Quantum simulation of a topological Mott insulator with Rydberg atoms in a Lieb lattice

We propose a realistic scheme to quantum simulate the so-far experimentally unobserved topological Mott insulator phase-an interaction-driven topological insulator-using cold atoms in an optical Lieb lattice. To this end, we study a system of spinless fermions in a Lieb lattice, exhibiting repulsive nearest-and next-to-nearest-neighbor interactions and derive the associated zero-temperature phase diagram within mean-field approximation. In particular, we analyze how the interactions can dynamically generate a charge density wave ordered, a nematic, and a topologically nontrivial quantum anomalous Hall phase. We characterize the topology of the different phases by the Chern number and discuss the possibility of phase coexistence. Based on the identified phases, we propose a realistic implementation of this model using cold Rydberg-dressed atoms in an optical lattice. The scheme, which allows one to access, in particular, the topological Mott insulator phase, robustly and independently of its exact position in parameter space, merely requires global, always-on off-resonant laser coupling to Rydberg states and is feasible with state-of-the-art experimental techniques that have already been demonstrated in the laboratory.

Arquitectura de un sistema multi-agente para el soporte de la anotación funcional

Predecir la función biológica de secuencias de Ácido Desoxirribonucleico (ADN) es unos de los mayores desafíos a los que se enfrenta la Bioinformática. Esta tarea se denomina anotación funcional y es un proceso complejo, laborioso y que requiere mucho tiempo. Dado su impacto en investigaciones y anotaciones futuras, la anotación debe ser lo más able y precisa posible. Idealmente, las secuencias deberían ser estudiadas y anotadas manualmente por un experto, garantizando así resultados precisos y de calidad. Sin embargo, la anotación manual solo es factible para pequeños conjuntos de datos o genomas de referencia. Con la llegada de las nuevas tecnologías de secuenciación, el volumen de datos ha crecido signi cativamente, haciendo aún más crítica la necesidad de implementaciones automáticas del proceso. Por su parte, la anotación automática es capaz de manejar grandes cantidades de datos y producir un análisis consistente. Otra ventaja de esta aproximación es su rapidez y bajo coste en relación a la manual. Sin embargo, sus resultados son menos precisos que los manuales y, en general, deben ser revisados ( curados ) por un experto. Aunque los procesos colaborativos de la anotación en comunidad pueden ser utilizados para reducir este cuello de botella, los esfuerzos en esta línea no han tenido hasta ahora el éxito esperado. Además, el problema de la anotación, como muchos otros en el dominio de la Bioinformática, abarca información heterogénea, distribuida y en constante evolución. Una posible aproximación para superar estos problemas consiste en cambiar el foco del proceso de los expertos individuales a su comunidad, y diseñar las herramientas de manera que faciliten la gestión del conocimiento y los recursos. Este trabajo adopta esta línea y propone MASSA (Multi-Agent System to Support functional Annotation), una arquitectura de Sistema Multi-Agente (SMA) para Soportar la Anotación funcional...

Terapia génica dirigida en una nuevo "sitio seguro" en células progenitoras hematopoyéticas humanas para su aplicación en anemia de Fanconi

La anemia de Fanconi es una enfermedad hereditaria de baja prevalencia, descrita por primera vez por el pediatra Guido Fanconi en 1927. Esta enfermedad se produce como consecuencia de mutaciones en cualquiera de los 19 genes de Fanconi descritos hasta la actualidad, y que participan en la ruta de Fanconi/BRCA. Esta ruta se encarga de la reparación de enlaces intercatenarios del ADN y de coordinar los distintos mecanismos de reparación de las dobles roturas en el ADN. La anemia de Fanconi está caracterizada por generar inestabilidad genómica, lo que da lugar a anomalías esqueléticas y predisposición al cáncer, si bien la principal causa de muerte de pacientes pediátricos es el fallo de médula ósea. Uno de los tratamientos alternativos al trasplante alogénico de progenitores hematopoyéticos de pacientes con anemia de Fanconi se basa en la reinfusión de células madre hematopoyéticas autólogas, tras su corrección con vectores lentivirales. Para limitar al máximo los riesgos de este tipo de terapias se están desarrollando nuevas tecnologías de edición génica basadas en la inserción dirigida de los genes terapéuticos. Esta nueva aproximación se fundamenta en la generación de dobles roturas en regiones específicas del genoma, cuya reparación por recombinación homóloga facilitaría la entrada de los genes terapéuticos aportados por ADNs donadores externos con homología por dicha región. En este trabajo se ha desarrollado una aproximación de edición génica en un nuevo “sitio seguro” del genoma denominado SH6. Para ello se ha trabajado con la línea celular HEK-293H, así como también con progenitores hematopoyéticos humanos purificados en base a la expresión del marcador CD34. Para su desarrollo se han utilizado nucleasas de edición, tales como meganucleasas y TALEN, en combinación con matrices donadoras portadoras del gen marcador EGFP (GM) o del gen terapéutico FANCA (TM). En todos los casos los genes marcadores y terapéuticos estaban regulados por el promotor EF1α, y flanqueados por dos brazos de homología para el sitio SH6. Estos plásmidos han servido como molde para realizar la terapia génica de edición en el sitio seguro SH6...

Haematite natural crystals: non-linear initial susceptibility at low temperature

Several works have reported that haematite has non-linear initial susceptibility at room temperature, like pyrrhotite or titanomagnetite, but there is no explanation for the observed behaviours yet. This study sets out to determine which physical property (grain size, foreign cations content and domain walls displacements) controls the initial susceptibility. The performed measurements include microprobe analysis to determine magnetic phases different to haematite; initial susceptibility (300 K); hysteresis loops, SIRM and backfield curves at 77 and 300 K to calculate magnetic parameters and minor loops at 77 K, to analyse initial susceptibility and magnetization behaviours below Morin transition. The magnetic moment study at low temperature is completed with measurements of zero field cooled-field cooled and AC susceptibility in a range from 5 to 300 K. The minor loops show that the non-linearity of initial susceptibility is closely related to Barkhausen jumps. Because of initial magnetic susceptibility is controlled by domain structure it is difficult to establish a mathematical model to separate magnetic subfabrics in haematite-bearing rocks.

Postbrexit: una Europa confusa, entre el desánimo y la incertidumbre

Este Editorial reflexiona sobre las causas que han llevado al Brexit: el desprecio a las instituciones europeas, ocultar sus logros como propios de los Gobiernos, la inadecuada gestión de la crisis, la emergencia y la tolerancia hacia los partidos populistas, el declive del continente...También se analiza el procedimiento para la retirada (art. 50 TUE) -manteniendo la tesis del paralelismo entre procedimiento de adhesión y de retirada-, así como las adaptaciones institucionales necesarias, además de las respuestas de fondo para proseguir con un proceso que comenzó antes del ingreso del Reino Unido y proseguirá sin este país.

Análisis del establecimiento de la longitud telomérica durante el desarrollo temprano en los mamíferos

Los telómeros se encuentran en el foco de atención de muchas investigaciones por su papel en el mantenimiento de la integridad cromosómica y su implicación en procesos como el envejecimiento, el cáncer y la regeneración tisular. En ausencia de mecanismos compensatorios, el ADN telomérico sufre un acortamiento progresivo en cada división celular debido a la incapacidad de las ADN polimerasas convencionales de replicar el extremo 5’ de los cromosomas. La telomerasa, una ribonucleoproteína con actividad transcriptasa inversa (componente TERT), compensa el acortamiento telomérico sintetizando las secuencias teloméricas de novo en el extremo 3’ de los cromosomas utilizando como molde una molécula de ARN asociada (componente TERC). La mayoría de los tipos celulares presentan una actividad telomerasa limitada, acortándose los telómeros en cada división mitótica. Por ello, la actividad de la telomerasa y el acortamiento telomérico son factores limitantes en la esperanza de vida de los mamíferos, mientras que el acortamiento de los telómeros contribuye al envejecimiento limitando la regeneración tisular. Durante el desarrollo embrionario los telómeros se alargan, quedando determinadas las reservas teloméricas con las que contará el recién nacido. Por este motivo, el estudio de la dinámica de la elongación telómerica y su regulación durante el desarrollo embrionario temprano en mamíferos es de gran interés debido a las implicaciones que la longitud telomérica (LT) del recién nacido tiene en las etapas posteriores del desarrollo...

Error tolerance of topological codes with independent bit-flip and measurement errors

Topological quantum error correction codes are currently among the most promising candidates for efficiently dealing with the decoherence effects inherently present in quantum devices. Numerically, their theoretical error threshold can be calculated by mapping the underlying quantum problem to a related classical statistical-mechanical spin system with quenched disorder. Here, we present results for the general fault-tolerant regime, where we consider both qubit and measurement errors. However, unlike in previous studies, here we vary the strength of the different error sources independently. Our results highlight peculiar differences between toric and color codes. This study complements previous results published in New J. Phys. 13, 083006 (2011).

Topological massive Dirac edge modes and long-range superconducting Hamiltonians

We discover novel topological effects in the one-dimensional Kitaev chain modified by long-range Hamiltonian deformations in the hopping and pairing terms. This class of models display symmetry-protected topological order measured by the Berry/Zak phase of the lower-band eigenvector and the winding number of the Hamiltonians. For exponentially decaying hopping amplitudes, the topological sector can be significantly augmented as the penetration length increases, something experimentally achievable. For power-law decaying superconducting pairings, the massless Majorana modes at the edges get paired together into a massive nonlocal Dirac fermion localized at both edges of the chain: a new topological quasiparticle that we call topological massive Dirac fermion. This topological phase has fractional topological numbers as a consequence of the long-range couplings. Possible applications to current experimental setups and topological quantum computation are also discussed.

Democracia y jóvenes, una aproximación desde las cooperativas

El trabajo aborda las relaciones entre el cooperativismo y los jóvenes y, más concretamente, entre algunos principios cooperativos y los jóvenes. Se incide en las relaciones entre un valor cooperativo y los jóvenes, si bien se puede considerar que se trata de aquel valor que tiene una vinculación más directa con los jóvenes: la democracia. Se destaca la diferente naturaleza de la cooperativa frente a otras formas de empresa por incorporar en su ADN la democracia. Así, la democracia brilla como un valor predicable no ya sólo en la gestión o participación en la empresa cooperativa, sino en su extensión a todos los aspectos de la vida del socio dentro de la sociedad y comunidad a la que pertenece. Este valor debería ser a su vez una vis atractiva para que los jóvenes se acerquen al mundo cooperativo.

Arte en el Real Jardín Botánico: patrimonio, memoria y creación

Este libro analiza los intercambios entre arte y naturaleza a través del caso del Real Jardín Botánico de Madrid como espacio de encuentro para artistas, científicos e intelectuales entre los siglos XV y XXI. En él se presentan los resultados de distintas líneas de investigación en historia del arte e historia de la ciencia, que participaron en la Noche Europea de los Investigadores de Madrid 2016, un evento público a nivel europeo organizado por las Acciones Marie Sklodowska-Curie de la Comisión Europea para la divulgación científica.

La peste porcina africana en el este de Europa: evolución de los aislados circulantes y evaluación de las herramientas diagnósticas para su control

La Peste Porcina Africana (PPA) es una enfermedad porcina de etiología vírica muy compleja, de carácter infecto-contagioso, para la que actualmente no existe vacuna. Por su gran importancia económica y sanitaria aparece incluida dentro del grupo de enfermedades de declaración obligatoria de la lista de la OIE y de la Unión Europea y su presencia conduce a restricciones inmediatas sobre el comercio de cerdo y productos derivados. Está causada por el virus de la Peste porcina africana (vPPA), un virus ADN de gran tamaño y estructura compleja, que presenta una envuelta lipoprotéica y una elevada variabilidad genética y antigénica, con 22 genotipos diferentes descritos hasta la fecha. Pertenece a la familia Asfarviridae, genero Asfivirus, de la que es el único integrante. Actualmente está presente en 22 países del África subsahariana, en la isla de Cerdeña, Italia, y desde su introducción en Georgia en 2007, tanto en la región transcaucásica como en el centro y sur de la zona occidental de la Federación Rusa (FR). La compleja situación epidemiológica de la PPA en el este de Europa, con focos continuados en la FR y afectando también a otros países vecinos de la UE como Bielorrusia y Ucrania, originó finalmente la entrada de la enfermedad en varios países de la UE en 2014, Lituania, Polonia, Letonia y Estonia en los que, hasta agosto de 2015, se realizaron más de 1000 notificaciones principalmente en jabalí, y en mucha menor medida en cerdo doméstico. Únicamente las especies de la familia Suidae y a las garrapatas blandas del género Ornithodoros son infectadas de forma natural por el vPPA. En cerdos domésticos y jabalíes europeos las manifestaciones clínicas de la enfermedad son variables. Por el contrario, los suidos silvestres africanos son resistentes a la infección, habitualmente con cursos clínicos de tipo inaparente...