Nuevas detecciones de colisiones de agujeros negros

Los agujeros negros no se aburren y parece ser que les encanta bailar y hacer ruido. Ahora que ya disponemos de aparatos para "escucharlos", no paran de sorprendernos con sus actividades. Así lo han confirmado este pasado fin de semana investigadores de los observatorios LIGO (en USA) y VIRGO (en Europa) que el sábado se reunieron en Maryland para anunciar los últimos resultados de sus observaciones. Según nos dicen, los dos detectores americanos y el europeo (cerca de Pisa) han confirmado hasta cuatro nuevas colisiones de pares de agujeros negros.

Como ya deberíamos saber todos, y si no aquí te lo contamos otra vez, los agujeros negros deforman la geometría el espacio-tiempo de una manera brutal. Cuando dos de estos monstruos astrofísicos se orbitan entre sí, esa deformación se propaga en forma de onda gravitatoria por todo el universo. Es como una danza muy ruidosa que termina en explosión cuando los dos objetos chocan. Si somos lo suficientemente inteligentes y habilidosos para percibir esa leve perturbación, entonces podremos descubrir su presencia y aprender cosas fantásticas sobre ellos. De la parte difícil de este negocio se encargan los más de 1200 investigadores que constituyen la colaboración LIGO y los más de 300 de VIRGO.

Si en las cercanías de los agujeros negros las deformaciones del espacio-tiempo son como un tsunami gigantesco, cuando nos llegan a nosotros resultan ser mucho menores que el tamaño de un núcleo atómico. ¿Qué significa eso? Pues que no es nada fácil detectarlas y sacar información de esas señales. Por eso cuatro nuevas detecciones deben ser motivo de celebración. No podemos dejar de admirar la nueva información que estas 1500 personas de LIGO y VIRGO nos traen de lo que ocurre en el universo que  nos rodea.

Los nuevos eventos detectados se conocen como GW170729, GW170809, GW170818 y GW170823, de acuerdo con las fechas en que se detectaron. El primero de ellos, la onda gravitacional (Gravitational Wave= GW, en inglés) ocurrió el 29 de 07 de 2017 por eso, en un alarde de originalidad propio de las mentes más brillantes, la han llamado GW170729. Bromas a parte, esta onda gravitacional ha batido todos los récords. Por una parte, representa el choque entre dos agujeros negros de masas considerables, dando como resultado otro agujero negro de unas 80 masas solares, el mayor observado hasta la fecha. La colisión tuvo lugar hace unos 5000 millones de años, cuando nuestro sol aún no había nacido!!! El tsunami gravitatorio producido en ese momento se ha propagada por el universo hasta alcanzar nuestros detectores el año pasado. ¿Cómo es esto posible? Pues porque la violencia de la colisión fue tal que el equivalente a la masa de 5 soles fue emitida en forma de ondas gravitacionales. Con semejante energía no es extraño que el eco de aquel suceso aún pueda percibirse con claridad.

Otro aspecto destacable sobre estas nuevas detecciones es que el evento GW170818 se pudo localizar en el cielo con "bastante precisión", ocupando un área de unos 39 grados cuadrados. Teniendo en cuenta que la luna llena ocupa unos 0.2 grados cuadrados podemos entender el por qué de las comillas en "bastante precisión". Podemos decir que los tres detectores actuales pueden hacerse una idea de por donde suenan las campanas, aunque hace falta mejorar mucho, claro. No siempre se tiene tanta suerte como el día anterior a esa observación, cuando se detectó el evento  GW170817, correspondiente a la colisión de dos estrellas de neutrones. En aquel caso se pudo ver también la luz emitida por el choque. Cuando trabajas con agujeros negros, no hay luz que se pueda observar y, por eso, el reto es mucho mayor.

Como decíamos, son grandes noticias. Los detectores funcionan bien, están mejorando su capacidad para localizar las fuentes emisoras y nos informan de que en el universo ocurren fenómenos cataclísmicos que podemos percibir con relativa claridad. Desde aquí queremos dar la enhorabuena a todas aquellas personas que hacen esto posible y, en especial, a los miembros de la Universidad de Valencia, Universidad de Barcelona, e IFAE que participan en VIRGO.

Dr. Gonzalo J. Olmo (@gonzalo_olmo) es investigador Ramón y Cajal en el Departamento de Física Teórica & IFIC, centro mixto de la Universitat de Valencia y el CSIC. 

Redefiniendo la fase rara del óxido de hierro en condiciones extremas

La dificultad para acceder a las partes más interiores de la Tierra implica una ausencia de estudios experimentales directos sobre los minerales y compuestos que controlan la Geodinámica y el Geomagnetismo. Sabemos, sin embargo, que la Tierra está principalmente formada por seis elementos: magnesio, aluminio, silicio y hierro, en combinación con hidrógeno y oxígeno. Así pues, todos los estudios sobre materiales que contengan estos elementos en las condiciones apropiadas pueden abrir nuevas vías de investigación que buceen en los misterios del interior del planeta. 

Los métodos más comunes para estudiar la composición de la Tierra son: 

i) Estudiando meteoritos que nos den una idea de cómo están formados otros sistemas. 

ii) Observación directa, analizando rocas basálticas obtenidas de erupciones volcánicas.

iii) Estudios sismológicos, viendo la propagación de ondas sonoras por las distintas capas interiores. 

iv) Estudios bajo condiciones extremas de presión y temperatura.

El último método no solo ha caracterizado compuestos conocidos a ciertas condiciones de presión y temperatura, sino que también han generado nuevos materiales metaestables (no estables bajo condiciones de equilibrio), y la formación de fases cristalinas desconocidas con propiedades extraordinarias que más tarde han podido ser aplicadas en tecnología. En particular, los diferentes polimorfos (materiales con misma estequiometría química pero distinta estructura cristalina) de trióxido de dihierro, Fe₂O₃, han revelado diferentes comportamientos destacables: propiedades magnéticas extraordinarias (superparamagnetismo, ferrimagnetismo), comportamiento multiferroico (definición de estas propiedades aquí), efectos catalíticos e incluso importantes aplicaciones biomédicas. De estas últimas, se puede destacar el hecho de que las nanopartículas de Fe₂O₃ tengan unas excelentes propiedades magnéticas y una alta biocompatibilidad, biodegradabilidad y biocompatibilidad, lo cual hace posible su uso  como agentes de contraste en imagen por resonancia magnética o suministro de medicamentos guiados magnéticamente.

En este artículo, cuya trastienda se puede seguir en Nature Research Community, nos hemos centrado en el estudio de un polimorfo raro del Fe₂O₃, su fase épsilon. Esta estructura cristalina es solo estable cuando es sintetizada en forma nanocristalina y exhibe una coercitividad gigante (intensidad de campo magnético necesaria para eliminar la imanación del material), cuando tiene propiedades biferroicas (siendo más estable que materiales típicos basados en bismuto y manganeso) y recientemente ha podido ser sintetizado como capa delgada (lo que incrementa su posible aplicación tecnológica). Por otro lado, este material ha sido descubierto como nanomineral en rocas basálticas, lo que ha abierto la puerta a considerarlo como posible constituyente del interior de la Tierra. Además, hay que destacar que este compuesto es la única fase ordenada del Fe₂O₃ que contiene hierro coordinado tetraédricamente, lo que permite el estudio del hierro con valencia 3+ en un entorno diferente al usual (que típicamente es el octaédrico).

Figura 1. Esquema de la estructura del -Fe₂O₃ a distintas presiones

Este estudio ha analizado la estabilidad estructural de la fase épsilon del Fe₂O₃ bajo condiciones extremas de presión, donde se ha demostrado que este compuesto es estable hasta 27 GPa (270000 veces la presión atmosférica), lo cual es importante porque es la presión característica en la que pasamos al manto superior desde la corteza de la Tierra. Además, por encima de estos 27 GPa mostró lo que se llama un colapso de volumen que no se corresponde con ningún cambio abrupto de la estructura cristalina. Este efecto ya ha sido observado en compuestos similares como la hematita (polimorfo más común del Fe₂O₃, llamada fase alfa) donde fue asignado a una transición alto espín a bajo espín. Este tipo de transiciones son en esencia un cambio en la distribución de los electrones en los estados 3d del hierro que producen una modificación estructural y que por definición cambian las propiedades magnéticas del material al tener un momento magnético neto distinto.

Figura 2. Distintas configuraciones de espín en el Fe³⁺

Aquí, hemos sido capaces de describir el mecanismo que domina este colapso de volumen. Esta transición está relacionada con un cambio en el hierro tetraédricamente coordinado hacia una coordinación cuasi-octaédrica. Este hierro, que está cerca del centro del poliedro formado por sus primeros vecinos (tetraedro) a condiciones ambiente, con el aumento de la presión se va moviendo cada vez más fuera de esta posición hasta que a 27 GPa sus primeros vecinos pasan de ser 4 a 5+1, es decir, pasa de coordinación tetraédrica a cuasi-octaédrica (figura 1). Este cambio de coordinación es suficiente para considerar la creación de una nueva fase distinta del Fe₂O₃ ya que se han formado nuevos enlaces.  Este tipo de coordinación 5+1 es bastante rara en compuestos simples de hierro; sin embargo, es bastante común en materiales más complejos que llegan a presentar hierro pentacoordinado (rodeado por cinco aniones).  Nuestros resultados experimentales y teóricos revelan que el estado final de espín en este compuesto por encima de 27 GPa es coherente con un estado de espín intermedio, lo cual concuerda bastante bien con los estados reportados en algunos compuestos con hierro pentacoordinado. ¿Por qué solo se ha visto el estado de espín intermedio en el hierro bajo estas coordinaciones? Porque para dejar un electrón aislado en un estado excitado (figura 2) se necesita que haya una gran distorsión del campo cristalino que haga más estable esta configuración, lo cual se da en nuestro caso. Se ha descubierto pues la que hemos llamado estructura ’-Fe₂O₃, que tiene unas propiedades magnéticas únicas entre las distintas fases conocidas del Fe₂O₃ por lo que se podrían diseñar aplicaciones tecnológicas novedosas si se consigue sintetizar este material en condiciones ambiente.

En conclusión, este trabajo ha demostrado la estabilidad estructural de la fase -Fe₂O₃ hasta una presión de 27 GPa. Además, nuestros cálculos teóricos demuestran que la fase épsilon es estable a 27 GPa y 1500K reuniendo las condiciones ambientales esperadas en la frontera del manto superior terrestre. Este resultado podría repercutir en los modelos Geodinámicos y Geomagnéticos conocidos hasta ahora. Por otro lado, se ha encontrado un nuevo polimorfo del Fe₂O₃ por encima de 27 GPa cuyo origen es una transición alto-espín a espín-intermedio y que está relacionada con un cambio de coordinación de uno de los hierros de tetraédrica a cuasi-octaédrica. Todos estos resultados nos permiten completar la visión del comportamiento del hierro en diferentes coordinaciones y propone que la presencia de este material en el interior de la Tierra es posible.


Fuentes de acceso gratuito:

J. A. Sans et al. “Stability and nature of the volume collapse of ε-Fe₂O₃ under extreme conditions”. Nature Communications 9, 4554 (2018) (aquí).

J. A. Sans. “Unveiling the behaviour of rare ε-Fe₂O₃ polymorph under extreme conditions”. Post en Chemmistry Community Nature (aquí).


Dr. Juan Ángel Sans (@tresse77) es investigador Ramón y Cajal en la Universitat Politècnica de València (UPV), donde explora la Físico-Química del Estado Sólido bajo condiciones extremas de presión y temperatura, siendo el investigador principal del proyecto INHEXTREMIS.

Supergravedad

Continuamos hoy en La Física del Grel con nuestro hilo sobre teoría de cuerdas. Ya hemos discutido varios aspectos relacionados, como las ideas de unificación (aquí), el Modelo Estándar de la Física de Partículas (aquí) y la supersimetría (aquí). En este post hablaremos de supergravedad. Su propio nombre ya da una idea de lo que la teoría describe. Efectivamente, por un lado, gravedad indica que la teoría es un cierto modelo de la interacción gravitatoria. Por otro lado, el prefijo super es el mismo que en supersimetría, y meramente hace referencia a que la teoría incorpora supersimetría. Podemos decir pues que supergravedad no es más que la versión supersimétrica de la Teoría de la Relatividad General de Einstein. Vayamos por partes.

Recordemos que la Relatividad General es nuestro paradigma actual de la interacción gravitatoria. En términos estructurales, la teoría tiene dos componentes a grandes rasgos: gravitación (o geometría) por un lado, y materia por el otro. El propio Einstein se refirió a estos dos elementos respectivamente como el mármol y la madera de su teoría, dando a entender su predilección por el primer elemento, la gravitación, al que consideraba más noble que el segundo. Ya hemos contado en nuestro blog como la Relatividad General describe la gravitación como un fenómeno geométrico: las fuerzas gravitatorias no son mas que una manifestación de la curvatura del espacio tiempo. Por ese motivo, conceptos newtonianos como fuerzas y aceleraciones se reemplazan en la teoría de Einstein por conceptos geométricos como la métrica y los tensores de curvatura, introducidos originalmente en Matemáticas por Gauss, Riemann, y otros geometras. Es esta conexión entre gravitación y geometría la que el propio Einstein encontraba sublime, y desde él todos los físicos teóricos incluyendo el que esto escribe. 

Ahora bien, en este mundo no es todo gravitación marmórea. Existe también la materia de la que el universo está hecho: la madera a la que Einstein hacía referencia. Esta materia puede tener su propia dinámica y sus propiedades particulares, de la que la Relatividad General no dice nada. Lo único que da son unas pautas generales de como la materia ha de interactuar gravitacionalmente, por el mero hecho de encontrarse en un espacio-tiempo curvo. En otras palabras, la gravitación está esculpida en mármol, y nos viene dada tal como la describe la Relatividad General, pero el tipo de materia, así como sus características y propiedades, quedan a elección del físico teórico. La elección de esta madera depende del tipo de aplicación para la que la Relatividad General se quiera emplear, pero la teoría no dice nada de ella. Por ejemplo, un agujero negro se puede describir en Relatividad General eligiendo la materia como una masa puntual. Para aplicaciones cosmológicas, sin embargo, la materia corresponde al contenido en galaxias, y este se puede modelizar suponiendo que las galaxias corresponden a las partículas de un fluido.

Supergravedad no es una teoría alternativa a la Relatividad General. Es, en realidad, un caso particular de esta última, en el sentido que estamos describiendo. En supergravedad, la gravedad, el mármol, se comporta tal y como dice la Relatividad General. Es la materia, la madera, la que se elige con la propiedad de ser supersimétrica. Más concretamente la materia en supergravedad incluye campos escalares (como el Higgs), campos electromagnéticos (como los de Maxwell), campos de Yang-Mills (como los de cromodinámica cuántica) y fermiones (como los quarks), de tal manera que todos ellos entran de forma supersimétrica en la teoría. Es decir, que la teoría se queda invariante al intercambiar campos fermiónicos por campos bosónicos. El campo gravitatorio entra en este juego, y la teoría postula la existencia de un compañero supersimetrico del gravitón: el gravitino.

En resumidas cuentas, la supergravedad involucra, por un lado, la gravedad de Einstein, y por otro las partículas y campos que componen las versions supersimétricas del Modelo Estándar. En este punto, hay que resaltar el carácter especulativo de la supergravedad como teoría física. De igual manera que la supersimetría no se ha observado experimentalmente a las escalas de energía que los aceleradores de partículas pueden alcanzar, la supergravedad tampoco lo ha hecho. Ello no implica que la idea sea incorrecta, puesto que se puede manifestar a escalas de energía muy altas e inaccesibles con nuestros métodos experimentales. 

Hemos introducido la idea de supergravedad desde un punto de vista intuitivo, como una mera elección, un tanto arbitraria, del contenido en materia de la Relatividad General. No podemos dejar de apuntar que, sin embargo, hay motivaciones matemáticas muy concretas que hacen surgir la teoría de manera muy natural, toda vez que se acepte incorporar supersimetría. Mencionemos estas motivaciones sin entrar en gran detalle.

Ya hemos comentado en posts previos como las teorías físicas pueden gozar de simetrías: operaciones matemáticas en la formulación de la teoría que la dejan invariante, de la misma manera que un dibujo puede ser simétrico. Pues bien, hay dos maneras de implementar las simetrías en una teoría física: globalmente o localmente. La primera hace referencia a que las operaciones que definen la simetría se han de realizar exactamente de la misma manera por todos los observadores. La segunda, a que las simetrías locales admiten una implementación diferente, aun siguiendo las mismas reglas, por observadores distintos. Por ejemplo, el principio newtoniano de conservación de la energía emana de una simetría global, relacionada con el carácter absoluto del tiempo en mecánica clásica. El electromagnetismo, al contrario, se puede entender como la teoría que surge de aplicar ciertas simetrías locales en un espacio abstracto, distinto del espacio-tiempo habitual. La Relatividad General de Einstein es por su parte una teoría con simetría local en el espacio-tiempo: es invariante bajo pequeños desplazamientos en torno a cada punto del espacio-tiempo, pero no en desplazamientos grandes, o globales, debido a la curvatura. Por su parte, la supergravedad involucra una implementación local de supersimetría, en contraposición a la implementación global que exhiben las teorías supersimétricas de las que hablamos en el post anterior en nuestra serie.

Terminemos con una discusión del contexto en el que surge la supergravedad como un componente de la teoría de cuerdas, aunque en realidad puede también tener interés al margen de aquella, como comentaremos más abajo. La teoría de cuerdas es un candidato a teoría cuántica de la gravedad. Cuerdas es una teoría muy compleja, que involucra muchos ingredientes y cuya dinámica no se conoce en detalle. En lo que sí tenemos mucho control es en ciertos límites en los que la teoría adquiere una forma más sencilla. En concreto en el limite de baja energía, la teoría de cuerdas se reduce, justamente, a supergravedad (formulada en diez dimensiones espacio-temporales). Este límite de baja energía es también un límite clásico, de modo que no nos preocupa excesivamente que el tipo de supergravedad a la que la teoría de cuerdas se reduce no se comporte bien cuánticamente. En este contexto, se entiende que la teoría cuántica de la gravedad no es la supergravedad limitante, sino la teoría de cuerdas en todo su esplendor.

Es en el contexto de teoría de cuerdas en que estaremos más interesados en ideas supergravitatorias. Mencionemos, no obstante, desarrollos recientes en los que supergravedad se toma como una teoría independiente. Fijémonos en que, en el párrafo anterior, hemos escrito el tipo de supergravedad a la que teoría de cuerdas se reduce. Lo hemos expresado así porque, en realidad, supergravedad no es una única teoría rígida, sino que puede tomar muchas formas distintas e inequivalentes. Y es así porque, si bien la gravitación marmórea está unívocamente descrita por la Relatividad General, hay muchas maneras de seleccionar la madera de manera supersimétrica. Se sabe que muchas de estas teorías de suergravedad no se comportan bien en el régimen cuántico. Así pues, muchas de estas teorías se han de desechar como candidatas a describir la teoría cuántica de la gravedad, a no ser que surjan como límite de baja energía de la teoría de cuerdas. En ese caso, como indicamos arriba, sería la teoría de cuerdas completa la que describiera la gravedad cuántica. Ahora bien, hay ciertas teorías de supergravedad en cuatro dimensiones de las que se sospecha que se comportan bien en el régimen cuántico. Hay grupos de físicos teóricos dedicados a estudiar estos indicios, y si ciertos tipos de supergravedad son ellas mismas buenas teorías cuánticas, con independencia de que deriven, o no, de teoría de cuerdas. 

La teoría de cuerdas se ha ido construyendo mediante distintos puntos de vista, uno de los cuales ha sido la incapacidad de ciertas supergravedades de comportarse bien en el régimen cuántico y la necesidad de encontrar una buena teoría cuántica que las englobe. Sería irónico que algunas supergravedades fueran ellas mismas teorías cuánticas, pues ello torpedearía una de las motivaciones que llevó a introducir la teoría de cuerdas. En cualquier caso, estas supergravedades cuánticas no parecen hacer contacto con la Física del Modelo Estándar, por lo que, señoras y señores, la investigación continua.

Texto de Óscar Varela (Utah State University, Estados Unidos, e IFT, Madrid, España). El trabajo de Óscar Varela está financiado por la National Science Foundation de Estados Unidos mediante el grant PHY-1720364.

Ondas gravitacionales y energía oscura: el fin de una era.

El 17 de agosto de 2017 alcanzaron la Tierra los rayos y truenos de una tormenta cósmica a 130 millones de años luz. Dos estrellas de neutrones, cada una de ellas más pesada que nuestro Sol pero lo suficientemente pequeñas como para caber en una ciudad grande, orbitaban una a la otra en una galaxia cercana. En su movimiento emitieron ondas gravitacionales: perturbaciones en el espacio-tiempo que viajan en todas las direcciones, como las olas en un estanque cuando lanzamos una piedra. En el minuto final antes de su colisión las estrellas se movían tan rápido y tan cerca que la señal de ondas gravitacionales se hizo muy intensa, lo suficiente como para que los detectores LIGO y VIRGO las grabasen sin ambigüedad. El espectáculo que siguió fue impresionante: una explosión de restos radioactivos visibles en todas las formas de luz, desde rayos gamma hasta ondas de radio. Este evento, llamado GW170817 por la fecha en que tuvo lugar, fue el primero de su tipo y ha tenido un gran impacto para la física y la astronomía.

Miguel Zuma no pierde la sonrisa aunque se quede sin vacaciones.

Ese día yo estaba disfrutando de unas muy necesarias vacaciones y no estaba preparado para volver al trabajo. Yo no era uno de los 3.500 científicos que siguieron el evento con múltiples instrumentos, pero mis vacaciones se vieron interrumpidas cuando uno de esos astrónomos tuiteó "Nuevo evento de LIGO con señal electromagnética ¡toma ya!". En ese momento supe que las teorías a las que había dedicado los años anteriores estaban a punto de quedar obsoletas. Mis vacaciones, en otras palabras, habían terminado.

El primer evento de ondas gravitacionales se había detectado casi dos años antes, el 14 de septiembre de 2015. En aquella detección el interferómetro láser de ondas gravitatorias (LIGO) registró la fusión de dos agujeros negros muy masivos. Usualmente hablamos de "escuchar" las ondas gravitacionales, ya que comparten algunas características con el sonido. También son tan silenciosas que solo podemos detectar las señales producidas por las fuentes más extremas, como las estrellas de neutrones y los agujeros negros. A diferencia de las estrellas de neutrones, los agujeros negros son tan compactos que ni siquiera la luz escapa de su atracción gravitatoria, lo que evita que sus colisiones liberen señales no gravitacionales, como la luz. Con las primeras detecciones de agujeros negros, pudimos escuchar el trueno de una tormenta distante, pero sin ver ningún rayo.

Las anteriores fusiones de agujeros negros nos dejaron en la oscuridad sobre una pregunta fundamental: ¿a qué velocidad viajan las ondas gravitacionales? La teoría de Einstein nos dice que la gravedad y la luz viajan exactamente a la misma velocidad, pero una verificación experimental requiere observar ambas señales del mismo evento: el rayo y el trueno. La medida de la velocidad de la gravedad requeriría una pareja de estrellas de neutrones, de las cuales podríamos oír la gravedad, ver la luz y comparar la demora entre ambas señales, si la hubiese. Y aunque las estrellas de neutrones son aún más difíciles de detectar que los agujeros negros, el universo es lo suficientemente grande como para que un evento así ocurra tarde o temprano.
 

Gold on Earth Came from Colliding Stars, Astrophysicists Say (Dana Berry / SkyWorks Digital, Inc) from Sci-News.com on Vimeo.

La medición de la velocidad de las ondas gravitacionales iba a tener graves implicaciones para mis líneas de investigación. Mi trabajo en los últimos años se había centrado en la energía oscura, la misteriosa entidad que acelera la expansión del universo y parece contradecir la naturaleza atractiva de la gravedad. Muchos modelos de energía oscura se basan en extensiones de la teoría de Einstein y modifican algunas de sus propiedades. Entre ellos, algunos cambian la velocidad a la que se propagan las ondas gravitacionales, de forma similar a cómo la densidad y temperatura atmosféricas afectan la velocidad del sonido en el aire. Un formalismo que abarca la mayoría de estas teorías fue propuesto en los años setenta por Gregory Horndeski, un matemático que se convirtió en pintor poco después de esta gran obra. Los hallazgos de Horndeski permanecieron en el olvido durante casi 40 años, pero fueron redescubiertos recientemente y empleados para unificar docenas de teorías de la gravedad que habían sido estudiadas independientemente.

Buena parte de mi trabajo en los últimos años fue estudiar cómo evolucionaría el universo bajo las reglas de la gravedad de Horndeski, encontrando muchas diferencias con respecto a la teoría de Einstein, mucho más simple. Algunos de estos efectos son sutiles y difíciles de medir, causando solo pequeñas desviaciones de las propiedades de la gravedad. Sin embargo, dado que las estrellas están literalmente a distancias astronómicas de la Tierra, incluso una desviación del 1% entre la velocidad de la luz y la gravedad daría lugar a un retraso de un millón de años entre las dos señales, lo que magnifica enormemente incluso la desviación más nimia. Las teorías que predicen cualquier desviación importante, incluidos muchos modelos de Energía Oscura, fallarían espectacularmente después de la primera detección simultánea de luz y ondas gravitacionales.

Poco después de anunciarse la primera detección de ondas gravitacionales comencé a preocuparme seriamente: una gran cantidad de mi trabajo habría sido en vano en el momento en que LIGO detectara una fusión de estrellas de neutrones. La perspectiva era aterradora, pero entender la propagación de ondas gravitacionales en las teorías de Horndeski fue un proyecto emocionante para el puesto que estaba a punto de empezar en la Universidad de California en Berkeley. Tres colegas y yo comenzamos a discutir lo que las ondas gravitacionales nos podían decir sobre la energía oscura y la gravedad. Durante la primavera de 2016, estudiamos las ecuaciones de las ondas gravitacionales en las teorías de Horndeski más allá de las simplificaciones que se habían usado en estudios previos. Identificamos las condiciones para cambiar la velocidad de las ondas gravitacionales y usamos estas condiciones para identificar las teorías que se descartarían después de la primera fusión de estrellas de neutrones. Se hizo evidente que las ondas gravitacionales tenían un potencial inmenso para estudiar la energía oscura y estábamos resueltos a explorar a fondo su potencial.

José María Ezquiaga dando una charla.

Uno de mis colaboradores, José María Ezquiaga, ganó una beca para visitar Berkeley en la primavera de 2017. Continuamos refinando nuestra comprensión de las diferentes teorías de la gravedad y cómo usar las ondas gravitacionales para descartarlas o comprobarlas. LIGO había registrado varios eventos de agujeros negros y podía detectar una fusión de estrellas en cualquier momento. A la luz de estos hechos, José María y yo comenzamos a preparar dos artículos. Uno aparecería tan pronto como se detectara una fusión de estrellas de neutrones y presentara las implicaciones para las teorías de la Energía Oscura. El otro, más especulativo, aparecería si LIGO terminaba su ciclo actual con las manos vacías. En aquel artículo preguntaríamos si la no-detección de eventos de estrellas de neutrones podría deberse a que las ondas gravitacionales viajan a una velocidad distinta a la luz. Apostar contra Einstein es un asunto arriesgado, pero queríamos cubrir ambas posibilidades.

Afortunadamente para nosotros, la fusión de estrellas de neutrones ocurrió pronto, solo cinco semanas después de que José María se fuera de Berkeley y apenas dos semanas antes de que LIGO cerrara para una actualización de dos años. El evento GW170817 fue alto y claro, ayudando a que los diferentes telescopios detectaran sin problema las señales electromagnéticas de la explosión posterior. La primera señal que se encontró fue una explosión de rayos gamma, solo 1.7 segundos después del pico de la señal de la onda gravitacional después de un viaje de 130 millones de años. Tal como temíamos, la velocidad de la gravedad y la luz eran las mismas, tal como nos lo dijo Einstein hace 100 años.

Los rumores sobre el evento se extendieron y nos empleamos a fondo para tener todo listo cuando se anunciaran los resultados. Nuestro artículo tenía dos resultados principales: una explicación detallada de cómo la medición reciente descartó un modelo de energía oscura muy popular y una clasificación de las teorías de la gravedad que sobrevivieron al evento. En algún momento, comenzamos a escuchar a otras personas que trabajan en las mismas ideas. Cuando nuestro artículo apareció el día después del anuncio, vimos otro artículo que tenía exactamente el mismo título que el nuestro: "Energía oscura después de GW170817". Ambos teníamos razón, y el evento marcó el final de una era: el conjunto de posibles explicaciones a la energía oscura se redujo considerablemente. Este cambio de paradigma exige nuevas soluciones, volver a nuestras pizarras y  perseguir nuevas ideas.

Miguel Zumalacárregui Pérez, Marie Curie Global Fellow, Universidad de California en Berkeley

Supersimetría

A pocos días de las entrañables fiestas navideñas, cuñados de todo el mundo preparan ya minuciosamente su batería de asuntos polémicos con los que dar la tabarra durante la habitual sucesión de ágapes de estas fechas. Corea del Norte, la Administración Trump, el Brexit y, por supuesto, Cataluña, serán sin duda los temas estrella de estas Navidades. Hoy, desde La Física del Grel, queremos contribuir a alimentar estas amenas tertulias, y en especial las que, sin duda en gran número, discurran por derroteros científicos. Con ese noble propósito, y sin intención de contribuir a deteriorar o incluso a terminar de dinamitar las no siempre cordiales relaciones familiares, continuamos en este post con nuestra serie sobre unificación y teoría de cuerdas. Posts anteriores en esta serie son Unificacion, Modelo Estándar, Viva y Coleando. Hoy hablaremos, como la ocasión merece, de un tema no menos polémico: la supersimetría.

Comencemos, no obstante, y como cualquier cena civilizada de Nochebuena, evitando de entrada la confrontación. Glosemos, pues, las propiedades ampliamente aceptadas de este concepto. Estas no son otras que las que emanan de la palabra despojada de su prefijo: simetría. En efecto, desde los tiempos de Maricastaña, y de la notable matemática alemana Emmy Noether, las llamadas simetrías desempeñan un papel central en la formulación de las leyes físicas. Todos tenemos una idea intuitiva del significado cotidiano del término. Por ejemplo, un dibujo de la cara de Mickey Mouse es perfectamente simétrico porque consta de dos porciones, izquierda y derecha, que se pueden llevar a coincidir doblando el papel por la mitad. Podríamos decir que Mickey y su lozano careto permanecen invariantes bajo la operación, no exenta de riesgo, de doblar el papel por la mitad.

El concepto de simetría en física es exactamente el mismo, si bien adaptado al lenguaje matemático del que la Naturaleza se sirve, como ya apuntó el gran Galileo, para expresar sus Leyes. Una teoría física presenta una simetría cuando las ecuaciones que la describen no cambian, es decir, permanecen invariantes, bajo ciertas operaciones matemáticas. Estas operaciones no son más que formalizaciones del concepto de doblar el papel por la mitad. Las simetrías en física tienen la importante consecuencia de implicar leyes de conservación, es decir, la existencia de cantidades en un sistema físico que permanecen inmutables bajo la evolución dinámica. El famoso eslogan de que “la energía ni se crea ni se destruye” es una manifestación de cierta simetría que ha de existir en un sistema para que eso sea efectivamente así.

Por ejemplo, la simetría responsable de la conservación de la energía es la invariancia en el tiempo de las ecuaciones que rigen su evolución: esas ecuaciones son las mismas en este preciso momento, que dentro de diez minutos, que dentro de diez mil millones de años. Ojo, esto no quiere decir que el sistema no pueda evolucionar en el tiempo; solo implica que las ecuaciones que describen esa evolución no pueden ellas mismas evolucionar. Otro ejemplo relacionado lo proporciona la Primera Ley de Newton: el movimiento de un objeto libre de fuerzas es rectilíneo y uniforme. La simetría que subyace en este caso es la invariancia del sistema en cuestión bajo traslaciones espaciales.

Estos dos son ejemplos de simetrías de sistemas físicos que emanan realmente de su existencia en el espacio (la primera ley de Newton), y en el tiempo (la energía). Puesto que espacio y tiempo son nociones muy familiares, las simetrías asociadas con ellas también nos resultan intuitivas. Sin embargo, no todas las simetrías que un sistema físico puede poseer derivan de conceptos espacio-temporales. La supersimetría es un tipo de simetría que no está asociada directamente, aunque sí de forma indirecta, con las nociones de espacio y tiempo. Conviene insistir, no obstante, en que supersimetría es un tipo concreto de simetría en el mismo sentido en el que estamos tratando. A pesar de las connotaciones del prefijo “super”, no se trata de algo que vaya más allá o sea superior de algún modo.

El hecho de que supersimetría no esté directamente relacionada con nociones espacio-temporales no quiere decir que no sea fácil de comprender. Al contrario, se trata de la siguiente sencilla idea. Este mundo es binario en lo que respecta a su composición a grandes rasgos: algo o bien es materia o bien es interacción. Supersimetría es la simetría que resulta de intercambiar materia por interacciones. Dicho así suena realmente bizarro, así que permitidme que introduzca un ligero tecnicismo que, sin embargo, hará la descripción más llevadera. En física de partículas, hay dos tipos de ellas: bosones y fermiones. Las primeras son los “cuantos” de las interacciones, mientras que las segundas son los bloques que componen la materia. Cuando hablábamos del Modelo Estándar, todos los tipos de materia que ya mencionamos (leptones y quarks) son fermiones. Y todos los tipos de cuantos de interacción de los que hablamos (fotones, Zs, etc), son bosones. Una teoría física es supersimétrica cuando sus ecuaciones son insensibles al intercambio de bosones y fermiones. Ni más ni menos, ni menos ni más.

Ahora bien, no hay nada en la vida que salga gratis y, en particular, que una teoría sea supersimétrica tiene un precio. Por lo pronto, es de cajón que una teoría solo puede ser supersimétrica en sentido estricto si satisface que el número de bosones que contiene es el mismo que el número de fermiones. Solo así puede tener la teoría en cuestión alguna opción de quedarse como está al intercambiar los unos por los otros. Consideremos en concreto el Modelo Estándar. Si la supersimetría existe, asociados a los electrones y a los quarks, fermiones todos ellos, han de existir sus correspondientes compañeros supersimétricos. A estos se les suele llamar selectrones y squarks, con la s de supersimetría. Y asociados a los fotones y a los gluones, bosones ellos, han de existir sus correspondientes partículas fermiónicas: los fotinos y los gluinos. El Modelo Estándar será una teoría supersimétrica si sus ecuaciones permanecen invariantes al intercambiar electrones por selectrones, gluones por gluinos, etc.

Y efectivamente, se pueden escribir matemáticamente versiones supersimétricas del Modelo Estándar que cumplan con este requisito. La cuestión es si esas versiones describen o no la realidad, es decir, si se pueden validar experimentalmente. Por ejemplo, se sabe experimentalmente que el Modelo Estándar cumple a rajatabla con la conservación de la energía. También cumple la versión adecuada de la Primera Ley de Newton. Es por ello que no existe controversia alguna acerca de la existencia de estas simetrías. Sin embargo, hasta la fecha, no se han detectado ni selectrones, ni squarks, ni gluinos, ni nada de nada que tenga remotamente que ver con supersimetría. Y ello a pesar de ser uno de los objetivos prioritarios de los aceleradores de partículas actuales, como el LHC en el CERN. 

Ante la ausencia de verificación experimental, muchos físicos aducen que la idea de supersimetría es claramente errónea. Otros físicos, sin embargo, insisten en que el mundo puede aún ser supersimétrico, si la supersimetría se manifiesta de alguna manera más sutil. Los primeros acusan a los segundos de negar la evidencia experimental, y los segundos a los primeros de obstinarse en aceptar solo la interpretación más estrecha del término. Puesto que supersimetría es un ingrediente de la teoría de cuerdas, los primeros le niegan validez experimental a la teoría basándose en la ausencia de prueba experimental de supersimetría. En cualquier caso, como pasa incluso en las mejores familias, la polémica está servida. 

Reiteremos que no es nuestra intención que nuestros lectores terminen tirándose el turrón de Alicante (el duro) a la cabeza a cuenta o no de la existencia de supersimetría. Concluyamos, pues, con un mensaje de cordialidad y tranquilidad. Es cierto que  la supersimetría ha sido prácticamente excluida a las escalas que podemos observar en aceleradores. Pero acordemos que ello no implica que los compañeros supersimétricos no se manifiesten a mayores escalas de energía. Y convengamos en que ello no falsifica la teoría de cuerdas, puesto que la escala de supersimetría en ella es todavía mayor, del orden de la escala de Planck.

Y con este mensaje esperanzador, despedimos 2017 desde La Física del Grel. 

¡Feliz Navidad y Prospero Año Nuevo!

Texto de Óscar Varela (Utah State University, Estados Unidos, e IFT, Madrid, España). El trabajo de Óscar Varela está financiado por la National Science Foundation de Estados Unidos mediante el grant PHY-1720364. .

SMARTPHYSICS: Experimenta con los Sensores de tu Smartphone

“Por favor, apaguen sus teléfonos móviles” suele ser una de las frases más utilizadas tanto por los profesores de Física como de otras muchas materias para evitar que los alumnos se distraigan y presten atención en clase. Pero, ¿y si se pudiera dar la vuelta a la tortilla? ¿Y si pudiéramos utilizar los Smartphone de los propios alumnos para motivarles por la Física?

En la sociedad digital actual es imprescindible introducir los llamados “dispositivos inteligentes” (tabletas y Smartphones) en el entorno educativo, permitiendo que el proceso enseñanza-aprendizaje sea mucho más atractivo para los estudiantes y que además permitan el desarrollo de competencias transversales como es la capacidad de análisis y de innovación. La simulación de procesos físicos a través de laboratorios virtuales sería la vía de integración de estos dispositivos en el aula. Como veremos a continuación, también se pueden utilizar los Smartphones de los propios alumnos como instrumento de medida en prácticas de laboratorio reales (fuera del mundo virtual) gracias a sensores que llevan integrados estos dispositivos. 

Tradicionalmente, en las prácticas de laboratorio de Física los alumnos estudian desde el punto de vista experimental las leyes que han trabajado previamente en clase. Así pues, el objetivo de las prácticas de laboratorio es doble: por un lado reforzar los conocimientos teóricos adquiridos en las clases de teoría, y por otro lado habituarse a las técnicas experimentales propias de laboratorio (manejo de aparatos de medida, toma de datos experimentales, análisis de datos experimentales, cálculos de incertidumbres, etc.). Sin embargo, en numerosas ocasiones, los alumnos encuentran rutinarias y poco enriquecedoras las prácticas de las asignaturas relacionadas con la Física, lo que conlleva que no se muestren interesados en las mismas. Tratan de realizar las mínimas medidas exigidas por el profesor lo antes posible para poder terminar la práctica a la mayor brevedad, de manera mecánica, y sin reflexión crítica sobre el trabajo realizado.

Para intentar paliar este tipo de problemas y hacer más atractivas las prácticas de Física podemos encontrar en la literatura científica reciente propuestas en las que se utilizan diversos recursos electrónicos con sensores de movimiento como son los mandos de Nintendo Wii [1] o de la Xbox [2]. El controlador de Nintendo Wii permite registrar los movimientos simultáneos de varios objetos mediante conexión Bluetooth y explota el uso de tres acelerómetros para seguir los movimientos tridimensionales. El sensor Kinect de la Xbox posibilita el rastreo de datos en 3D sobre una base de tiempos. Sin embargo, ambos dispositivos requieren un software específico que no está ampliamente disponible en los laboratorios de Física.

En este contexto, surge en 2013 la iniciativa SMARTPHYSICS impulsada por la Universitat Politècnica de València con la intención de extender el uso de los sensores de Smartphone en el área de la Física experimental y la Tecnología a diferentes niveles educativos, principalmente en los primeros cursos de universidad y en bachillerato.

Así pues, SMARTPHYSICS pretende generar una nueva perspectiva en el ámbito educativo, introduciendo los Smartphones de los propios alumnos como un nuevo elemento motivador en el aula, integrándolo en las prácticas de Física como dispositivo de medida y toma de datos a través de los sensores que incorporan (acelerómetro, sensor de luz, sensor de campo magnético…). Los alumnos están acostumbrados a utilizar el teléfono móvil en su entorno social, y que vean que puede ser útil también como dispositivo de medida, despierta su curiosidad e interés. Los sensores que incorporan estos dispositivos son cada vez de mejor calidad y por un precio cada vez más reducido. Además, también hay multitud creciente de aplicaciones (Apps) libres para controlar los sensores integrados en estos dispositivos y poder registrar los datos que proporcionan. 

Se trata de una línea de investigación muy reciente e innovadora, ya que la primera propuesta “telefónica” fue publicada a nivel preuniversitario en 2012 [3]. El grupo de trabajo SMARTPHYSICS fueron los pioneros en extender el uso del Smartphone a nivel universitario con experiencias de carácter mucho más cuantitativo en las que los alumnos han de realizar un análisis riguroso de las medidas obtenidas a través de los sensores. En concreto, la primera propuesta universitaria fue publicada en la revista American Journal of Physics editada por la American Association of Physics Teachers [4]. Mediante el sensor de aceleración de un Smartphone se han podido caracterizar oscilaciones libres y amortiguadas.

También con el acelerómetro se pueden caracterizar oscilaciones acopladas, oscilaciones forzadas, movimientos circulares etc. Utilizando el altavoz del smartphone y una APP adecuada se puede caracterizar con precisión el efecto Doppler (el cambio de frecuencia aparente de una onda acústica producida por el movimiento relativo de la fuente respecto a su observador) [6]. Diversos autores han presentado también experiencias muy interesantes con los Smartphones, como por ejemplo la caracterización de pequeños imanes con el sensor del campo magnético [7]. Entre las propuestas más recientes de SMARTPHYSICS se puede destacar el estudio de la eficiencia luminosa de una lámpara con el sensor de luz ambiente de un Smartphone [8]. 

SMARTPHYSICS también tiene una vertiente en ESO y Bachillerato. Cada verano el Campus de Excelencia Internacional de Valencia VLC/Campus de Valencia organiza un Campus Científico promovido por la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT). Dentro de este campus científico, desde hace cuatro años, alumnos brillantes de 4º de la ESO y 1º de Bachillerato participan en taller “Experimenta la Física con tu Smartphone” que se desarrolla en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería del Diseño de la Universitat Politècnica de València. En este taller los alumnos aprovechan gran parte de los sensores de sus móviles para realizar sencillos experimentos de Física adaptándolos a su nivel educativo. Por ejemplo, mediante el acelerómetro son capaces de registrar el movimiento armónico simple del Smartphone colgando de un muelle y determinar el periodo de oscilación en función de la masa del sistema.

Mediante el sensor de campo magnético de los smartphones y con una aplicación adecuada que transforma el teléfono en una brújula, los jóvenes ven cómo se desvía la orientación de la brújula por el campo magnético creado por la corriente de un cable.

En este taller de hora y media de duración, los alumnos también miden la intensidad de luz de una bombilla halógena en función de la distancia utilizando el sensor de luz ambiente de sus Smartphones. De esta forma, son capaces de verificar lo que se conoce como la ley de inverso del cuadrado de la distancia (que si duplicamos la distancia a la fuente de luz, la intensidad luminosa decae en un factor cuatro).

En definitiva, todas las experiencias desarrolladas se enmarcan en asignaturas de Física de los primeros cursos de universidad, pero con alguna simplificación de la base teórica y del análisis de datos resultan también adecuadas para educación pre-universitaria. 

Texto de Juan A. Monsoriu, Doctor en Física por la Universitat de València y Catedrático de Física Aplicada de la Universitat Politècnica de València.

[1] S. L. Tomarken, D.R. Simons, R.W. Helms, W.E. Johns, K.E. Schriver y M.S. Webster, “Motion tracking in undergraduate physics laboratories with the Wii remote”, American Journal of Physics 80, 351-354 (2012).

[2] J. Ballester y Ch. Pheatt, “Using the Xbox Kinect sensor for positional data acquisition”, American Journal of Physics 81, 71-77 (2013).

[3] J. Kuhn y P. Vogt, “Analyzing spring pendulum phenomena with a smart-phone acceleration sensor”, The Physics Teacher 50, 504 (2012).

[4] J.C. Castro-Palacio, L. Velázquez-Abad, M.H. Giménez y J.A. Monsoriu, “Using a mobile phone acceleration sensor in physics experiments on free and damped harmonic oscillations”, American Journal of Physics 81, 472-475 (2013).

[5] http://smartphysics.webs.upv.es/ (ver apartado de publicaciones).

[6] J.A. Gómez-Tejedor, J.C Castro-Palacio y J.A Monsoriu, “The acoustic Doppler effect applied to the study of linear motions”, European Journal of Physics, 35 025006 (2014).

[7] E. Arribas, I. Escobar, C.P. Suarez, A. Najera y A. Beléndez, “Measurement of the magnetic field of small magnets with a smartphone: a very economical laboratory practice for introductory physics courses”, European Journal of Physics 36, 065002 (2015).

[8] J.A. Sans, J. Gea-Pinal, M.H. Gimenez, A.R. Esteve, J. Solbes y J.A. Monsoriu, “Determining the efficiency of optical sources using a smartphone’s ambient light sensor”, European Journal of Physics 38, 025301 (2017).

Día Internacional de la Física Médica

El pasado día 7 de noviembre, la Sociedad Española de Física Médica (SEFM), en colaboración con el Instituto Polaco de la Cultura, han organizado una jornada divulgativa en la Real Academia de Ciencias Exactas Físicas y Naturales de Madrid, para conmemorar el Día Internacional de la Física Médica y el 150 aniversario del nacimiento de Marie Sklodowska Curie, quien fuera una pionera en el desarrollo de este campo que enlaza la Física con la Medicina.

Esta actividad ha estado enmarcada dentro de la Semana de la Ciencia de Madrid, evento de divulgación científica y participación ciudadana organizado por la Fundación madri+d que ofrece al público la oportunidad de conocer de cerca el trabajo que realizan los científicos, sus investigaciones, motivaciones y esfuerzos.

Sede de la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, fundada en 1847 en la C/ Valverde, 24 de Madrid

La presentación de la jornada ha correspondido a la Dra. María Luisa Chapel Gómez, Jefa del Servicio de Radiofísica y Protección Radiológica del Hospital Universitario Nuestra Señora de La Candelaria, en S/C de Tenerife, quien en calidad de presidenta de la SEFM procedió a destacar el papel desconocido de los físicos en los hospitales.

El programa ha constado de tres conferencias destinadas a conocer las contribuciones que la Física aporta en el avance de la Medicina, así como la labor desarrollada por los físicos en el ámbito sanitario.

La primera de las charlas ha sido a cargo del Dr. Jerzy Zieleniewski, cónsul honorario de Polonia, además de radiólogo, en representación del Instituto Polaco de la Cultura, el cual destacó durante su lectura los aspectos más reconocidos sobre la figura de Marie Sklodowska Curie, desde su dura infancia en el seno de una familia con escasos recursos económicos, pero con una gran motivación por la cultura y la ciencia en su Varsovia natal, hasta su fallecimiento en 1934, como consecuencia de los daños sufridos en su organismo, debido a su continuada exposición a las radiaciones, tras tantos años de afán descubridor.

El Dr. Zieleniewski y la Dra. Chapel, presidenta de la SEFM, durante la inauguración de la jornada homenaje a Marie Sklodowska Curie

La segunda ponencia ha sido presentada por el Dr. Pedro Fernández Letón, Jefe del Servicio de Radiofísica y Protección Radiológica del Hospital Universitario HM Sanchinarro de Madrid, titulada “Desde los orígenes de la Física Médica hasta la actualidad”.



El Dr. Fernández Letón dando inicio a la ponencia sobre la evolución histórica de la Física Médica

En el desarrollo de esta comunicación se pusieron en relieve los aspectos más destacados de la Física de las Radiaciones aplicados a la Medicina, tanto en el campo del Diagnóstico por la Imagen (evolución de los equipos de rayos X desde la radiología convencional hasta los sistemas integrados de resonancia magnética y tomografía por emisión de positrones) hasta la Terapia con Radiaciones (desde las unidades de cobalto hasta los aceleradores de partículas, incluyendo iones pesados).

El Dr. Fernández Letón expone la importancia de localizar con la máxima exactitud lesiones tratadas con altas dosis en pocas sesiones a fin de minimizar la probabilidad de complicaciones a tejido sano, maximizando la probabilidad de control tumoral

Por último, la comunicación del Dr. Hugo Pérez García, radiofísico adjunto del Hospital Quirón Salud de Madrid, ha resaltado de manera muy amena y desenfadada, la labor que los radiofísicos hospitalarios desempeñan dentro de los hospitales centrada, principalmente, en dos grandes áreas.

El Dr. Pérez García dando comienzo a su ponencia sobre la labor de un radiofísico hospitalario

La primera, corresponde a la protección radiológica de los trabajadores y miembros del público relacionadas con el empleo de unidades generadoras de radiaciones ionizantes, así como a la mejora de la calidad diagnóstica de las imágenes radiológicas, con una reducción sensible de los niveles de dosis recibidos por los pacientes.

La segunda, en colaboración estrecha con los médicos especialistas en oncología radioterápica, consiste en el empleo de éstas mismas radiaciones para el tratamiento del cáncer y otras enfermedades en el contexto de la práctica clínica de la radioterapia moderna, para lo cual se requiere de la puesta en funcionamiento de todos los equipos generadores de radiación previo a su uso clínico, así como las pruebas de control de calidad que periódicamente todas estas aplicaciones necesitan para garantizar su adecuado uso.

El Dr. Pérez García exponiendo las diferentes áreas en las que la presencia del radiofísico contribuye a la mejora asistencial en la práctica clínica

Actualmente, el empleo de radiaciones ionizantes está íntimamente ligado a la actividad médica diaria en cualquier hospital del mundo. Sin embargo, las actividades de los físicos especialistas resultan poco conocidas, tanto por los propios pacientes y demás profesionales sanitarios, como por el resto de la comunidad de físicos.

El papel que los radiofísicos hospitalarios juegan en la Medicina actual más avanzada es, cada vez, de mayor importancia. Y es que las grandes mejoras experimentadas en los últimos años, principalmente en el campo de la radioterapia del cáncer, no pueden entenderse sin reconocer la estrecha colaboración entre oncólogos radioterápicos y radiofísicos especialistas. 

Este texto ha sido escrito por Daniel Zucca, físico especialista en Radiofísica Hospitalaria, adjunto al Servicio de Radiofísica y Protección Radiológica del Hospital Universitario HM Sanchinarro (Madrid).