque los contadores de carbono encontraron nuevos escondites de carbono que estiraron sus estimados del tamaño general del vertedero. El resultado: un vertedero que absorbe cerca de la tercera parte de las emisiones actuales de los Estados Unidos, pero podría mostrar signos de desaceleración durante el siguiente siglo.

La ciencia después del 11 de septiembre La comunidad internacional dedicada a la ciencia y a la ingeniería, enfrenta una "nueva era de sobriedad" después de los ataques terroristas del 11 de septiembre en los Estados Unidos, con el reto de presupuestos limitados, restricciones a la hora de compartir información y colaboraciones y prioridades cambiantes de investigación. En una sección especial dedicada al "Año de vivir peligrosamente", Science examina las consecuencias de los ataques para los científicos, en especial en lo que respecta a armas biológicas y nuevos y vastos sistemas de seguridad para las universidades y laboratorios importantes.

La contraparte de los diez logros más importantes de Science la constituyen los Descalabros del año - momentos menos que inspiradores en la ciencia y en las políticas científicas en 2001. En primera plana están este año los problemas de presupuesto que giran alrededor de la Estación Espacial Internacional y el "vacío científico" en la Administración Bush.

Las apuestas más altas para las noticias candentes de 2002: Al igual que en años anteriores, Science escogió seis temas candentes para vigilar en el 2002. Este años su selección incluye: La investigación estadounidense de las células progenitoras en la industria privada y el extranjero, el campo de los proteómicos, el primer viaje de varios telescopios nuevos, las enfermedades multifactoriales, los relojes ópticos y las constantes fundamentales, así como las visualización de moléculas complejas e interacciones biológicas. Los editores revisan también la tarjeta de anotaciones del 2000, para ver qué tan acertadas fueron sus predicciones para el año pasado.

Desde su primer lugar como revista científica general con comité de expertos, Science está singularmente capacitada para compilar la lista más autorizada de los logros científicos del año. La lista de los diez logros principales es la decimotercera que realiza Science desde que inauguró la categoría. Donald Kennedy, el editor en jefe escribe acerca del Avance más importante del año en la editorial de la edición del 21 de diciembre, que está disponible bajo pedido.

Science, fundada en 1880 por Thomas A. Edison, ha sido la revista oficial de la Asociación Norteamericana para el Avance de la Ciencia (American Association for the Advancement of Science o AAAS), desde 1900. AAAS es una organización sin fines de lucro y es la organización científica general más grande del mundo.