Categoría: Física

¿Han logrado cambiar el pasado?

* Este artículo de Adán Cabello, Catedrático de mecánica Cuántica de la Universidad de Sevilla, es una colaboración de Amazings con la Real Sociedad Española de Física.

El periódico ABC publicaba el 3 de mayo un artículo bajo el siguiente titular: “Logran cambiar, desde el presente, un evento del pasado”. Por si alguien cree que se trata de un error, reproduzco también la primera frase del artículo: “Un grupo de físicos acaba de lograr lo que parecía imposible: modificar desde el presente un evento que ya había sucedido con anterioridad”. ¿Es esto verdad?

No. Rotundamente no. Y lo más irritante es que lo que realmente muestran los resultados de este grupo de físicos (X. Ma et al., Nature Physics online, 22 de abril; corregido el 26 de abril), y que ya mostraba el artículo que ha inspirado el experimento [A. Peres, J. Mod. Opt. 47, 139 (2000)], es algo muy relevante para la interpretación de la mecánica cuántica y que ha sido deliberadamente ignorado en aras de una mayor trascendencia mediática. Leer más »

El canto del quetzal en las escaleras de las pirámides mayas

Son varias las pirámides de la civilización maya que presentan fenómenos acústicos curiosos e intrigantes. Por ejemplo, dar aplausos frente a sus escaleras exteriores produce un eco parecido al canto del quetzal, un ave emblemática y mística para los mayas.

La siguiente capsula breve, en español, es del Discovery-Channel:

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Efectivamente, este fenómeno acústico también lo presentan otras pirámides mayas; tal como la pirámide del adivino en Uxmal (lo que me consta), y este video evidencia el efecto en la zona arqueológica de Tikal:

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Al dar un aplauso frente a una pared grande, vertical y plana el sonido es reflejado con menor intensidad, lo que escuchamos le llamamos eco.  En contraste, como menciona J.A. Cruz Calleja y amigos, cuando aplaudimos frente a estas escalinatas, el sonido es reflejado por una superficie periódica; así el eco es generado por una repetición continua del sonido del aplauso. Leer más »

6 cosas que quizás nunca se atrevieron a contarte sobre agujeros negros

Gigantes oscuros con una fuerza tan inmensa que ni la luz puede escapar de ellos.

Con esta sencilla definición uno enseguida comprende que este post habla de agujeros negros, esos objetos que se han convertido en compañeros omnipresentes de todo artículo de divulgación sobre física por mérito propio. Y no es que los físicos tengamos un fetiche con el cuero y nos ponga sobremanera todo lo negro, si no que, debido a sus especiales características, los agujeros negros (AN) son excelentes laboratorios donde poner a prueba el desarrollo de nuevas teorías que busquen unificar la gravedad con el resto de interacciones del Universo. Por esta razón se han escrito miles de libros sobre agujeros negros que, sin embargo, siempre se quedan a medias (al menos los que yo he leído) y nunca cuentan aquello que de verdad tiene miga de los agujeros negros, algunas propiedades que han hecho que nos obsesionemos con ellos desde los años 70, esas cosas que quizás nunca se atrevieron a contarte sobre agujeros negros.


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La ciencia tras los pasos de Zeus

51 Rayos en la misma fotografía | Imagen Chris Kotsiopoulos

De todas las legendarias fuerzas de la Naturaleza sin duda el rayo ha sido históricamente la más llamativa. Los rayos son desconocidos, peligrosos, espectaculares, ruidosos, impredecibles… poseen los elementos básicos ideales para mover la imaginación de cualquier ser humano y construir sobre ellos toda una mitología.

Zeus, Júpiter, Thor, Catequil, Ilyapa, Tien-Mu… desde tiempos ancestrales cualquier cultura que se precie adoró a alguna divinidad asociada a la siempre temida venganza que un poderoso dios lanzaba desde el cielo.

Fuente: Artículo de Kasparian y Wolf en el libro “Progress in Ultrafast Intense Lasers” (2010).

El tiempo y la ciencia han dejado atrás las primitivas concepciones mitológicas y han desvelado muchos de sus misterios. En la actualidad poseemos amplios conocimientos sobre qué son, cómo se forman, cómo actúan, incluso contamos con diferentes tecnologías para protegernos de ellos. Sin embargo, y a pesar de todos estos avances, hasta ahora apenas podíamos hacer nada con ellos. El conocimiento había destronado a Zeus de su poder pero todavía no podía ocupar su trono.

Hace unos meses los físicos Jesús Álvarez y Javier Fernández del Instituto de Fusión Nuclear UPM, nos hablaban en Amazings de la revolución que iban a suponer en este siglo los láseres de nueva generación. Las aplicaciones que día a día están apareciendo en este sentido parecen darles la razón.

Fuente: Artículo de Kasparian y Wolf en el libro “Progress in Ultrafast Intense Lasers” (2010).

La idea de utilizar tecnología láser para crear una especie de cauce a través de la  atmósfera por el que los rayos puedan circular e incluso con el que poder desviarlos ha estado presente desde la década de los 60, poco después del descubrimiento del láser. Sin embargo, hasta la década de los 90 no hubo láseres con potencia suficiente para lograrlo.

El último avance lo ha protagonizado un equipo científico, encabezado por André Mysyrowicz del Laboratorio de óptica aplicada del ENSTA Paris Tech, en su artículo titulado “Triggering, guiding and deviation of long air spark discharges with femtosecond laser filamentafirman haber alcanzado un verdadero hito en el intento de convertirnos en Zeus controlando y desviando rayos. Leer más »

“Hay un río en el océano”

En el año 1513, Ponce de León avistó por primera vez lo que él creía que era una isla y la bautizó como Florida. Tras varios días de navegación por su costa, anotó en su diario que “existía una corriente de fuerza tal que, a pesar del viento favorable, no los dejaba a avanzar y por el contrario los obligaba a retroceder, lo cual resultó ser un acierto; al final supimos que la corriente era más fuerte que el viento“. Aquella anotación era la primera constancia escrita de la existencia de la corriente del Golfo, la primera vez que los europeos descubrían que existía un gran río oceánico. Otra de las embarcaciones que viajaban con Ponce de León trató de echar el ancla en aquel lugar y pronto, anotó su capitán, “fue arrastrada por la corriente y se perdió de vista, aunque el día era claro”.

La corriente del Golfo es un inmenso río oceánico que se desplaza desde el golfo de México hasta el Atlántico Norte y el motor del giro que regresa al continente americano a través de las Canarias. La corriente tiene una profundidad de unos 100 metros y una anchura de más de 1.000 km en gran parte de su recorrido, lo que la hace visible desde el espacio. “Hay un río en el océano”, escribió el científico estadounidense Mathew Fontaine Maury en 1855 para describir este fenómeno que regula la circulación de agua del Atlántico, que no solo desempeña un papel crucial en el equilibrio climático del planeta, sino que ha sido parte fundamental de la historia de occidente desde el descubrimiento de América hasta nuestros días. Leer más »

Entrevistamos a investigadores españoles del ILL en Grenoble

Durante el mes de febrero tuve la suerte de poder visitar Grenoble (Francia) en un viaje organizado desde la Universidad del País Vasco y conocer en primera persona dos grandes centros de investigación internacionales: el ILL y el ESRF. El primero se dedica a la investigación usando los neutrones producidos en un pequeño reactor nuclear (hecho, por cierto, desconocido para muchos habitantes de la ciudad), y el segundo es un acelerador de electrones (un sincrotrón) dedicado al estudio de la materia mediante rayos X.

Ambos centros reciben del actual Ministerio de Economía y Competitividad (antiguo Ministerio de Ciencia) un pequeño porcentaje de su presupuesto total, que se convierte posteriormente en aproximadamente el porcentaje de tiempo de observación o medida disponible para científicos españoles. Por ejemplo, en el ESRF el porcentaje del presupuesto cubierto con dinero público español es del 4%, luego los científicos españoles disponen en teoría (actualmente es casi el doble) de un 4% del tiempo total de observación y medida en los diferentes dispositivos experimentales.

Existen también líneas experimentales o dispositivos hechos o mantenidos íntegramente por los investigadores españoles que trabajan en estos centros, como SpLine, donde obviamente la ocupación preferente es para los científicos de nuestras universidades y nuestros centros de investigación, como el CSIC.

Vista panorámica de los centros de investigación, con el ILL a la izquierda (cúpula blanca y edificio anexos) y el ESRF en el centro (anillo circular). | Crédito de la imagen: Peter Ginter, ESRF.

Durante las visitas por estos dos grandes centros experimentales, por cierto situados en un polígono científico y tecnológico impresionante, tuvimos la oportunidad de charlar con varios científicos españoles que además nos hicieron de guías por las instalaciones. Tres de ellos, del ILL, se han prestado amablemente a responder a una serie de preguntas sobre la vida y el trabajo en Grenoble a modo de entrevista personal. Ellos son Alberto Rodríguez Velamazán, Oscar Fabelo y Jonathan Correa. Leer más »

La resonancia bien entendida: el puente de Tacoma Narrows

La resonancia es uno de los fenómenos físicos más espectaculares y divertidos.  Lo notamos cuando cantamos en la ducha, pulsamos el botón del microondas o empujamos el columpio del niño.  Su estructura interna es bastante sencilla: una fuerza externa periódica con la frecuencia adecuada, un sistema que no quiere moverse de donde está, quizá algo de disipación (energética, se entiende), y poco más.  Es capaz de hacer estallar copas, hundir puentes y si los Piratas del Caribe lo usan adecuadamente, pueden conseguir que arriba sea abajo y volcar un barco.

Pero los tiempos cambian, y la resonancia ya no es lo que era. Ese bello fenómeno está siendo desmontado ejemplo tras ejemplo. La guardiana de la puerta de Griffindor tuvo que romper una copa con la mano porque su voz no conseguía el efecto resonante como Ella Fitzgerald. Recientemente, el Amazing Enchufa2 nos demostró que la resonancia no era la responsable de calentar el desayuno. Y para colmo, el ejemplo de los ejemplos muerde el polvo.

Me refiero al puente de Tacoma Narrows.  Durante décadas, los profes de Física lo hemos utilizado como ejemplo de libro cuando explicamos el tema de la resonancia, y los libros de texto suelen incluirlo con profusión de fotografías. El libro de Física de  Giancoli afirma que el colapso del puente fue debido a un fenómeno resonante ocurrido “como resultado de fuertes ráfagas de viento impulsados al claro en un movimiento oscilatorio de gran amplitud.” El de Serwett-Jewett lo explica en términos similares: “fue destruido por las vibraciones de resonancia … los vórtices generados por el viento que soplaba a través del puente se produjeron a una frecuencia que coincidió con la frecuencia natural de oscilación del puente.”

Sin embargo, el que considero mejor libro de texto en física general (el Tipler) ni siquiera menciona el puente.  Y otro libro me dice que “hay dudas al respecto”.  ¿Qué dudas va a haber?  ¿Quién osa poner en duda el ejemplo de los ejemplos?  Molesto por tamaña falta de fe, me dispuse a averiguar la verdad.  Y lo cierto es que, en cierto modo, todos tienen razón.  Hubo resonancia en el puente de Tacoma Narrows, pero no fue esa la causa de su colapso. Leer más »

El Universo es como un gato: determinismo y teorías físicas

Nebulosa Ojo de gato

La mecánica cuántica es realmente imponente. Pero una voz interior me dice que aún no es la buena. La teoría dice mucho, pero no nos aproxima realmente al secreto del “viejo”. Yo, en cualquier caso, estoy convencido de que Él no tira dados.

Esta es la primera ocasión en la que Albert Einstein expresa su convicción de que el universo es determinista con la conocida analogía de “Dios no juega a los dados”. Aparece en una carta a su colega y amigo Max Born fechada el 4 de diciembre de 1926.

Para muchos físicos, filósofos y religiosos la irrupción de la mecánica cuántica y su interpretación supuso una liberación de las limitaciones que la mecánica newtoniana imponía a su forma de ver el mundo. Para otros supuso un terremoto de consecuencias indeseables. Los casos más llamativos sin duda son los de los físicos que contribuyeron a crearla, como el propio Einstein (efecto fotoeléctrico, paradoja Einstein-Podolsky-Rosen)  o Erwin Schrödinger (ecuación de onda), pero que no podían compartir las implicaciones no deterministas de esta teoría.

El determinismo está íntimamente relacionado no sólo con cómo funciona el universo en sí, sino que tiene implicaciones prácticas muy inmediatas: si todo está determinado, ¿qué responsabilidad moral tengo? Quizás por ello, muchos filósofos y religiosos abrazaron entusiasmados la propuesta de que en la raíz misma de todo lo que existe reina la indeterminación. Con el principio de indeterminación tanto unos como otros recuperaban el terreno perdido por el libre albedrío a manos de la teoría newtoniana y encontraban huecos para la moral, el alma y algunos dioses.

Y, sin embargo, un pequeño análisis muestra que todos aquellos que piensan que la mecánica cuántica abre las puertas al libre albedrío o que la física newtoniana es absolutamente determinista, se equivocan completamente. Invitamos al inteligente lector a explorar con nosotros la esencia del universo y los límites de nuestro conocimiento sobre ella a la luz de las distintos modelos físicos. Exigirá un pequeño esfuerzo, pero será gratificante o, al menos, eso pensamos. Leer más »

Cómo calienta un microondas o la resonancia que nunca fue

Siempre me sorprendo de lo extendida y aceptada que está la errónea explicación que le atribuye al fenómeno de la resonancia el mérito de ser el principio físico de funcionamiento de los hornos microondas, ya sea en la sabiduría popular como entre los propios físicos. Dicha explicación sostiene que la frecuencia de trabajo de estos aparatos (2,45 GHz) está especialmente escogida por su proximidad con la supuesta frecuencia natural del agua. Debido a esto, las moléculas de agua entrarían en resonancia absorbiendo mucha más energía de la que obtendrían a otras frecuencias. Puede que precisamente aquí se halle uno de los orígenes del miedo a muchas de las tecnologías inalámbricas que utilizan bandas de frecuencias coincidentes o adyacentes (véase WiFi, Bluetooth, móviles, etc.). Nada más lejos de la realidad. Leer más »

¿La física?… un cuento de niños

A estas alturas todos conocemos al gran Ondasolitaria y su habilidad para desmontarnos nuestras películas de ciencia ficción favoritas. Sin embargo, lo que no sabíamos es que conserva esa misma capacidad para destrozar nuestra más tierna infancia y rebuscar la física que hay en los cuentos infantiles.

Aprender física jamás fue tan sencillo, entretenido y desternillante. Un verdadero superhéroe de la divulgación y la física en plena acción. No os perdáis la genial charla de Sergio L. Palacios: ¿La física?… un cuento de niños.

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Damos las gracias a Tito Eliatron por la organización de estas jornadas en el marco de la Universidad de Sevilla y a Raven_Neo y Manuel Bermudo por el trabajo de grabarlas y subirlas para que todos podamos disfrutarlas online.