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Example Output

Channel: Packaging News Online

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Journal Reference:

  1. Ke Fang, Matthew Kerr, Roger Blandford, Henrike Fleischhack, Eric Charles. Evidence for PeV Proton Acceleration from Fermi-LAT Observations of SNR G106.3+2.7. Physical Review Letters, 2022; 129 (7) DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.071101

Fermi has shown that the shock waves of exploded stars boost particles to speeds comparable to that of light. Called cosmic rays, these particles mostly take the form of protons, but can include atomic nuclei and electrons. Because they all carry an electric charge, their paths become scrambled as they whisk through our galaxy’s magnetic field. Since we can no longer tell which direction they originated from, this masks their birthplace. But when these particles collide with interstellar gas near the supernova remnant, they produce a tell-tale glow in gamma rays — the highest-energy light there is.

“Theorists think the highest-energy cosmic ray protons in the Milky Way reach a million billion electron volts, or PeV energies,” said Ke Fang, an assistant professor of physics at the University of Wisconsin, Madison. “The precise nature of their sources, which we call PeVatrons, has been difficult to pin down.”

Trapped by chaotic magnetic fields, the particles repeatedly cross the supernova’s shock wave, gaining speed and energy with each passage. Eventually, the remnant can no longer hold them, and they zip off into interstellar space.

Boosted to some 10 times the energy mustered by the world’s most powerful particle accelerator, the Large Hadron Collider, PeV protons are on the cusp of escaping our galaxy altogether.

Astronomers have identified a few suspected PeVatrons, including one at the center of our galaxy. Naturally, supernova remnants top the list of candidates. Yet out of about 300 known remnants, only a few have been found to emit gamma rays with sufficiently high energies.

One particular star wreck has commanded a lot of attention from gamma-ray astronomers. Called G106.3+2.7, it’s a comet-shaped cloud located about 2,600 light-years away in the constellation Cepheus. A bright pulsar caps the northern end of the supernova remnant, and astronomers think both objects formed in the same explosion.

Fermi’s Large Area Telescope, its primary instrument, detected billion-electron-volt (GeV) gamma rays from within the remnant’s extended tail. (For comparison, visible light’s energy measures between about 2 and 3 electron volts.) The Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS) at the Fred Lawrence Whipple Observatory in southern Arizona recorded even higher-energy gamma rays from the same region. And both the High-Altitude Water Cherenkov Gamma-Ray Observatory in Mexico and the Tibet AS-Gamma Experiment in China have detected photons with energies of 100 trillion electron volts (TeV) from the area probed by Fermi and VERITAS.

“This object has been a source of considerable interest for a while now, but to crown it as a PeVatron, we have to prove it’s accelerating protons,” explained co-author Henrike Fleischhack at the Catholic University of America in Washington and NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. “The catch is that electrons accelerated to a few hundred TeV can produce the same emission. Now, with the help of 12 years of Fermi data, we think we’ve made the case that G106.3+2.7 is indeed a PeVatron.”

A paper detailing the findings, led by Fang, was published Aug. 10 in the journal Physical Review Letters.

The pulsar, J2229+6114, emits its own gamma rays in a lighthouse-like beacon as it spins, and this glow dominates the region to energies of a few GeV. Most of this emission occurs in the first half of the pulsar’s rotation. The team effectively turned off the pulsar by analyzing only gamma rays arriving from the latter part of the cycle. Below 10 GeV, there is no significant emission from the remnant’s tail.

Above this energy, the pulsar’s interference is negligible and the additional source becomes readily apparent. The team’s detailed analysis overwhelmingly favors PeV protons as the particles driving this gamma-ray emission.

“So far, G106.3+2.7 is unique, but it may turn out to be the brightest member of a new population of supernova remnants that emit gamma rays reaching TeV energies,” Fang notes. “More of them may be revealed through future observations by Fermi and very-high-energy gamma-ray observatories.”

Video: https://youtu.be/oYm-0MX_3HE

Astronomers confirm star wreck as source of extreme cosmic particles

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Trapped by chaotic magnetic fields, the particles repeatedly cross the supernova’s shock wave, gaining speed and energy with each passage. Eventually, the remnant can no longer hold them, and they zip off into interstellar space.

Boosted to some 10 times the energy mustered by the world’s most powerful particle accelerator, the Large Hadron Collider, PeV protons are on the cusp of escaping our galaxy altogether.

Astronomers have identified a few suspected PeVatrons, including one at the center of our galaxy. Naturally, supernova remnants top the list of candidates. Yet out of about 300 known remnants, only a few have been found to emit gamma rays with sufficiently high energies.

One particular star wreck has commanded a lot of attention from gamma-ray astronomers. Called G106.3+2.7, it’s a comet-shaped cloud located about 2,600 light-years away in the constellation Cepheus. A bright pulsar caps the northern end of the supernova remnant, and astronomers think both objects formed in the same explosion.

Fermi’s Large Area Telescope, its primary instrument, detected billion-electron-volt (GeV) gamma rays from within the remnant’s extended tail. (For comparison, visible light’s energy measures between about 2 and 3 electron volts.) The Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS) at the Fred Lawrence Whipple Observatory in southern Arizona recorded even higher-energy gamma rays from the same region. And both the High-Altitude Water Cherenkov Gamma-Ray Observatory in Mexico and the Tibet AS-Gamma Experiment in China have detected photons with energies of 100 trillion electron volts (TeV) from the area probed by Fermi and VERITAS.

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Ha habido grandes avances en la tecnología inteligente en los últimos años, lo que ha agregado mucha comodidad en nuestras vidas personales a través de dispositivos que son mucho más inteligentes que las iteraciones anteriores. Ahora tenemos la capacidad de controlar muchos aspectos de nuestros hogares con solo nuestra voz o unos pocos toques en nuestro dispositivos inteligentes. Si bien esta eficiencia es ciertamente valiosa, a menudo puede ser costosa.

Si está buscando agregar algunas funciones inteligentes a su hogar pero no puede pagar una revisión completa, no se preocupe. Hay muchos dispositivos inteligentes para el hogar en el mercado a una variedad de precios para cada comprador, ya sea que esté buscando un solo enchufe inteligente o necesite equipar una habitación completa. Y si está buscando las mejores ofertas de casas inteligentes, no tiene que buscar descuentos en todos los sitios web por su cuenta. Deje que nuestro equipo de expertos lo ayude a construir la casa inteligente de sus sueños por menos.

Las mejores ofertas de enchufes inteligentes

Los enchufes inteligentes se pueden usar para varias cosas, incluida la automatización de luces, pequeños electrodomésticos y más.

Enlace TP

Kasa es una marca confiable en el espacio del hogar inteligente que fabrica algunos de los mejores enchufes inteligentes del mercado. Estos pequeños enchufes pueden apilarse en el mismo receptáculo o usarse en cualquier otro lugar de la casa. Con la aplicación gratuita Kasa, puede automatizar los enchufes configurando un horario o controlarlos desde cualquier lugar con facilidad.

Estos enchufes se pueden controlar fácilmente con las rutinas del Asistente de Google, Alexa e IFTTT sin necesidad de un concentrador adicional.

Amazonas

No puede usar cualquier enchufe inteligente en el exterior, debe comprar uno que esté diseñado específicamente para usarse en el exterior. Este enchufe inteligente de Kasa tiene clasificación IP64 para resistencia a la intemperie y tiene dos enchufes que se pueden controlar individualmente. Tiene un cable incorporado para facilitar la conexión a receptáculos exteriores y funciona con Alexa, IFTTT y Google Assistant.

yo casa

Si tiene muchos dispositivos, es probable que necesite un protector contra sobretensiones o una regleta de enchufes. ¿Por qué no pagar un poco más por uno que tiene algo de inteligencia incorporado? Este cuenta con seis salidas que se pueden controlar individualmente o juntas. Ofrece hasta 1.200 julios de protección contra sobretensiones.

Más ofertas de enchufes inteligentes para tu hogar:

Las mejores ofertas de luz inteligente

Las bombillas inteligentes ofrecen una forma única de traer un color nuevo a sus espacios sin tener que volver a pintar. Puede obtener versiones en blanco y en color, y vienen en diferentes tamaños para sus lámparas y accesorios de iluminación.

Lifx

Este paquete de dos luces LED de bajo consumo le permite programar las luces para que se enciendan lentamente por la mañana y lo despierten de una manera más natural, o atenuar las luces por la noche para ayudarlo a relajarse. De hecho, incluso puede usar IFTTT para hacer parpadear sus luces 10 minutos antes de una reunión y crear rutinas con asistentes de voz para mantener su productividad. El color es blanco cálido y es regulable. No necesita un puente o concentrador y funciona con Wi-Fi de 2,4 GHz.

Enlace TP

Las bombillas inteligentes son una excelente manera de cambiar el aspecto de una habitación agregando un toque de color. Tú decides cuándo se encienden y apagan las luces y qué tan brillantes se vuelven. No necesita agregar un concentrador para usarlos, pero funcionan con Alexa y el Asistente de Google para los comandos de voz.

Chris Monroe/CNET

Ahorre $ 7 en una sola bombilla de color Philips Hue en comparación con el precio de Amazon. Puede elegir entre 16 millones de opciones de color diferentes dentro de la aplicación para cambiar instantáneamente la apariencia de sus espacios. Se pueden controlar usando la aplicación o su voz, según sus preferencias. Las bombillas Philips Hue requieren el uso de un concentrador separado.

Más ofertas de iluminación inteligente:

Las mejores ofertas de altavoces inteligentes

Agregar inteligencia a sus parlantes es una excelente manera de llevar música manos libres a todas las habitaciones de su hogar. Se ven elegantes, suenan muy bien y ofrecen una gran funcionalidad que todos pueden disfrutar.

Chris Monroe/CNET

El Amazon Echo Dot continúa dominando el juego de altavoces inteligentes como uno de los mejores altavoces inteligentes que el dinero puede comprar, especialmente si desea conectar varios dispositivos en su hogar. El Echo Dot de cuarta generación tiene un descuento del 44% en este momento, lo que lo convierte en un excelente momento para comprar si desea un altavoz inteligente confiable con Alexa o si desea llenar su hogar con una red de altavoces inteligentes conectados.

Lea nuestra reseña de Amazon Echo Dot (2020).

Más ofertas de Amazon Echo:

Las mejores ofertas de electrodomésticos inteligentes

Puede que no lo creas, pero hay tantos electrodomésticos inteligentes en estos días. Puede usar su voz para precalentar el horno, ajustar la temperatura de su hogar, controlar la puerta de su garaje y más.

Agudo

Parece que las empresas están agregando compatibilidad con Alexa y Google Assistant para casi cualquier cosa, incluidos los microondas de encimera. Este modelo ofrece soporte para Alexa de Amazon para recalentar su comida, agregar tiempo de cocción y más, pero no es compatible con el Asistente de Google. Todavía necesitará usar sus manos para cargarlo con comida, aunque tal vez algún día tengamos un robot inteligente que también pueda hacer eso por nosotros.

Meross

Este control remoto de garaje inteligente Meross le permite abrir o cerrar su garaje desde cualquier lugar usando la aplicación complementaria en su teléfono o tableta. También es compatible con Alexa, Siri y Google Assistant para que puedas controlarlo usando el sonido de tu voz a través de otros dispositivos inteligentes. O bien, puede establecer un horario para que cierre a una hora preestablecida, o después de estar abierto durante un período prolongado. Sólo asegúrese de recortar el cupón en la página para obtener el descuento completo.

Puede comprobar si su motor de garaje es compatible con este accesorio inteligente aquí.

Google

Con el termostato inteligente Google Nest Learning, puede controlar la temperatura desde cualquier lugar utilizando la aplicación Nest en su teléfono inteligente, tableta o computadora portátil. Una semana después de la configuración, el termostato comienza a programarse a las temperaturas que desee. Y el modo Ausente cambia automáticamente a una temperatura de bajo consumo cuando no estás en casa.

Lea nuestra revisión de tercera generación de Nest Learning Thermostat.

Otras ofertas de dispositivos inteligentes para el hogar

Ultraloq

Agregar una cerradura inteligente a su entrada ahorrará tiempo y esfuerzo al entrar o salir por la puerta. Se bloquea cuando sale de su casa y se desbloquea cuando llega a su puerta cuando tiene su teléfono inteligente en su bolsillo o bolso, y responde al control de voz con Alexa y Google Assistant. Puede usar la identificación de la huella digital o un código para ingresar, así como varias otras opciones. También puede crear códigos temporales para invitados y realizar un seguimiento de quién ingresa a su hogar a través de la aplicación. También es resistente al polvo y a la intemperie con clasificación IP65, por lo que no tendrá que preocuparse por el clima extremo. Además, es fácil de instalar y no requiere perforación ni cableado. Asegúrese de recortar el cupón en la página por el descuento completo.

Más ofertas de casas inteligentes:

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Si está buscando agregar algunas funciones inteligentes a su hogar pero no puede pagar una revisión completa, no se preocupe. Hay muchos dispositivos inteligentes para el hogar en el mercado a una variedad de precios para cada comprador, ya sea que esté buscando un solo enchufe inteligente o necesite equipar una habitación completa. Y si está buscando las mejores ofertas de casas inteligentes, no tiene que buscar descuentos en todos los sitios web por su cuenta. Deje que nuestro equipo de expertos lo ayude a construir la casa inteligente de sus sueños por menos.

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Los enchufes inteligentes se pueden usar para varias cosas, incluida la automatización de luces, pequeños electrodomésticos y más.

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Kasa es una marca confiable en el espacio del hogar inteligente que fabrica algunos de los mejores enchufes inteligentes del mercado. Estos pequeños enchufes pueden apilarse en el mismo receptáculo o usarse en cualquier otro lugar de la casa. Con la aplicación gratuita Kasa, puede automatizar los enchufes configurando un horario o controlarlos desde cualquier lugar con facilidad.

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Amazonas

No puede usar cualquier enchufe inteligente en el exterior, debe comprar uno que esté diseñado específicamente para usarse en el exterior. Este enchufe inteligente de Kasa tiene clasificación IP64 para resistencia a la intemperie y tiene dos enchufes que se pueden controlar individualmente. Tiene un cable incorporado para facilitar la conexión a receptáculos exteriores y funciona con Alexa, IFTTT y Google Assistant.

yo casa

Si tiene muchos dispositivos, es probable que necesite un protector contra sobretensiones o una regleta de enchufes. ¿Por qué no pagar un poco más por uno que tiene algo de inteligencia incorporado? Este cuenta con seis salidas que se pueden controlar individualmente o juntas. Ofrece hasta 1.200 julios de protección contra sobretensiones.

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Lifx

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Las bombillas inteligentes son una excelente manera de cambiar el aspecto de una habitación agregando un toque de color. Tú decides cuándo se encienden y apagan las luces y qué tan brillantes se vuelven. No necesita agregar un concentrador para usarlos, pero funcionan con Alexa y el Asistente de Google para los comandos de voz.

Chris Monroe/CNET

Ahorre $ 7 en una sola bombilla de color Philips Hue en comparación con el precio de Amazon. Puede elegir entre 16 millones de opciones de color diferentes dentro de la aplicación para cambiar instantáneamente la apariencia de sus espacios. Se pueden controlar usando la aplicación o su voz, según sus preferencias. Las bombillas Philips Hue requieren el uso de un concentrador separado.

Más ofertas de iluminación inteligente:

Las mejores ofertas de altavoces inteligentes

Agregar inteligencia a sus parlantes es una excelente manera de llevar música manos libres a todas las habitaciones de su hogar. Se ven elegantes, suenan muy bien y ofrecen una gran funcionalidad que todos pueden disfrutar.

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El Amazon Echo Dot continúa dominando el juego de altavoces inteligentes como uno de los mejores altavoces inteligentes que el dinero puede comprar, especialmente si desea conectar varios dispositivos en su hogar. El Echo Dot de cuarta generación tiene un descuento del 44% en este momento, lo que lo convierte en un excelente momento para comprar si desea un altavoz inteligente confiable con Alexa o si desea llenar su hogar con una red de altavoces inteligentes conectados.

Lea nuestra reseña de Amazon Echo Dot (2020).

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Las mejores ofertas de electrodomésticos inteligentes

Puede que no lo creas, pero hay tantos electrodomésticos inteligentes en estos días. Puede usar su voz para precalentar el horno, ajustar la temperatura de su hogar, controlar la puerta de su garaje y más.

Agudo

Parece que las empresas están agregando compatibilidad con Alexa y Google Assistant para casi cualquier cosa, incluidos los microondas de encimera. Este modelo ofrece soporte para Alexa de Amazon para recalentar su comida, agregar tiempo de cocción y más, pero no es compatible con el Asistente de Google. Todavía necesitará usar sus manos para cargarlo con comida, aunque tal vez algún día tengamos un robot inteligente que también pueda hacer eso por nosotros.

Meross

Este control remoto de garaje inteligente Meross le permite abrir o cerrar su garaje desde cualquier lugar usando la aplicación complementaria en su teléfono o tableta. También es compatible con Alexa, Siri y Google Assistant para que puedas controlarlo usando el sonido de tu voz a través de otros dispositivos inteligentes. O bien, puede establecer un horario para que cierre a una hora preestablecida, o después de estar abierto durante un período prolongado. Sólo asegúrese de recortar el cupón en la página para obtener el descuento completo.

Puede comprobar si su motor de garaje es compatible con este accesorio inteligente aquí.

Google

Con el termostato inteligente Google Nest Learning, puede controlar la temperatura desde cualquier lugar utilizando la aplicación Nest en su teléfono inteligente, tableta o computadora portátil. Una semana después de la configuración, el termostato comienza a programarse a las temperaturas que desee. Y el modo Ausente cambia automáticamente a una temperatura de bajo consumo cuando no estás en casa.

Lea nuestra revisión de tercera generación de Nest Learning Thermostat.

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Ultraloq

Agregar una cerradura inteligente a su entrada ahorrará tiempo y esfuerzo al entrar o salir por la puerta. Se bloquea cuando sale de su casa y se desbloquea cuando llega a su puerta cuando tiene su teléfono inteligente en su bolsillo o bolso, y responde al control de voz con Alexa y Google Assistant. Puede usar la identificación de la huella digital o un código para ingresar, así como varias otras opciones. También puede crear códigos temporales para invitados y realizar un seguimiento de quién ingresa a su hogar a través de la aplicación. También es resistente al polvo y a la intemperie con clasificación IP65, por lo que no tendrá que preocuparse por el clima extremo. Además, es fácil de instalar y no requiere perforación ni cableado. Asegúrese de recortar el cupón en la página por el descuento completo.

Más ofertas de casas inteligentes:

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LA LISTA DE LA MAÑANA

Los altavoces KEF LSX producen graves relativamente tímidos, ideales en habitaciones pequeñas porque evitan problemas graves de graves.

Muy a menudo, el eslabón débil de una instalación de alta fidelidad no es ni el amplificador ni los altavoces, sino la sala de escucha. Las salas de estar más hostiles pueden convertir la música en una papilla sónica, sin importar cuán costosa sea la configuración de audio. “A menudo es el problema número uno a resolver para un entusiasta de la alta fidelidad”juez Jordan Kouby, ingeniero de sonido y cofundador de un estudio de música parisino.

¿Cómo sabes si el problema está en tu pieza? Algunas pistas deberían ponerlo en alerta: una ligera impresión de alboroto, bajos borrosos e imprecisos, parlantes que suenan menos bien en casa que en la tienda, algunos instrumentos que están demasiado apagados en comparación con escuchar con auriculares.

En la mayoría de los casos, estos problemas se pueden aliviar. Aquí hay cinco soluciones clasificadas por costo creciente.

1- Codo de grasa (gratis)

Gratis, estos dos métodos son sobre todo simples y efectivos. La primera es mover los parlantes para solucionar el problema más común: los bajos borrosos que amortiguan el sonido. Aleje los parlantes de la pared y acerque la silla a los parlantes, aunque eso signifique pelear con los demás miembros de la familia para imponer estos arreglos, porque a menudo mejoran radicalmente el balance y la claridad del sonido. Si el problema no desaparece, puede “intentar colocar los altavoces en posiciones atípicas”, explica Jordan Kouby:

“La regla es que no hay reglas. Las posiciones asimétricas a veces funcionan, incluso puede intentar acercar el altavoz a la pared o incrustarlo en la biblioteca. Pero tenga cuidado de no perderse en el camino: es difícil mantener la lucidez, incluso para un profesional. Pídele a un ser querido que mueva los parlantes mientras escuchas y te apegas a una pieza musical. »

Segunda mejora, reservada para habitaciones con demasiados azulejos o ventanas: agregue alfombras, cortinas, muebles, estanterías, que pueden mejorar la precisión del sonido. Esta solución también se puede utilizar “para suavizar un sonido demasiado agresivo, o para atenuar esas desagradables resonancias metálicas que uno escucha cuando aplaude”dice Jordan Kouby.

2- Mediciones y correcciones (150 a 500 euros)

Si el paso anterior no es suficiente para convencer a sus oídos o si no puede cambiar el diseño de su sala de estar, puede intentar una ruta más empinada: coloque un filtro de sonido, en forma de software, en el corazón de su sistema de audio. El sonido será filtrado por un ordenador, que se convertirá en tu único reproductor de música.

Este método equivale a distorsionar el sonido para aliviar sus problemas, “una buena solución para limitar el daño en los sonidos graves”, juez Philippe, conocido bajo el seudónimo de Pda0 en Forum-hi-fi.fr, un espacio de debate donde se encuentra con muchos entusiastas. Habiéndose convertido en el experto en acústica del foro, Philippe fue invitado a las casas de más de cincuenta miembros para analizar su sala de escucha. Sin embargo, ” este método solo funciona si siempre escuchas la música desde la misma silla. Porque en otro lugar de la habitación ella puede [faire] empeorar [la qualité du] hijo »el juez Jean-Pierre Lafont, un acústico que trabaja para cines y estudios de música.

Sobre todo, hay que hacerse una idea precisa del problema midiéndolo con un micrófono destinado a tal fin (unos cien euros) y luego visualizando estas medidas en un ordenador, que no necesariamente es reciente. Necesitará software gratuito como Rew, Rephase, Equalizer APO… Estas mediciones, su análisis, luego la creación de filtros es un proceso complejo que requiere, según Philippe, “unas pocas docenas de horas de tiempo libre repartidas en un mes “. Con una gran trampa a la llegada: “un sonido neutro que no agradará a todos los oídos”. Para adaptarse mejor a tus gustos personales, tendrás que personalizar los filtros, lo que es aún más complicado.

Afortunadamente, podemos contar con el apoyo de la comunidad de tres foros, Homecinema-fr.com, AVCesar y Forum-hi-fi.fr, que brindan tutoriales disponibles. Sus miembros se complacen en brindar asesoramiento sobre la creación de filtros. También puedes simplificar la tarea simplemente realizando mediciones y enviándolas luego a un profesional de renombre como Home Audio Fidelity, que se encarga de crear los filtros por cien euros.

3- Totalmente automático (500 a 2.000 euros)

Como en el paso anterior, esta solución consiste en filtrar el sonido para paliar los problemas acústicos de la sala. Excepto que aquí todo es automático: es un amplificador que lo cuida como reemplazo del tuyo. En el primer uso, emite ruidos en tus parlantes mientras los escuchas a través de su micrófono, luego calcula los filtros de audio.

Esta solución tiene una gran ventaja: no hay que hacer ningún esfuerzo para entender, la maniobra es sencilla, se tarda un cuarto de hora. Pero esta solución es más costosa y deja poco espacio para apegarse a sus preferencias de sonido. El resultado a menudo será decepcionante para un amante de los graves carnosos, por ejemplo, pero potencialmente sorprendente para un fanático de la fidelidad y la neutralidad del sonido.

¿Qué modelo de amplificador elegir? Un modelo con la función de “autocalibración”. Los más baratos son los amplificadores de cine en casa, como el Denon AVR-X1700H DAB (unos 800 euros) o el AVR-X3700H (1.400 euros). Sin embargo, lo ideal es invertir en uno de los raros amplificadores para audiófilos con un sistema de autocalibración como en Lyngdorf o NAD, desde 2000 euros.

Los más expertos en informática estarán interesados ​​en una solución más económica, que no te obligue a cambiar el amplificador: el software de autocalibración Dirac, que se puede instalar en la computadora que reproduce la música, o en una caja de resonancia. para ser insertado entre el amplificador y la fuente de audio. Cuente 450 euros en ambos casos. Esta solución es automática, por supuesto, pero lleva unas diez horas implementarla.

4- Paneles acústicos (1.000 a 5.000 euros)

Esta es la solución más eficaz, la que adoptan los estudios de música porque respeta la naturalidad del sonido y permite disfrutar de una calidad adecuada desde varios puntos de escucha. Aquí nuevamente, todo comienza con un diagnóstico realizado desde una computadora conectada a un micrófono. La corrección toma la forma de paneles acústicos, que se pueden comprar listos para usar en GIK o Vicoustic, por ejemplo, para agregar a las paredes poco a poco, tomando medidas en cada etapa para verificar el progreso. Decenas de horas de prueba y error en perspectiva.

Muy a menudo, el primer paso es atenuar los reflejos de audio que distraen más colocando paneles triangulares en las esquinas detrás de los parlantes, luego paneles planos en la pared, en primer lugar donde el sonido emitido por el parlante rebota hacia el oído. Esta área está marcada con un espejo, como se explica aquí.

Desafortunadamente, esta solución puede empeorar las cosas: estos paneles acústicos absorben pocos graves. Estos pueden surgir con sus defectos pesados ​​e incapacitantes; estos son a menudo los principales problemas acústicos en una habitación. En muchos casos, los individuos se ven reducidos a corregir este problema con un filtro de audio (como se explica en los pasos 2 y 3), porque su tratamiento por parte de los paneles acústicos, si bien es superior, es extremadamente restrictivo.

“Lo ideal es instalar trampa de graves [pièges à basse] membrana, de 50 centímetros de espesor, que cubre el 40% de la superficie de las paredes”, aconseja Jean-Pierre Lafont. Pero esto ocupa mucho espacio: la habitación pierde alrededor del 15% de su superficie. y costos de instalacion “unos 100 euros el metro cuadrado de pared, si lo haces tú mismo”. O 2.000 euros por una habitación de 25 metros cuadrados -u ocho veces más caro si se trata de un profesional-.

“Cuidado, su diseño es extremadamente delicado”advierte Christian Malcurt, acústico que trabaja en estudios de música y salas de conciertos, quien recomienda una solución más simple: “Estira la lana de roca en varios marcos de madera, colocándolos cada uno a una distancia diferente de la pared: 10, 20, 30 o 40 centímetros. » Coste: unas decenas de euros por metro cuadrado de pared. Sin embargo, esta solución no absorbe los graves más profundos.

5- Trae un pro (5.000 a 50.000 euros)

Esta debería ser la solución más fácil y efectiva. Desafortunadamente, es muy difícil encontrar un altavoz a un precio asequible. Por un lado, los acústicos no calificados están lejos de ser unánimes: “Su trabajo es muy a menudo decepcionante”, el juez Philippe, que lo ha experimentado varias veces. Por otro lado, los acústicos profesionales rara vez trabajan en instalaciones de alta fidelidad. « En el directorio de profesionales del CIDB [Centre d’information et de documentation sur le bruit]que reúne a todos los acústicos franceses, ninguno menciona la alta fidelidad como especialidad”, observa Jean-Pierre Lafont. Los profesionales más capaces en este campo son aquellos, lamentablemente pocos en número, que diseñan la acústica de los estudios de música. Los precios de estos tamaños son inaccesibles para el común de los mortales.

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LA LISTA DE LA MAÑANA

Los altavoces KEF LSX producen graves relativamente tímidos, ideales en habitaciones pequeñas porque evitan problemas graves de graves.

Muy a menudo, el eslabón débil de una instalación de alta fidelidad no es ni el amplificador ni los altavoces, sino la sala de escucha. Las salas de estar más hostiles pueden convertir la música en una papilla sónica, sin importar cuán costosa sea la configuración de audio. “A menudo es el problema número uno a resolver para un entusiasta de la alta fidelidad”juez Jordan Kouby, ingeniero de sonido y cofundador de un estudio de música parisino.

¿Cómo sabes si el problema está en tu pieza? Algunas pistas deberían ponerlo en alerta: una ligera impresión de alboroto, bajos borrosos e imprecisos, parlantes que suenan menos bien en casa que en la tienda, algunos instrumentos que están demasiado apagados en comparación con escuchar con auriculares.

En la mayoría de los casos, estos problemas se pueden aliviar. Aquí hay cinco soluciones clasificadas por costo creciente.

1- Codo de grasa (gratis)

Gratis, estos dos métodos son sobre todo simples y efectivos. La primera es mover los parlantes para solucionar el problema más común: los bajos borrosos que amortiguan el sonido. Aleje los parlantes de la pared y acerque la silla a los parlantes, aunque eso signifique pelear con los demás miembros de la familia para imponer estos arreglos, porque a menudo mejoran radicalmente el balance y la claridad del sonido. Si el problema no desaparece, puede “intentar colocar los altavoces en posiciones atípicas”, explica Jordan Kouby:

“La regla es que no hay reglas. Las posiciones asimétricas a veces funcionan, incluso puede intentar acercar el altavoz a la pared o incrustarlo en la biblioteca. Pero tenga cuidado de no perderse en el camino: es difícil mantener la lucidez, incluso para un profesional. Pídele a un ser querido que mueva los parlantes mientras escuchas y te apegas a una pieza musical. »

Segunda mejora, reservada para habitaciones con demasiados azulejos o ventanas: agregue alfombras, cortinas, muebles, estanterías, que pueden mejorar la precisión del sonido. Esta solución también se puede utilizar “para suavizar un sonido demasiado agresivo, o para atenuar esas desagradables resonancias metálicas que uno escucha cuando aplaude”dice Jordan Kouby.

2- Mediciones y correcciones (150 a 500 euros)

Si el paso anterior no es suficiente para convencer a sus oídos o si no puede cambiar el diseño de su sala de estar, puede intentar una ruta más empinada: coloque un filtro de sonido, en forma de software, en el corazón de su sistema de audio. El sonido será filtrado por un ordenador, que se convertirá en tu único reproductor de música.

Este método equivale a distorsionar el sonido para aliviar sus problemas, “una buena solución para limitar el daño en los sonidos graves”, juez Philippe, conocido bajo el seudónimo de Pda0 en Forum-hi-fi.fr, un espacio de debate donde se encuentra con muchos entusiastas. Habiéndose convertido en el experto en acústica del foro, Philippe fue invitado a las casas de más de cincuenta miembros para analizar su sala de escucha. Sin embargo, ” este método solo funciona si siempre escuchas la música desde la misma silla. Porque en otro lugar de la habitación ella puede [faire] empeorar [la qualité du] hijo »el juez Jean-Pierre Lafont, un acústico que trabaja para cines y estudios de música.

Sobre todo, hay que hacerse una idea precisa del problema midiéndolo con un micrófono destinado a tal fin (unos cien euros) y luego visualizando estas medidas en un ordenador, que no necesariamente es reciente. Necesitará software gratuito como Rew, Rephase, Equalizer APO… Estas mediciones, su análisis, luego la creación de filtros es un proceso complejo que requiere, según Philippe, “unas pocas docenas de horas de tiempo libre repartidas en un mes “. Con una gran trampa a la llegada: “un sonido neutro que no agradará a todos los oídos”. Para adaptarse mejor a tus gustos personales, tendrás que personalizar los filtros, lo que es aún más complicado.

Afortunadamente, podemos contar con el apoyo de la comunidad de tres foros, Homecinema-fr.com, AVCesar y Forum-hi-fi.fr, que brindan tutoriales disponibles. Sus miembros se complacen en brindar asesoramiento sobre la creación de filtros. También puedes simplificar la tarea simplemente realizando mediciones y enviándolas luego a un profesional de renombre como Home Audio Fidelity, que se encarga de crear los filtros por cien euros.

3- Totalmente automático (500 a 2.000 euros)

Como en el paso anterior, esta solución consiste en filtrar el sonido para paliar los problemas acústicos de la sala. Excepto que aquí todo es automático: es un amplificador que lo cuida como reemplazo del tuyo. En el primer uso, emite ruidos en tus parlantes mientras los escuchas a través de su micrófono, luego calcula los filtros de audio.

Esta solución tiene una gran ventaja: no hay que hacer ningún esfuerzo para entender, la maniobra es sencilla, se tarda un cuarto de hora. Pero esta solución es más costosa y deja poco espacio para apegarse a sus preferencias de sonido. El resultado a menudo será decepcionante para un amante de los graves carnosos, por ejemplo, pero potencialmente sorprendente para un fanático de la fidelidad y la neutralidad del sonido.

¿Qué modelo de amplificador elegir? Un modelo con la función de “autocalibración”. Los más baratos son los amplificadores de cine en casa, como el Denon AVR-X1700H DAB (unos 800 euros) o el AVR-X3700H (1.400 euros). Sin embargo, lo ideal es invertir en uno de los raros amplificadores para audiófilos con un sistema de autocalibración como en Lyngdorf o NAD, desde 2000 euros.

Los más expertos en informática estarán interesados ​​en una solución más económica, que no te obligue a cambiar el amplificador: el software de autocalibración Dirac, que se puede instalar en la computadora que reproduce la música, o en una caja de resonancia. para ser insertado entre el amplificador y la fuente de audio. Cuente 450 euros en ambos casos. Esta solución es automática, por supuesto, pero lleva unas diez horas implementarla.

4- Paneles acústicos (1.000 a 5.000 euros)

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Muy a menudo, el primer paso es atenuar los reflejos de audio que distraen más colocando paneles triangulares en las esquinas detrás de los parlantes, luego paneles planos en la pared, en primer lugar donde el sonido emitido por el parlante rebota hacia el oído. Esta área está marcada con un espejo, como se explica aquí.

Desafortunadamente, esta solución puede empeorar las cosas: estos paneles acústicos absorben pocos graves. Estos pueden surgir con sus defectos pesados ​​e incapacitantes; estos son a menudo los principales problemas acústicos en una habitación. En muchos casos, los individuos se ven reducidos a corregir este problema con un filtro de audio (como se explica en los pasos 2 y 3), porque su tratamiento por parte de los paneles acústicos, si bien es superior, es extremadamente restrictivo.

“Lo ideal es instalar trampa de graves [pièges à basse] membrana, de 50 centímetros de espesor, que cubre el 40% de la superficie de las paredes”, aconseja Jean-Pierre Lafont. Pero esto ocupa mucho espacio: la habitación pierde alrededor del 15% de su superficie. y costos de instalacion “unos 100 euros el metro cuadrado de pared, si lo haces tú mismo”. O 2.000 euros por una habitación de 25 metros cuadrados -u ocho veces más caro si se trata de un profesional-.

“Cuidado, su diseño es extremadamente delicado”advierte Christian Malcurt, acústico que trabaja en estudios de música y salas de conciertos, quien recomienda una solución más simple: “Estira la lana de roca en varios marcos de madera, colocándolos cada uno a una distancia diferente de la pared: 10, 20, 30 o 40 centímetros. » Coste: unas decenas de euros por metro cuadrado de pared. Sin embargo, esta solución no absorbe los graves más profundos.

5- Trae un pro (5.000 a 50.000 euros)

Esta debería ser la solución más fácil y efectiva. Desafortunadamente, es muy difícil encontrar un altavoz a un precio asequible. Por un lado, los acústicos no calificados están lejos de ser unánimes: “Su trabajo es muy a menudo decepcionante”, el juez Philippe, que lo ha experimentado varias veces. Por otro lado, los acústicos profesionales rara vez trabajan en instalaciones de alta fidelidad. « En el directorio de profesionales del CIDB [Centre d’information et de documentation sur le bruit]que reúne a todos los acústicos franceses, ninguno menciona la alta fidelidad como especialidad”, observa Jean-Pierre Lafont. Los profesionales más capaces en este campo son aquellos, lamentablemente pocos en número, que diseñan la acústica de los estudios de música. Los precios de estos tamaños son inaccesibles para el común de los mortales.

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El multimillonario Lee Jae-yong, condenado por corrupción y malversación de fondos en enero pasado, recibió un indulto presidencial el viernes 12 de agosto. El heredero y jefe de facto del grupo Samsung será “reintegrado” verter “para ayudar a superar la crisis económica en Corea del Sur”dijo el ministro de Justicia, Han Dong-hoon.

Este indulto es el último ejemplo de una larga tradición surcoreana de indulgencia contra los grandes jefes condenados por corrupción y otros delitos financieros.

Sr. Lee, 54 – el 278mi persona más rica del mundo según Forbes- había sido liberado condicionalmente en agosto de 2021, luego de cumplir dieciocho meses de prisión, poco más de la mitad de su sentencia original. El indulto del viernes le permitirá volver a trabajar plenamente, levantando la inhabilitación laboral que le impuso el tribunal por un período de cinco años después de su sentencia de prisión.

Lea también: Artículo reservado para nuestros suscriptores Lee Jae-yong, ejecutivo de Samsung Electronics, recibe libertad condicional

“Debido a la crisis económica mundial, el dinamismo y la vitalidad de la economía nacional se han deteriorado, y se teme que la recesión económica se prolongue”, dijo el Departamento de Justicia en un comunicado. El ministerio espera que el empresario pueda “liderar el motor de crecimiento del país invirtiendo activamente en tecnología y creando empleos”.

Una facturación equivalente a la quinta parte del PIB del país

Lee Jae-yong recibió el indulto junto con otros tres empresarios, incluido el presidente de Lotte Group, Shin Dong-bin, quien recibió una sentencia de prisión suspendida de dos años y medio en un caso de corrupción en 2018.

El Sr. Lee es el vicepresidente de Samsung Electronics, el fabricante de teléfonos inteligentes más grande del mundo. Los ingresos totales del conglomerado equivalen a una quinta parte del producto interno bruto de Corea del Sur. Fue encarcelado por delitos relacionados con un escándalo de corrupción masiva que derrocó a la expresidenta Park Geun-hye.

Leer también Artículo reservado para nuestros suscriptores Corea del Sur dividida por el indulto otorgado a la expresidenta Park Geun-hye

No es raro que los principales magnates de Corea del Sur sean acusados ​​de corrupción, malversación de fondos, evasión de impuestos u otras actividades económicas ilegales. Pero a muchos se les redujeron o suspendieron sus sentencias en apelación, y algunos, incluido el difunto presidente de Samsung, Lee Kun-hee, quien fue condenado dos veces, recibieron indultos presidenciales en reconocimiento a su “contribución a la economía nacional”.

El presidente de Corea del Sur, Yoon Seok-youl, dijo el viernes que los indultos tenían como objetivo mejorar la suerte de “personas comunes que se han visto afectadas por la pandemia prolongada de Covid-19”. “Espero que este indulto especial sea una oportunidad para que todos los surcoreanos trabajen juntos para superar la crisis económica”agregó.

Lea también el obituario: Muere Lee Kun-hee, presidente de Samsung

Una demanda separada por fraude contable

El Sr. Lee aún se enfrenta a un juicio por separado por cargos de fraude contable relacionado con la fusión de dos empresas de Samsung en 2015. En mayo, se le eximió de asistir a una audiencia en ese juicio para acomodar, junto con el presidente Yoon, el presidente de EE. UU. Joe Biden, quien estaba de gira en Corea del Sur en particular para visitar la fábrica de chips de Samsung.

El indulto concedido a Lee se produce después de que Samsung presentara un enorme plan de inversión de 450 billones de wones (unos 345.000 millones de euros) para los próximos cinco años, con el objetivo de convertir a la empresa en líder en una amplia gama de sectores, desde semiconductores hasta productos biológicos, y para crear 80.000 nuevos puestos de trabajo. La compañía también emplea a unas 20.000 personas en los Estados Unidos, donde se está construyendo una nueva fábrica de semiconductores en Texas con una inauguración prevista para 2024.

El retrato : Artículo reservado para nuestros suscriptores Lee Jae-yong, una “flor de invernadero” al frente de Samsung

Pero el encarcelamiento del magnate no ha afectado el desempeño de la empresa, que reportó un aumento de más del 70% en las ganancias en el segundo trimestre del año pasado, ya que el cambio al trabajo remoto impulsó la demanda de dispositivos que utilizan sus chips de memoria.

El mundo con AFP

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Sr. Lee, 54 – el 278mi persona más rica del mundo según Forbes- había sido liberado condicionalmente en agosto de 2021, luego de cumplir dieciocho meses de prisión, poco más de la mitad de su sentencia original. El indulto del viernes le permitirá volver a trabajar plenamente, levantando la inhabilitación laboral que le impuso el tribunal por un período de cinco años después de su sentencia de prisión.

Lea también: Artículo reservado para nuestros suscriptores Lee Jae-yong, ejecutivo de Samsung Electronics, recibe libertad condicional

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Una facturación equivalente a la quinta parte del PIB del país

Lee Jae-yong recibió el indulto junto con otros tres empresarios, incluido el presidente de Lotte Group, Shin Dong-bin, quien recibió una sentencia de prisión suspendida de dos años y medio en un caso de corrupción en 2018.

El Sr. Lee es el vicepresidente de Samsung Electronics, el fabricante de teléfonos inteligentes más grande del mundo. Los ingresos totales del conglomerado equivalen a una quinta parte del producto interno bruto de Corea del Sur. Fue encarcelado por delitos relacionados con un escándalo de corrupción masiva que derrocó a la expresidenta Park Geun-hye.

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No es raro que los principales magnates de Corea del Sur sean acusados ​​de corrupción, malversación de fondos, evasión de impuestos u otras actividades económicas ilegales. Pero a muchos se les redujeron o suspendieron sus sentencias en apelación, y algunos, incluido el difunto presidente de Samsung, Lee Kun-hee, quien fue condenado dos veces, recibieron indultos presidenciales en reconocimiento a su “contribución a la economía nacional”.

El presidente de Corea del Sur, Yoon Seok-youl, dijo el viernes que los indultos tenían como objetivo mejorar la suerte de “personas comunes que se han visto afectadas por la pandemia prolongada de Covid-19”. “Espero que este indulto especial sea una oportunidad para que todos los surcoreanos trabajen juntos para superar la crisis económica”agregó.

Lea también el obituario: Muere Lee Kun-hee, presidente de Samsung

Una demanda separada por fraude contable

El Sr. Lee aún se enfrenta a un juicio por separado por cargos de fraude contable relacionado con la fusión de dos empresas de Samsung en 2015. En mayo, se le eximió de asistir a una audiencia en ese juicio para acomodar, junto con el presidente Yoon, el presidente de EE. UU. Joe Biden, quien estaba de gira en Corea del Sur en particular para visitar la fábrica de chips de Samsung.

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Journal Reference:

  1. Robert A. Cortes, Emily G. Peterson, David J. M. Kraemer, Robert A. Kolvoord, David H. Uttal, Nhi Dinh, Adam B. Weinberger, Richard J. Daker, Ian M. Lyons, Daniel Goldman, Adam E. Green. Transfer from spatial education to verbal reasoning and prediction of transfer from learning-related neural change. Science Advances, 2022; 8 (32) DOI: 10.1126/sciadv.abo3555

“For a long time, psychologists and philosophers have debated whether spatial thinking, like mental images of objects, is actually hiding underneath thinking that seems verbal,” explains Adam Green, the study’s senior author and Provost’s Distinguished Associate Professor at Georgetown College of Arts and Sciences in the Department of Psychology. “If this is true, then teaching students to improve their spatial thinking skills should boost their verbal reasoning ability.”

The researchers studied a “spatially-enriched” science course offered at public high schools in Virginia that emphasizes spatial thinking skills, like building maps and planning how cities can be reconfigured to reduce energy consumption. Magnetic Resonance Imaging (MRI) scans showed changes in students’ brains as they learned the course curriculum, and these changes were compared to the ways that learning is traditionally measured (e.g., changes in test scores).

The brain changes were far better predictors of learning, especially a kind of learning called “far transfer,” which is so deep that it helps students succeed at tasks they weren’t even taught to accomplish. Far transfer is something of a holy grail for educators and notoriously difficult to capture with traditional tests.

Making Models in the Mind

The team’s findings support Mental Model Theory, or MMT, which posits that when humans comprehend spoken or written language the mind “spatializes” this information, relying on systems in the brain that originally evolved to help our primate ancestors nimbly navigate complex environments.

When the researchers tested verbal reasoning, about words in sentences rather than objects on maps, they found marked improvements in the students who had taken the course emphasizing spatial thinking. What’s more, the better students got at spatial thinking, the more their verbal reasoning improved.

“These findings demonstrate that mental modeling could be an important basis for far transfer in real-world education, taking skills from the classroom and applying them more generally,” says lead author and Psychology Ph.D. student Robert Cortes (C’18, G’23). “This study not only informs our understanding of how education changes our brains, but it also reveals key insights into the nature of the mind.”

“Verbal reasoning is one of the most powerful tools that human evolution has produced,” Cortes argues. “It is incredibly exciting to combine neuroscience and education to better understand how the human brain learns to reason. Hopefully we can leverage these findings to improve human reasoning more broadly.”

Showing new evidence for MMT in the brain, the research team found that improvements in verbal reasoning could be best predicted by changes in centers of spatial processing in students’ brains — specifically in the posterior parietal cortex.

Creating Curriculum for the Cranium

While the debate about mental models has a long history, one of the hottest debates in the modern educational landscape is whether neuroscience can improve teaching and learning in schools. Though promising in theory, efforts to integrate neuroscience with education have proved challenging in the real world. One of the major obstacles is that neuroscience tools, like MRI scans, are expensive and time consuming, making it unlikely that they can be applied at the large scale of education policy and practice.

“We can’t scan every kid’s brain, and it would be a really bad idea to do that even if it was possible,” says Green, who is also a faculty member in the Interdisciplinary Program in Neuroscience.

Critics have long expressed concerns about whether the data that neuroscience provides can really tell educators anything they couldn’t find out using traditional paper and pencil or computer-based tests.

The research team’s new findings point to a new way of integrating neuroscience with education that helps to overcome these challenges. Instead of focusing on each individual student’s brain, the study focused on the curriculum the students learned. The results show that brain imaging can detect the changes that come with learning a specific curriculum in real-world classrooms, and that these brain changes can be used to compare different curricula.

“Curriculum development can and does happen at the kinds of small scales that neuroscience can realistically accommodate,” Green says. “So, if we can leverage neuroimaging tools to help identify the ways of teaching that impart the most transferable learning, then those curricula can be widely adopted by teachers and school systems. The curricula can scale up, but the neuroimaging doesn’t have to.”

Students in the spatially-enriched curriculum showed more robust brain changes compared to closely matched students who took other advanced science curricula. These changes appear to indicate a deep learning of spatial abilities that the brain can apply in highly flexible ways, which may not be fully captured by traditional tests of specific skills. In particular, the study’s finding that brain changes can predict learning better than traditional tests provides strong evidence that the inside view afforded by neuroscience can give educators insights about far-transfer learning that they have long sought but that traditional learning assessments often miss.

According to Cortes, “This study is a great example of our department’s mission of bridging ‘Neurons to Neighborhoods’ through science. We hope to use this data to convince policymakers to increase access to this kind of spatially-enriched education.”

Brain scans reveal the hidden shape of thinking and predict college students’ learning better than test scores

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  1. Robert A. Cortes, Emily G. Peterson, David J. M. Kraemer, Robert A. Kolvoord, David H. Uttal, Nhi Dinh, Adam B. Weinberger, Richard J. Daker, Ian M. Lyons, Daniel Goldman, Adam E. Green. Transfer from spatial education to verbal reasoning and prediction of transfer from learning-related neural change. Science Advances, 2022; 8 (32) DOI: 10.1126/sciadv.abo3555

“For a long time, psychologists and philosophers have debated whether spatial thinking, like mental images of objects, is actually hiding underneath thinking that seems verbal,” explains Adam Green, the study’s senior author and Provost’s Distinguished Associate Professor at Georgetown College of Arts and Sciences in the Department of Psychology. “If this is true, then teaching students to improve their spatial thinking skills should boost their verbal reasoning ability.”

The researchers studied a “spatially-enriched” science course offered at public high schools in Virginia that emphasizes spatial thinking skills, like building maps and planning how cities can be reconfigured to reduce energy consumption. Magnetic Resonance Imaging (MRI) scans showed changes in students’ brains as they learned the course curriculum, and these changes were compared to the ways that learning is traditionally measured (e.g., changes in test scores).

The brain changes were far better predictors of learning, especially a kind of learning called “far transfer,” which is so deep that it helps students succeed at tasks they weren’t even taught to accomplish. Far transfer is something of a holy grail for educators and notoriously difficult to capture with traditional tests.

Making Models in the Mind

The team’s findings support Mental Model Theory, or MMT, which posits that when humans comprehend spoken or written language the mind “spatializes” this information, relying on systems in the brain that originally evolved to help our primate ancestors nimbly navigate complex environments.

When the researchers tested verbal reasoning, about words in sentences rather than objects on maps, they found marked improvements in the students who had taken the course emphasizing spatial thinking. What’s more, the better students got at spatial thinking, the more their verbal reasoning improved.

“These findings demonstrate that mental modeling could be an important basis for far transfer in real-world education, taking skills from the classroom and applying them more generally,” says lead author and Psychology Ph.D. student Robert Cortes (C’18, G’23). “This study not only informs our understanding of how education changes our brains, but it also reveals key insights into the nature of the mind.”

“Verbal reasoning is one of the most powerful tools that human evolution has produced,” Cortes argues. “It is incredibly exciting to combine neuroscience and education to better understand how the human brain learns to reason. Hopefully we can leverage these findings to improve human reasoning more broadly.”

Showing new evidence for MMT in the brain, the research team found that improvements in verbal reasoning could be best predicted by changes in centers of spatial processing in students’ brains — specifically in the posterior parietal cortex.

Creating Curriculum for the Cranium

While the debate about mental models has a long history, one of the hottest debates in the modern educational landscape is whether neuroscience can improve teaching and learning in schools. Though promising in theory, efforts to integrate neuroscience with education have proved challenging in the real world. One of the major obstacles is that neuroscience tools, like MRI scans, are expensive and time consuming, making it unlikely that they can be applied at the large scale of education policy and practice.

“We can’t scan every kid’s brain, and it would be a really bad idea to do that even if it was possible,” says Green, who is also a faculty member in the Interdisciplinary Program in Neuroscience.

Critics have long expressed concerns about whether the data that neuroscience provides can really tell educators anything they couldn’t find out using traditional paper and pencil or computer-based tests.

The research team’s new findings point to a new way of integrating neuroscience with education that helps to overcome these challenges. Instead of focusing on each individual student’s brain, the study focused on the curriculum the students learned. The results show that brain imaging can detect the changes that come with learning a specific curriculum in real-world classrooms, and that these brain changes can be used to compare different curricula.

“Curriculum development can and does happen at the kinds of small scales that neuroscience can realistically accommodate,” Green says. “So, if we can leverage neuroimaging tools to help identify the ways of teaching that impart the most transferable learning, then those curricula can be widely adopted by teachers and school systems. The curricula can scale up, but the neuroimaging doesn’t have to.”

Students in the spatially-enriched curriculum showed more robust brain changes compared to closely matched students who took other advanced science curricula. These changes appear to indicate a deep learning of spatial abilities that the brain can apply in highly flexible ways, which may not be fully captured by traditional tests of specific skills. In particular, the study’s finding that brain changes can predict learning better than traditional tests provides strong evidence that the inside view afforded by neuroscience can give educators insights about far-transfer learning that they have long sought but that traditional learning assessments often miss.

According to Cortes, “This study is a great example of our department’s mission of bridging ‘Neurons to Neighborhoods’ through science. We hope to use this data to convince policymakers to increase access to this kind of spatially-enriched education.”

Brain scans reveal the hidden shape of thinking and predict college students’ learning better than test scores

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Journal Reference:

  1. Elizabeth L. Bell, Ross Smithson, Siobhan Kilbride, Jake Foster, Florence J. Hardy, Saranarayanan Ramachandran, Aleksander A. Tedstone, Sarah J. Haigh, Arthur A. Garforth, Philip J. R. Day, Colin Levy, Michael P. Shaver, Anthony P. Green. Directed evolution of an efficient and thermostable PET depolymerase. Nature Catalysis, 2022; DOI: 10.1038/s41929-022-00821-3

To illustrate the utility of their platform, they have engineered an enzyme that can successfully degrade poly(ethylene) terephthalate (PET), the plastic commonly used in plastic bottles.

In recent years, the enzymatic recycling of plastics has emerged as an attractive and environmentally friendly strategy to help alleviate the problems associated with plastic waste. Although there are a number of existing methods for recycling plastics, enzymes could potentially offer a more cost-effective and energy efficient alternative. In addition, they could be used to selectively breakdown specific components of mixed plastic waste streams that are currently difficult to recycle using existing technologies.

Although promising as a technology, there are considerable hurdles that need to be overcome for enzymatic plastic recycling to be used widely on a commercial scale. One challenge, for instance, is that natural enzymes with the ability to break down plastics typically are less effective and are unstable under the conditions needed for an industrial-scale process.

To address these limitations, in a paper released today in Nature Catalysis, researchers from The University of Manchester have reported a new enzyme engineering platform that can quickly improve the properties of plastic degrading enzymes to help make them more suitable for plastic recycling at large scales. Their integrated and automated platform can successfully assess the plastic degradation ability of around 1000 enzyme variants per day.

Dr Elizabeth Bell, who led the experimental work at the MIB, says of the platform; “The accumulation of plastic in the environment is a major global challenge. For this reason, we were keen to use our enzyme evolution capabilities to enhance the properties of plastic degrading enzymes to help alleviate some of these problems. We are hopeful that in the future our scalable platform will allow us to quickly develop new and specific enzymes are suitable for use in large-scale plastic recycling processes.”

To test their platform, they went on to develop a new enzyme, HotPETase, through the directed evolution of IsPETase. IsPETase is a recently discovered enzyme produced by the bacterium Ideonella sakaiensis, which can use PET as a carbon and energy source.

While IsPETase has the natural ability to degrade some semi-crystalline forms of PET, the enzyme is unstable at temperatures above 40°C, far below desirable process conditions. This low stability means that reactions must be run at temperatures below the glass transition temperature of PET (~65°C), which leads to low depolymerisation rates.

To address this limitation, the team developed a thermostable enzyme, HotPETase, which is active at 70°C, which is above the glass transition temperature of PET. This enzyme can depolymerise semi-crystalline PET more rapidly than previously reported enzymes and can selectively deconstruct the PET component of a laminated packaging material, highlighting the selectivity that can be achieved by enzymatic recycling.

Professor Anthony Green, Lecturer in Organic Chemistry, said: “The development of HotPETase nicely illustrates the capabilities of our enzyme engineering platform. We are now excited to work with process engineers and polymer scientists to test our enzyme in real world applications. Moving forward, we are hopeful that our platform will prove useful for developing more efficient, stable, and selective enzymes for recycling a wide range of plastic materials.”

The development of robust plastic degrading enzymes such as HotPETase, along with the availability of a versatile enzyme engineering platform, make important contributions towards the development of a biotechnological solution to the plastic waste challenge. To move this promising technology forward will now require a collaborative and multidisciplinary effort involving biotechnologists, process engineers and polymer scientists from across the academic and industrial communities. With the world facing an ever-mounting waste problem, biotechnology could provide an environmentally sustainable solution.

Engineering enzymes to help solve the planet’s plastic problem

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Journal Reference:

  1. Elizabeth L. Bell, Ross Smithson, Siobhan Kilbride, Jake Foster, Florence J. Hardy, Saranarayanan Ramachandran, Aleksander A. Tedstone, Sarah J. Haigh, Arthur A. Garforth, Philip J. R. Day, Colin Levy, Michael P. Shaver, Anthony P. Green. Directed evolution of an efficient and thermostable PET depolymerase. Nature Catalysis, 2022; DOI: 10.1038/s41929-022-00821-3

To illustrate the utility of their platform, they have engineered an enzyme that can successfully degrade poly(ethylene) terephthalate (PET), the plastic commonly used in plastic bottles.

In recent years, the enzymatic recycling of plastics has emerged as an attractive and environmentally friendly strategy to help alleviate the problems associated with plastic waste. Although there are a number of existing methods for recycling plastics, enzymes could potentially offer a more cost-effective and energy efficient alternative. In addition, they could be used to selectively breakdown specific components of mixed plastic waste streams that are currently difficult to recycle using existing technologies.

Although promising as a technology, there are considerable hurdles that need to be overcome for enzymatic plastic recycling to be used widely on a commercial scale. One challenge, for instance, is that natural enzymes with the ability to break down plastics typically are less effective and are unstable under the conditions needed for an industrial-scale process.

To address these limitations, in a paper released today in Nature Catalysis, researchers from The University of Manchester have reported a new enzyme engineering platform that can quickly improve the properties of plastic degrading enzymes to help make them more suitable for plastic recycling at large scales. Their integrated and automated platform can successfully assess the plastic degradation ability of around 1000 enzyme variants per day.

Dr Elizabeth Bell, who led the experimental work at the MIB, says of the platform; “The accumulation of plastic in the environment is a major global challenge. For this reason, we were keen to use our enzyme evolution capabilities to enhance the properties of plastic degrading enzymes to help alleviate some of these problems. We are hopeful that in the future our scalable platform will allow us to quickly develop new and specific enzymes are suitable for use in large-scale plastic recycling processes.”

To test their platform, they went on to develop a new enzyme, HotPETase, through the directed evolution of IsPETase. IsPETase is a recently discovered enzyme produced by the bacterium Ideonella sakaiensis, which can use PET as a carbon and energy source.

While IsPETase has the natural ability to degrade some semi-crystalline forms of PET, the enzyme is unstable at temperatures above 40°C, far below desirable process conditions. This low stability means that reactions must be run at temperatures below the glass transition temperature of PET (~65°C), which leads to low depolymerisation rates.

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Professor Anthony Green, Lecturer in Organic Chemistry, said: “The development of HotPETase nicely illustrates the capabilities of our enzyme engineering platform. We are now excited to work with process engineers and polymer scientists to test our enzyme in real world applications. Moving forward, we are hopeful that our platform will prove useful for developing more efficient, stable, and selective enzymes for recycling a wide range of plastic materials.”

The development of robust plastic degrading enzymes such as HotPETase, along with the availability of a versatile enzyme engineering platform, make important contributions towards the development of a biotechnological solution to the plastic waste challenge. To move this promising technology forward will now require a collaborative and multidisciplinary effort involving biotechnologists, process engineers and polymer scientists from across the academic and industrial communities. With the world facing an ever-mounting waste problem, biotechnology could provide an environmentally sustainable solution.

Engineering enzymes to help solve the planet’s plastic problem

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Journal Reference:

  1. Jennifer N. Mills, Maria Katzarova, Norman J. Wagner. Comparison of lunar and Martian regolith simulant-based geopolymer cements formed by alkali-activation for in-situ resource utilization. Advances in Space Research, 2022; 69 (1): 761 DOI: 10.1016/j.asr.2021.10.045

So, where do you turn for construction materials when they are too big to fit in your carry-on and there’s no Home Depot in outer space?

“If we’re going to live and work on another planet like Mars or the moon, we need to make concrete. But we can’t take bags of concrete with us — we need to use local resources,” said Norman Wagner, Unidel Robert L. Pigford Chair of Chemical and Biomolecular Engineering at the University of Delaware.

Researchers are exploring ways to use clay-like topsoil materials from the moon or Mars as the basis for extraterrestrial cement. To succeed will require a binder to glue the extraterrestrial starting materials together through chemistry. One requirement for this out-of-this-world construction material is that it must be durable enough for the vertical launch pads needed to protect human-made rockets from swirling rocks, dust and other debris during liftoff or landing. Most conventional construction materials, such as ordinary cement, are not suitable under space conditions.

UD’s Wagner and colleagues are working on this problem and successfully converted simulated lunar and Martian soils into geopolymer cement, which is considered a good substitute for conventional cement. The research team also created a framework to compare different types of geopolymer cements and their characteristics and reported the results in Advances in Space Research. The work was highlighted recently in Advances in Engineering.

Geopolymer cement

Geopolymers are inorganic polymers formed from aluminosilicate minerals found in common clays everywhere from Newark, Delaware’s White Clay Creek to Africa. When mixed with a solvent that has a high pH, such as sodium silicate, the clay can be dissolved, freeing the aluminum and silicon inside to react with other materials and form new structures — like cement.

Soils on the moon and Mars contain common clays, too.

This made Maria Katzarova, a former associate scientist and member of Wagner’s lab at UD, wonder if it was possible to activate simulated moon and Martian soils to become concrete-like building materials using geopolymer chemistry. She proposed the idea to NASA and obtained funding via the Delaware Space Grant Consortium to try with the help and expertise of then-UD doctoral student Jennifer Mills, who studied terrestrial geopolymers for her doctoral dissertation. The researchers systematically prepared geopolymer binders from a variety of known simulated soils in the same exact way and compared the materials’ performance, which hadn’t been done before.

“This is not a trivial thing. You can’t just say give me any old clay, and I’ll make it work. There are metrics to it, chemistry that you have to worry about,” Wagner said.

The researchers mixed various simulated soils with sodium silicate then cast the geopolymer mixture into ice-cube-like molds and waited for the reaction to occur. After seven days, they measured each cube’s size and weight, then crushed it to understand how the material behaves under load. Specifically, they wanted to know if slight differences in chemistry between simulated soils affected the material’s strength.

“When a rocket takes off there’s a lot of weight pushing down on the landing pad and the concrete needs to hold, so the material’s compressive strength becomes an important metric,” Wagner said. “At least on Earth, we were able to make materials in little cubes that had the compressive strength necessary to do the job.”

The researchers also calculated how much terrestrial material astronauts would need to take with them to build a landing pad on the surface of the moon or Mars. Turns out, the estimated amount is well within the payload range of a rocket, anywhere from hundreds to thousands of kilograms.

Simulating space conditions

The research team also subjected the samples to different environments present in space, including vacuum and low and high temperatures. What they found was informative.

Under vacuum, some of the material samples did form cement, while others were only partially successful. However, overall, the geopolymer cement’s compressive strength decreased under vacuum, compared to geopolymer cubes cured at room temperature and pressure. This raises new considerations depending on the material’s purpose.

“There’s going to be a tradeoff between whether we need to cast these materials in a pressurized environment to ensure the reaction forms the strongest material or whether can we get away with forming them under vacuum, the normal environment on the moon or Mars, and achieve something that’s good enough,” said Mills, who earned her doctoral degree in chemical engineering at UD in May 2022 and now works at Dow Chemical Company.

Meanwhile, under low temperatures of about -80 degrees Celsius, the geopolymer materials didn’t react at all.

“This tells us that we might need to use some sort of accelerant to achieve the strength we see at room temperature,” Mills said. “Maybe the geopolymer needs to be heated, or maybe we need to add something else to the mix to kickstart the reaction for certain applications or environments.”

At high temperatures, about 600 degrees Celsius, the researchers found that every moon-like sample got stronger. This was not surprising, Mills said, given how the kinetics were hindered at low temperatures. The research team also saw changes in the physical nature of the geopolymer cement under heat.

“The geopolymer bricks became much more brittle when we heated them up, shattering as opposed to becoming compressed or breaking in two,” Mills said. “That could be important if the material is going to be subjected to any type of external pressure.”

Based on their results, the researchers said that chemical composition and particle size may play an important role in material strength. For example, smaller particles increase the available surface area, making them easier to react and potentially leading to greater overall material strength. Another possible factor: the amount of aluminosilicate content in the starting materials, which can be tricky to estimate when added solutions may also contain small concentrations of these materials and contribute to material performance.

What does it all mean?

Well, Amazon doesn’t offer two-day delivery to space, so designing the right formulation of starting materials to take matters. Understanding what affects material strength is important, too, since astronauts will be sourcing our topsoil materials from different places on planets — and maybe even different planets altogether.

These results also can be used to make geopolymer cements on Earth that are better for the environment and can be sourced from a wider variety of local materials. Geopolymer cements require less water than is needed to make traditional cement, too, because the water itself is not consumed in the reaction. Instead, the water can be recovered and reused, a plus in water-limited environments from arid earthly landscapes to outer space.

Today, two of Wagner’s current graduate students are exploring ways to use geopolymer cements to 3D-print houses and to activate geopolymer materials using microwave technology. The work is a collaborative project, funded by the National Science Foundation, with researchers at Northeastern and Georgetown universities. Similar to the microwaves you use to reheat your morning coffee, microwave heating can accelerate geopolymer curing and may one day provide a way for terrestrial builders — or astronauts — to cure geopolymer concrete in a targeted way.

Building on the moon and Mars? You’ll need extraterrestrial cement for that

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Researchers are exploring ways to use clay-like topsoil materials from the moon or Mars as the basis for extraterrestrial cement. To succeed will require a binder to glue the extraterrestrial starting materials together through chemistry. One requirement for this out-of-this-world construction material is that it must be durable enough for the vertical launch pads needed to protect human-made rockets from swirling rocks, dust and other debris during liftoff or landing. Most conventional construction materials, such as ordinary cement, are not suitable under space conditions.

UD’s Wagner and colleagues are working on this problem and successfully converted simulated lunar and Martian soils into geopolymer cement, which is considered a good substitute for conventional cement. The research team also created a framework to compare different types of geopolymer cements and their characteristics and reported the results in Advances in Space Research. The work was highlighted recently in Advances in Engineering.

Geopolymer cement

Geopolymers are inorganic polymers formed from aluminosilicate minerals found in common clays everywhere from Newark, Delaware’s White Clay Creek to Africa. When mixed with a solvent that has a high pH, such as sodium silicate, the clay can be dissolved, freeing the aluminum and silicon inside to react with other materials and form new structures — like cement.

Soils on the moon and Mars contain common clays, too.

This made Maria Katzarova, a former associate scientist and member of Wagner’s lab at UD, wonder if it was possible to activate simulated moon and Martian soils to become concrete-like building materials using geopolymer chemistry. She proposed the idea to NASA and obtained funding via the Delaware Space Grant Consortium to try with the help and expertise of then-UD doctoral student Jennifer Mills, who studied terrestrial geopolymers for her doctoral dissertation. The researchers systematically prepared geopolymer binders from a variety of known simulated soils in the same exact way and compared the materials’ performance, which hadn’t been done before.

“This is not a trivial thing. You can’t just say give me any old clay, and I’ll make it work. There are metrics to it, chemistry that you have to worry about,” Wagner said.

The researchers mixed various simulated soils with sodium silicate then cast the geopolymer mixture into ice-cube-like molds and waited for the reaction to occur. After seven days, they measured each cube’s size and weight, then crushed it to understand how the material behaves under load. Specifically, they wanted to know if slight differences in chemistry between simulated soils affected the material’s strength.

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Simulating space conditions

The research team also subjected the samples to different environments present in space, including vacuum and low and high temperatures. What they found was informative.

Under vacuum, some of the material samples did form cement, while others were only partially successful. However, overall, the geopolymer cement’s compressive strength decreased under vacuum, compared to geopolymer cubes cured at room temperature and pressure. This raises new considerations depending on the material’s purpose.

“There’s going to be a tradeoff between whether we need to cast these materials in a pressurized environment to ensure the reaction forms the strongest material or whether can we get away with forming them under vacuum, the normal environment on the moon or Mars, and achieve something that’s good enough,” said Mills, who earned her doctoral degree in chemical engineering at UD in May 2022 and now works at Dow Chemical Company.

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Based on their results, the researchers said that chemical composition and particle size may play an important role in material strength. For example, smaller particles increase the available surface area, making them easier to react and potentially leading to greater overall material strength. Another possible factor: the amount of aluminosilicate content in the starting materials, which can be tricky to estimate when added solutions may also contain small concentrations of these materials and contribute to material performance.

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  1. Paul E. Schavemaker, Sergio A. Muñoz-Gómez. The role of mitochondrial energetics in the origin and diversification of eukaryotes. Nature Ecology & Evolution, 2022; DOI: 10.1038/s41559-022-01833-9

Then, something remarkable and unprecedented took place. A new type of cell, known as a eukaryote, emerged. The eukaryotes would evolve many complex internal modules or organelles, including the endoplasmic reticulum, the Golgi apparatus and the mitochondria, forming wildly diverse cell types — precursors to all subsequent plant and animal life on earth. Prokaryotic cells, which include bacteria and archaea, are structurally simple organisms, lacking the complex internal structure found in eukaryotes. All living plant and animal species today have their origins in the Last Eukaryotic Common Ancestor or LECA. The transition from prokaryote to eukaryote has remained a central mystery biologists are still trying to untangle.

How this crucial transition came to be remains a central mystery in biology.

In a new study, Paul Schavemaker, a researcher with the Biodesign Center for Mechanisms of Evolution and Sergio Muñoz-Gómez, formerly with Arizona State University and currently a researcher with the Université Paris-Saclay, Orsay, France, take a fresh look at the puzzle of eukaryotic emergence.

Their study, which appears in the current issue of the journal Nature Ecology & Evolution, challenges a popular scenario put forward to explain the arrival of the first eukaryotic organisms.

The researchers explore in detail, the energy requirements of eukaryotic cells, which are on average, larger and more complex compared with prokaryotes. Their quantitative results stand in opposition to a reigning dogma, first put forward by biologists Nick Lane and Bill Martin.

Genesis to Revelation

The basic idea of Lane and Martin is that a cell’s developmental fate is governed by its supply of energy. Simple prokaryotes are mostly small and consist of single cells or small colonies and can subsist on more limited stores of energy to power their activities. But once a cell achieves sufficient size and complexity, it eventually reaches a barrier, beyond which such prokaryotes can not pass. Or so the theory has it.

According to this idea, a singular event in Earth’s history gave sudden rise to the eukaryotes, which then grew and diversified to occupy every ecological niche on the planet, from undersea vents to arctic tundra. This vast diversification occurred when a free-living prokaryotic cell acquired another tiny organism within the confines of its interior.

Through a process known as endosymbiosis, the new cell resident is taken up by this proto-eukaryote, supplying it with additional energy and enabling its transformation. The endosymbiont it has acquired would eventually develop into mitochondria — cellular powerhouses found only in eukaryotic cells.

Because all complex life today can be traced to a single eukaryotic branch of the evolutionary tree, it has been assumed that this chance endosymbiotic event, the acquisition of mitochondria, occurred once and only once during the entire history of life on Earth. This accident of nature is why we’re all here. Without mitochondria, the larger volume and complexity of eukaryotes would not be energetically viable.

Not so fast, the authors of the new study claim.

Crossing the borderlands

Schavemaker notes that while the distinction between prokaryotes and eukaryotes among organisms living today is obvious, things were murkier during the transition phase. Eventually, all the common traits of extant eukaryotes would be acquired, yielding an organism researchers refer to as LECA or the Last Eukaryotic Common Ancestor.

The new study explores the advent of the first eukaryotes and notes that instead of a hard boundary line separating them from their prokaryotic ancestors, the true picture is messier. Rather than an unbridgeable gulf between prokaryotes and eukaryotes in terms of cell volume internal complexity and number of genes, the two cell forms enjoyed considerable overlap.

The researchers investigate a range of prokaryotic and eukaryotic cell types to determine a) how cell volume in prokaryotes can eventually act to constrain a cell’s membrane surface area required for respiration, b) how much energy a cell must direct to DNA activities based on the arrangement of its genome and c) the costs and benefits of endosymbionts for cells of various volume.

It turns out that cells can grow to considerable volume and acquire at least some of the characteristics of complex cells while remaining primarily prokaryotic in character and without the presence of mitochondria.

Mitochondria are the energy powerhouses in eukaryotic cells. One popular hypothesis claims these organelles were a pre-requisite to the transition from simpler prokaryotes like bacteria and archaea to larger, more complex eukaryotic organisms. The new study challenges this assumption. Graphic by Jason Drees

Escalating energy demands

The researchers examined how the respiratory requirements of a cell, measured by the number of ATP synthase molecules available to supply ATP energy for cell growth and maintenance, scale with a cell’s volume. They also describe how energy requirements scale with cell surface area, drawing on data from Lynch and Marinov.

“We actually looked at the surface area of the cell and found that the number of ATP synthases increases faster than the cell membrane does,” Schavemaker says. “This means that at some point of increasing cell size, there will be a volume limit, where the ATP synthases cannot supply enough ATP for the cell to divide at a certain rate.” Eukaryotes overcome this barrier through additional respiratory surface area provided by internal membrane-bound structures like the mitochondria.

Intriguingly, this cell volume limit does not occur at the boundary of prokaryotes and eukaryotes, as previous theory would predict. Instead, “it happens at much larger cell volumes, around 103 cubic microns, which encompasses a lot of existing Eukaryotes. And that’s what has made us think mitochondria probably weren’t absolutely necessary. They may have helped but they weren’t essential for this transition to larger volumes,” Schavemaker says.

Something similar happens when the arrangement of genes within prokaryotes and eukaryotes is compared. The genome architecture of prokaryotes is said to be symmetrical, consisting of a circular, double-stranded length of DNA. Many bacteria harbor multiple copies of their genome per cell.

But eukaryotes have a different genome architecture, known as asymmetrical. The key advantage of the eukaryotic genome arrangement is that they don’t have to maintain genome copies all over the cell, like prokaryotes. For most genes, eukaryotes can maintain one or two copies in the nucleus; only a small number of genes are present on the many copies of the mitochondrial genome that are strewn throughout the cell.

In contrast, large bacteria have many copies of their entire genome, with each genome containing a copy of every gene, present throughout the cell. This distinction has allowed eukaryotes to grow considerably in size without facing the same energy constraints imposed on prokaryotes. But once again, the researchers observed significant overlap in the gene numbers of prokaryotes and eukaryotes, suggesting that prokaryotes can expand their gene number into the domain usually associated with larger eukaryotes, until they reach a critical threshold beyond which their genomic symmetry becomes a limiting factor.

LECA revisited

The new picture of early eukaryote evolution provides a plausible alternative to the mitochondria-first paradigm. Rather than evolution ushering in the age of eukaryotes with one grand gesture — the chance acquisition of a mitochondrial prototype, a series of tentative, gradual, step-wise changes over vast timespans ultimately produced complex cells packed with sophisticated internal structures and capable of explosive diversification.

Earlier research by Lynch and Marinov cited in the new study takes a somewhat more radical view, implying that mitochondria offered few if any benefits to early eukaryotes. The new study stakes out a more moderate position, suggesting that beyond a critical cell volume, mitochondria and perhaps other features of modern eukaryotic cells would have been necessary to satisfy the energy needs of large cells, but a range of smaller proto-eukaryotes may have done just fine without these innovations.

Hence, the transition to the mysterious LECA event may have been preceded by a series of organisms, which may have initially been mitochondria-free.

The new research also throws into question the timing of eukaryotic transition events. Perhaps the great transition began with the development of a eukaryotic cytoskeleton or other advanced structure. The internal mitochondria with its additional cellular genome may have started when a smaller prokaryote was engulfed by a larger one, through a process known as phagocytosis or perhaps the mitochondria invaded the first prokaryote as a parasite. Much more research will be required to confidently place the series of events leading to fully-fledged eukaryotes in their proper sequence.

“We don’t know which advances came first,” Schavemaker says. “You could imagine a series of organisms that first started with endomembranes and internal vesicles. Then, they develop the ER from this, which carries out the handling of the membrane proteins, and from this you get the nucleus. And maybe then

New research on the emergence of the first complex cells challenges orthodoxy

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Journal Reference:

  1. Paul E. Schavemaker, Sergio A. Muñoz-Gómez. The role of mitochondrial energetics in the origin and diversification of eukaryotes. Nature Ecology & Evolution, 2022; DOI: 10.1038/s41559-022-01833-9

Then, something remarkable and unprecedented took place. A new type of cell, known as a eukaryote, emerged. The eukaryotes would evolve many complex internal modules or organelles, including the endoplasmic reticulum, the Golgi apparatus and the mitochondria, forming wildly diverse cell types — precursors to all subsequent plant and animal life on earth. Prokaryotic cells, which include bacteria and archaea, are structurally simple organisms, lacking the complex internal structure found in eukaryotes. All living plant and animal species today have their origins in the Last Eukaryotic Common Ancestor or LECA. The transition from prokaryote to eukaryote has remained a central mystery biologists are still trying to untangle.

How this crucial transition came to be remains a central mystery in biology.

In a new study, Paul Schavemaker, a researcher with the Biodesign Center for Mechanisms of Evolution and Sergio Muñoz-Gómez, formerly with Arizona State University and currently a researcher with the Université Paris-Saclay, Orsay, France, take a fresh look at the puzzle of eukaryotic emergence.

Their study, which appears in the current issue of the journal Nature Ecology & Evolution, challenges a popular scenario put forward to explain the arrival of the first eukaryotic organisms.

The researchers explore in detail, the energy requirements of eukaryotic cells, which are on average, larger and more complex compared with prokaryotes. Their quantitative results stand in opposition to a reigning dogma, first put forward by biologists Nick Lane and Bill Martin.

Genesis to Revelation

The basic idea of Lane and Martin is that a cell’s developmental fate is governed by its supply of energy. Simple prokaryotes are mostly small and consist of single cells or small colonies and can subsist on more limited stores of energy to power their activities. But once a cell achieves sufficient size and complexity, it eventually reaches a barrier, beyond which such prokaryotes can not pass. Or so the theory has it.

According to this idea, a singular event in Earth’s history gave sudden rise to the eukaryotes, which then grew and diversified to occupy every ecological niche on the planet, from undersea vents to arctic tundra. This vast diversification occurred when a free-living prokaryotic cell acquired another tiny organism within the confines of its interior.

Through a process known as endosymbiosis, the new cell resident is taken up by this proto-eukaryote, supplying it with additional energy and enabling its transformation. The endosymbiont it has acquired would eventually develop into mitochondria — cellular powerhouses found only in eukaryotic cells.

Because all complex life today can be traced to a single eukaryotic branch of the evolutionary tree, it has been assumed that this chance endosymbiotic event, the acquisition of mitochondria, occurred once and only once during the entire history of life on Earth. This accident of nature is why we’re all here. Without mitochondria, the larger volume and complexity of eukaryotes would not be energetically viable.

Not so fast, the authors of the new study claim.

Crossing the borderlands

Schavemaker notes that while the distinction between prokaryotes and eukaryotes among organisms living today is obvious, things were murkier during the transition phase. Eventually, all the common traits of extant eukaryotes would be acquired, yielding an organism researchers refer to as LECA or the Last Eukaryotic Common Ancestor.

The new study explores the advent of the first eukaryotes and notes that instead of a hard boundary line separating them from their prokaryotic ancestors, the true picture is messier. Rather than an unbridgeable gulf between prokaryotes and eukaryotes in terms of cell volume internal complexity and number of genes, the two cell forms enjoyed considerable overlap.

The researchers investigate a range of prokaryotic and eukaryotic cell types to determine a) how cell volume in prokaryotes can eventually act to constrain a cell’s membrane surface area required for respiration, b) how much energy a cell must direct to DNA activities based on the arrangement of its genome and c) the costs and benefits of endosymbionts for cells of various volume.

It turns out that cells can grow to considerable volume and acquire at least some of the characteristics of complex cells while remaining primarily prokaryotic in character and without the presence of mitochondria.

Mitochondria are the energy powerhouses in eukaryotic cells. One popular hypothesis claims these organelles were a pre-requisite to the transition from simpler prokaryotes like bacteria and archaea to larger, more complex eukaryotic organisms. The new study challenges this assumption. Graphic by Jason Drees

Escalating energy demands

The researchers examined how the respiratory requirements of a cell, measured by the number of ATP synthase molecules available to supply ATP energy for cell growth and maintenance, scale with a cell’s volume. They also describe how energy requirements scale with cell surface area, drawing on data from Lynch and Marinov.

“We actually looked at the surface area of the cell and found that the number of ATP synthases increases faster than the cell membrane does,” Schavemaker says. “This means that at some point of increasing cell size, there will be a volume limit, where the ATP synthases cannot supply enough ATP for the cell to divide at a certain rate.” Eukaryotes overcome this barrier through additional respiratory surface area provided by internal membrane-bound structures like the mitochondria.

Intriguingly, this cell volume limit does not occur at the boundary of prokaryotes and eukaryotes, as previous theory would predict. Instead, “it happens at much larger cell volumes, around 103 cubic microns, which encompasses a lot of existing Eukaryotes. And that’s what has made us think mitochondria probably weren’t absolutely necessary. They may have helped but they weren’t essential for this transition to larger volumes,” Schavemaker says.

Something similar happens when the arrangement of genes within prokaryotes and eukaryotes is compared. The genome architecture of prokaryotes is said to be symmetrical, consisting of a circular, double-stranded length of DNA. Many bacteria harbor multiple copies of their genome per cell.

But eukaryotes have a different genome architecture, known as asymmetrical. The key advantage of the eukaryotic genome arrangement is that they don’t have to maintain genome copies all over the cell, like prokaryotes. For most genes, eukaryotes can maintain one or two copies in the nucleus; only a small number of genes are present on the many copies of the mitochondrial genome that are strewn throughout the cell.

In contrast, large bacteria have many copies of their entire genome, with each genome containing a copy of every gene, present throughout the cell. This distinction has allowed eukaryotes to grow considerably in size without facing the same energy constraints imposed on prokaryotes. But once again, the researchers observed significant overlap in the gene numbers of prokaryotes and eukaryotes, suggesting that prokaryotes can expand their gene number into the domain usually associated with larger eukaryotes, until they reach a critical threshold beyond which their genomic symmetry becomes a limiting factor.

LECA revisited

The new picture of early eukaryote evolution provides a plausible alternative to the mitochondria-first paradigm. Rather than evolution ushering in the age of eukaryotes with one grand gesture — the chance acquisition of a mitochondrial prototype, a series of tentative, gradual, step-wise changes over vast timespans ultimately produced complex cells packed with sophisticated internal structures and capable of explosive diversification.

Earlier research by Lynch and Marinov cited in the new study takes a somewhat more radical view, implying that mitochondria offered few if any benefits to early eukaryotes. The new study stakes out a more moderate position, suggesting that beyond a critical cell volume, mitochondria and perhaps other features of modern eukaryotic cells would have been necessary to satisfy the energy needs of large cells, but a range of smaller proto-eukaryotes may have done just fine without these innovations.

Hence, the transition to the mysterious LECA event may have been preceded by a series of organisms, which may have initially been mitochondria-free.

The new research also throws into question the timing of eukaryotic transition events. Perhaps the great transition began with the development of a eukaryotic cytoskeleton or other advanced structure. The internal mitochondria with its additional cellular genome may have started when a smaller prokaryote was engulfed by a larger one, through a process known as phagocytosis or perhaps the mitochondria invaded the first prokaryote as a parasite. Much more research will be required to confidently place the series of events leading to fully-fledged eukaryotes in their proper sequence.

“We don’t know which advances came first,” Schavemaker says. “You could imagine a series of organisms that first started with endomembranes and internal vesicles. Then, they develop the ER from this, which carries out the handling of the membrane proteins, and from this you get the nucleus. And maybe then

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El proveedor de nóminas criptográficas Bitwage continúa impulsando la innovación en el espacio de las nóminas criptográficas al ofrecer la moneda estable del dólar digital (USDC) para que se distribuya a través de la cadena de bloques Stellar en su plataforma.

Al usar Bitwage, las empresas de todo el mundo ahora tienen una solución totalmente compatible, fácil de usar y sin fricciones cuando se trata de pagar a sus empleados y contratistas a nivel mundial. La contratación de talento en diferentes continentes y países puede ser un gran problema, incluso para las empresas que ya tienen una presencia establecida en los países desde los que quieren contratar, y Bitwage tiene como objetivo proporcionar una nueva solución con esta última implementación.

Pagar a su fuerza laboral en países extranjeros es un proceso que está plagado de una variedad de problemas. Aprovechar los sistemas bancarios globales para la nómina puede llevar muchas horas, y este problema se ve agravado por el hecho de que los informes precisos requieren mucho tiempo y esfuerzo. Para evitar estos grandes quebraderos de cabeza, las empresas recurren a no contratar nada de determinados países.

Además de esto, es una dura realidad que los trabajadores de todo el mundo están perdiendo hasta el 10% de sus salarios y esperando entre cinco días y dos semanas para recibir sus cheques de pago mientras utilizan los servicios bancarios tradicionales. Muchos de estos trabajadores luego reciben dinero en monedas locales con tasas de inflación mucho más altas, lo que significa que pierden entre el 5% y el 20% de sus ahorros en comparación con el dólar cada año.

Con este anuncio, los trabajadores ahora pueden recibir cualquier porcentaje de sus salarios que deseen en dólares digitales, a través de USDC. Esto significa costos más bajos, depósitos de sus fondos el mismo día, la capacidad de almacenar sus ahorros en USD y la capacidad de obtener moneda local exactamente cuando la necesitan. Al aprovechar USDC en la cadena de bloques Stellar, los trabajadores tienen acceso a USDC en una cadena de bloques de bajo costo que tiene una de las historias más largas de la industria.

Así es como funciona: Cualquier empresa en el mundo puede registrarse con Bitwage hoy y usarlo para pagar a su fuerza laboral. Luego de esto, la empresa invita a sus trabajadores a la plataforma de Bitwage. Luego, los trabajadores eligen qué porcentaje de su salario se destinará a USDC, monedas locales o Bitcoin. Cuando se trata del salario en sí, las empresas pagan los salarios tal como están acostumbrados a pagar, sin reducir los gastos generales en su departamento de contabilidad o salarios. Una vez que se financian y pagan los cheques de pago, los trabajadores reciben USDC y cualquier otra moneda en las direcciones o cuentas bancarias que hayan proporcionado.

Bitwage se ha hecho un nombre en el espacio de la nómina de Bitcoin, pero cobrar USDC es una gran alternativa. Si una persona necesita su dinero de inmediato y no puede permitirse el lujo de mantenerlo durante largos períodos de tiempo, USDC es una opción extremadamente conveniente. Además, es posible que las grandes empresas que buscan estabilidad no estén listas para asumir la volatilidad ocasional de Bitcoin. El uso de Bitwage para la nómina de USDC con Stellar brinda a las personas y empresas una opción de bajo riesgo para participar en la revolución de las nóminas criptográficas.

“USDC en la red Stellar tiene tarifas más bajas, por lo que puede recibir su dinero más rápido, más barato y mantenerlo como dólares digitales para ahorrar”, dijo el CEO de Bitwage, Jonathan Chester. “Nuestros usuarios han estado solicitando opciones de bajo costo para monedas estables y estamos muy emocionados de poder ofrecerlas. Ahora, las empresas pueden garantizar opciones de pago más baratas, rápidas y mejores a toda su plantilla. Esta opción está totalmente regulada y cumple, por lo que todas las empresas deben preocuparse por cómo mantener contentos a sus empleados y no preocuparse por los problemas de pago. Gracias a USDC sobre Stellar, los dólares digitales harán un gran cambio en la vida de las personas”.

Grit Daily News es el principal centro de noticias de inicio. Es la principal fuente de noticias sobre nuevas empresas Millennial y Gen Z, desde moda, tecnología, personas influyentes, emprendimiento y financiación. Con sede en Nueva York, nuestro equipo es global y trae consigo más de 400 años de experiencia combinada en informes.

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Al usar Bitwage, las empresas de todo el mundo ahora tienen una solución totalmente compatible, fácil de usar y sin fricciones cuando se trata de pagar a sus empleados y contratistas a nivel mundial. La contratación de talento en diferentes continentes y países puede ser un gran problema, incluso para las empresas que ya tienen una presencia establecida en los países desde los que quieren contratar, y Bitwage tiene como objetivo proporcionar una nueva solución con esta última implementación.

Pagar a su fuerza laboral en países extranjeros es un proceso que está plagado de una variedad de problemas. Aprovechar los sistemas bancarios globales para la nómina puede llevar muchas horas, y este problema se ve agravado por el hecho de que los informes precisos requieren mucho tiempo y esfuerzo. Para evitar estos grandes quebraderos de cabeza, las empresas recurren a no contratar nada de determinados países.

Además de esto, es una dura realidad que los trabajadores de todo el mundo están perdiendo hasta el 10% de sus salarios y esperando entre cinco días y dos semanas para recibir sus cheques de pago mientras utilizan los servicios bancarios tradicionales. Muchos de estos trabajadores luego reciben dinero en monedas locales con tasas de inflación mucho más altas, lo que significa que pierden entre el 5% y el 20% de sus ahorros en comparación con el dólar cada año.

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Así es como funciona: Cualquier empresa en el mundo puede registrarse con Bitwage hoy y usarlo para pagar a su fuerza laboral. Luego de esto, la empresa invita a sus trabajadores a la plataforma de Bitwage. Luego, los trabajadores eligen qué porcentaje de su salario se destinará a USDC, monedas locales o Bitcoin. Cuando se trata del salario en sí, las empresas pagan los salarios tal como están acostumbrados a pagar, sin reducir los gastos generales en su departamento de contabilidad o salarios. Una vez que se financian y pagan los cheques de pago, los trabajadores reciben USDC y cualquier otra moneda en las direcciones o cuentas bancarias que hayan proporcionado.

Bitwage se ha hecho un nombre en el espacio de la nómina de Bitcoin, pero cobrar USDC es una gran alternativa. Si una persona necesita su dinero de inmediato y no puede permitirse el lujo de mantenerlo durante largos períodos de tiempo, USDC es una opción extremadamente conveniente. Además, es posible que las grandes empresas que buscan estabilidad no estén listas para asumir la volatilidad ocasional de Bitcoin. El uso de Bitwage para la nómina de USDC con Stellar brinda a las personas y empresas una opción de bajo riesgo para participar en la revolución de las nóminas criptográficas.

“USDC en la red Stellar tiene tarifas más bajas, por lo que puede recibir su dinero más rápido, más barato y mantenerlo como dólares digitales para ahorrar”, dijo el CEO de Bitwage, Jonathan Chester. “Nuestros usuarios han estado solicitando opciones de bajo costo para monedas estables y estamos muy emocionados de poder ofrecerlas. Ahora, las empresas pueden garantizar opciones de pago más baratas, rápidas y mejores a toda su plantilla. Esta opción está totalmente regulada y cumple, por lo que todas las empresas deben preocuparse por cómo mantener contentos a sus empleados y no preocuparse por los problemas de pago. Gracias a USDC sobre Stellar, los dólares digitales harán un gran cambio en la vida de las personas”.

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A pocos meses de la COP27, que se celebrará en Sharm El-Sheikh (Egipto) del 7 al 18 de noviembre, Laurence Tubiana, directora de la Fundación Europea del Clima y exembajadora encargada de las negociaciones del acuerdo de París, reacciona a las palabras del presidente Joe Biden plan climático y las posibles consecuencias de las tensiones chino-estadounidenses en la lucha contra el calentamiento global.

también escucha Clima: tras bambalinas del acuerdo de París

¿Qué importancia le podemos dar al componente climático de la ley antiinflacionaria de Joe Biden?

Esta era una condición esencial para que el movimiento de presión mutua entre países siguiera ejerciéndose en la arena diplomática. Si, a pesar de las promesas de Joe Biden cuando llegó al poder -reducir las emisiones estadounidenses en un 50%, en comparación con 2005, para 2030- no se había aprobado ninguna ley climática importante, es difícil ver cómo los Estados Unidos, el segundo mayor emisor en el mundo, podría haber mantenido la credibilidad sobre el tema, a pesar de los esfuerzos diplomáticos realizados por John Kerry, el enviado especial de Estados Unidos para el clima. Y más aún cuando hace solo unas semanas, inmediatamente después de anular la constitucionalidad del derecho al aborto, la Corte Suprema estadounidense puso en tela de juicio el derecho de la Agencia Federal de Protección Ambiental de regular las emisiones de gases de efecto invernadero de las centrales eléctricas de carbón en todo el país. .

Lea también: Artículo reservado para nuestros suscriptores Clima: los objetivos de Joe Biden socavados por una decisión de la Corte Suprema

El plan estadounidense se basa únicamente en incentivos, en particular fiscales, y no en restricciones: ¿podemos estar seguros de su eficacia?

Cuando miramos al pasado cercano, con lo que Barack Obama fue capaz de hacer durante su segundo mandato [2013-2017], vemos primero que el plan actual es mucho más ambicioso. Más de $ 360 mil millones [352 milliards d’euros] más de diez años, ¡eso es considerable! Sin embargo, la acción de Obama se basó más o menos en la misma filosofía: alentar y apoyar, en lugar de restringir con impuestos. La exención fiscal de las energías renovables que el señor Obama pudo aprobar en su momento había tenido un impacto tremendo: vemos hoy que Texas, el estado petrolero por excelencia, se ha convertido en el principal exportador de electricidad renovable a Estados Unidos. . Incluso la llegada de Donald Trump a la Casa Blanca no obstaculizó este movimiento. Por lo tanto, es probable que se produzca una fuerte aceleración en el desarrollo de las energías renovables, sobre la base de un método que ha demostrado su eficacia.

Paneles solares cerca de Huron en el Valle Central de California el 23 de julio de 2021.

Esto es aún más importante cuando recordamos que a fines de 2021, Estados Unidos bloqueó la importación de paneles solares chinos y materiales para su fabricación desde China, debido a la situación en las regiones uigures y las sospechas de trabajo forzoso. El plan del Sr. Biden reinstalará una industria de paneles solares en los Estados Unidos. Sin duda, esto irá de la mano de las innovaciones tecnológicas, en el importante tema del reciclaje de tierras raras. [matériaux stratégiques nécessaires à la fabrication des batteries, des éoliennes, etc.].

Te queda el 67,47% de este artículo por leer. Lo siguiente es solo para suscriptores.

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El plan estadounidense se basa únicamente en incentivos, en particular fiscales, y no en restricciones: ¿podemos estar seguros de su eficacia?

Cuando miramos al pasado cercano, con lo que Barack Obama fue capaz de hacer durante su segundo mandato [2013-2017], vemos primero que el plan actual es mucho más ambicioso. Más de $ 360 mil millones [352 milliards d’euros] más de diez años, ¡eso es considerable! Sin embargo, la acción de Obama se basó más o menos en la misma filosofía: alentar y apoyar, en lugar de restringir con impuestos. La exención fiscal de las energías renovables que el señor Obama pudo aprobar en su momento había tenido un impacto tremendo: vemos hoy que Texas, el estado petrolero por excelencia, se ha convertido en el principal exportador de electricidad renovable a Estados Unidos. . Incluso la llegada de Donald Trump a la Casa Blanca no obstaculizó este movimiento. Por lo tanto, es probable que se produzca una fuerte aceleración en el desarrollo de las energías renovables, sobre la base de un método que ha demostrado su eficacia.

Paneles solares cerca de Huron en el Valle Central de California el 23 de julio de 2021.

Esto es aún más importante cuando recordamos que a fines de 2021, Estados Unidos bloqueó la importación de paneles solares chinos y materiales para su fabricación desde China, debido a la situación en las regiones uigures y las sospechas de trabajo forzoso. El plan del Sr. Biden reinstalará una industria de paneles solares en los Estados Unidos. Sin duda, esto irá de la mano de las innovaciones tecnológicas, en el importante tema del reciclaje de tierras raras. [matériaux stratégiques nécessaires à la fabrication des batteries, des éoliennes, etc.].

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