14 March 2015

El moment pi del segle

Benvolguts frikis,

Avui, seguint (per una vegada) el sistema americà de dates, i a les 09:26:53, hora local, s'esdevé el moment pi del segle: 3/14/15 9:26:53.

El nombre pi és la relació entre la circumferència d'un cercle i el seu diàmetre. Tot i que des de 2500 anys abans de la nostra era (i potser més) s'evidencia la presència d'algunes aproximacions de pi en la construcció, Arquimedes va ser el primer a intentar calcular-lo de manera sistemàtica. Ni ell ni els que li van venir al darrere van superar els set dígits fins el segle V.

El segle XIV, els matemàtics indis van ensopegar amb la primera fórmula exacta per calcular pi, en forma d'una sèrie infinita. Durant el segle passat es van descobrir nous mètodes que, junt amb la potència computacional de què es disposa avui dia, ha permès de calcular més de 10 bilions de dígits. (Cal tenir en compte que per la majoria d'usos no en calen més de 40, però és un nombre molt atractiu per batre rècords i provar supercomputadors.)

Vet aquí algunes característiques d'aquest nombre tan important.

- És irracional; és a dir, que no es pot calcular amb cap fracció de nombres enters, dels de tota la vida (tot i que al principi es feia servir 22/7 com a aproximació). Més aviat cal una fracció continuada com la de la figura... continuada fins a cansar-se'n o, com deia el meu profe d'Àlgebra, fins que et moris.

http://ca.wikipedia.org/wiki/Nombre_%CF%80

- Els dígits de pi semblen estar distribuïts aleatòriament. Això encara no s'ha pogut demostrar, però; vet aquí una meravellosa oportunitat de doctorar-se en matemàtiques, si a algú li fa gràcia.

- El nombre pi és trascendental; això significa que no és l'arrel de cap polinomi no nul amb coeficients racionals. Això demostra que la quadratura del cercle és impossible.

El nombre pi és una de les constants matemàtiques més usades i més populars. (En la meva opinió no és tan bonic com el nombre auri, però tampoc li farem cap lleig.) Dóna la casualitat que la Viquipèdia en té un article molt bo que podeu trobar aquí. Us en recomano la lectura.


El nostre dinar, Pi pie. Aviat en penjaré la recepta!

31 July 2014

Microcellular injection moulding (abstract)

Microcellular injection moulding is a variation of the conventional injection moulding process. The fundamentals of the foam injection moulding technology were first developed by Dr. Suh and his students at MIT in the 1980s.
Microcellular injection moulding fills a part of the volume of the plastic with air —in the shape of microscopic vacuums, or cells. This is done by the addition of a supercritical fluid (typically N2 or CO2) to the polymer in order to create a homogeneous melt. Once the plastic melt is inside the mould cavity, the pressure drop allows the supercritical fluid (from now on, SCF) to expand and create empty cell nuclei in the part. This has several significant advantages that affect both the part and the process.

28 July 2014

Xacona en fa menor (Pachelbel)



Sabia que la ballada havia començat. Sabia que els peus saltironaven i giravoltaven sobre les velles pedres, sabia que les faldilles voleiaven al ritme de violins i acordions. Sabia que persones que havien de ser amigues per sempre s'estaven coneixent, que els romanços s'encenien i que la llum grogosa dels fanals de les parets acariciava la calidesa d'una plaça plena de cors efervescents.

Però jo restava envoltada de la foscor ventosa de les velles parets gòtiques, presonera dels gegants i imposants arpegis que es desbordaven amb potència de l'enorme instrument negre. Ja devia estar a punt d'acabar. Era presonera de veritat; es feia tard, em sentia estirada cap a la plaça, però no hi podia anar encara. Al cap i a la fi, sabia que l'acordionista tocava per a mi.

1 April 2014

Anonymous: Concerto for viola d'amore, 2 flutes, strings & b.c

I'll welcome myself back with this not very well known jewel from the 18th century. It's a pity we don't know who to be fans of!



30 August 2013

Botifarres lituanoides


Quan era a Lituània, comprava unes botifarres marinades en no sé què, i eren absolutament delicioses. Ahir vaig intentar imitar-les amb aquesta recepta. Tot i que no va sortir ben bé el que perseguia, el resultat va ser satisfactori!

14 August 2013

La taula periòdica dels elements en puntets


Avui us mostro una nova manera de prendre's les coses. Aquesta taula periòdica té, ocupant el lloc de cada element, una representació de la seva estructura electrònica. A més, el color sol ja fa que valgui la pena.

Font: Alison Haigh

7 August 2013

Sopa dels horts de la Mama, del veí i del cap

Aquesta sopa és una bona manera d'aprofitar regals i excedents d'hortalisses, i també el cul de pot de cigrons que va quedar del guisat de l'altre dia. Sobretot m'agraden els colors càlids de tot el que hi ha a la sopa, i l'addició de les herbes és absolutament indispensable per donar-li el toc que li toca.

Ingredients (per 4 persones):

- Un litre i mig de brou de pollastre o de verdures (o de l'aigua de bullir les verdures del sopar d'ahir, que és el que vaig fer jo)
- Una patata petita i/o un carbassonet
- Un tomàquet normal o uns quants de cherry
- Un grapat de cigrons de pot (millor si ja estan pelats)
- Un parell o tres de cullerades de blat de moro de llauna (o la quantitat que agradi)
- Una ceba petita
- Una pastanaga
- Pebre, orenga i anet a discreció (l'anet, o fonoll pudent, és eneldo en castellà i dill en anglès)
- Una mica d'oli i una mica de sal

Preparació:

- En una cassola per sopa, fregiu la ceba ben picadeta fins que esdevingui translúcida, sense esperar que es torri.

- Afegiu-hi la pastanaga tallada a rodanxes fines i deixeu-la estovar una estona.

- Mentrestant, talleu la patata i/o el carbassó a rodanxes finetes, i poseu-vos a mà els cigrons i el blat de moro.

- Afegiu a la cassola el líquid de la vostra elecció i després tota la resta al darrere, excepte el tomàquet: patata i/o carbassó, cigrons, blat de moro i el que se us hagi acudit pel camí.

- Espereu que bulli, saleu una mica i baixeu el foc; deixeu la sopa fent xup-xup. Mentrestant, talleu el tomàquet en vuit grills; si feu servir cherries, talleu-los per la meitat.

- Quan la patata comenci a estar una mica tova, afegiu-hi el tomàquet, i a continuació una mica de pebre, si no us agrada; si us agrada, però, poseu-n'hi molt. Acabeu amb l'orenga i l'anet; no hi escatimeu! Poseu-n'hi prou com perquè es vegin les herbetes quan la sopa sigui al plat.

- La sopa estarà llesta quan tot estigui tovet i quan cònjugue i/o fills entrin a la cuina preguntant què és el que fa tan bona olor.

Suggeriments:

- En comptes de patata o carbassó podeu fer servir un trosset de carabassa. No és que n'hi hagi gaire, ara mateix, però farà el fet per la tardor!


- Si no teniu anet, hi podeu posar alfàbrega. Jo vaig fer la sopa sense alfàbrega, però segur que hi queda bé, fins i tot si és a més a més de tota la resta.

- Segur, segur, seguríssimament, hi quedarà bé una bona cullerada de nata agra. (La nata agra queda bé amb tot.) Si teniu l'oportunitat d'adquirir-ne, aprofiteu-la!


Gaudiu-ne! :)

5 August 2013

700 TB en 1 g

D'aquest còmic del Doghouse he arribat a un article interessantíssim (citat al final) sobre un gran avenç en el camp de la... bioenginyeria?, informació?, biologia molecular?, genètica? (Quins problemes, avui dia, amb això de classificar coses!)

Tres científics de la Universitat de Harvard han batut els rècords a l'hora d'emmagatzemar informació a l'ADN. Amb un nou sistema d'equivalència entre bases i bits (G i T són un 1; A i C són un 0), que soluciona problemes que fins ara hi havia hagut, aquests senyors han multiplicat l'anterior rècord per mil, aconseguint emmagatzemar uns 700 terabits en un sol gram d'ADN.

L'ADN té múltiples avantatges com a sistema d'emmagatzemament. (Tornem al de sempre: no estem sempre intentant imitar amb "la nostra ciència" el que ja ens trobem a la Creació?)

Per una banda, la densitat d'informació és increïble: d'un màxim teòric de 455 exabytes per gram d'ADN monocatenari, s'acaba d'arribar a 5.5 petabits per mil·límetre cúbic (em fa pal fer les conversions, però deixem-ho en que és bastant).

A més, l'emmagatzemament per ADN no està restringit a un sistema planari, que és el que passa avui dia amb la majoria de mitjans.

Un altre avantatge és que l'ADN roman legible encara que hagi suportat condicions no ideals durant milenis. Compareu-ho amb els súper-sistemes d'avui dia, que necessiten condicions de buit i sota zero...

Gairebé acabo. El paper biològic de l'ADN garanteix que es podrà llegir fins que canviïn les coses monstruosament, perquè els enzims de "lectura" i "escriptura" segueixen sent els que són en les coses vives, al marge de què en fem artificialment.

I acabo. Això ho han fet. Això es pot fer. A més, amb materials i procediments que es comercialitzen normalment, és a dir, que està tot relativament a mà. No diré que és del tot bueno, bonito y barato encara, naturalment, ja que els temps i costos de codificació i transcripció són, per dir-ho d'alguna manera, un pèl impràctics. Però és qüestió de temps.

Us adoneu de les implicacions d'això? Pensem un momentet en el que es pot arribar a fer amb un sistema d'emmagatzemament de densitats, estabilitats i eficiències tan i tan enormes. Avui dia, hi ha un cert nombre de càmeres per tot arreu, la majoria de les bases de dades són d'emmagatzemament temporal, no es pot gravar i guardar absolutament tot el que passa en aquesta vida i sota el Sol.

Encara podem presumir que, a vegades, sabem que no ens veu ningú, o que només s'han assabentat tal i tal persona del que acabem de dir, o que hem de gaudir amb totes les forces d'aquest paisatge o d'aquest moment perquè no els tornarem a tenir mai més.

Però... i demà passat?

 G. M. Church; Y. Gao; S. Kosuri (2012) Next-Generation Digital Information Storage in DNA. Science 337: 1628

24 June 2013

11 June 2013

Orgànuls procariòtics i mesosomes (o, desafiar la Viquipèdia)

Ho sento, aquesta vegada no hi ha dibuixets.

Des de la més tendra edat, mentre rosegàvem plàcidament el xumet i la nostra única preocupació era decidir si plorar per demanar menjar o si seguir dormint, se'ns ensenyava que els bacteris no tenien orgànuls. Els procariotes eren cèl·lules molt simples, sense nucli, amb quatre coses flotant pel citoplasma, una membrana i moltes gràcies.

Afortunadament, per corregir-nos i desmentir aquesta llegenda urbana, arriben els nostres valents súper-herois de dos equips diferents de Califòrnia i rodalies.

Entengui's un orgànul com un compartiment delimitat per una membrana biològica i amb una funció bioquímica determinada. Fins aquí, d'acord... Doncs, sorpresa!, aquestes criaturetes no es limiten a ser presents a les cèl·lules eucariotes, ni molt menys. Una cosa és que siguin les procariotes tan petites que es dificulta el seu estudi, i que les tècniques genètiques i moleculars no estiguin a l'alçada de la situació, encara. I una altra cosa és que perquè no els veiem, que no hi siguin!

D. Murat; M. Byrne; A. Komeili. Cell Biology of Prokaryotic Organelles. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 2(10):1-18, 2013.

M. H. Saier; M. V. Bogdanov. Membranous Organelles in Bacteria. Journal of Molecular Microbiology and Biotechnology, 23:5-12, 2010.

I encara una altra cosa: els mesosomes són artefactes, és a dir, que si es veuen és per culpa d'algun error en algun punt del procediment. En aquest cas, els mesosomes són causats pel procés convencional de preparació per observació per microscopi electrònic. Els bacteris tenen temps de reaccionar davant dels canvis en les condicions ambientals i per això formen aquestes invaginacions, o butxaquetes, en la membrana. Amb una congelació ultraràpida i fixant els bacteris amb un fixador dissolt en un dissolvent orgànic, en comptes d'amb gel, se soluciona tot.

H. R. Ebersold; J.-L. Cordier; P. Lüthy. Bacterial mesosomes: Method dependent artifacts. Archives of Microbiology, 130(1):19-22, 1981.

M. T. Silva; J. C. Sousa; J. J. Polónia; M. A. Macedo; A. M. Parente. Bacterial mesosomes. Real structures or artifacts? Biochimica et Biophysica Acta, 443(1):92-105, 1976.

7 June 2013

The whole point of cell division in bacteria...

 

...is that, mutations and inherent stochasticity aside, daughter cells have exactly the same DNA as their mother cell.

I think it's starting to get a little too obvious that I have a lovely brand new graphic tablet.

6 June 2013

El sistema Min

Aquest és un dibuix que acabo de fer per insertar a la meva memòria. Amb això vull ajudar a entendre un dels aspectes de la divisió cel·lular en els procariotes (el grup de cèl·lules que no tenen cap membrana nuclear per contenir el material genètic).

En els bacteris Escherichia coli la divisió cel·lular es duu a terme per dos mecanismes: la síntesi d'una nova membrana cel·lular que separi les dues cèl·lules filles, o septe, i una certa constricció a la zona central per acabar d'ajudar.

La formació del septe comença pel posicionament de la proteïna FtsZ (que, com tot en aquest camp, encara no se sap ben bé què fa ni com és ni per què serveix) al centre de la cèl·lula. Aquesta proteïna alguna cosa fa per la formació de l'anomenat anell Z... un anell que els domina tots. L'anell Z es troba a la membrana citoplasmàtica i es contreu amb la membrana a mesura que s'invagina durant la formació del septe.

En un model prou recent desenvolupat per W. Margolin* s'introdueixen dos elements determinants pel posicionament de la divisió. Perquè clar, qui li mana a l'anell Z de ser format just al mig de la cèl·lula que s'està dividint, i al moment precís? Això encara no se sap exactament, tampoc.

Un d'aquests dos components (l'altre és totalment a part del dibuix i del que ens interessa ara mateix) és el sistema Min.



El sistema Min està compost per tres proteïnes: MinC, MinD i MinE que, per qui li interessi, estan codificades a l'operó minCDE als E. coli.

Com es pot apreciar clarament a la il·lustració, MinC i MinD actuen conjuntament per regular negativament la formació de l'anell Z. (Vist així, no us fa pena?) En canvi, MinE regula negativament l'acció de MinC i MinE. Posat d'una altra manera, defensa la formació de l'anell. I ajuda a fer moltes altres coses.

I amb això, i sobretot gràcies al dibuix, ja teniu conte per explicar als vostres fills avui abans d'anar a dormir.

* W. Margolin. Themes and variations in prokaryotic cell division. FEMS Microbiology Reviews, 24:531-548, 2000.

29 May 2013

MEQ 1. El model de Hodgkin-Huxley

El model de Hodgkin-Huxley, del 1952, modela la iniciació i propagació de potencials d'acció neuronals. Alan Lloyd Hodgkin i Andrew Huxley es van fer mereixedors del premi Nobel de medicina l'any 1963 per aquesta gran contribució a la biofísica.

Esquema de la membrana cel·lular d'una neurona per refrescar la memòria

En aquest model, es descriuen els components físics reals mitjançant anàlegs elèctrics:

Components del model de Hodgkin-Huxley
La membrana cel·lular, composta d'una bicapa lipídica, es comporta com un condensador de capacitat Cm. Els canals iònics, regulats per diferències de potencial, es representen com conductàncies variables. La conductància lineal de la dreta és deguda al canal de fuita, que inclou els moviments iònics no específics. Les fonts de tensió modelen els gradients iònics existents, que són els que causen els fluxos de sodi i potassi (hi ha més elements, però aquesta és una simplificació prou vàlida). Finalment, el corrent d'entrada Ie és el que causa l'acció neuronal.

Havent explicat cadascun dels elements del model, simplement s'apliquen llei d'Ohm, llei de Kirchhoff i manivela per resoldre el circuit. En surt l'equació de Hodgkin-Huxley en tot el seu esplendor!

10 May 2013

3 mites musicals desmitificats

Tots coneixeu les cançons que us poso aquí. Això no obstant, probablement us sorprendreu en saber que aquestes en són les versions originals! Gaudiu-ne!

I Will Always Love You by Dolly Parton on Grooveshark

I Will Always Love You (&Vince Gill) by Dolly Parton on Grooveshark



(Permeteu-me també oferir-vos l'excel·lent versió de la primera cançó que Dolly Parton va gravar amb Vince Gill... realment val la pena!)


Save The Last Dance For Me by The Drifters on Grooveshark

 Comme D'habitude by Claude François on Grooveshark

1 May 2013

Introduction to the paper "RADIOACTIVE WASTE MANAGEMENT: An overview of existing technologies and future possibilities"

This time, I bring you the introduction I wrote for a paper last semester. Halfway through the job I realised I was making the introduction way too long and detailed for the scope of the paper, and I had to redo the whole thing. Nevertheless, I saved my previous work because in it you can find some juicy tidbits of information.

You are very welcome to email me for the references and/or for the whole paper. :)

Nuclear fission


Definition

Nuclear fission is a nuclear reaction in which the nucleus of an atom splits in two (sometimes, but rarely, three) parts of the same size.


Fig. 1: binding energy graph (European Nuclear Society, 2003)
Nuclear fission can occur both spontaneously and artificially.

Theoretically, spontaneous fission should take place with nuclei with a mass larger than only 130 atomic mass units (amu), as the graph in Fig. 1 suggests. This graph shows that the binding energy of the heaviest atoms is slightly less negative than that of most of the medium-sized nuclei (Z > 5), which is around 8 MeV per nucleon. (The binding energy of an atom nucleus is the amount of energy required to pull infinitely apart particles that are bound by nuclear or electromagnetic forces. Thus, the energy necessary for the actual nucleus to keep together is negative by convention.)

Experimentally, though, this takes place only with the heaviest atoms, those with mass numbers 230 or more. Also, the reactions take place extremely slowly, with half-times of the order of 1015 or 1016. As an example, the half-life of 238U (also referred to as “depleted uranium”) is 4,500 millions of years.

Fig. 2: chain reaction

However, an artificial reaction takes much less time. Induced fission consists of bombarding a heavy nucleus with a thermal neutron, which splits the nucleus in two daughter nuclei of uneven mass, releasing more neutrons and a great quantity of energy. These released neutrons then hit other nuclei, which in turn split and yield yet more neutrons and energy, and so on, developing a chain of reaction of an exponential rate. This chain reaction is highly energetic and exothermic, and, if uncontrolled, can lead to explosion. (This is the principle of the atomic bomb. Various uses of the nuclear fission reaction will be discussed later.)

Fig. 2 illustrates the beginning of a chain reaction and shows the splitting of more nuclei as a result of the neutrons emitted by the fission of the first nucleus. This could well be the representation of an atom of 235U, which is the only naturally occurring isotope in which fission can be induced.

 

Applications


Fig. 3: comparison of energy sources
(Nuclear Energy Institute, 2012)
The amount of energy released per gramme of 235U is of an average of 80 million kJ. In comparison, a gramme of natural gas yields only 50 kJ. This is one aspect of nuclear energy that makes it attractive. Fig. 3 shows a comparison of energy sources.
Among the applications of nuclear fission energy, electric power generation is one of the most common. The graph in Fig. 4 shows the percentage of nuclear electricity production on the total of generated energy in the world in the past 30 years.

Another application of nuclear fission reactions is in marine transportation. Over 220 small reactors are used for nuclear propulsion in Army and Navy ships (mainly in the USA, Russia, and France), and 56 different countries operate a total of 280 reactors for research purposes (House of Representatives Industry and Resources Committee (Australian Government), 2006).

Fig. 4: percentage of nuclear electricity generation in the past decades (World Nuclear Association, 2012)

Nuclear fission is of great importance in many other areas, where the main use is the production of radioisotopes (unstable or radioactive isotopes). These radioisotopes are used for such diverse fields as the food industry (fertilisers, breeding, preservation); investigation of water resources, both from the point of view of quality and from the dynamics of various hydrologic accidents; in medicine, for diagnosis, treatment, and also sterilisation of instruments; and on a wider industrial field, from dating and tracing to non-destructive analysis of materials and components.

Heat emission from the decay of plutonium-238 is used to power navigation beacons, satellites, and vehicles such as the Mars rover Curiosity, and much research is being conducted also in this field.

Nuclear weapons are also an important application of nuclear fission. However, the environment isn’t exactly a major concern in the use of such devices, so they will be discussed no further.

 

Use of Uranium

In order to satisfy the demand for electricity production, the main use of uranium, each year 77,000 tonnes of uranium oxide concentrate are required, which would amount to 65,500 tonnes of uranium (World Nuclear Association, 2010). Adding to this the other less important applications, the total current world demand for uranium ascends to 68,500 tonnes per year (World Nuclear Association, 2012).

The graph in Fig. 5 shows the world uranium production and demand over the past decades.


Fig. 5: world uranium production and demand (World Nuclear Association, 2012)

It is seen that production from world uranium mines supply only about 75% of the total demand. This primary production is supplemented by ex-military material and other secondary supplies (World Nuclear Association, 2010). Also, as can be observed, demand is slightly increasing and uranium mining is doing so more significantly.

 

Effects of Radioactivity on People and the Environment

The impact of radiation on living creatures is generally evaluated by the effective biological damage of radiation. The unit used to quantify such measurements is the sievert (Sv).
For reference, the average person receives 3,1 mSv per year due to natural radiation (United States Nuclear Regulatory Comission, 2012). A chest CT scan would result in 6,8 mSv; nuclear power workers are allowed a maximum of 50 mSv per year; and a dose of 10 Sv is usually fatal.
It is generally accepted that the release of radioactive wastes to the environment is likely to increase the exposure of wildlife to radiation (Linsley, 1997). Although radiation may cause cancers at high doses and high dose rates, currently there are no data to establish unequivocally the occurrence of cancer following exposure to low doses and dose rates – below about 100 mSv (United States Nuclear Regulatory Comission, 2012).

This is where I left it. I'd also found a table which gave information on the health effects of different amounts of radioactivity. I hope you've enjoyed it! :)