tag:blogger.com,1999:blog-68623229880724386692024-03-05T17:35:55.335+01:00La Física del GRELLa Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.comBlogger32125tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-56315987107141867712018-12-03T14:00:00.000+01:002018-12-03T14:02:46.056+01:00Nuevas detecciones de colisiones de agujeros negros<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">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.</span></div>
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<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
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<span style="font-size: large;">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.</span></div>
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<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
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<span style="font-size: large;">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.</span></div>
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<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgoAFRUUY6QU7cRQcgSU54UhY1k_qLQ7Xt5M69sYUnn3Fzcq5G4_erv2OrukXT2odC6AEIYhyphenhyphennRTOtkPMRp1pbemlosGq-Uprl6G5Hasbxp73pqxtDvihjxst0R3gvtDQa1KkjIPr_cfHyQ/s1600/GWTC-1-masses.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="577" data-original-width="750" height="307" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgoAFRUUY6QU7cRQcgSU54UhY1k_qLQ7Xt5M69sYUnn3Fzcq5G4_erv2OrukXT2odC6AEIYhyphenhyphennRTOtkPMRp1pbemlosGq-Uprl6G5Hasbxp73pqxtDvihjxst0R3gvtDQa1KkjIPr_cfHyQ/s400/GWTC-1-masses.png" width="400" /></a></div>
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<span style="font-size: large;">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.</span></div>
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<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhNxm5_vBU01aRVYkIFyO3e8fh3PD5qqpuDaIj151jsiQsDvEnunZP6ywPgdCMk71yz3o6CV0JuVP44YxnOgUqijXGtGIKtre-Un8q3LM070-tgoRRwj7BvoVdfYeTn2b_e8da2v5h5SOny/s1600/WhatsApp+Image+2018-12-03+at+12.44.17.jpeg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="321" data-original-width="870" height="147" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhNxm5_vBU01aRVYkIFyO3e8fh3PD5qqpuDaIj151jsiQsDvEnunZP6ywPgdCMk71yz3o6CV0JuVP44YxnOgUqijXGtGIKtre-Un8q3LM070-tgoRRwj7BvoVdfYeTn2b_e8da2v5h5SOny/s400/WhatsApp+Image+2018-12-03+at+12.44.17.jpeg" width="400" /></a></div>
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<span style="font-size: large;">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.</span></div>
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<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">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 <a href="https://www.uv.es/virgogroup/" target="_blank">Universidad de Valencia</a>, <a href="http://icc.ub.edu/home/start" target="_blank">Universidad de Barcelona</a>, e <a href="http://www.ifae.es/eng/newsevents/news/item/801-ifae-joins-the-virgo-collaboration.html" target="_blank">IFAE </a>que participan en VIRGO.</span></div>
<span style="font-size: large;"><br /></span>
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<span style="font-size: medium;">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. </span>La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-63167819655369734442018-11-08T11:27:00.000+01:002018-11-08T11:52:58.980+01:00Redefiniendo la fase rara del óxido de hierro en condiciones extremas<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgifyUCun4ZlpWWlwTtXC14TLEAuvx0BMQ7NzXJVpWNVcILJYGZg2riABgd-XPq0LGBA5x3rBCyd_hzYQ4I3mNlNI6X3ngTb-bHrg1Hvu8Wd9dVbg2Va4L5AHeTCvzwFivyUPJepG57Hr84/s1600/1.jpg" imageanchor="1" style="clear: right; float: right; margin-bottom: 1em; margin-left: 1em;"><img border="0" data-original-height="690" data-original-width="1299" height="169" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgifyUCun4ZlpWWlwTtXC14TLEAuvx0BMQ7NzXJVpWNVcILJYGZg2riABgd-XPq0LGBA5x3rBCyd_hzYQ4I3mNlNI6X3ngTb-bHrg1Hvu8Wd9dVbg2Va4L5AHeTCvzwFivyUPJepG57Hr84/s320/1.jpg" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Los métodos más comunes para estudiar la composición de la Tierra son: </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">i) Estudiando meteoritos que nos den una idea de cómo están formados otros sistemas. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">ii) Observación directa, analizando rocas basálticas obtenidas de erupciones volcánicas.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">iii) Estudios sismológicos, viendo la propagación de ondas sonoras por las distintas capas interiores. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">iv) Estudios bajo condiciones extremas de presión y temperatura.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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, Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, han revelado diferentes comportamientos destacables: propiedades magnéticas extraordinarias (superparamagnetismo, ferrimagnetismo), comportamiento multiferroico (definición de estas propiedades <a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com/2017/07/el-acoplamiento-de-la-electricidad-y-el.html" target="_blank">aquí</a>), efectos catalíticos e incluso importantes aplicaciones biomédicas. De estas últimas, se puede destacar el hecho de que las nanopartículas de Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 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.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">En este artículo, cuya trastienda se puede seguir en <a href="https://chemistrycommunity.nature.com/" target="_blank">Nature Research Community</a>, nos hemos centrado en el estudio de un polimorfo raro del Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, 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 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 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).</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiJ8omQcAyjm6pcpviVaQQPXFSfaDSDepzUIj99qbmGB0B3t3SALsoFCAvgJe9ib2GIJCfEZGvQMsJcqBUofBxjp8fRF4Tf2JnfPC8oa69tT1WCAW_yvjdQ6qZN00PVspyVUUuIgbCMFg25/s1600/Figure1.tif" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" data-original-height="652" data-original-width="1600" height="130" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiJ8omQcAyjm6pcpviVaQQPXFSfaDSDepzUIj99qbmGB0B3t3SALsoFCAvgJe9ib2GIJCfEZGvQMsJcqBUofBxjp8fRF4Tf2JnfPC8oa69tT1WCAW_yvjdQ6qZN00PVspyVUUuIgbCMFg25/s320/Figure1.tif" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;"><span style="font-size: 8pt;"><b>Figura 1.</b></span><span style="font-size: 8pt;"> Esquema de la estructura del </span><span style="font-family: "symbol" , serif; font-size: 12.8px;"><span style="font-size: 8pt;"></span></span><span style="font-size: 8pt;">-Fe</span><sub><span style="font-size: 8pt;">2</span></sub><span style="font-size: 8pt;">O</span><sub><span style="font-size: 8pt;">3</span></sub><span style="font-size: 8pt;"> a distintas presiones</span></td></tr>
</tbody></table>
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Este estudio ha analizado la estabilidad estructural de la fase épsilon del Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 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 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, 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 <i>3d</i> del hierro que producen una modificación estructural y que por definición cambian las propiedades magnéticas del material al tener un momento magnético neto distinto.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh-vYRDMzURXTn9ewrkg1bkcuvObFh_Qt_ri1IiKrvltT0Iyx3VYQ5WQFa5CwgdoLtW-naHfXTdDffOeH08NZhLDgQxCvq2JZatCzneHgIG7_u2Q-qXa-jChfv4KX5unirZJuXjj-GwoAhn/s1600/3.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" data-original-height="618" data-original-width="1600" height="123" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh-vYRDMzURXTn9ewrkg1bkcuvObFh_Qt_ri1IiKrvltT0Iyx3VYQ5WQFa5CwgdoLtW-naHfXTdDffOeH08NZhLDgQxCvq2JZatCzneHgIG7_u2Q-qXa-jChfv4KX5unirZJuXjj-GwoAhn/s320/3.jpg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;"><div align="center" style="line-height: 108%; margin-bottom: 0.28cm;">
<span style="font-size: 8pt;"><b>Figura
2.</b></span><span style="font-size: 8pt;"> Distintas
configuraciones de espín en el Fe</span><sup><span style="font-size: 8pt;">3+</span></sup></div>
</td></tr>
</tbody></table>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 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 </span><span style="font-family: "symbol" , serif; font-size: large;"></span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">’-Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, que tiene unas propiedades magnéticas únicas entre las distintas fases conocidas del Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> por lo que se podrían diseñar aplicaciones tecnológicas novedosas si se consigue sintetizar este material en condiciones ambiente.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">En conclusión, este trabajo ha demostrado la estabilidad estructural de la fase </span><span style="font-family: "symbol" , serif; font-size: large;"></span><span style="font-size: large;">-</span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 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 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 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.</span><br />
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span>
<span style="font-size: large;">Fuentes de acceso gratuito:</span><br />
<span style="font-size: large;"><br /></span>
<span style="font-size: large;">J. A. Sans et al. “Stability and nature of the volume collapse of ε-Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> under extreme </span><span style="font-size: large;">conditions”. Nature Communications 9, 4554 (2018) (<a href="https://www.nature.com/articles/s41467-018-06966-9" target="_blank">aquí</a>).</span><br />
<span style="font-size: large;"><br /></span>
<span style="font-size: large;">J. A. Sans. “Unveiling the behaviour of rare ε-Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> polymorph under extreme conditions”. Post </span><span style="font-size: large;">en Chemmistry Community Nature (<a href="https://chemistrycommunity.nature.com/users/181082-juan-angel-sans/posts/40608-unveiling-the-behaviour-of-rare-fe2o3-polymorph-under-extreme-conditions" target="_blank">aquí</a>).</span><br />
<span style="font-size: large;"><br /></span>
<span style="font-size: large;"><br /></span>
<span style="font-size: medium;">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.</span><br />
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span>
<br />
<br />
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-13009761587500902042018-07-05T16:28:00.000+02:002018-07-05T16:28:20.791+02:00Supergravedad<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiBlQ8J6bhj6rgo68Mj1IBDjBWGS1FYjoZ4Fv_EsNw4JNlxAPrXjNjjccfjibHqalsbv_-F20XF0LDDdUNM28Ds40JixBHlr-W295upP1Q0Oeg1wSWlUOYHtPABexAxDcktC3J1Hv4WahlC/s1600/dibujo20121227-1342511218-supergravity-flyer-thumb.jpg" imageanchor="1" style="clear: right; float: right; margin-bottom: 1em; margin-left: 1em;"><img border="0" data-original-height="186" data-original-width="248" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiBlQ8J6bhj6rgo68Mj1IBDjBWGS1FYjoZ4Fv_EsNw4JNlxAPrXjNjjccfjibHqalsbv_-F20XF0LDDdUNM28Ds40JixBHlr-W295upP1Q0Oeg1wSWlUOYHtPABexAxDcktC3J1Hv4WahlC/s1600/dibujo20121227-1342511218-supergravity-flyer-thumb.jpg" /></a></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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 (<a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com/2016/11/unificacion.html" target="_blank">aquí</a>), el Modelo Estándar de la Física de Partículas (<a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com/2016/12/unificacion-ii-el-modelo-estandar.html" target="_blank">aquí</a>) y la supersimetría (<a href="https://www.blogger.com/"><span id="goog_532286317"></span>aquí<span id="goog_532286318"></span></a>). 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.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg4K_Y7JtbpIADhyphenhyphenYq22P5EpGWrAmb-aVuyPr7Ds3hr9v5y4TAGD1R20VcfZZNN5UXusNDaGbIOHbhY9oBpog2IVbv4fN6A35Z_S5BR8z6IWFOKlkqylhOLjNoN7RV0kYxkRxRSAd-cemMf/s1600/111.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="466" data-original-width="570" height="261" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg4K_Y7JtbpIADhyphenhyphenYq22P5EpGWrAmb-aVuyPr7Ds3hr9v5y4TAGD1R20VcfZZNN5UXusNDaGbIOHbhY9oBpog2IVbv4fN6A35Z_S5BR8z6IWFOKlkqylhOLjNoN7RV0kYxkRxRSAd-cemMf/s320/111.jpg" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhhrmP8IEJ6wYw_mreAzr4XAC__soKOUOvQne5oxP_QZxBCj-n1rZ1-KAS1yJD0VVJcSxlD07dTByjl4iictfG9hVaj1W3usQX0j_XcyFtUz2pZMDFSHy_eh_NT5jEZBHhpSdRS-VJewPLK/s1600/2222.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="600" data-original-width="1600" height="120" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhhrmP8IEJ6wYw_mreAzr4XAC__soKOUOvQne5oxP_QZxBCj-n1rZ1-KAS1yJD0VVJcSxlD07dTByjl4iictfG9hVaj1W3usQX0j_XcyFtUz2pZMDFSHy_eh_NT5jEZBHhpSdRS-VJewPLK/s320/2222.jpg" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
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<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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.</span></div>
<br /><br /><i><br />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.</i> <br /><br /><br /> La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-81807278078320573062018-06-01T07:57:00.000+02:002018-06-01T07:57:35.409+02:00Ondas gravitacionales y energía oscura: el fin de una era.<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: large; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: ES-TRAD;">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.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<table cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="float: left; margin-right: 1em; text-align: left;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjGU_RKIJuxvE13Z-z-4_ya7fwQA5D5zYNRGEMgZkAFUAf3mmOnr_B56vRA96maV-xp4PMPIW_4q1Or7TUXEqoLJPqUWDp0AViVG1IXj_d5i_CzTajsif97cgxeXr6ANVtFGVJ9oCTXRc73/s1600/DSC04456_square.jpg" imageanchor="1" style="clear: left; margin-bottom: 1em; margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" data-original-height="527" data-original-width="526" height="320" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjGU_RKIJuxvE13Z-z-4_ya7fwQA5D5zYNRGEMgZkAFUAf3mmOnr_B56vRA96maV-xp4PMPIW_4q1Or7TUXEqoLJPqUWDp0AViVG1IXj_d5i_CzTajsif97cgxeXr6ANVtFGVJ9oCTXRc73/s320/DSC04456_square.jpg" width="319" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;"><div class="MsoCaption">
Miguel Zuma no pierde la sonrisa aunque se quede sin
vacaciones. <span style="mso-no-proof: yes;"></span></div>
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</tbody></table>
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: large; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: ES-TRAD;">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.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: large; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: ES-TRAD;">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.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: large; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: ES-TRAD;">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.</span><br />
<span style="font-family: "times new roman"; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: ES-TRAD;"> </span>
</div>
<iframe allowfullscreen="" frameborder="0" height="480" mozallowfullscreen="" src="https://player.vimeo.com/video/70557788" webkitallowfullscreen="" width="640"></iframe>
<br />
<a href="https://vimeo.com/70557788">Gold on Earth Came from Colliding Stars, Astrophysicists Say (Dana Berry / SkyWorks Digital, Inc)</a> from <a href="https://vimeo.com/user10336120">Sci-News.com</a> on <a href="https://vimeo.com/">Vimeo</a>.<br />
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: large;">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.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: large; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: ES-TRAD;">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.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: large; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: ES-TRAD;">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.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<table cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="float: right; margin-left: 1em; text-align: right;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgN7v6kfkRfd56QfVbRg_7UbYiaX3XEfK-a8ecS78ey9Wuub9xFgNduVSaMVt0villTmI-ShErVNM6pJPmxsw9Y6z4yVugw76gWUVqAH7vkLvw0VHFvAnpHG-_g1Cgc82hqKK_hr0X9xqgf/s1600/IMG_6641.JPG" imageanchor="1" style="clear: right; margin-bottom: 1em; margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" data-original-height="1200" data-original-width="1599" height="240" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgN7v6kfkRfd56QfVbRg_7UbYiaX3XEfK-a8ecS78ey9Wuub9xFgNduVSaMVt0villTmI-ShErVNM6pJPmxsw9Y6z4yVugw76gWUVqAH7vkLvw0VHFvAnpHG-_g1Cgc82hqKK_hr0X9xqgf/s320/IMG_6641.JPG" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">José María Ezquiaga dando una charla.</td></tr>
</tbody></table>
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: large; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: ES-TRAD;">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.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: large; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: ES-TRAD;">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.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: large; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: ES-TRAD;">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. </span><span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: large;">Este cambio de
paradigma exige nuevas soluciones, volver a nuestras pizarras y perseguir
nuevas ideas.</span><br />
<span style="font-family: "times new roman"; font-size: large; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: ES-TRAD;"><br /></span>
<span style="font-family: "times new roman"; font-size: large; mso-fareast-font-family: "Times New Roman"; mso-fareast-language: ES-TRAD;"><span style="font-family: "Times New Roman"; font-size: small; text-indent: -24px;"><span style="mso-list: Ignore;"><span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-stretch: normal; font-variant-east-asian: normal; font-variant-numeric: normal; line-height: normal;">M</span></span></span><span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: small; text-indent: -24px;">iguel Zumalacárregui Pérez, </span><span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: small; text-indent: -24px;">Marie Curie Global Fellow, </span><span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: small; text-indent: -24px;">Universidad de California en Berkeley</span></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
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</style>La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com1tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-33918915098718857712017-12-20T10:11:00.000+01:002018-07-05T16:29:47.072+02:00Supersimetría<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhyl3RnSNTSkYxCxsSdzq1x9ZJgwMMITgXvT8ra8RXiX8EgJFQvcUtQ80RFK9TN8my1OwN8vcBT7W_9o3gXaDiPYYh-TwocRV8vy-E9sPB-ezLIKWcciLalVdYrhT_akUItTu_PBGtFn8eH/s1600/mickey+mouse.jpg" imageanchor="1" style="clear: right; float: right; margin-bottom: 1em; margin-left: 1em;"><img border="0" data-original-height="720" data-original-width="1280" height="180" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhyl3RnSNTSkYxCxsSdzq1x9ZJgwMMITgXvT8ra8RXiX8EgJFQvcUtQ80RFK9TN8my1OwN8vcBT7W_9o3gXaDiPYYh-TwocRV8vy-E9sPB-ezLIKWcciLalVdYrhT_akUItTu_PBGtFn8eH/s320/mickey+mouse.jpg" width="320" /></a></div>
<div>
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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 <a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2016/11/unificacion.html" target="_blank">Unificacion</a>, <a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2016/12/unificacion-ii-el-modelo-estandar.html" target="_blank">Modelo Estándar</a>, <a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2017/01/teoria-de-cuerdas-viva-y-coleando.html" target="_blank">Viva y Coleando</a>. Hoy hablaremos, como la ocasión merece, de un tema no menos polémico: la supersimetría.</span></div>
<span style="font-size: large;"></span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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.</span></div>
<span style="font-size: large;"></span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<span style="font-size: large;">
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">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.</span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">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.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">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.</span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">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 <a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2016/12/unificacion-ii-el-modelo-estandar.html" target="_blank">Modelo Estándar</a>, 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.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><br /></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiy06Dem22m3wEZZ480-9hANH74C0JLmg_ojuoM7Jxfwapsp_ySqEWGJdB7zxuzEYXo-GjkrFPq6oivqk59xoC_JHzNI_-LmjgbV00tsxn77kg-YhDv7Rw-xnU7ksuYCub_G93WLkXZB4JS/s1600/Ciencia_101250629_1003012_1706x640.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="601" data-original-width="1600" height="120" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiy06Dem22m3wEZZ480-9hANH74C0JLmg_ojuoM7Jxfwapsp_ySqEWGJdB7zxuzEYXo-GjkrFPq6oivqk59xoC_JHzNI_-LmjgbV00tsxn77kg-YhDv7Rw-xnU7ksuYCub_G93WLkXZB4JS/s320/Ciencia_101250629_1003012_1706x640.jpg" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
</span><span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">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.</span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">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. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><br /></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
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<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
</span><span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">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. </span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">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.</span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
</span><br />
<div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit;"><span style="font-family: inherit;">Y con este mensaje esperanzador, despedimos 2017 desde La Física del Grel. </span><br />
<span style="font-family: inherit;"><br /></span>
<span style="font-family: inherit;">¡Feliz Navidad y Prospero Año Nuevo!</span><br />
<span style="font-family: inherit;"><br /></span></span></span><i style="background-color: #eeeeee; color: #222222; font-family: Arial, Tahoma, Helvetica, FreeSans, sans-serif; font-size: 13.2px;">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.</i><span style="background-color: #eeeeee; color: #222222; font-family: Arial, Tahoma, Helvetica, FreeSans, sans-serif; font-size: 13.2px;"> </span>.<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit;"><span style="font-family: inherit;"><br /></span>
<span style="font-family: inherit;"><br /></span></span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit;">
</span></span>
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<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit;"><span style="font-family: inherit;"><br /></span></span></span></div>
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<span style="font-family: inherit;"><br /></span></div>
</span></span>La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-32916278054294372492017-12-11T11:30:00.000+01:002017-12-11T11:30:21.052+01:00SMARTPHYSICS: Experimenta con los Sensores de tu Smartphone<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm;">
<br /></div>
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<br /></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiBNgtQghVeXU2F8Rm3EypGt6XeWq7ypcWaWDgn9A8xHTA3Kxhi7-7ZgU2ezdCkjI62hosK3V4EXJvHhUC6oSb_060Ppt51Axx3qqahiO21i2KlQckN26oIO2ij3zChTS-xbrn89n07a0QH/s1600/1.png" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="353" data-original-width="642" height="175" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiBNgtQghVeXU2F8Rm3EypGt6XeWq7ypcWaWDgn9A8xHTA3Kxhi7-7ZgU2ezdCkjI62hosK3V4EXJvHhUC6oSb_060Ppt51Axx3qqahiO21i2KlQckN26oIO2ij3zChTS-xbrn89n07a0QH/s320/1.png" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">“<i>Por favor, apaguen sus teléfonos móviles</i>” 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?</span></div>
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<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
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<span style="font-size: large;">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. </span></div>
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<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
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<span style="font-size: large;">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.</span></div>
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<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
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<span style="font-size: large;">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.</span></div>
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<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
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<span style="font-size: large;">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.</span></div>
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<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
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<span style="font-size: large;">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. </span></div>
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<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
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<br /></div>
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<span style="font-size: large;">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.</span></div>
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<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjRAgMebxicV_eVlavj-Lmnx9m3cTW536YKKOw8r3zylOzo391DobA9wE4vyMMcnC0t6mUiwXMekKzyAtJTD00_fHD6gNXfpHlUJq3nd_mJj8tbNWqIIKKyFslOX2CB8MaeF6E5ld8_4Ykh/s1600/2.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="518" data-original-width="779" height="212" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjRAgMebxicV_eVlavj-Lmnx9m3cTW536YKKOw8r3zylOzo391DobA9wE4vyMMcnC0t6mUiwXMekKzyAtJTD00_fHD6gNXfpHlUJq3nd_mJj8tbNWqIIKKyFslOX2CB8MaeF6E5ld8_4Ykh/s320/2.jpg" width="320" /></a></div>
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<span style="font-size: large;">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]. </span></div>
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<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">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.</span></div>
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<br /></div>
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<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgIJHrDyDMxNITrw8cjpYALJZ2DC7d7m1qOdCdjmJ79QbUMfXRr7M4DQ5PVYPXCCp5xJS81Rh_OLbYDZYHiJUpJXemY9F8zSATsbIGk5gnbcmVo6yD6SY12mP1KdwJ6bepm2uJwHjo1-CUH/s1600/3.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="600" data-original-width="800" height="240" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgIJHrDyDMxNITrw8cjpYALJZ2DC7d7m1qOdCdjmJ79QbUMfXRr7M4DQ5PVYPXCCp5xJS81Rh_OLbYDZYHiJUpJXemY9F8zSATsbIGk5gnbcmVo6yD6SY12mP1KdwJ6bepm2uJwHjo1-CUH/s320/3.jpg" width="320" /></a></div>
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<br /></div>
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<br /></div>
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<span style="font-size: large;">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.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
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<br /></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhNaMGSGeSaZR3iC7tz_J3YQyQg6W-TyqC7QjOlAaV_FDnYifgVT7KZd3qG4HZhLBPqDL1BrUl0tK6_Il0xJN8MMYWEb-DfbtLw57T5b21qEWOk3joFn9TdbwS_G7EopNMU6EKGMLtq3sCQ/s1600/4.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="600" data-original-width="800" height="240" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhNaMGSGeSaZR3iC7tz_J3YQyQg6W-TyqC7QjOlAaV_FDnYifgVT7KZd3qG4HZhLBPqDL1BrUl0tK6_Il0xJN8MMYWEb-DfbtLw57T5b21qEWOk3joFn9TdbwS_G7EopNMU6EKGMLtq3sCQ/s320/4.jpg" width="320" /></a></div>
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<br /></div>
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<br /></div>
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<span style="font-size: large;">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).</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhU2FvvL0zPInYkInb0MrI2q3B_TECYuy2Bcg3vz8Sh44zdDblDt-PFAplvooJjn6sx9Px6nwFEHQoNur3z1Htlor9vXMif2CWiaQ8ebZ9bHjFywa9D-wnQJKWXvFQm1c0hKVWMVrXE0xNS/s1600/5.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="600" data-original-width="800" height="240" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhU2FvvL0zPInYkInb0MrI2q3B_TECYuy2Bcg3vz8Sh44zdDblDt-PFAplvooJjn6sx9Px6nwFEHQoNur3z1Htlor9vXMif2CWiaQ8ebZ9bHjFywa9D-wnQJKWXvFQm1c0hKVWMVrXE0xNS/s320/5.jpg" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
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<br /></div>
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<span style="font-size: large;">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. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
Texto de Juan A. Monsoriu, Doctor en Física por la Universitat de València y Catedrático de Física Aplicada de la Universitat Politècnica de València.</div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
[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).</div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
[2] J. Ballester y Ch. Pheatt, “Using the Xbox Kinect sensor for positional data acquisition”, American Journal of Physics 81, 71-77 (2013).</div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
[3] J. Kuhn y P. Vogt, “Analyzing spring pendulum phenomena with a smart-phone acceleration sensor”, The Physics Teacher 50, 504 (2012).</div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
[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).</div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
[5] <a href="http://smartphysics.webs.upv.es/">http://smartphysics.webs.upv.es/</a> (ver apartado de publicaciones).</div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
[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).</div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
[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).</div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
[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).</div>
La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com1tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-42396869477096529202017-11-10T16:39:00.000+01:002017-11-10T16:39:59.867+01:00Día Internacional de la Física Médica<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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.</span><br />
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span>
<br />
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiPjP8hn-bR3jExxAi9W_7GcBSvTAEF-FhFjK2YUFITJnTivj_8PX-rZwuMq9c-BBfqYvIW8OqaL1vsRW57udDNqnKYnW27WspXsP_J3Znwy88bfN4ZF8-n0OcpGIYRgui9MRNMKFsBjjLT/s1600/1.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" data-original-height="866" data-original-width="694" height="320" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiPjP8hn-bR3jExxAi9W_7GcBSvTAEF-FhFjK2YUFITJnTivj_8PX-rZwuMq9c-BBfqYvIW8OqaL1vsRW57udDNqnKYnW27WspXsP_J3Znwy88bfN4ZF8-n0OcpGIYRgui9MRNMKFsBjjLT/s320/1.jpg" width="256" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;"><b><span style="font-family: "arial" , "sans-serif"; font-size: 10pt; line-height: 115%;">Sede de la Real Academia
de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, fundada en 1847 en la C/ Valverde, 24
de Madrid</span></b></td></tr>
</tbody></table>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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.</span><br />
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span>
<br />
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhq64dRXyIe1ULO3dCzc7EkZr6vFGLCU4wBE4p_QAZTxp4jmlLMJmIW6e1JGF1HIRSdf51OOG-DmUBR5KaW5NhePl1q_fzn6Aj4S6CpXClLx6NwVNIZ3UoYhVE8B8EcX1_6p7LmmOvJdj0T/s1600/2.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" data-original-height="730" data-original-width="1299" height="179" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhq64dRXyIe1ULO3dCzc7EkZr6vFGLCU4wBE4p_QAZTxp4jmlLMJmIW6e1JGF1HIRSdf51OOG-DmUBR5KaW5NhePl1q_fzn6Aj4S6CpXClLx6NwVNIZ3UoYhVE8B8EcX1_6p7LmmOvJdj0T/s320/2.jpg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;"><b><span style="font-family: "arial" , "sans-serif"; font-size: 10pt; line-height: 115%;">El Dr. Zieleniewski y la
Dra. Chapel, presidenta de la SEFM, durante la inauguración de la jornada
homenaje a Marie Sklodowska Curie</span></b></td></tr>
</tbody></table>
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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”.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<br />
<br />
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhVN6AUkwO-cqfGvyuYpSiamRAe6NT2Xg9s0L8_Q50ZTCvy0rcaFGjtdQ7LFER2-31v58sipDMvLoqdw32ELKytoGlzK9DPGTKNfCSO_f3NK0e0DfIZB0od7h2aCahSdGwdpRlOvNElNEVw/s1600/3.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" data-original-height="731" data-original-width="1301" height="179" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhVN6AUkwO-cqfGvyuYpSiamRAe6NT2Xg9s0L8_Q50ZTCvy0rcaFGjtdQ7LFER2-31v58sipDMvLoqdw32ELKytoGlzK9DPGTKNfCSO_f3NK0e0DfIZB0od7h2aCahSdGwdpRlOvNElNEVw/s320/3.jpg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;"><span style="font-size: small;"><b>El Dr. Fernández Letón dando inicio a la ponencia sobre la evolución histórica de la Física Médica</b></span></td></tr>
</tbody></table>
</div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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).</span><br />
<span style="font-size: large;"></span><br />
<br />
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhiAhkC3gAmpZc3HRvpD9XR4hrw1qSXKUKZfnLTi-wAvvx4tMc2D2D2zmTNTvEMz9Px2tKxq6pcL-_NKn1IPKLQasZSY8oGBaG0Fju7X0mqqPzsl05G8V4-WiQxj3710Z7tdtR4ESHAGf4L/s1600/4.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" data-original-height="731" data-original-width="1301" height="179" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhiAhkC3gAmpZc3HRvpD9XR4hrw1qSXKUKZfnLTi-wAvvx4tMc2D2D2zmTNTvEMz9Px2tKxq6pcL-_NKn1IPKLQasZSY8oGBaG0Fju7X0mqqPzsl05G8V4-WiQxj3710Z7tdtR4ESHAGf4L/s320/4.jpg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;"><span style="font-size: small;"><b>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</b></span></td></tr>
</tbody></table>
</div>
<div style="text-align: justify;">
</div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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.</span><br />
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
</div>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjuGImb_O3Gs6eGbNlX4jXCNehJ64tSitJKCzBbX6HXPnC3ODNaAk17be4Qr0XSN2oXx0t6GhrWFehvdWN_QestHQ7NgOR5qWu8VWYo6joHhqcHaXcxtilTDj0A-UmM93CCHSV0AeiAqwbg/s1600/5.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" data-original-height="731" data-original-width="1301" height="179" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjuGImb_O3Gs6eGbNlX4jXCNehJ64tSitJKCzBbX6HXPnC3ODNaAk17be4Qr0XSN2oXx0t6GhrWFehvdWN_QestHQ7NgOR5qWu8VWYo6joHhqcHaXcxtilTDj0A-UmM93CCHSV0AeiAqwbg/s320/5.jpg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;"><span style="font-size: small;"><b>El Dr. Pérez García dando comienzo a su ponencia sobre la labor de un radiofísico hospitalario</b></span></td></tr>
</tbody></table>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
</div>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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.</span><br />
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
</div>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjQL4cQgVKMqsEUuVogiJKEsCxED0eW-fp_5jR_f-d2zC2oGuN6AUepNL6WhSNVqAu9_Ohna3SDRDaYH3V4VC5AT4qf2HCZDqFPla9_pTLGE4bB7ugB-Qv4VbfiZ9zw4oqSIho5sO5QB1sS/s1600/6.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" data-original-height="731" data-original-width="1301" height="179" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjQL4cQgVKMqsEUuVogiJKEsCxED0eW-fp_5jR_f-d2zC2oGuN6AUepNL6WhSNVqAu9_Ohna3SDRDaYH3V4VC5AT4qf2HCZDqFPla9_pTLGE4bB7ugB-Qv4VbfiZ9zw4oqSIho5sO5QB1sS/s320/6.jpg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;"><span style="font-size: small;"><b>El Dr. Pérez García exponiendo las diferentes áreas en las que la presencia del radiofísico contribuye a la mejora asistencial en la práctica clínica</b></span></td></tr>
</tbody></table>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
</div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">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. </span></div>
<div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
</div>
<div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="background-color: #eeeeee; color: #222222; font-family: "arial" , "tahoma" , "helvetica" , "freesans" , sans-serif; font-size: 13.2px;">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). </span></div>
</div>
La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-12263297702106046782017-11-06T08:40:00.000+01:002017-11-06T08:40:59.031+01:00#LasCharlasDelGrel: Nano, el tamaño importa. <div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg5RLmUNOPmgMI_BeUdpeN-aqmxd2rc1oQr6grWPEM2wQRy2GdzWMh0NUIMGQk0KdNNyuze1hfG0n8CfsOLQ6aIg9mrqkpLM5EBf9dmZUX1JaKrt1CyEfpQSQ1lRfwbDR-LzS13Qyet0fNj/s1600/elena+pinilla.jpg" imageanchor="1" style="clear: right; float: right; margin-bottom: 1em; margin-left: 1em;"><img border="0" data-original-height="1600" data-original-width="1131" height="320" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg5RLmUNOPmgMI_BeUdpeN-aqmxd2rc1oQr6grWPEM2wQRy2GdzWMh0NUIMGQk0KdNNyuze1hfG0n8CfsOLQ6aIg9mrqkpLM5EBf9dmZUX1JaKrt1CyEfpQSQ1lRfwbDR-LzS13Qyet0fNj/s320/elena+pinilla.jpg" width="226" /></a></div>
<br /><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Seguimos este mes de noviembre con #LasCharlasDelGrel. Tras hablar el mes pasado del </span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">Modelo Estándar y el mundo de las partículas de la mano de Alberto Aparici, cambiamos de </span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">tema y nos pasamos a la Física Aplicada.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Contamos para ello con Elena Pinilla Cienfuegos, del Centro de Tecnología Nanofotónica de </span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">Valencia. Nacida en Badajoz y licenciada en Física por la Universidad Complutense de Madrid, se </span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">doctora en Nanociencia y Nanotecnología por la Universitat de València. Trabajando en </span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">Valencia desde 2008, se dedica a investigar cómo integrar nuevos nanomateriales (Grafeno y </span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">análogos) en dispositivos fotónicos para hacerlos más pequeños pero más robustos y </span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">eficientes, y también más rápidos y respetuosos con el medio ambiente, como láseres y </span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">nanoantenas con aplicaciones en telecomunicaciones o medicina, entre otros.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">En su charla titulada “Nano: ¡el tamaño importa!”, Elena nos hablará de Nanociencia y </span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">Nanotecnología. Como ella misma indica: </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">“El sueño de mover átomos a nuestro antojo y utilizarlos como piezas de Lego para crear </span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">nuevos súper materiales, potentes memorias magnéticas o robots miniaturizados para curar </span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">enfermedades es hoy en día una realidad gracias a la Nanotecnología y la Nanociencia. En esta </span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">nueva era de la ciencia entra en juego lo pequeño, lo muy muy pequeño, hasta 100.000 veces </span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">más pequeño que un cabello, esto es, un nanómetro. Pero...¿cómo nos las arreglamos los </span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">científicos para fabricar cosas tan pequeñas? ¿Cómo las vemos? No sólo parece insólito que </span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">hayamos llegado a conseguir dominar la naturaleza a esta escala sino que además, hemos </span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">tenido que aprender que todo lo que conocemos bien en nuestro macromundo, funciona de </span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">distinta manera en el nanomundo. O</span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">s invito a dar un paseo por él, y a descubrir qué maravillosas sorpresas nos </span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">podemos llevar simplemente por cambiar el tamaño de las cosas. Sí, el tamaño importa, y mucho".</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">La charla tendrá lugar el martes 14 de noviembre, a las 20:00 horas, en Ubik Café, situado en la calle Literato Azorín, nº 13, de Russafa (Valencia). ¡Os esperamos a todos!</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-36270992610579617212017-10-30T08:37:00.000+01:002017-10-30T08:37:00.058+01:00¡Al rico atún!<div class="" style="clear: both; text-align: justify;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgEJsxJWdypzBuUn-Ru6V6VZ6OnBF6n4pq8qGhcEL5Pmx8pIZPska2lGwFGVp7R09NxPPwpGRqRJAzjHTVXLOs9kBMB80hCMyD7xyH3bVWNk2Jjc78i8RhH7vCWGPTw7ko5XYdT3oCZ3RPR/s1600/cuotas-atun-rojo.jpg" imageanchor="1" style="clear: right; float: right; margin-bottom: 1em; margin-left: 1em;"><img border="0" data-original-height="787" data-original-width="1400" height="179" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgEJsxJWdypzBuUn-Ru6V6VZ6OnBF6n4pq8qGhcEL5Pmx8pIZPska2lGwFGVp7R09NxPPwpGRqRJAzjHTVXLOs9kBMB80hCMyD7xyH3bVWNk2Jjc78i8RhH7vCWGPTw7ko5XYdT3oCZ3RPR/s320/cuotas-atun-rojo.jpg" width="320" /></a><span style="font-family: inherit; font-size: large;">El atún rojo (Thunnus thynnus) es una especie muy valorada tanto desde el punto de vista gastronómico como económico –un kilogramo de atún rojo rondará, habitualmente, los 40-50 euros en el mercado español- como también ecológico, debido a su papel en la cadena trófica y como indicador de la salud de los mares. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">La especie se vio amenazada fundamentalmente por la sobrepesca hace una década, debido a la alta demanda y a su valor en el mercado, lo cual llevó a implantar unas cuotas de pesca muy estrictas controladas por la Comisión Internacional para la Conservación del Atún Rojo (ICCAT) y las administraciones. Además de la implantación de las cuotas, también se limitó la época de pesca y la talla mínima de los individuos capturados, protegiendo los ejemplares juveniles y garantizando la reproducción antes de la captura. Estas medidas, englobadas en un plan de recuperación, han permitido un repunte de la población de atún rojo.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Las autoridades realizan el control de la cuota de pesca en los procesos de transferencia de los atunes. Los procesos de transferencia (ICCAT REC 14-04, 2014; Comisión Europea, 2015) consisten en hacer pasar a los atunes vivos desde la red en la que se encuentra (el cerco en el momento de la captura, la almadraba o la jaula, bien de transporte bien de engorde) a una nueva jaula. Los atunes capturados con cerco se transfieren a una jaula de transporte y ésta se remolca a instalaciones con jaulas de engorde (jaulas flotantes) donde se engrasan y después son sacrificados de forma individual a demanda. La almadraba captura el atún y éste o bien es sacrificado en el momento o bien es transferido a una jaula de transporte. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">El proceso de transferencia es un proceso muy complejo y delicado, tanto operacionalmente como por el riesgo de dañar a los animales –el atún rojo es una especie muy delicada y fácil de lastimar, si rozan una red probablemente destrocen su línea lateral y no sobrevivan. Consiste en aproximar las jaulas (una en la que se encuentran los atunes y la otra, a la que se van a transferir), cada una de las cuales tiene una apertura o puerta de 10x10 metros, de forma que las puertas de las dos jaulas se encaran entre ellas, se unen las jaulas y se abre la puerta, para transferir los atunes hacia la jaula receptora. Para facilitar el traslado de los atunes y asegurar que ninguno queda en la jaula original se utilizan grúas para levantar las redes y globos para espantar a los atunes hacia la dirección deseada. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">El control de la transferencia viene reglado por la Comisión Europea y la ICCAT y se realiza a partir de grabaciones de vídeo registradas por buzos altamente experimentados. Se utilizan cámaras submarinas convencionales para contar el número de individuos. Por otro lado, se utilizan también cámaras estereoscópicas para realizar el tallado de las capturas, midiendo un mínimo del 20% de los individuos y obtener la biomasa capturada. Todo este proceso se debe realizar siempre en presencia de inspectores nacionales e internacionales, que se encuentran a bordo durante los trabajos. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">El procesado de los vídeos (conteo y tallado) de los atunes se realiza de forma manual o semi-manual y es, por tanto, dependiente del operador: para el conteo el operado marca cada uno de los atunes sobre la grabación y para el tallado debe marcar la nariz y la cola de un número suficiente de individuos. Este procesado tiene, por tanto, errores asociados al operador y, además, necesita de un tiempo de procesado. Dado que se basa en grabaciones de vídeo, la visibilidad es muy determinante, y es difícil de implementar en agua muy turbia. Además, debe tenerse en cuenta que si se supera la cuota asignada,a, se deben devolver los atunes a mar abierto, con el consiguiente gasto económico e impacto sobre los animales, por lo que además del interés respecto a la sostenibilidad de la especie, existe también un interés económico en encontrar métodos alternativos, más rápidos y automatizables para el conteo y tallado de las capturas de atún.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">En el marco del Proyecto BIACOP (ES/13/41) financiado por la Unión Europea, en el que participan investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV), pertenecientes al Grupo de Acústica Submarina del Instituto de Investigación para la Gestión Integrada de Zonas Costeras (IGIC) y al Grupo de Visión por Computador del Instituto de Automática e Informática Industrial (Instituto Ai2), así como expertos en atún rojo del Instituto Español de Oceanografía (IEO), y que ha contado con la participación del Grup Balfegó, se ha desarrollado un sistema de medida automático de la biomasa en transferencias entre jaulas de atún rojo mediante técnicas acústicas y ópticas. El dispositivo combina sistemas de medición acústica para el conteo y de visión estereoscópica para obtener medidas 3D de los atunes, y permite disminuir el margen de error de la biomasa respecto el método anterior. La parte acústica, que es de la que nos ocuparemos aquí, es la responsable del conteo de los individuos: con este sistema el error cometido es siempre inferior al 10 % (exigido por ICCAT), y habitualmente bastante menor (hasta de sólo un 1% y se acerca al 9-10% en condiciones de muy mala mar). l resultado se obtiene automáticamente en unos minutos –con lo que se podría estimar en la zona de captura directamente-, es independiente del operador y al no ser un método óptico funciona independientemente de la turbidez del agua, la posición del sol y la cantidad de luz. Ahora que ya estamos convencidos del éxito del conteo mediante las técnicas acústicas, vamos a ver cómo funciona. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Para poder contar los atunes en el proceso de transferencia se necesita, en primer lugar, una estabilidad de los equipos. Mar y estabilidad son palabras que no se entienden muy fácilmente: en el agua todo nada se está quieto y por tanto es necesario diseñar un marco estable donde anclar los equipos. Se diseñó por tanto una puerta rígida para colocar entre las aperturas de las jaulas donde situar los equipos. Las siguientes imágenes muestran el primer prototipo en puerto junto con parte del equipo investigador y la puerta colocada entre dos jaulas en el proceso de transferencia.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<br />
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjWjuqNB5pB-uL3jaBajJICTO5ZVNuEtfTvVfLfZqxFdI6ebBpyWfpcmnkHaTjJkvi2izkFZLJ9GV2fv3YYlfUziF0HoNDOe38qPrjHsFeJok8IWFWp2ocMt8RT2WWuIpeFXSLWZ1igE1xl/s1600/atun+1.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em; text-align: center;"><img border="0" data-original-height="480" data-original-width="640" height="150" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjWjuqNB5pB-uL3jaBajJICTO5ZVNuEtfTvVfLfZqxFdI6ebBpyWfpcmnkHaTjJkvi2izkFZLJ9GV2fv3YYlfUziF0HoNDOe38qPrjHsFeJok8IWFWp2ocMt8RT2WWuIpeFXSLWZ1igE1xl/s200/atun+1.jpg" width="200" /></a><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj9ps-rau3C0jHWNpRACNzkCjnR0VMT6apjJp9aFtREV6xrp43Ar8AVKzZPlbxLRFmW1i_CbKDN4dWqV34l5t9C9ou2X9hEF7W5_u-LOY1iLZk2DHswm_1qMgJ30wdLaUSP9rlK9ZAaWRgB/s1600/atun+12.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em; text-align: center;"><img border="0" data-original-height="480" data-original-width="640" height="240" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj9ps-rau3C0jHWNpRACNzkCjnR0VMT6apjJp9aFtREV6xrp43Ar8AVKzZPlbxLRFmW1i_CbKDN4dWqV34l5t9C9ou2X9hEF7W5_u-LOY1iLZk2DHswm_1qMgJ30wdLaUSP9rlK9ZAaWRgB/s320/atun+12.jpg" width="320" /></a><br />
<br />
<br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Se utilizaron técnicas acústicas activas para detectar los atunes. ¿Cómo se visualiza un atún acústicamente hablando? Este </span><a href="https://www.youtube.com/watch?v=hDWDZznBRvs" style="font-family: inherit; font-size: x-large;" target="_blank">vídeo</a><span style="font-family: inherit; font-size: large;"> muestra el registro de una cámara submarina y el ecograma correspondiente (obtenido con una ecosonda de haz partido que emite un haz en forma de cono). </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Se empleó una ecosonda científica EK-60 de Simrad junto a un sónar de barrido lateral (SSS, de side-scan sonar, en inglés) de frecuencia 200kHz diseñado específicamente para este proyecto. Este tipo de transductores emiten un haz acústico en forma de “cortina” o “abanico”, siendo muy estrecho en una dirección y muy anchos en la dirección ortogonal. La elección del transductor se debe a que el haz acústico debe cubrir la totalidad de la puerta de paso de los atunes. La siguientefigura muestra una de las configuraciones usada en las transferencias y se ha marcado, en amarillo, el haz acústico. En rojo aparece el haz correspondiente a las cámaras ópticas. El prototipo mostrado fue ligeramente modificado añadiendo un brazo donde se instalan los equipos, que quedan situados en el interior de la jaula receptora, y que mejora los márgenes de error en el conteo.</span></div>
<br />
<br />
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgP88mqh3THsrYdM7ymrDZH6CvEgYUNTqCQoWHzwXPe5gCArRGuwOWJTvz8QVaBSuO0l1z5INkYXiB_CicPpIxuNepPo6ZVwfSpweGrRV8pMbQ3Uu_BbEkehY_FKHDpl7siaB1O6xdY5g_r/s1600/atun+2.png" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><img border="0" data-original-height="720" data-original-width="1126" height="204" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgP88mqh3THsrYdM7ymrDZH6CvEgYUNTqCQoWHzwXPe5gCArRGuwOWJTvz8QVaBSuO0l1z5INkYXiB_CicPpIxuNepPo6ZVwfSpweGrRV8pMbQ3Uu_BbEkehY_FKHDpl7siaB1O6xdY5g_r/s320/atun+2.png" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Detalle de la estructura utilizada: en amarillo el haz acústico,<br />en rojo el óptico. </td></tr>
</tbody></table>
<br />
<span style="font-size: large; text-align: justify;">Los datos recogidos se procesan en primer lugar con ayuda del software Sonar5 Pro4 que proporciona un archivo de texto para ser procesado con código propio en Matlab®, implementando un código que permite detectar las trazar de atunes y contarlas utilizando algoritmos de segmentación basada en regiones. En el ecograma se pueden “ver” los atunes en una de las transferencias: en la mayoría de los casos, cada una de las “manchas” es la traza correspondiente a un atún –cuando la “mancha” corresponde a varios atunes que pasan muy juntos, el algoritmo lo considera para ajustar el conteo.</span><br />
<br />
<br />
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgHlZXP13dl1wReuZ80o7uozFJ1B9VfvbczSxR5mD4ST9WqMp5RqhYrhtudUm0WoQh29EEGhlAowhVHjyhNcSTFK_6awVxD_a9wHMURImde4M4feFNbO_uN_aVuPVyyJFtyyd-_vTB3-rmB/s1600/atun+3.jpeg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em; text-align: center;"><img border="0" data-original-height="518" data-original-width="494" height="200" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgHlZXP13dl1wReuZ80o7uozFJ1B9VfvbczSxR5mD4ST9WqMp5RqhYrhtudUm0WoQh29EEGhlAowhVHjyhNcSTFK_6awVxD_a9wHMURImde4M4feFNbO_uN_aVuPVyyJFtyyd-_vTB3-rmB/s200/atun+3.jpeg" width="190" /></a><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjN1IgkOtE_FR_ld8669qu38wMAldrUPeJiVf1t7lcnOOml_NwmXijniEJTgEb9WyiVxSxFs90XQJquAZzHtMD10gUgMqO8DfXsp01XU8B6sYgc1BhIhFU_85euUUGBx3j1Ts90v8figowi/s1600/atun+31.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em; text-align: center;"><img border="0" data-original-height="278" data-original-width="490" height="181" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjN1IgkOtE_FR_ld8669qu38wMAldrUPeJiVf1t7lcnOOml_NwmXijniEJTgEb9WyiVxSxFs90XQJquAZzHtMD10gUgMqO8DfXsp01XU8B6sYgc1BhIhFU_85euUUGBx3j1Ts90v8figowi/s320/atun+31.png" width="320" /></a><br />
<br />
<br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">El método se ha testado incluso en condiciones de fuerte marejada. En estas condiciones extremas el conteo no puede realizarse automáticamente, pero los datos permiten su conteo semiautomático, cosa que mejora respecto el sistema anterior. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">Los resultados del proyecto nos permiten afirmar que esta nueva técnica acusto-óptica permite contar (la parte acústica) y tallar (la óptica, que no se ha descrito aquí) los atunes rojos con mayor precisión y rapidez que el método actual lo que ayuda a mantener una pesca sostenible se esta especie por un lado y evita pérdidas económicas por el otro. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">La próxima vez que pidáis un tartar de atún rojo o se os haga la boca agua viendo su ventresca, pensad que quizá lo ha contado una ecosonda antes de llegar a vuestra mesa. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">Un resumen en vídeo de este post podéis encontrarlo <a href="https://www.youtube.com/watch?v=8S8t12ceJzw" target="_blank">aquí</a>.</span></div>
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<br />
<b>Texto de Isabel Pérez-Arjona, Doctora en Física por la Universidad de Valencia y Profesora Titular de la Universitat Politècnica de València (Campus de Gandia).</b><br />
<br />
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<br />
<span style="font-size: x-small;"> 1Rodriguez-Marin, E. et al., 2012. “Biometric Relationships of Atlantic Bluefin Tuna (Thunnus Thynnus) from the North-East Atlantic and Mediterranean Sea .” Collect. Vol. Sci. Pap. ICCAT SCRS/2012/:16. <br /><br />2Pons, Vicente Puig. Control y caracterización del Atún Rojo en Jaulas Marinas. Diss. 2017. <br /><br />3Muñoz-Benavent, Pau, et al. "Automatic Bluefin Tuna sizing using a stereoscopic vision system." ICES Journal of Marine Science (2017). <br /><br />4Balk, H., Lindem, T., 2011. Sonar4 and Sonar5-Pro POst Processing Systems. Operator Manual Version 6.0.2. Oslo, Norway.</span>La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-60252516839047940342017-10-16T07:57:00.000+02:002017-10-16T07:59:14.737+02:00Ondas gravitacionales y dimensiones extra: un viaje al ojo de la tormenta<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjj8QIkT5Sazz6KRmrc-QBvgGg0kw4vOatIIVxgoCjQ-CNkvsMKJex61y2zIdeNbo9uyMidQgzFP2IIoTl1R7SHFRccdiDlbLzO90xDwzvTEVGD-Ku5zs1E-Ie6ioWH3boi6itihKhz5zZ7/s1600/40177E8800000578-4484376-image-a-13_1494241771475.jpg" imageanchor="1" style="clear: right; float: right; margin-bottom: 1em; margin-left: 1em;"><img border="0" data-original-height="357" data-original-width="634" height="180" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjj8QIkT5Sazz6KRmrc-QBvgGg0kw4vOatIIVxgoCjQ-CNkvsMKJex61y2zIdeNbo9uyMidQgzFP2IIoTl1R7SHFRccdiDlbLzO90xDwzvTEVGD-Ku5zs1E-Ie6ioWH3boi6itihKhz5zZ7/s320/40177E8800000578-4484376-image-a-13_1494241771475.jpg" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Hace poco tiempo publiqué un artículo con David Andriot, mi compañero de oficina en el Instituto Max Planck de Potsdam (Alemania), que ha sido trasladado por periodistas a una serie de medios de comunicación y de divulgación. Aunque contentos por la visibilidad inesperada dada a nuestro trabajo, el afán de impacto y de audiencia mezclado con la falta de educación científica de algunos periodistas a menudo nos ha dejado frustrados con el resultado publicado. Este es el motivo principal que me ha llevado a aceptar la proposición de la Física del Grel: escribir yo mismo sobre nuestro trabajo en términos que la gente sin conocimiento especializado pudiera entender. </span></div>
<span style="font-size: large;"></span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit;"><br /></span></span></div>
<span style="font-size: large;">
</span>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit;">Empecemos con una breve contextualización: las ondas gravitacionales y la vigente teoría general de la relatividad de Albert Einstein (también conocido como relatividad general). ¡Ay, Alberto!, ¡quién pudiera agradecerte el impacto que has tenido! </span></span></div>
<span style="font-size: large;">
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">La fuerza de gravedad es el nombre que los físicos le dan al motivo por el cual los planetas giran alrededor del sol. Pero esta fuerza se haya detrás de otros muchos fenómenos: cuando tu smartphone cae y se estrella contra el suelo, es culpa de la fuerza de la gravedad, no de un tal Murphy; cuando el universo se expande, es culpa de la gravedad, y el día que un asteroide choque contra la Tierra, será culpa de esta fuerza. Pero una cosa es desdibujar lo que es la fuerza de gravedad dando estos ejemplos, y otra cosa es explicar como funciona, cuáles son todas sus consecuencias y qué hay detrás de la aparente atracción mutua de objetos, planetas y cometas. Para esto último es menester inventarse una teoría que dé cuerpo a una posible explicación, y que concretice nuestro entendimiento de los fenómenos gravitatorios. </span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEginJ8qseoXPHaP2l_1jsvvgG7vvo5dLgiWWbqaAK0FvOSFzl-iOF8c8FnPFRfwvBTUHyHc5K8MhySIZcELZ5iHMuo-5jK8V5-t0TDCoaxk9RT1A7AhYWYLU6OFY3kpPNsOSxD2cklkaEuh/s1600/gustavo.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="682" data-original-width="1024" height="213" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEginJ8qseoXPHaP2l_1jsvvgG7vvo5dLgiWWbqaAK0FvOSFzl-iOF8c8FnPFRfwvBTUHyHc5K8MhySIZcELZ5iHMuo-5jK8V5-t0TDCoaxk9RT1A7AhYWYLU6OFY3kpPNsOSxD2cklkaEuh/s320/gustavo.jpg" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">Newton fue el primero en formular su teoría de la gravedad, pero más que una explicación o un funcionamiento subyacente, nos dejó con una fórmula predictiva: la famosa fórmula que dice que “dos cuerpos masivos se atraen mutuamente con una fuerza (de gravedad) proporcional al producto de las masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que les separa”. La teoría de Newton fue un éxito, porque su famosa fórmula funcionaba en casi todas las situaciones (en aquella época, en todas las que se podían concebir y realizar). </span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">Sin embargo, conforme el mundo se adentraba en el sigo pasado, a Albert Einstein no le convencía lo simple que era la teoría de Newton, y estaba convencido de que esta última necesitaba una actualización. Algo así como tu ordenador portátil de hace seis años: puede que siga funcionando, pero todos sabemos que necesita un recambio, más memoria, o lo que sea. Pero Einstein, más que una actualización nos dejó con una revolución: su teoría aseguraba que la atracción gravitatoria entre dos cuerpos realmente se debía a que el espacio-tiempo se deforma y se distorsiona según dónde se encuentre qué cuerpo masivo. Esta idea le llevó a formular su teoría general de la relatividad, que fue un éxito incluso mayor que la teoría de Newton, y que hoy en día es la que mejor explica la fuerza de gravedad y los fenómenos asociados a ella. </span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">Pero, ¿qué es la relatividad general? La respuesta no tiene por qué ser complicada: es la teoría que propone Einstein para “explicar” y “describir” los fenómenos gravitacionales, es decir, todo aquello que tiene que ver con la fuerza de gravitación, una de las fuerzas fundamentales que rigen el comportamiento del universo y de su contenido. Vale, ¿y ahora, en castellano?, estarán pensando algunos. Bien, la clave de esta revolución científica y casi filosófica es la siguiente: cuando un cuerpo atrae a otro no es magia, lo que ocurre es que el primer cuerpo, por encontrarse donde se encuentra, deforma el espacio-tiempo alrededor suyo más o menos como una bola pesada deformaría una cama elástica; el segundo cuerpo (otra bola pesada, digamos, que se encuentra en algún lugar de esa cama elástica) siente esa deformación y por lo tanto tiende a caerse hacia el primer cuerpo. Evidentemente, pasa lo mismo al revés: el segundo cuerpo también influye sobre la forma que adopta la cama elástica (el espacio-tiempo) y de esa manera hace que el primer cuerpo se caiga, a su vez, hacia el primero. En definitiva: que se atraen, pero que no es culpa de Cupido, ¡es culpa del espacio-tiempo! Esa es, al menos, la explicación que propone Einstein, y hasta la fecha no tenemos otra mejor. </span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">Bueno, ya basta de contexto, ¿no? Esto está muy bien, pero los lectores seguramente estarán preguntándose que cuándo viene lo bueno de verdad. </span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">¡Pues al grano! Entre muchas otras consecuencias de la teoría general de la relatividad, está la predicción siguiente: cuando uno o varios cuerpos se mueven, de cierta forma, emiten las llamadas ondas gravitacionales. El espacio-tiempo es una noción complicada, y para entender las ondas gravitacionales es bueno ampararse en una analogía distinta a la de la cama elástica: la del lago. Cuando un barco (un cuerpo) se mueve por la superficie del lago, crea olas que pueden llegar hasta la orilla y ser vistas, o más bien detectadas, por un espectador. Eso pasa precisamente cuando, por ejemplo, dos agujeros negros giran tan rápidamente al rededor el uno del otro, que generan “olas en el espacio-tiempo”. Algo así como olas en la cama elástica que mencionaba en los párrafos anteriores. Y a estas olas, precisamente, se les ha puesto el nombre de “ondas gravitacionales”. Nada más, y nada menos. Si es que los físicos simplemente aborrecemos los nombres cortos y fáciles. </span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">El año pasado se detectaron por primera vez de forma directa ondas gravitacionales, provenientes de dos agujeros negros, con la ayuda de los detectores LIGO y Virgo. Por cierto, que tal detección les ha valido el premio Nobel de Física, anunciado la semana pasada, a los impulsores de esas colaboraciones: Barry Barish, Kip Thorne y Rainer Weiss. Estos dos agujeros negros cada vez se acercaban más el uno al otro, siempre girando en torno el uno al otro, y cuando se acercaron tanto que casi se tocaban, fusionaron. Tales procesos son tan intensamente energéticos (o sea, que la lían parda allí por donde andan en el universo) que las ondas gravitacionales que se generan en tales ocasiones consiguen, a veces, llegar hasta la tierra con suficiente magnitud como para ser detectadas. Aprovecho este momento para subrayar la calidad del trabajo de Einstein, que hace un siglo predijo un fenómeno (la existencia de ondas gravitacionales) que hemos tardado casi cien años en evidenciar directamente de forma experimental. </span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg4-Z4_Hm-b1feBYFLJ6nl_tuvZKzZUKA9Ff4mIG7E5_iYvNgdSfnByF2XMppgj1d1X7HDrRe2i4MPT3fnX0gEv-1Q_IzKpy6nc9MilaYg1GsVEsWX9FA95SoGR32sIcbrrWBvBw17sYQdK/s1600/ligo.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="900" data-original-width="1600" height="180" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg4-Z4_Hm-b1feBYFLJ6nl_tuvZKzZUKA9Ff4mIG7E5_iYvNgdSfnByF2XMppgj1d1X7HDrRe2i4MPT3fnX0gEv-1Q_IzKpy6nc9MilaYg1GsVEsWX9FA95SoGR32sIcbrrWBvBw17sYQdK/s320/ligo.jpg" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">Para entender el trabajo que he realizado con David Andriot al respecto, aún es necesario otro toque de contextualización. Dejemos a un lado, de momento, la teoría general de la relatividad. Es una teoría muy acertada, pero no lo explica todo. En general, hoy en día, los físicos aún se hacen muchas preguntas sobre el universo a las cuales ninguna teoría en vigor consigue dar respuesta, ni siquiera la teoría del maestro Einstein. Por ejemplo: ¿de qué está hecho el universo? ¿cuál ha sido su evolución pasada y cómo evolucionará en el futuro? (¿seguirá expandiéndose o se contraerá?) ¿Cuales son las fuerzas más fundamentales que rigen los fenómenos más energéticos? ¿Qué ocurre dentro de un agujero negro? ¿Cuántas dimensiones hay? Podría seguir, pero voy a dejarlo ahí por dos motivos: primero, porque no quiero dar la impresión de que no tenemos ni idea de cómo funciona el cosmos (aunque realmente, es lo que hay), y segundo, porque la pregunta que me interesa tratar hoy es esta última: ¿cuántas dimensiones hay?</span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">Esta pregunta puede chocar, claro está. Si el espacio-tiempo se compone de cuatro dimensiones (el tiempo es la primera, y luego están las tres dimensiones del espacio habitual), ¿a qué viene esta pregunta? Esto es algo muy delicado de explicar, y la versión corta es tan frustrante como aterradora: simplemente, existe la posibilidad de que el universo (o el espacio-tiempo) se componga de más de cuatro dimensiones. Obviamente lo que molesta es que si hay más, ¿por qué no las vemos? ¿Por qué no puede uno “viajar” en esa dimensión, en vez de hacia delante o hacia atrás, en vez de hacia la izquierda o hacia la derecha, en vez de hacia arriba o hacia abajo? ¿Qué es lo que me impide dar un paso en esa dimensión, igual que avanzo en una de las tres dimensiones habituales cuando doy un paso hacia delante, hacia la derecha o cuando doy un salto? La idea es la siguiente: existe la posibilidad de que estas dimensiones “extra” no sean del mismo tipo que las que ya conocemos. Quizá, dicen los físicos, estas dimensiones adicionales sean “pequeñas” o se encuentren “enrolladas”, y por ello los humanos no las ven a simple vista. Algo así como túneles diminutos, demasiado diminutos para que nos demos cuenta de su presencia y podamos adentrarnos en ellos. </span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">Sería un despropósito adentrarse en una explicación más detallada de lo que son estas dimensiones “extra”. Es bien difícil representárselas, incluso para los físicos. De hecho, si algún físico le dice algún día que él consigue representarse mentalmente estas dimensiones, deje de hablar con él pues está claro que es un charlatán. Lo que sí hay que tener presente es que la cuestión de las posibles dimensiones “extra” se encuentra en el ojo de la tormenta de futuras teorías que hoy en día se disputan los físicos teóricos del mundo entero. Tener la certeza de que estas dimensiones adicionales existen sería una revolución sin precedente, y nos ayudaría enormemente en tanto que nos permitiría guiar nuestro pensamiento, y nos aportaría una certidumbre al menos, en un océano de inciertos. ¿Quién sabe qué forma tendrá la teoría del mañana? ¿Quién sabe cuáles son las leyes más fundamentales de la naturaleza? ¿Quién sabe cuántas dimensiones existen en este universo?</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">Por fin, he aquí la pregunta que nos hicimos David y yo hace algo más de un año, y que dio lugar a nuestro trabajo: si hay más de cuatro dimensiones en el universo, ¿no se verían ondas gravitacionales “deformadas”? Es decir: al viajar por un universo compuesto por más de cuatro dimensiones, ¿no acabarían por ser diferentes las ondas gravitacionales que llegan hasta la Tierra desde algún agujero negro? La idea era utilizar las ondas gravitacionales para intentar aclarar esta gran pregunta: ¿cuántas dimensiones existen y nos rodean? En particular, la teoría de cuerdas predice la existencia de seis dimensiones extra, además de las cuatro habituales. ¿Es, pues, posible comprobar experimentalmente este aspecto de la teoría de cuerdas a partir de la observación de ondas gravitacionales?</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">Para contestar a esta pregunta, David y yo partimos del modelo matemático (teoría) siguiente: relatividad general, ¡pero en diez dimensiones! Esto sería algo así como copiar las primeras páginas del famoso artículo de Einstein, pero cambiando el número de dimensiones (que eran cuatro en su día) por un número mayor de cuatro. Alguno se estará preguntando, pero esto, … ¿acaso no es lo mismo que la relatividad general de Einstein? Lo es, y no lo es. Es un modelo, una teoría, que puede parecer similar a la relatividad general de Einstein, pero realmente el cambiar el número de dimensiones del espacio-tiempo tiene consecuencias muy graves. Es como trastocar uno de los supuestos de la teoría original, pero manteniendo el “look” de las ecuaciones de Einstein. Es como si digo que a mi coche le voy a añadir unas catorce ruedas y aumentar la potencia del motor. Bueno, unos dirán que sigue siendo un coche … pero es un tren, ¡por Dios! </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">Partiendo de esa base, de las ecuaciones de Einstein en más de cuatro dimensiones (diez, pongamos, como manda la teoría de cuerdas), empezamos a trabajar y a calcular. Lo que hicimos fue, a partir de ese punto de partida, deducir cuáles serían las características de las super-ondas gravitacionales que podrían existir en tales universos compuestos por diez dimensiones de espacio-tiempo. Más concretamente, la idea es la siguiente: suponiendo que las seis dimensiones extra sean “pequeñas” o “invisibles” para nosotros los mortales, pero que sin embargo fueran accesibles por las ondas gravitacionales (o sea que la fuerza de gravedad sí que tendría derecho a dar ese “paso” hacia delante y viajar en esas dimensiones extra), ¿qué diferencia veríamos nosotros? ¿Cómo de diferentes se verían las cosas en los detectores LIGO y Virgo al pasar una onda gravitacional? Estos detectores, recordémoslo, están situados en Estados Unidos (LIGO) y en Italia (Virgo). Terminaron de construirse hace unos años y tuvieron la suerte de detectar ondas gravitacionales al poco de ponerse en marcha. </span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">En resumen: si el universo estuviese compuesto por más de cuatro dimensiones, ¿serían las mismas ondas gravitacionales las que se detectarían? ¿Tendrían la misma forma, las mismas características, o presentarían alguna diferencia? La pregunta es clave, ya que, de ser la conclusión positiva, es decir, que en un modelo con dimensiones extra las ondas nos aparecerían diferentes, tendríamos a nuestro alcance algo así como un detector de dimensiones extra: ¡LIGO y Virgo! Bastaría con utilizar estos dos aparatos para intentar detectar esas posibles diferencias, y así determinar si el universo está compuesto por más de cuatro dimensiones o no. Al que no le haya puesto nervioso esto último que pare de leer. Nada más puedo hacer por él. Estamos hablando de que gracias a unos desarrollos matemáticos, ¡se podría utilizar un detector de ondas gravitacionales a modo de detector de dimensiones extra en el universo! </span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">Los desarrollos matemáticos que realizamos David y yo precisamente dieron lugar a una respuesta positiva. Es decir, que según nuestros cálculos, efectivamente, en un universo con más de cuatro dimensiones, deberíamos de observar (a través de los detectores LIGO y Virgo, por ejemplo) ondas gravitacionales un tanto diferentes. Pero diferentes, ¿con respecto a qué? Pues con respecto a las que pronostica la relatividad general de Einstein, la de siempre, es decir, la que supone que sólo existen cuatro dimensiones de espacio-tiempo. Antes de concluir quiero enfatizar que todo esto es real. Quiero decir que, en realidad, nadie sabe cuántas dimensiones hay en el universo. La única forma de saberlo es esta: diseñar una teoría que parta del supuesto de que hay más de las cuatro dimensiones obvias, y después intentar convalidar o invalidar la teoría por medio de mediciones, observaciones y experimentos. Esta lógica no es nada que nosotros hayamos inventado. Lo innovador en lo que hemos hecho David y yo es que hemos trasladado esa lógica al ámbito de las ondas gravitacionales. </span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">Las “diferencias” que concluimos existirían entre las ondas gravitacionales “convencionales” y nuestras super-ondas que “viven” en más de cuatro dimensiones, no son fáciles de explicar. Son cuestiones relativamente técnicas y de complicada divulgación. Lo importante es lo siguiente: parte de las diferencias que evidenciamos, se podrían ver con los detectores LIGO y Virgo de hoy en día. A día de hoy, precisamente, no se han visto esas diferencias, y en los datos recogidos por LIGO y Virgo hasta la fecha no hay absolutamente nada que apunte a cualquier teoría que no sea la buena y vieja relatividad general de Einstein en cuatro dimensiones. Pero esa diferencia, esa discrepancia, es algo que la gente de LIGO y Virgo está buscando encontrar activamente y con gran afán. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">Claro está, si se consiguiera mediante un detector de ondas gravitacionales poner en duda en cierto modo la teoría que ha reinado sobre nuestro entendimiento de la fuerza de gravedad y del espacio-tiempo durante los últimos cien años, sería una revolución de proporciones bíblicas. Una tormenta. Y en el ojo de esa tormenta, quizá, y con mucha suerte, vientos violentos agitarían nuestro artículo.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><br /></span></div>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
Gustavo Lucena Gómez es Doctor en Física Teórica por la Universidad Libre de Bruselas, donde realizó su tesis bajo la dirección de <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Marc_Henneaux">Marc Henneaux</a>, uno de los expertos más reconocidos en gravitación y física teórica de alta energía. En la actualidad, Gustavo es investigador postdoctoral en el <a href="http://www.aei.mpg.de/">Instituto Max Planck de Gravitacion</a>--Instituto Albert Einstein (AEI), de Potsdam, Alemania.</div>
La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-83192700022031793092017-10-10T10:11:00.000+02:002017-10-10T10:11:47.893+02:00Comenzamos #LasCharlasDelGrel<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi5Wv1AuP6p65YztzUbXFYh4uYhPLcrRiIJ2uJb4QvbPKy9p3dY6yQbWGTdPOsGWx71aTJ0_PeOTwpePrvg7N6eacpyvmQQG4S9p1eu5Gps6siDN3aj6a3ArhPorlTb2cO8Nztv39dcteH9/s1600/las+charlas+del+grel+aparici.jpg" imageanchor="1" style="clear: right; float: right; margin-bottom: 1em; margin-left: 1em;"><img border="0" data-original-height="960" data-original-width="679" height="320" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi5Wv1AuP6p65YztzUbXFYh4uYhPLcrRiIJ2uJb4QvbPKy9p3dY6yQbWGTdPOsGWx71aTJ0_PeOTwpePrvg7N6eacpyvmQQG4S9p1eu5Gps6siDN3aj6a3ArhPorlTb2cO8Nztv39dcteH9/s320/las+charlas+del+grel+aparici.jpg" width="226" /></a></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">Os contamos hace unas semanas que para este curso íbamos a realizar charlas en bares, amén de otras actividades que os iremos anunciando oportunamente. Aquí las tenemos: #LasCharlasDelGrel.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">Para comenzar, no se nos ocurre mejor forma que hacerlo con nuestro compañero Alberto Aparici. Seguro que ya todos lo conocéis pero para los que no, deciros que Alberto es un gran físico y mejor divulgador. Nacido en Castellón y doctorado en Física por la Universidad de Valencia, Alberto es el responsable de comunicación del Instituto de Física Corpuscular (IFIC) de la Universitat de València, y responsable de la sección de Ciencia del programa La Brújula de Onda Cero. Su actividad divulgadora es de una calidad envidiable. Sin duda, Alberto es uno de los grandes divulgadores de este país. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">El título de la charla será "El mundo de las partículas: el modelo estándar y más allá". En propias palabras de Alberto:</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<span style="font-size: large;"><div style="text-align: justify;">
<i>"La física de partículas es la ciencia de lo más pequeño: estudia los componentes elementales de la materia y cómo estos dan lugar al universo que conocemos. Algunos de los actores que participan en esa historia son bien conocidos, como los átomos o los electrones, y otros han llegado hace relativamente poco, como el bosón de Higgs. ¿Cuántas de estas partículas hay y por qué seguimos descubriendo nuevos miembros de la familia a día de hoy, 100 años después de desvelar los secretos del átomo? Éstas son algunas de las preguntas a las que intentaremos responder durante esta charla: nos adentraremos en el mundo cuántico y nos preguntaremos qué es eso a lo que llamamos "partícula"; con un poco de suerte, aprenderemos algo en el proceso. Conoceremos el Modelo Estándar, que nos permite entender los diferentes tipos de partícula y cómo estas "hablan" entre sí, intercambiando energía e información. Finalmente, nos preguntaremos si esto que sabemos ahora, a principios del siglo XXI, es todo lo que hay o aún nos quedan fronteras por explorar."</i></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">La charla tendrá lugar en Ubik Bar, situado en la calle Literato Azorín, número 13, del barrio de Russafa (Valencia), a las 20.00 horas del próximo miércoles 18 de octubre. La entrada será libre. ¡¡Os esperamos!!</span></div>
<div>
<div>
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div>
<br /></div>
</div>
La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com2tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-78264204121922919312017-09-05T09:22:00.000+02:002017-09-05T09:22:37.899+02:00Lo siento mucho, Señor Cousteau<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhOAS176kaiHost9APwgntNmeS0oiceFgkKS-y7N1XfoVbbp0oz1Ku6BE32oEQkvief_xAwoR4tYb0-5KY_5gv6u4S9_vWD8eF0Ii1DVGbEMmqkHv5SBtKRCegELwVhsv2WkeLGzDYvSBOT/s1600/poster+pelicula+custeau.jpg" imageanchor="1" style="clear: right; float: right; margin-bottom: 1em; margin-left: 1em;"><img border="0" data-original-height="416" data-original-width="301" height="400" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhOAS176kaiHost9APwgntNmeS0oiceFgkKS-y7N1XfoVbbp0oz1Ku6BE32oEQkvief_xAwoR4tYb0-5KY_5gv6u4S9_vWD8eF0Ii1DVGbEMmqkHv5SBtKRCegELwVhsv2WkeLGzDYvSBOT/s400/poster+pelicula+custeau.jpg" width="288" /></a></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Muchos y muchas de los que hemos
caído leyendo este blog compartimos una pasión: la ciencia en general y la
física en particular. Tratamos de
entender y explicar objetivamente el mundo que nos rodea y explorar, conocer y comprender
-¡en la medida de lo posible!- los universos que están por descubrir. Sentimos
especial fascinación por ir más allá de nuestras fronteras hacia escalas cada
vez más pequeñas o cada vez mayores, hacia la estructura más fundamental de la
materia o hacia los confines del cosmos.
Todos los que decidimos algún día acercarnos a esta ciencia, de modo
profesional o movidos por la curiosidad, hemos oído hablar de quarks, teoría de
cuerdas, del bosón de Higgs y los neutrinos, de ondas gravitacionales… siempre,
siempre tratando de llegar hasta los límites del (¿deberíamos decir nuestro?)
universo conocido. Y resulta paradójico que, incluso entre todos los</span><span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit;"> </span><i style="font-family: inherit;">freaks</i><span style="font-family: inherit;"> </span></span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">que sentimos esta inquietud, a
menudo pasa desapercibido un mundo aún por descubrir y muchísimo más cercano a
nosotros: el mundo submarino. El océano es un medio hostil para la especie
humana. Como ocurre con el universo exterior, nuestro organismo no está
adaptado al medio y por tanto su exploración está intrínsecamente ligada al
desarrollo científico y tecnológico. Las primeras inmersiones con escafandra
datan del siglo XIX, y con equipos autónomos a mediados del siglo XX. La máxima
profundidad que ha alcanzado un ser humano buceando es de unos 330 metros. ¿No
es curioso que podamos llegar a la Luna, que estemos pensando en explorar Marte
y que seamos extraños en rincones de nuestro propio planeta? Está claro que no
podemos “bajar allí abajo”, por lo que necesitaremos otras técnicas para
explorar lo que ocurre tanto en la columna de agua como en el fondo submarino.
Las ondas electromagnéticas siempre han sido uno de los primeros recursos de
exploración para los humanos. ¡Pero si incluso tenemos una frase que dice “si
no lo veo no lo creo”! La luz –espectro electromagnético visible- ha sido
nuestra primera herramienta de observación y el resto del espectro ha ido
detrás. Sin embargo, las ondas electromagnéticas apenas se propagan en el medio
acuático (unos pocos centímetros si pensamos en las frecuencias propias de las conexiones
de Wi-Fi), así que necesitamos otra herramienta, y aquí es donde queríamos
llegar: las ondas acústicas.</span><br />
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">El océano es un medio
fundamentalmente acústico. La velocidad del sonido en el agua es 5 veces mayor
que en el aire, y su absorción, dependiente de la frecuencia de la onda, es mil
veces menor, lo que facilita que el sonido se propague velozmente y a largas
distancias. Eso sí, como todo no pueden ser ventajas, el medio presenta una
enorme variabilidad que afecta a la propagación del sonido: la velocidad
depende de la presión, de la temperatura y de la salinidad, c=c(P,T,s),
parámetros que varían a lo largo de la columna de agua, lo que, por refracción,
modifica la trayectoria de las ondas acústicas. Estas ondas a su vez sufren
perturbaciones y deformaciones, debido a las reflexiones y a las
inhomogeneidades del medio. Estos condicionantes deben tenerse en cuenta a la
hora de estudia la propagación de las ondas en el mar. <o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Las especies acuáticas están
adaptadas a este medio y han hecho de la acústica su herramienta fundamental de
supervivencia, como los humanos hemos hecho con la vista. La mayoría, llegados
a este punto, pensaremos en los sonidos emitidos por los cetáceos, orientados
fundamentalmente a la detección de presas, identificación de predadores o
comunicación. Estos mamíferos marinos –que suelen, por lo general, resultar
bastante simpáticos- emiten sonidos en un amplio espectro de frecuencias y los emiten no sólo bajo el agua sino también
en superficie, de modo que resultan fuentes acústicas audibles para los
humanos. Sin embargo, no es tan conocido que hay muchísimas otras especies, más
allá de cetáceos, que son “especialistas en acústica”. Algunas especies de
peces, como es el caso del pez sapo, <i>Opsanus tau,</i> emiten sonidos ligados
al cortejo, y muchos de ellos se valen de la detección de las ondas acústicas
para nadar en bancos compactos y no desorientarse. Incluso invertebrados
como cangrejos o langostas emiten sonido vibrando su caparazón o por
frotamiento de partes de su cuerpo. Es precisamente un invertebrado, el llamado
“cangrejo pistolero”, <i>Alpheus
heterochaelis </i>(Imagen 1), el responsable del ruido más intenso producido por
una fuente biológica en el mar. Este cangrejo genera una burbuja de agua
cerrando sus pinzas a gran velocidad. Por cavitación se genera una burbuja de
vapor que colapsa, llegando a provocar “estallidos” de hasta 220dB<i><sub>ref 1</sub></i><i><sub>mPa</sub> </i>dB a 4 cm.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiPdiBjHosIrE-R1k3I0vkxhWzEtdbUDwRhqcox5ZP4nxqecYeSZ4FOvPu-gcafMG_R_KDRQi1jbImjD1hxQYf5S9aCm8UHVQ4HO-Yy09HxM6rtuLDowgPxNgypzG_R6uGMZoY91uZosv7O/s1600/gamba.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" data-original-height="586" data-original-width="751" height="249" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiPdiBjHosIrE-R1k3I0vkxhWzEtdbUDwRhqcox5ZP4nxqecYeSZ4FOvPu-gcafMG_R_KDRQi1jbImjD1hxQYf5S9aCm8UHVQ4HO-Yy09HxM6rtuLDowgPxNgypzG_R6uGMZoY91uZosv7O/s320/gamba.jpg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;"><span style="font-size: x-small;">Imagen 1: <i>El
cangrejo pistolero. Imagen propiedad de CSIRO</i><sup><i>1</i></sup></span></td></tr>
</tbody></table>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Al igual que todas estas y otras
muchas especies, también el hombre ha desarrollado el campo de la acústica
submarina para poder sacar provecho de las ventajas que proporciona un fluido
(el agua) para la propagación de las ondas acústicas y aumentar su conocimiento
sobre el medio acuático. Podría fecharse el inicio de esta disciplina en los
trabajos de Paul Langevin entre 1915 y 1918, demostrando la capacidad de
transmitir señales y con la detección de submarinos utilizando ultrasonidos. Su
desarrollo fue especialmente intenso durante la segunda guerra mundial y la
guerra fría, con aplicaciones de carácter principalmente militar, y
posteriormente su uso se extendió también a las aplicaciones civiles. Las
funciones fundamentales de la acústica submarina son: </span><br />
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">i) </span><b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">Detectar y localizar</span></b><span style="font-family: inherit; font-size: large;"> objetos y obstáculos. </span><br />
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">ii) </span><b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">Medir</span></b><span style="font-family: inherit; font-size: large;">
la características del medio-ambiente marino, o la posición y velocidad de un
objeto. </span><br />
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">iii) </span><span style="font-size: large;"><b style="font-family: inherit;">Transmitir</b><span style="font-family: inherit;"> </span></span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">señales,
tales como datos de instrumentación científica, señales entre buques y
submarinos o telecomandos a dispositivos. Para desarrollar estas funciones,
las técnicas acústicas utilizadas pueden dividirse en dos: técnicas pasivas y
técnicas activas.</span><br />
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
</div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Las técnicas pasivas consisten en
“escuchar” el océano: la observación consiste en registrar los sonidos
existentes y procesarlos, sin emitir energía acústica en el mar. Si fuera del
agua utilizamos los micrófonos, en el agua utilizaremos sus análogos acuáticos,
los hidrófonos, aislados o incorporados a dispositivos más complejos de
monitorización. Los sistemas pasivos tienen un abanico extenso de usos, desde
la utilización recreativa para escucha de cetáceos, la detección y tracking de
algunas especies o la realización de mapas acústicos o estudios de impacto. La
fotografía (muestra un dispositivo pasivo, el SAMARUC<sup>3</sup>, diseñado en
la Universitat Politècnica de València. </span><br />
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span>
<br />
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgdU9F-wSKsgSa-QLtMr6Iz9eEOPyez1E2cBRmCgek9soSdSSeZsAXFMgfgeaia8ubyqWZRaxCQnDhBS5p7IrYfSTSm-nDwZMv5yVe71KDtbJbRrJj69A5SaFwNlwt9QArnZcIUhYjHogbY/s1600/pc.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" data-original-height="533" data-original-width="829" height="205" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgdU9F-wSKsgSa-QLtMr6Iz9eEOPyez1E2cBRmCgek9soSdSSeZsAXFMgfgeaia8ubyqWZRaxCQnDhBS5p7IrYfSTSm-nDwZMv5yVe71KDtbJbRrJj69A5SaFwNlwt9QArnZcIUhYjHogbY/s320/pc.jpg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;"><span style="font-size: x-small;">Imagen 2: </span><i style="font-family: Calibri, serif;"><span style="font-size: x-small;">Sistema
acústico pasivo SAMARUC</span><span style="font-size: small;">.</span></i></td></tr>
</tbody></table>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Los gráficos muestran los niveles recogidos
en un fondeo en Cabrera: el gráfico superior (Imagen 3) corresponde a una semana del mes
de agosto, el inferior (Imagen 4) a la última semana del año. El aumento de tráfico
marítimo en agosto es evidente comparando los dos registros. Cabe destacar
también el aumento de niveles en el último día del registro inferior:
corresponde a fin de año.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiPWZ-YIu01fACQUV-RSwIPTZPVb1rhfoMYmjdc_Q3tz1q3Q5p7zKEbRVfKLE-8qU8jOtyCzaPKY7TJY7pBk2JIHjzJ-o1iFsWTb3WWo71ID2EzoIJ43-yVN0FMCaZsedOqBQCR0vcAqorS/s1600/grafica+superior.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" data-original-height="277" data-original-width="643" height="137" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiPWZ-YIu01fACQUV-RSwIPTZPVb1rhfoMYmjdc_Q3tz1q3Q5p7zKEbRVfKLE-8qU8jOtyCzaPKY7TJY7pBk2JIHjzJ-o1iFsWTb3WWo71ID2EzoIJ43-yVN0FMCaZsedOqBQCR0vcAqorS/s320/grafica+superior.jpg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Imagen 3: <i style="font-family: Calibri, serif; font-size: 8pt;">registro
del fondeo del Parque Nacional de Cabrera a 90 m de profundidad,
muestra la variabilidad diaria de presencia de embarcaciones en del 8
al 16 de agosto de 2013.</i></td></tr>
</tbody></table>
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh4023sgM4ebYItT1PfLSKIkMQ13crE9TZXaLMNLaCyAeluVgdB066DtlAyy4kywhPfk19Wacbne_SmDBCQxHV1CaYc9drcbrTelQQZc9Ak5ZP33-L1NwvBwCqOiV_40V7XhzH9mmsmGMo7/s1600/grafica+interior.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" data-original-height="634" data-original-width="1116" height="181" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh4023sgM4ebYItT1PfLSKIkMQ13crE9TZXaLMNLaCyAeluVgdB066DtlAyy4kywhPfk19Wacbne_SmDBCQxHV1CaYc9drcbrTelQQZc9Ak5ZP33-L1NwvBwCqOiV_40V7XhzH9mmsmGMo7/s320/grafica+interior.jpg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Imagen 4: <i style="font-family: Calibri, serif; font-size: 8pt;">registro
desde el 24 diciembre del mismo año al año nuevo de 2014,
evidenciando la menor presencia de embarcaciones y disminución de
niveles.</i></td></tr>
</tbody></table>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Las técnicas activas, por el
contrario, conllevan la emisión de ondas acústicas en el océano. Su utilización
es muy amplia y, de modo general, permiten detectar y localizar objetos aunque
estos no sean fuentes de sonido–es la principal función de sónares y
ecosondas-, medir características del entorno marino y transmitir señales. El funcionamiento del principal dispositivo
activo –ecosondas y sónar- consiste en su descripción más básica en la emisión
de un pulso acústico y la recepción y procesado del eco producido por los
objetos que encuentra en la columna de agua o en el fondo. La nivel de
intensidad del eco recibido por la ecosonda, EL (<i>echo level</i>), viene dada
según la <i>ecuación del sónar</i><sup>4</sup>:<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<div style="text-align: center;">
<span style="font-size: large;">EL = SL - 2 TL + TS</span></div>
</div>
<div align="center" class="MsoNormal" style="text-align: center;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">En esta ecuación, donde las
magnitudes se expresan de forma logarítmica, SL (<i>source level</i>) representa el nivel de fuente, que es configurado por
el usuario en el momento de emitir el pulso ultrasónico y por tanto conocido,
TL (<i>transmission loss</i>) tiene en
cuenta las pérdidas por transmisión del haz en el camino de ida hasta el
obstáculo y de vuelta hasta la ecosonda, de ahí el “2”, considerando tanto las
pérdidas por absorción como por dispersión geométrica y que son conocidas si se
conocen las propiedades del medio y del pulso emitido y, finalmente, el término
TS (<i>target strength</i>) es el factor de
blanco, que se define como la relación
(en dB) de la intensidad de la onda devuelta (hacia la ecosonda) por el objeto (<i>I<sub>bs</sub></i>) y la que incide sobre
éste (<i>I<sub>i</sub></i>), y tiene la
expresión:<o:p></o:p></span></div>
<div>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div>
<div style="text-align: center;">
<span style="font-size: large;">T S = 10log (<i>I</i><sub><i>bs </i></sub></span><span style="font-size: large;">/ </span><span style="font-size: large;"><i>I</i><sub><i>i</i></sub></span><span style="font-size: large;">)</span></div>
</div>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span>
<br />
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">El TS depende de las propiedades
del objeto sobre el que incide: material, orientación, tamaño, forma, respuesta
a la frecuencia... y por tanto es un parámetro fundamental en el campo de la
acústica activa. <o:p></o:p></span><br />
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Uno de los objetos que nos
encontramos en la columna de agua son, por supuesto, los peces y el estudio de
su TS es una herramienta fundamental en pesquerías<sup>5</sup>: detección de
bancos, monitorización, control de crecimiento, identificación de especies… En el
gif vemos el funcionamiento de una ecosonda de haz simple, que muestra el eco
procedente de un pez atravesando el haz acústico. <o:p></o:p></span></div>
<div align="center" class="MsoNormal" style="text-align: center;">
<i><br /></i></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEglbrpe-_J-_ghQ6dbKNH7sjSsej2wS5ptkWMlMP1OquJanzArE_Wyw2dVyv1bboQnCOUUchNSmFtEgfGmqo9LhYtU3RSlQH9k3RMont7HPQhhyphenhyphenEhrpXSs-bUydbrcyjduW2Az4ooyojBlk/s1600/animation1fishatechosounder.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" data-original-height="92" data-original-width="130" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEglbrpe-_J-_ghQ6dbKNH7sjSsej2wS5ptkWMlMP1OquJanzArE_Wyw2dVyv1bboQnCOUUchNSmFtEgfGmqo9LhYtU3RSlQH9k3RMont7HPQhhyphenhyphenEhrpXSs-bUydbrcyjduW2Az4ooyojBlk/s1600/animation1fishatechosounder.gif" /></a></div>
<div align="center" class="MsoNormal" style="text-align: center;">
<i><br /></i></div>
<div align="center" class="MsoNormal" style="text-align: center;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
</div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Quizá, llegados a este punto, aún
no se os haya pasado por la cabeza pensar qué tiene que ver todo esto de la
acústica submarina con comerse un buen sashimi de maguro. Aunque
probablemente no podáis dejar de pensar en ello, sobre todo si os gusta el
sushi… ¡Lo veremos más adelante! </span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg7VGilT4xKHjyrmFcAqNfusxOHBaoKHXxGQy6BmkuWa3V4mxHNDwyzQul0g6HPnRaa2F87O4CIim_tsUx1NMxpLV1oNpwkdwKQ6KbWX5gKcZLmk-eId7g3ObHX71Fckgza-mAXvDSwEGbF/s1600/sasimi.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" data-original-height="431" data-original-width="647" height="213" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg7VGilT4xKHjyrmFcAqNfusxOHBaoKHXxGQy6BmkuWa3V4mxHNDwyzQul0g6HPnRaa2F87O4CIim_tsUx1NMxpLV1oNpwkdwKQ6KbWX5gKcZLmk-eId7g3ObHX71Fckgza-mAXvDSwEGbF/s320/sasimi.jpg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;"><div align="CENTER" style="margin-bottom: 0cm;">
<i>Sashimi de Akami.</i>
Imagen propiedad de Tunatega Balfegó.<sup>6</sup></div>
</td></tr>
</tbody></table>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">El océano es un mar de ruido, y
el sonido vive en él “como pez en el agua”.
Sintiéndolo mucho, Sr. Cousteau, no, no es un mundo silencioso.</span><o:p></o:p></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: "georgia" , "times new roman" , serif;"><b>Texto de Isabel Pérez-Arjona, Doctora en Física por la Universidad de Valencia y Profesora Titular de la Universitat Politècnica de València (Campus de Gandia).</b></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: "calibri";"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<sup><span style="font-size: 9.0pt; line-height: 115%; mso-bidi-font-family: Calibri; mso-bidi-theme-font: minor-latin;">1</span></sup><span style="font-size: 9.0pt; line-height: 115%; mso-bidi-font-family: Calibri; mso-bidi-theme-font: minor-latin;">http://www.scienceimage.csiro.au/<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<sup><span lang="EN-US" style="font-size: 9.0pt; line-height: 115%; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-family: Calibri; mso-bidi-theme-font: minor-latin;">2</span></sup><span lang="EN-US" style="font-size: 9.0pt; line-height: 115%; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-family: Calibri; mso-bidi-theme-font: minor-latin;">Lohse, D., Schmitz, B.
and Versluis, M. 2001, “Snapping shrimp make flashing bubbles.” Nature
413(6855): 477 – 478<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<sup><span lang="EN-US" style="background: white; font-size: 9pt; line-height: 115%;">3</span></sup><span lang="EN-US" style="background: white; font-size: 9pt; line-height: 115%;">R. Miralles, G. Lara, A. Carrion, and
J.A. Esteban. SAMARUC a Programmable system for Passive acoustic monitoring of
cetaceans. <i>WAVES</i>, 5(1):69–79, 2013.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<sup><span lang="EN-US" style="font-size: 9.0pt; line-height: 115%; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-family: Calibri; mso-bidi-theme-font: minor-latin;">4</span></sup><span lang="EN-US" style="font-size: 9.0pt; line-height: 115%; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-family: Calibri; mso-bidi-theme-font: minor-latin;">Lurton, Xavier. An
introduction to underwater acoustics: principles and applications. </span><span style="font-size: 9.0pt; line-height: 115%; mso-bidi-font-family: Calibri; mso-bidi-theme-font: minor-latin;">Springer Science & Business Media, 2002.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<sup><span lang="EN-US" style="font-size: 9.0pt; line-height: 115%; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-family: Calibri; mso-bidi-theme-font: minor-latin;">5</span></sup><span lang="EN-US" style="font-size: 9.0pt; line-height: 115%; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-family: Calibri; mso-bidi-theme-font: minor-latin;">MacLennan, David N.,
and E. John Simmonds. Fisheries acoustics. Vol. 5. Springer Science &
Business Media, 2013.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
</div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<sup><span lang="EN-US" style="font-size: 9.0pt; line-height: 115%; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-family: Calibri; mso-bidi-theme-font: minor-latin;">6</span></sup><span lang="EN-US" style="font-size: 9.0pt; line-height: 115%; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-font-family: Calibri; mso-bidi-theme-font: minor-latin;">https://www.tunatecabalfego.com/<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-66321090797346586482017-07-31T12:15:00.000+02:002017-07-31T17:14:49.132+02:00Entrevista a Ranga Dias<div align="CENTER" style="margin-bottom: 0cm;">
<br /></div>
<br />
<table cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="float: right; margin-left: 1em; text-align: right;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiMMSsEXGafjPzDhbST5EUSrP5-T2yxVEFXM1ttmh3SAE_B2Mf5r59IXMCBv-TM1xa3bQyfoBYpSTUmTRozh6wFC_tSEkdiORp2y7NWl0E5sCwaXfTaBVlY3SRxtotQZiBMw_aDo6JnA4zg/s1600/WhatsApp+Image+2017-07-31+at+09.31.32.jpeg" imageanchor="1" style="clear: right; margin-bottom: 1em; margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" data-original-height="1600" data-original-width="900" height="320" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiMMSsEXGafjPzDhbST5EUSrP5-T2yxVEFXM1ttmh3SAE_B2Mf5r59IXMCBv-TM1xa3bQyfoBYpSTUmTRozh6wFC_tSEkdiORp2y7NWl0E5sCwaXfTaBVlY3SRxtotQZiBMw_aDo6JnA4zg/s320/WhatsApp+Image+2017-07-31+at+09.31.32.jpeg" width="180" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Oscar Varela y Ranga Dias</td></tr>
</tbody></table>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Llevaba ya un buen rato de aquella radiante mañana de primavera esperando a Ranga Dias en mi oficina del Departamento de Física de Utah State University (USU). Había invitado a Ranga a dar el coloquio semanal y, aprovechando la ocasión, le propuse hacer esta entrevista. Mientras esperaba, repasaba las notas que Juan Angel Sans, nuestro compañero de la Física del Grel especialista en altas presiones, me había pasado para la entrevista. Era realmente un momento muy emocionante. No veía a Ranga desde que terminara mi postdoc en Harvard hacía más de un año y, en ese intervalo, Ranga había publicado un bombazo de artículo en Science junto a su supervisor, Ike Silvera. En ese artículo, Silvera y Dias afirmaban haber logrado un auténtico hito en física de la materia condensada: la largamente buscada fase sólida y metálica del hidrógeno. El llamado por muchos Santo Grial de esta área de la física, cuyo descubrimiento, de confirmarse de forma independiente, está necesariamente llamado a recibir los más altos galardones en Ciencia (<a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2017/01/hidrogeno-metalico-realidad-o-ficcion.html" target="_blank">entrada</a> de Juan Ángel Sans sobre el tema). </span></div>
<div style="font-size: x-large; text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span style="font-family: inherit;">Finalmente Ranga llamó a mi puerta, vestido impecablemente con una elegante americana y relucientes zapatos marrones. Le propuse dar una vuelta en coche por el cañón de Logan, el impresionante desfiladero de las Rocosas en cuya desembocadura se sitúa USU. Nos pusimos al corriente acerca de amigos comunes y família, y me contó que el paisaje le recordaba el de la relativamente cercana, para estándares norteamericanos, Washington State University, en la que realizó el doctorado. En definitiva, me reencontré con un Ranga exultante y feliz por su importante descubrimiento. Una felicidad sin embargo exenta, quizá para mi sorpresa, del menor atisbo de arrogancia y llena de la sincera humildad con que lo recordaba.</span></span></div>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">
</span>
<br />
<div style="font-size: x-large; text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span style="font-family: inherit;">Pasadas unas semanas de nuestro encuentro, publicamos ahora en la Física del Grel aquella entrevista, la primera a Ranga Dias en español. En este intervalo, después de los comentarios de los grupos del Geophysical Lab y de Eremets (<a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2017/03/hidrogeno-metalico-el-contraataque.html" target="_blank">entrada</a> de Juan Ángel Sans al respecto), han aparecido otros dos comments sobre la fragilidad de los datos presentados por Dias y Silvera. Estos nuevos trabajos procedentes de los grupos de Loubeyre en Paris y Gregoryanz (el archienemigo de Silvera), con su grupo dividido entre China y Escocia, ponían de manifiesto los recelos suscitados. Loubeyre incidía en los defectos señalados por Gontcharov y Eremets en sus comments; sin embargo Gregoryanz destacaba que estaba convencido que ni siquiera hay hidrógeno dentro de la celda de yunques de diamante, ya que no se mostraba ningún espectro de transmitancia o reflectancia cuando el hidrógeno es semiconductor, lo que validaría el cambio de tendencia de los resultados mostrados a 495 GPa, cuando el hidrógeno es metálico. La falta de esta medida de contraste junto a no tener imágenes de la muestra a más bajas presiones, hace sospechar a Gregoryanz y su grupo que la junta metálica se ha cerrado y que lo que se está midiendo es un metal, pero no proveniente del hidrógeno. También muestra su escepticismo acerca de la presión alcanzada en el trabajo de Dias y Silvera. </span></span></div>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">
</span>
<br />
<div style="font-size: x-large; text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span style="font-family: inherit;">Pero ellos no se iban a quedar callados, y ya se ha publicado el contraataque de Dias y Silvera en el que intentan resolver todas las dudas planteadas por todos sus críticos. Pero mejor que leer sus explicaciones, ¿Por qué no le preguntamos directamente a Dias, y que nos aclare todas las dudas?</span></span></div>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">
</span>
<br />
<div style="font-size: x-large; text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"></span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: medium;"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><b>Oscar Varela: Es un placer tenerte aquí en USU. Empecemos con alguna generalidad. ¿Qué tal es ser postdoc en Harvard?</b></span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">Ranga Dias: Antes que nada, muchas gracias por la invitación a venir a USU. Es genial estar aquí. Es un campus muy agradable. En cuanto a tu pregunta, Harvard es un sitio muy interesante, intenso y lleno de gente intimidatoria, como mi supervisor. </span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: ¿Es eso cierto?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Es su manera de actuar. Te habla desde muy cerca y es una persona muy corpulenta. En todo caso, estoy aprendiendo mucho. Ya lo hice durante mi doctorado, pero ahora trabajar con Ike (Isaac Silvera) en Harvard es una gran experiencia. Realmente aprendes por su modo de trabajar: cuestionándote cómo vas a hacer tal o cual cosa, pidiéndote que lo escribas para entenderlo, etc. Es en ese sentido que es intimidatorio. Su método te invita a leer más y a entender las cosas mejor. A la vez, es muy sistemático y metódico, y muy paciente. Esas son las cosas que más he aprendido de él: ser sistemático, metódico y paciente. </span></span></div>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"></span><br />
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi_-5q1VOo2lsHHQRxBnfiAegfOCNUWkoAkKO6stQ1XVPo5m0IY-FrKep5jPufw_AptjplKTwTtQdSTCluORe1fgwYijAcpuFB7PFytCkAVF194Uyldd7OBEStCNfWRdjjFGNQUWvNV2h98/s1600/silvera+y+dias.png" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><span style="font-size: large;"><img border="0" data-original-height="303" data-original-width="468" height="207" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi_-5q1VOo2lsHHQRxBnfiAegfOCNUWkoAkKO6stQ1XVPo5m0IY-FrKep5jPufw_AptjplKTwTtQdSTCluORe1fgwYijAcpuFB7PFytCkAVF194Uyldd7OBEStCNfWRdjjFGNQUWvNV2h98/s320/silvera+y+dias.png" width="320" /></span></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;"><span style="font-size: small;">Ranga Dias e Isaac Silvera</span></td></tr>
</tbody></table>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: medium;"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><b>OV: Esas son buenas cualidades para un físico experimental.</b></span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Efectivamente. Ike tiene muchos años de experiencia y realmente sabe de lo que habla. He aprendido mucho de él.</span></span></div>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"></span><br />
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: La Física del Grel es nuestro blog en español. A nuestros lectores les interesara conocer el origen español de tu apellido, Dias. </span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Por supuesto, pero no conozco bien los detalles. Yo soy de Sri Lanka. Mi abuelo materno era australiano y, del lado de mi padre, mi tatarabuelo era de origen español. Mi padre y mi abuelo ya han fallecido, así que lamentablemente no he podido indagar mucho más. </span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: ¿Así que la influencia española es particular a tu familia, y no algo generalizado en Sri Lanka?</span></b></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: En realidad sí que hay una ligera influencia española en general, pero efectivamente, esta conexión particular es algo propio de mi familia. En el certificado de nacimiento de mi padre figura su apellido como Diaz, con z según la manera tradicional española. Pero después, en algún momento y por algún motivo, hubo una modificación del apellido. Es un episodio del que tengo que investigar más.</span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: Acerca de vuestro descubrimiento, Ike ha estado trabajando en ello durante muchos años. ¿Cuándo te viste involucrado en la investigación?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Durante el doctorado, adquirí experiencia en física de altas presiones e incluso anteriormente he estado interesado en superconductividad. Mi sueño es obtener superconductividad a temperatura ambiente. Ya de niño me fascinaba este tema. También de niño desarrolle gran afición por la Astronomía. Con tan solo ocho años me hice socio de la Sociedad Astronómica de Sri Lanka. </span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: Afición que continuó durante la carrera en Física.</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Así es. En la Universidad, en Sri Lanka, había un instituto especializado y los estudiantes de los últimos cursos nos reuníamos allí los sábados para hablar de astronomía y física en general. Es en esas reuniones donde oí mencionar por primera vez la superconductividad. En aquellos momentos no tenía demasiada idea del asunto, pero me parecía fascinante. Después, durante el doctorado en la Universidad Estatal de Washington, en EE.UU., leí más sobre superconductores a temperatura ambiente. Le pregunté a mi supervisor si podríamos estudiar el hidrógeno, pero me dijo que era muy difícil y que necesitaríamos un gran presupuesto en diamantes. No estaba por la labor. Pero después empecé a trabajar con Ike en Harvard, hace ahora tres años.</span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: ¿Así que vienes trabajando en este experimento desde hace tres años?</span></b></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Eso es, pero los conocimientos previos necesarios los tengo desde el doctorado. Es por eso que me fue fácil coger el ritmo del experimento.</span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: Una pregunta un tanto impertinente: ¿Cuántos diamantes rompiste con las altas presiones antes de realizar el descubrimiento?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Te sorprenderá, pero realmente tengo una tasa de éxito del 100%. Cada vez que realizamos el experimento, íbamos algo más allá de 300 GPa (GigaPascal), un récord en el laboratorio de Ike. Y los diamantes resistían, incluso el par de veces que llegamos hasta 400 GPa. Lo más importante es que en cada experimento descubríamos algo nuevo, eso es algo que puedo decir claramente: una nueva fase, el hidrógeno negro, las nuevas fases HD (Alta Densidad), hidrógeno metálico…</span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: ¿Se corresponde cada uno de esos experimentos con una publicación? ¿O con varias?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: El paper sobre el hidrógeno metálico en realidad se basa en tres runs. Pero la fase brillante tiene un solo run. La fase HD la hicimos con un solo run, pero tardamos cuatro meses en obtenerla. Además de todo eso, también escribimos algún artículo de review.</span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: Después de trabajar en este Proyecto durante tres años, al darte cuenta de que habías creado hidrógeno metálico en el laboratorio, ¿cuál fue to primera reacción? ¿Estabas solo en el laboratorio o con Ike?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Teníamos muchas cosas, una nueva fase negra del hidrógeno que parecía correcta, pero decidí aumentar la presión. Era la una de la madrugada, yo apretaba más y más fuerte mientras miraba la muestra por el microscopio y, en un determinado momento, la muestra comenzó gradualmente a resplandecer. Inmediatamente pensé que era algo importante, y me asusté al pensar que el diamante se podía romper. Entonces llamé a Ike.</span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: ¿A la una de la mañana?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Si, a la una de la mañana. Ya me había dicho que si veía algo importante en el laboratorio, que lo llamara sin importar la hora. Le dije que no haría nada más hasta que él llegara. A primera hora de la mañana siguiente, y un estado de gran excitación, Ike revisó todo. Me preguntó detalles técnicos. Hablando con Ike es cuando me di cuenta de lo que acababa de suceder: lo habíamos logrado. Me dijo que ahora que lo teníamos era hora de demostrar sus propiedades, así que trabajamos sin descanso durante dos o tres semanas para obtener todas las medidas relevantes.</span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: ¿Trabajasteis en secreto?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: No, somos un grupo pequeño y todo el mundo estaba al tanto y emocionado. Pero tan solo Ike y yo realizábamos las medidas. Trabajamos hasta tarde, comprobándolo todo. Fue fantástico, y muy intenso. Teníamos un miedo terrible a romper la muestra antes de terminar todas las medidas, de modo que al obtener el primer set de datos respiramos aliviados. Entonces, por las noches ya en casa, me preguntaba si todo lo que estaba pasando era real. Me surgían dudas: ¿quizá estábamos pasando algo por alto que lo estropeaba todo? Pero a la mañana siguiente en el laboratorio comprobaba que los temores eran infundados y que todo era correcto. Una vez todo hubo terminado me sentí aliviado y tremendamente feliz de haber tenido la suerte de formar parte de esto, y por Ike. Realmente se lo merece.</span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: Ike ha estado buscando hidrógeno metálico durante mucho tiempo.</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Durante 45 años. Conoce el área muy bien, y buscarlo junto a él fue para mí un privilegio.</span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: ¿Pensaste en algún momento, hace tres años cuando empezaste, que llegarías a gritar Eureka?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: En el fondo sí, sabía que lo podía hacer, pero me preocupaba exteriorizarlo. Era optimista, puesto que siempre pensé que el experimento era factible. Nunca me planteé abandonar. Si no lo hubiera hecho con Ike, hubiera sido mi próximo proyecto independiente. En 2011 el grupo de Eremets del Instituto Max Planck publicó un artículo sobre hidrógeno metálico sólido, donde decía que se podía llegar a hacer. En realidad, no usaban el adjetivo “metálico” para referirse a la fase de manera explícita, solo “conductor”. Pero de todos modos pensé que me tendría que apresurar si no quería que me reventaran la exclusiva.</span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: ¿Cómo cambia tu descubrimiento el diagrama de fases del hidrógeno, tal como lo conocemos?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Las tres primeras fases han sido estudiadas exhaustivamente durante los últimos 25 años. Se pensó que sería la fase 3 la que pasara a metálica, aunque también podría haber otras transiciones. Más recientemente, en 2012, se descubrió la fase 4 a temperatura ambiente. Tras 25 años sin pasar nada realmente, este descubrimiento fue algo muy emocionante que dotó al campo, de nuevo, de gran actividad. Con la nueva fase metálica que ahora hemos encontrado, el diagrama de fases del hidrógeno ha sido completado. Las primeras tres fases fueron muy observadas tanto experimentalmente como de forma teórica. El resto del diagrama de fases se basaba solo en argumentos teóricos. Pero ahora todo se junta en una hermosa imagen del diagrama de fases completo. El nuevo descubrimiento también proporciona la piedra angular para posteriores desarrollos teóricos más rigurosos. Creo que es importante que teóricos y experimentales trabajen de forma coordinada. La nueva fase está en muy buen acuerdo con las predicciones teóricas de la presión de metalización. </span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiFj7PnTCPH8ZxDWuT7CYLy8JjT7-r7aL7Yyo3NsQhApKQSIop7N9dgHBmECUazwqEGW6fpu5oBQNV8f_ILPXr-Orlh7DUU8eAvj2zpBpiKMoDd1Elnf-7xgJE-ftETHmAA56bJ_lbHDnCm/s1600/foto+1.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><span style="font-size: large;"><img border="0" data-original-height="864" data-original-width="1062" height="260" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiFj7PnTCPH8ZxDWuT7CYLy8JjT7-r7aL7Yyo3NsQhApKQSIop7N9dgHBmECUazwqEGW6fpu5oBQNV8f_ILPXr-Orlh7DUU8eAvj2zpBpiKMoDd1Elnf-7xgJE-ftETHmAA56bJ_lbHDnCm/s320/foto+1.png" width="320" /></span></a></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: medium;"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><b>OV: La predicción original de Wigner y Huntington obtenía correctamente la densidad, pero no la presión. </b></span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: En realidad, lo que más importa es la densidad. La presión es solo el instrumento para obtener una densidad dada. En tiempos de Wigner y Huntington, cosas como la energía del punto cero y la anharmonicidad no se entendían bien. Además, usaron una ecuación de estado incorrecta. Su modelo, sin embargo, era esencialmente correcto. Tan solo daba una predicción para la presión equivocada. </span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: El hidrógeno metálico sólido se ha venido en llamar el Santo Grial de la física de altas presiones. Muchos grupos de investigación competían por realizar este descubrimiento. Por tanto, quizá no es sorprendente que vuestro resultado haya generado tanta polémica. ¿Esperabas tanta controversia?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Desde luego. Esperaba la reacción de Eugene Gregoryanz en la línea en que lo hizo, era solo cuestión de tiempo. De Eremets esperaba algo también, pero quizá más basado en argumentos científicos, no en insultos. Creo que fue una respuesta muy personal, muy emocional. En la comunidad científica es bueno tener opiniones fuertes, tener carácter y ser vehemente. No tienes por qué estar de acuerdo con todo pero siempre circunscrito al área científica. Así es como conseguimos avanzar en Ciencia. </span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: Y así es como debería ser, informando de las investigaciones en artículos y conferencias. Por ejemplo, la semana pasada hubo una reunión en el APS (Advance Photon Source). ¿Cómo fue?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Sí, di una charla a la que vino mucha gente. Estaba abarrotado. Fue realmente bien. Con dos o tres muy buenas preguntas, fue una gran reunión científica. Me atrevería a decir que la mayor parte de la comunidad científica, no solo circunscrita al campo de las altas presiones, es en general optimista con nuestro descubrimiento. Pienso que demandan poder reproducir el experimento y mostrarlo a la gente que no es tan optimista. Esto es lo que tenemos que hacer y no enfadarnos sobre las cosas que se dicen.</span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: Mencionaste la reproducibilidad de vuestros resultados como un punto importante que usan tus competidores. ¿Por qué es tan importante? Porque en principio, cualquier grupo podría repetir el experimento usando las mismas técnicas, ¿no?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Realmente no lo sé, todo está ahí. Yo diría que la gente del Max Planck son los que han estado más cerca de hacerlo pero estaría más que feliz de darles todo. Quiero decir que pusimos toda la información en el artículo pero si alguien necesita más información, estaría feliz de responderles porque así es como debería ser. Así que soy muy optimista. </span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: Ahora podemos pasar a profundizar en la parte técnica. Hay controversia en las técnicas que vosotros habéis usado. ¿Por qué no usasteis difracción de rayos X, siendo una técnica que daña menos los diamantes?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Con los rayos X solo puedes ver la estructura y el hidrógeno es un elemento con bajo Z (número atómico). Siendo la intensidad de dispersión proporcional al número atómico, la señal obtenida sería muy pobre. Así pues, no puedes obtener difracción de rayos X de hidrógeno. Si hubiera sido fácil, lo hubiésemos intentado con toda seguridad. Así pues, Raman y la IR reflectividad eran las técnicas más sencillas para poder extraer señal del hidrógeno, aunque se llegase a la rotura de los diamantes. </span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><b style="font-family: inherit;">OV: Una de las principales preocupaciones de los críticos es la presión a la que se ha llegado, argumentando que quizás la presión a la que llegasteis en el artículo no es realmente la que alcanzáis</b><span style="font-family: inherit;">. </span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Nosotros no decimos que a 495 GPa va a ser metálico. Si son 25 o 50 GPa más o menos no nos importa. Lo importante es ver la transición; la presión realmente no importa porque nosotros no decimos que a esta presión exacta sucede la metalización. La incertidumbre en la presión no importa realmente. En estos términos, no creo que sea un problema porque mostramos la transición. Por otro lado, la gente está discutiendo que por ejemplo, un grupo ha recalculado nuestra presión diciendo que es alrededor de 382 GPa, vamos a decir 400 GPa de media. Eremets dice que 400 GPa y Paul Loubeyre de Francia dice que es 380 GPa y el “GeoPhysical Lab” en Washington dice que tenemos 300 GPa. Ni ellos mismos se ponen de acuerdo con la presión. </span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: Por lo que entendí, hay debate sobre cómo se midió la presión con el pico Raman del diamante.</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Esta es la parte que la gente ha malinterpretado. Nosotros tomamos el espectro Raman del diamante, que todo el mundo usa para estimar la presión. Es decir, que tenemos el espectro experimental del Raman e indica que estamos a 495 GPa. El problema es como la gente calibra este fonón del diamante con diferentes escalas: Eremets usa una, Paul Loubeyre otra diferente, al igual que el Geophysical Lab. Todo el mundo usa escalas diferentes y por tanto, es lógico conseguir presiones diferentes. Pero lo importante es el espectro Raman en sí. Al medir dicho espectro y representar la intensidad vs la frecuencia vemos un pico que es el pico sin estrés del diamante. Da igual pues la escala que uses, lo importante es alcanzar esta frecuencia para poder decir si corresponde a la presión que hemos dicho nosotros o no. Nadie, excepto nosotros, ha conseguido esta frecuencia. Hubo gente que se quedó cerca, como Eremets. Si todo el mundo usara la misma escala de calibración frecuencia-presión, todos estarían de acuerdo y nosotros tendríamos la máxima presión porque hemos conseguido medir el fonón Raman del diamante a la frecuencia más alta. Por otro lado, algunas personas dicen “pero, ¿cómo sabéis que esa señal está viniendo del diamante?</span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: Sí, esa es otra de las críticas que se hacen a vuestro trabajo.</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Nosotros enfocamos el láser a la superficie exterior del diamante y después en la culata interior. Así puedes ver como ese pico desaparece en ese rango de frecuencias. Si viniese de otro sitio podrías verlo pero los diamantes siempre están ahí. Así, mostramos en el artículo que cuando enfocas a la culata del diamante aparece el pico Raman a la máxima frecuencia y no cuando enfocas a su tabla. Por otro lado, esto no puede ser considerado fluorescencia, ya que los picos de fluorescencia son muy estrechos y afilados. Además, cuando enfocas el láser a la culata del diamante se ve un doblete. Una de las razones por la que probablemente se ve ese doblete es el pequeño gradiente de presión, también característico de estos sistemas y que te indican que son picos reales. Cuánto mayor sea la diferencia de presión, mayor será la diferencia entre estos dos picos. Estas divisiones pueden venir de picos degenerados o cosas así. En resumen, nosotros no tenemos duda de que el pico Raman que medimos es real.</span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: Bueno, ahora viene la siguiente cuestión que concierne a la alúmina. La alúmina es la capa que vosotros pusisteis en la culata de los diamantes para evitar la difusión del hidrógeno. ¿Cómo sabéis que no fue la alúmina la que se volvió metálica y la que visteis brillar?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Tenemos experiencia en cómo la alúmina se comporta a 400 GPa y altas temperaturas e incluso a bajas temperaturas, y con ninguna de esas condiciones se vuelve metal. Algunos cálculos predicen que puede llegar a ser metal a 900 GPa y a altas temperaturas, así que son condiciones muy alejadas del rango que estamos usando. Por otro lado, si la alúmina se volviese metálica, no podríamos ver una parte oscura (junta) y otra brillante (muestra). Se debería ver todo igual. El área completa debería ser uniforme o quizás un poco más difusa o reflectante de forma gradual. Así pues, no podríamos ver los detalles. Por otro lado, el espesor de la capa es de unos pocos nanómetros (10-20 nm) y siendo el coeficiente de absorción de la alúmina, según cálculos teóricos, de 67nm-1 cuando se vuelve metal, lo que es más largo que el tamaño de la capa, la luz podría atravesarla y parecería transpartente al ser más larga que el tamaño de la capa. Así se podría ver el hidrógeno negro o transparente, si ese fuese el caso.</span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: ¿Y si la alúmina reaccionase con el hidrógeno creando un nuevo compuesto? ¿Cómo sabéis que esto no ha pasado?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Por los espectros Raman. Si tuviésemos alguna reacción, la veríamos por el cambio del espectro Raman y podríamos ver algunos picos correspondientes al hidruro de aluminio. Por otro lado, si eso pasara, serían solo unos pocos nanómetros de lo que estamos hablando. Otra vez es el pequeño tamaño de la capa de alúmina comparada con la profundidad de penetración lo que haría dicha capa transparente. Así, hemos planeado un experimento para ser justos con todos y poder discutirlo científicamente sin problemas. Tenemos varios experimentos preparados. </span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: ¿Crees que será útil?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Sí, y también usaremos otras técnicas para que la gente lo vea.</span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: Para finalizar el apartado de objeciones técnicas, Gontcharov y Struzhkin se quejaron de que las correcciones sobre la reflectancia estaban mal y que los valores no son los que vosotros habéis reportado.</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: En el artículo tenemos los datos en bruto, antes de las correcciones, y el problema es la existencia de otro artículo que usa unas correcciones diferentes. Este es el artículo de Vora, que dice que el gap del diamante se cierra bajo presión. Nosotros lo hemos discutido en profundidad, y averiguamos leyendo e informándonos al respecto que el artículo en sí mismo tiene algunos problemas. Empezando porque dice que incluso a 200 GPa el gap del diamante se cierra por lo que no pasaría nada de luz por él, lo que no se ha observado por ninguno de los investigadores que hacen estos experimentos en diamantes sino lo contrario, el diamante permanece transparente a 200 GPa. Por otro lado, usan la reflectancia metálica del molibdeno y otros metales, lo que es en sí mismo un problema a altas presiones ya que la ecuación de estado que se usaba en ese momento estaba anticuada y necesitaba algunas correcciones. En ese artículo que comentamos, la densidad reportada por sí misma presentaba algunos problemas. Así, hubo otro artículo publicado por la gente del SLAC (National Acceleartor Laboratory) en Stanford en el que ven que el gap del diamante se está abriendo, lo contrario a lo que Vora publicó. La solución a esto pasa pues por olvidarte de las correcciones y quedarte con los datos en bruto, porque las condiciones del artículo de Vora no son las mismas que en nuestros experimentos. El problema recae en extrapolar las medidas de otros.</span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEggAWwEzzTUWBHZug-fdKUbaLVSjmFGWlCMy6aQESXSCDBk64KHimI88QpWpi0F7-_KG_MIujNOec-kaX7nCw0d_W2cNm6832nRDRBZuZ7SR1_PyXQzebe01AP6xIIyAo6o3QVXlMNemRzj/s1600/hidr%25C3%25B3geno+metalico.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><span style="font-size: large;"><img border="0" data-original-height="702" data-original-width="1226" height="183" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEggAWwEzzTUWBHZug-fdKUbaLVSjmFGWlCMy6aQESXSCDBk64KHimI88QpWpi0F7-_KG_MIujNOec-kaX7nCw0d_W2cNm6832nRDRBZuZ7SR1_PyXQzebe01AP6xIIyAo6o3QVXlMNemRzj/s320/hidr%25C3%25B3geno+metalico.jpg" width="320" /></span></a></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: Así que el fundamento es que las condiciones de vuestro experimento no son las mismas que las reportadas en otros artículos como el de Vora.</span></b></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Sí, ellos usan diamantes diferentes; además son diamantes de no tan alta calidad y la ecuación de estado que usan es un poco anticuada, asumiendo que la reflectancia es la misma. Existen pues muchos problemas.</span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: Así que tú crees que esos argumentos han hecho cambiar de opinión a los críticos. ¿Se han convencido de vuestros resultados?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Sí. Estuvimos hablando de cómo cambia el valor absoluto. Lo mejor sería usar exactamente nuestras mismas condiciones experimentales y medir la absorción de los diamantes. Nuestro siguiente experimento está planeado poniendo alúmina y apretarla. Haciendo esto podremos ver la absorción de los diamantes. Así esto resolverá todas estas críticas. Estamos seguros que esa alúmina no tiene nada que ver con la absorción del diamante, pero la gente podrá ver directamente con datos lo que está pasando. </span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: Es muy desafortunado haber perdido la muestra, ¿habéis planeado hacer más experimentos para reproducir vuestros resultados? </span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Sí, tenemos muchos experimentos planeados. Llevaremos a cabo experimentos de conductividad, comprimiremos la alúmina, mediremos la absorción de los diamantes en nuestras condiciones y resolveremos todas esas críticas. Pero eso no cambia las conclusiones del artículo, solo dará a la gente una reconfirmación. Creo que llegados a este punto deberíamos hacerlo, es bueno para todo el mundo. </span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: Ya veo, es una época muy excitante en Harvard, en el laboratorio de Silvera ¿No es así?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Sí, si.</span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: Y ¿Qué tal en Sri Lanka?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Ha sido un bombazo. Tengo muchas llamadas de teléfono de medios nacionales, muchísimas entrevistas, algunas de ellas telefónicas, por Skype etc. </span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: ¿Eres famoso ahora?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: No lo sé, pero mi madre ha recibido muchas llamadas preguntando por mí.</span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: ¿Con preguntas sobre presiones e hidrógeno?</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: Le dije que diese mis datos personales para localizarme, de modo que no tuviese que responder a esas preguntas. La noticia salió en periódicos y televisiones en Sri Lanka, por todos lados. </span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: Supongo que aún no has ido en persona a Sri Lanka desde que esto pasó.</span></b></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">RD: No, aún no. Sé que va a ser intenso. También quieren conocer detalles acerca de estas controversias que se han generado. Intentaré resolverlas, especialmente en mi universidad en Colombo.</span></span></div>
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit; font-size: medium;">
</span>
</span><br />
<div style="text-align: justify;">
<b style="font-family: inherit;"><span style="font-size: large;">OV: Muchas gracias por tu tiempo. Es un verdadero placer que hayas venido a USU y hayamos podido tener esta conversación, tras la gran charla que has dado. Decirte que estoy muy feliz de que hayas aceptado hablar para nosotros. Es una entrevista para un blog dedicado a la Física que se llama en español La Física del Grel. Fue creado por alguno amigos de la licenciatura para hablar sobre las corrientes actuales de la Física y uno de nosotros, Juan Angel Sans, trabaja en tu campo de trabajo, habiendo escrito ya varias entradas en nuestro blog sobre el tema (<a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2017/01/hidrogeno-metalico-realidad-o-ficcion.html" target="_blank">aquí</a> y <a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2017/03/hidrogeno-metalico-el-contraataque.html" target="_blank">aquí</a>)</span></b></div>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">
</span>
<br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">RD: Muchas gracias por invitarme y agradezco mucho el poder estar aquí. Muchas gracias.</span></div>
<span style="font-family: inherit;">
</span>
<br />
<div style="font-size: x-large; text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;">
</span>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">Texto de Juan Ángel Sans y Óscar Varela. Agradecer a Ranga Dias su accesibilidad y simpatía. </span></div>
<span style="font-family: inherit;">
</span>La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-57032757340867686072017-07-12T10:05:00.000+02:002017-07-12T10:05:39.768+02:00El acoplamiento de la electricidad y el magnetismo en materiales funcionales: ¿una vieja o joven pareja?<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="ES-TRAD"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="ES-TRAD"><span style="font-family: inherit; font-size: large;">Los fenómenos en los que interviene la
interacción electromagnética han despertado la curiosidad humana desde los comienzos
de la ciencia. Ya en el S. VI a.c. los
griegos observaron que tras friccionar una resina como el ámbar esta atraía a
algunos materiales livianos, y también cómo materiales como el hierro eran
atraídos por otros, como es el caso de la magnetita, el imán natural más
antiguamente conocido. Exceptuando el
descubrimiento de la brújula, pocos progresos significativos tuvieron lugar
hasta comienzos del S. XIX, cuando Christian Oersted advirtió la desviación de
una aguja imantada al ser colocada en dirección perpendicular a un conductor
eléctrico. Trabajos posteriores de los científicos Ampère y Faraday dieron
lugar al desarrollo de una sola teoría para describir los fenómenos eléctricos
y magnéticos, mejorada y unificada por Maxwell en 1862 dando lugar a sus famosas
ecuaciones.<o:p></o:p></span></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="ES-TRAD">En medios materiales aparecen fenómenos conocidos
como la ferroelectridad y el ferromagnetismo.
Existe un claro paralelismo en el tratamiento formal de ambos, sin
embargo, su origen microscópico es muy diferente (¡y además el Fe no tiene por
qué estar involucrado en ellos!). Los
materiales en los que ambos fenómenos tienen lugar y se dan la mano son
conocidos como materiales <i>multiferroicos</i>.
Por un lado, un material ferroeléctrico
es aquel que posee una polarización eléctrica espontánea <b>P</b>, debido al desplazamiento colectivo de cationes y aniones que
crean dipolos eléctricos (dos cargas de signo contrario separadas por una
cierta distancia). </span><span lang="ES-TRAD">Los dipolos eléctricos del
material pueden alinearse y ser controlados por un campo eléctrico externo. La
mayoría de ellos son óxidos de metales de transición aislantes, que presentan
capas electrónicas <i>d</i> vacías en el
metal de transición (región verde figura 1).
Por el contrario, un material magnético requiere de capas electrónicas
semi-llenas (región morada figura 1) que dotan al material de una imanación
neta <b>M</b>. El alineamiento de los momentos magnéticos de
espín puede redirigirse mediante campos magnéticos. <o:p></o:p></span></span><br />
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="ES-TRAD"><span style="font-family: inherit; font-size: large;">A
pesar de que a priori ambos fenómenos aparenten ser excluyentes, hay casos en
los que los grados de libertad eléctricos y magnéticos están acoplados. En
tales materiales es posible controlar su respuesta eléctrica (<b>P</b>) y magnética (<b>M</b>) mediante campos magnéticos y eléctricos respectivamente y se
dice que presentan acoplamiento magnetoeléctrico lineal (región azul en la
figura 1). El físico Pierre Curie fue el primero en
predecir teóricamente el efecto magnetoeléctrico en medios materiales en 1894, pero
no fue hasta 1960 cuando su conjetura fue demostrada experimentalmente por
Astrov, que detectó por primera vez el efecto magnetoeléctrico en el óxido de
Cromo, Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>. Con
el objetivo de explotar las llamativas propiedades de estos materiales, a partir
de la década de los 60 se han intentado buscar compuestos donde no sólo haya
acoplamiento entre sus respuestas a campos externos, sino que además los
ordenamientos ferroeléctrico y ferromagnético tengan lugar de manera
espontánea.</span></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="ES-TRAD"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjCF9qOfGB4abosyb6DSViK7mnrSii8He3RpNh0jmla_yv0aa6Pl-FFkvgBV08g-v5ngGJZYLO0h_O5kDTtncR25DSpx1Rv779jqYHleTCU3sArx3XXGHMPsMPgIZ8DesqYaurZVN-YKPFN/s1600/afdafdafadfaefea.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" data-original-height="655" data-original-width="1016" height="206" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjCF9qOfGB4abosyb6DSViK7mnrSii8He3RpNh0jmla_yv0aa6Pl-FFkvgBV08g-v5ngGJZYLO0h_O5kDTtncR25DSpx1Rv779jqYHleTCU3sArx3XXGHMPsMPgIZ8DesqYaurZVN-YKPFN/s320/afdafdafadfaefea.jpg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;"><div align="center" class="MsoNormal">
<b><span lang="ES-TRAD" style="font-size: 9.0pt; line-height: 115%; mso-ansi-language: ES-TRAD; mso-bidi-font-size: 11.0pt;">Fig. 1.</span></b><span lang="ES-TRAD" style="font-size: 9.0pt; line-height: 115%; mso-ansi-language: ES-TRAD; mso-bidi-font-size: 11.0pt;"> La unión de los ferroeléctricos (FE) y los materiales magnéticamente ordenados son
los multiferroicos (MF). Aquellos que además presentan acoplamiento
magnetoeléctrico (ME) son multiferroicos magnetoeléctricos.<o:p></o:p></span></div>
</td></tr>
</tbody></table>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="ES-TRAD"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="ES-TRAD"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="ES-TRAD"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="ES-TRAD"><span style="font-family: inherit; font-size: large;">La simetría juega un papel fundamental en la
aparición de un estado multiferroico. En un principio, se podría pensar que los
multiferroicos son aquellos materiales cuyas propiedades físicas, estructurales
y electrónicas, sean la suma de las de un material ferroeléctrico y un material
magnético. Atendiendo a su simetría, encontramos 31 grupos magnéticos o de
Shubnikov que permiten la polarización espontánea y otros 31 en los que es
posible tener magnetización espontánea. De la intersección de ambos se obtienen
13 grupos. Sin embargo, dentro de estas 13 simetrías, se encuentran materiales
que no son multiferroicos magnetoeléctricos.
En definitiva, el multiferroismo entraña varios factores competitivos
bastante sutiles y entre otras muchas causas, las cuestiones clave que se
plantean para entender la aparición del multiferroísmo es cómo es posible que
el ordenamiento magnético provoque la ferroelectricidad y cuál es el papel de
la frustración magnética en todo ello.<o:p></o:p></span></span><br />
<span lang="ES-TRAD"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="ES-TRAD"><span style="font-family: inherit; font-size: large;">Desde las últimas dos décadas, el estudio y
la búsqueda de materiales multiferroicos está siendo una de las cuestiones más
atrayentes y desafiantes en física de la materia condensada [2]. El resurgimiento del estudio de estos
materiales se explica por varios motivos: estos materiales son muy interesantes
desde el punto de vista de la investigación fundamental, dado que los
mecanismos por los que surge la multiferroicidad no se han esclarecido de una
forma sistemática hasta el momento; por otro lado, abren un nuevo abanico de
aplicaciones en espintrónica y almacenamiento magnetoeléctrico de la
información. En particular, además de aunar las aplicaciones que tienen los
materiales ferromagnéticos (como el almacenamiento de información en regiones
de polarización magnética opuesta) y ferroeléctricos (como sensores, memorias
RAM), los multiferroicos magnetoeléctricos ofrecen la posibilidad de diseñar
memorias magnetoeléctricas. Este es el caso del BiFeO<sub>3</sub>, que es
multiferroico a temperatura ambiente y permite la manipulación de su imanación
mediante campos eléctricos, lo cual representa un paso fundamental en el
control magnetoeléctrico de dispositivos en espintrónica [3]. Otras vías de
investigación promueven la creación de dispositivos con cuatro estados lógicos
(dos magnéticos y dos eléctricos), como es el caso de las uniones túnel en
películas delgadas de La<sub>0.1</sub>Bi<sub>0.9</sub>MnO<sub>3</sub> [4].<o:p></o:p></span></span><br />
<span lang="ES-TRAD"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="ES-TRAD"><span style="font-family: inherit; font-size: large;">A pesar de que pueda parecer relativamente
sencillo encontrar materiales con propiedades magnetoeléctricas acopladas,
estamos aún lejos de dar con el <i>multiferroico
perfecto.</i> La explicación podemos encontrarla en los dos multiferroicos más
estudiados hasta el momento, que son el BiFeO<sub>3</sub> y el TbMnO<sub>3 </sub>[5]. El punto a favor del primero es que presenta
acoplamiento magnetoeléctrico a temperatura ambiente y el valor de polarización
eléctrica es comparable al de un ferroeléctrico estándar. Sin embargo, su imanación es muy débil, así
que el punto flaco se encuentra en sus propiedades magnéticas. El TbMnO<sub>3</sub> al contrario presenta una buena
respuesta magnética, pero a muy bajas temperaturas, y su polarización eléctrica
es muy débil. Es por ello que las
últimas investigaciones apuntan hacia la aplicación de estímulos externos para
tratar de mejorar las propiedades eléctricas y magnéticas y trasladarlas a
temperatura ambiente. Y todo ello se
consigue gracias al constante avance en el control de parámetros como la
presión o la tensión epitaxial en el caso de la fabricación de películas
delgadas. Por ejemplo, trabajos muy
recientes en el TbMnO<sub>3</sub> muestran una notable mejoría en sus
propiedades eléctricas, bien al aplicar presión por encima de 4 GPa [6], o bien
al ajustar la tensión epitaxial en la fabricación de películas delgadas [7].<o:p></o:p></span></span><br />
<span lang="ES-TRAD"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="ES-TRAD"><span style="font-family: inherit; font-size: large;">La obtención de materiales multiferroicos en condiciones ambiente resulta muy interesante para aplicaciones tecnológicas.
Por un lado, los materiales ferromagnéticos son el ingrediente básico en
tecnología de sensores o en dispositivos de almacenamiento de información, como
los discos duros que hay en nuestros ordenadores. Por otra parte, los materiales
ferroeléctricos suelen usarse en sistemas que puedan generar o detectar
pequeñas deformaciones mecánicas, como los altavoces y los sensores de presión.
La utilidad más clara del acoplamiento
de ambos fenómenos se manifiesta en el campo de la espintrónica, concretamente
en la utilización de elementos de memoria <i>multiferroicos,
</i>donde puede utilizarse un pulso de voltaje para controlar su estado
ferroeléctrico (polarización eléctrica) y al mismo tiempo, a través un
acoplamiento interno magnetoeléctrico, activar un estado de memoria
ferromagnético que representa un bit de memoria. La ventaja reside en utilizar pulsos de
voltaje en lugar de corrientes eléctricas para controlar el estado de la
memoria, ya que estos pulsos se transmiten más rápidamente y consumen menos
potencia, lo cual evita tanto problemas de recalentamiento como de limitaciones
en el tiempo de procesamiento de la información.<o:p></o:p></span></span><br />
<span lang="ES-TRAD"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="ES-TRAD"><span style="font-family: inherit; font-size: large;">La investigación en el campo de los
materiales magnetoeléctricos es y seguirá siendo en los próximos años un gran
reto para la comunidad científica.
Gracias al mayor control en la fabricación de materiales y en la
aplicación de estímulos externos como los campos magnéticos o la presión,
esperamos que llegue el día en el que podamos dominar de manera precisa al
viejo, ¡pero todavía fresco!, tándem magnetoeléctrico.<o:p></o:p></span></span><br />
<span lang="ES-TRAD"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span>
Texto de Vera Cuartero, investigadora en el European Synchrotron Radiation Facility de Grenoble. </div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="EN-GB">[1] D. N. Astrov,
Sov. Phy. JETP 10, 708 (1960)<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="EN-GB">[2] N. A.
Spaldin and M. Fiebig, Science 309, 391 (2005). N. A. Spaldin, S. W. Cheong and
R. Ramesh, Phys. Today 63, 38 (2010).<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="tab-stops: 290.3pt; text-align: justify;">
<span lang="EN-GB">[3] M. Bibes and A. Barthélémy, Nature Mat. 7, 425 (2008)<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="tab-stops: 290.3pt; text-align: justify;">
<span lang="EN-GB">[4] M. Gajek, M. Bibes, S. Fusil, K. Bouzehouane, J. Fontcuberta, A.
Barthélémy and A. Fert, Nature Mat. 6, 296 (2007).<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="tab-stops: 290.3pt; text-align: justify;">
<span lang="IT">[5] T. Kimura, T. Goto, H. Shintani, K. Ishizka,
T. Arima and Y. Tokura. </span><span lang="EN-GB">Nature (London) 426, 55 (2003).<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="tab-stops: 290.3pt; text-align: justify;">
<span lang="EN-GB">[6] T. Aoyama et al., “Giant spin-driven ferroelectric polarization
in TbMnO<sub>3</sub> under high pressure” Nature Comm. 5, 4927 (2014).<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="ES-TRAD">
</span></div>
<div class="MsoNormal" style="tab-stops: 290.3pt; text-align: justify;">
<span lang="EN-GB">[7] K. Shimamoto et al., “Tuning the multiferroic mechanisms of
TbMnO<sub>3</sub> by epitaxial strain” Scientific Reports 7, 44753 (2017).<o:p></o:p></span></div>
La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com3tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-1301600760563925872017-05-18T09:59:00.000+02:002017-05-18T23:45:25.859+02:00Entrevista a Iván Agulló<div style="margin-bottom: 0cm;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">Ocurrió una vez hace algunos años, en
2011, que un joven investigador español recién doctorado conseguía
colocar su nombre donde ningún español lo había hecho antes: el
número 1 de los premios que la Gravity Research Foundation otorga
cada año desde 1949. Este premio lo habían obtenido antes
científicos tan conocidos como Stephen W. Hawking o Roger Penrose, y
más recientemente otros como Gerard ’t Hooft, Frank Wilczek y
George Smoot, ganadores del premio Nobel en Física en 1999, 2004 y
2006, respectivamente. Este fue el primer gran premio de Iván Agulló
Rodenas. Pero pronto vendrían otros más.</span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br />
</span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">Hoy lo ha vuelto a hacer. Iván ha
vuelto a ganar el número 1 de la Gravity Research Foundation en la
edición de 2017. En esta ocasión, el trabajo premiado ha sido una
colaboración en la que participan también el profesor José Navarro
Salas (Pepe), de la Universidad de Valencia, y Adrián del Río Vega,
quien está desarrollando su tesis bajo la dirección de Pepe. Iván,
por cierto, también se doctoró en Valencia con Pepe como director.
</span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjV642bu0a9TU5ibxo_Y-UfrjebpzZYDswQP3rFeCXdQbrMaBjWPLMyvIzq69aVb3EGdkYTnr-Y5JZpjBFPKqWWAbEfIQZ_mxfFawRLukoEDwokgjT7avJ1lrSZAo6DTypgjEhrBb6ywVZp/s1600/GRF2017.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="320" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjV642bu0a9TU5ibxo_Y-UfrjebpzZYDswQP3rFeCXdQbrMaBjWPLMyvIzq69aVb3EGdkYTnr-Y5JZpjBFPKqWWAbEfIQZ_mxfFawRLukoEDwokgjT7avJ1lrSZAo6DTypgjEhrBb6ywVZp/s320/GRF2017.jpg" width="256" /></a></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br />
</span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br />
</span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">Cuando éxitos de este calibre suceden
(¡y más de una vez!), es momento de pensar en cómo ha podido
llegar a ocurrir, en qué hay que potenciar para dar lugar a
circunstancias propicias para que las ideas innovadoras surjan y el
conocimiento avance: para que, en resumen, la ciencia de excelencia
sea posible. Y sea posible aquí, que la puedas hacer tú, tu
vecin@ o tus hij@s.</span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br />
</span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">No profundizaré más en estas
cuestiones, que deberían tratarse en detalle en otro lugar, pero os
voy a dejar una entrevista que le hice a Iván el pasado mes de Abril
cuando estuvo en Valencia participando en el Congreso Ibérico de
Cosmología (IberiCOS) que, junto con el resto de miembros del grupo
de Pepe y Adrián, tuve el placer de organizar con el apoyo del
Departamento de Física Teórica de la Universidad de Valencia y el
Instituto de Física Corpuscular (IFIC) del CSIC. </span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjo1fwfB9MOAwIlbqjNEzpG8Yf1JMhVuZvPbBsHqWuWhTdBKCwBYxoWfJxePyGgfVI_Ibo64oa7U731kL3zqq-SvWCkkTG7WWRhbIBem7AkYvf-JBD1zwu2DHOaqxAz91sw1NJfSb51DhHT/s1600/Ivan_Gonzalo_IberiCOS.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" height="180" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjo1fwfB9MOAwIlbqjNEzpG8Yf1JMhVuZvPbBsHqWuWhTdBKCwBYxoWfJxePyGgfVI_Ibo64oa7U731kL3zqq-SvWCkkTG7WWRhbIBem7AkYvf-JBD1zwu2DHOaqxAz91sw1NJfSb51DhHT/s320/Ivan_Gonzalo_IberiCOS.jpg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Iván Agulló (izquierda) y Gonzalo Olmo (derecha)</td></tr>
</tbody></table>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">La entrevista tiene algunas de las
claves que permiten entender cómo un joven de familia sin tradición
académica puede llegar a convertirse en un referente mundial y
ejemplo a alcanzar para todos los que nos dedicamos a la ciencia en
este país … y fuera de él. </span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br />
</span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br />
</span></div>
<ul>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">G: Cuéntanos, ¿dónde estás
trabajando ahora mismo (lugar y puesto)?</span></div>
</li>
</ul>
<ul>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">I: Estoy en Louisiana State
University (LSU), EEUU, y soy Assistant Professor.</span></div>
</li>
</ul>
<ul>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">G: El equivalente aquí sería
profesor interino, ¿no?</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">Allí las plazas de profesor
titular empiezan con un periodo inicial de 5 años, llamado
tenure-track. Al finalizar, se revisan los méritos acumulados
durante ese tiempo y, si son suficientes para los criterios de la
universidad, se te promueve a permanente. Ahora estoy en mi cuarto
año y mi idea es, si todo va bien, que la promoción llegue pronto.
</span></div>
</li>
</ul>
<ul>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">G: ¿LSU es una universidad
competente, internacionalmente reconocida? ¿Qué hay allí
destacable?</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">I: Sí, lo es. De hecho allí está
uno de los detectores de LIGO (el detector de ondas gravitacionales)
y varios de los miembros de esta colaboración. En particular, la
portavoz, Prof. Gabriela González, trabaja en mi departamento.
</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">G: ¿Cómo llegaste hasta allí?
Haznos un resumen breve.</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">I: Nací en Elche, Alicante.</span> <span style="font-family: inherit; font-size: large;">Mi
familia era de origen humilde, y sin tradición universitaria. Tuve
la suerte de dar con buenos profesores en bachiller, y me entusiasmó
la física. Me trasladé a Valencia para estudiar la licenciatura en
física, siempre apoyado económicamente por becas. De hecho, me
hubiera sido mucho más complicado estudiar de otra manera. También
con una beca FPU (Formación del Profesorado Universitario) hice el
doctorado en la UV, y a los 4 años terminé mi tesis doctoral. Esa
beca incluía financiación para estancias internacionales. Estas
estancias fueron la clave para poner un pie en sitios relevantes.
De importancia capital en mi formación fue mi director de tesis,
Pepe Navarro, quien ha sido la persona que más ha influido en mi
forma de ver la ciencia y pensar sobre ella. Sin él nunca hubiera
llegado donde estoy.
</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">G: Háblame del campo en el que
estás trabajando.
</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">I: Mi área de investigación está
entre la gravedad y la mecánica cuántica. Mi tesis aquí en
Valencia fue en temas de teoría cuántica de campos en espacios
curvos, radiación Hawking (la radiación cuántica emitida por
agujeros negros), y la última parte de mi tesis fue sobre efectos
cuánticos en cosmología inflacionaria. Eso quizá fue lo que me
abrió más puertas. En los últimos años hemos sido capaces de
medir propiedades del universo con una precisión sin precedentes,
y estas observaciones permiten poner a prueba teorías que hasta hace bien poco se creía imposible. Desde que terminé mi doctorado he
trabajado mayoritariamente en la interfase entre gravedad y teoría
cuántica, aplicada a cosmología.
</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">G: En ese sentido, hablando de la
teoría cuántica de campos en espacios curvos, ¿dónde hiciste tu
primer postdoc y con quién?</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><a href="https://www.blogger.com/null" name="_GoBack"></a>I: Mi primer
postdoc fue en la Universidad de Wisconsin-Milwaukee, con Leonard
Parker. Y lo digo con alegría y honor, porque fue el padre de esta
teoría. Su tesis doctoral estableció los cimientos de este nuevo
campo, que luego ha dado grandes frutos. Llegué allí gracias a un
miembro de mi grupo de investigación, Gonzalo Olmo (quizá te suene
su nombre…), quien ya había trabajado con Parker. Los trabajos
que hice de forma conjunta con Pepe Navarro, Gonzalo Olmo, y Parker
fueron el origen de mi carrera.
</span></div>
</li>
</ul>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjVHNSjKmucD0P99QEStGMJiDs0Hn9uSNbr6N1Y8nqHmm1s1EXwiFxW8TLqtt8wLpFezbAiS1uwK1aLg-gVIyxBcLHXrwELPIi1eF5CuRZj4gW9jKN62gfNr1B8I6s6oajBNGm86zd7pbnK/s1600/ivanparkerolmo.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" height="186" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjVHNSjKmucD0P99QEStGMJiDs0Hn9uSNbr6N1Y8nqHmm1s1EXwiFxW8TLqtt8wLpFezbAiS1uwK1aLg-gVIyxBcLHXrwELPIi1eF5CuRZj4gW9jKN62gfNr1B8I6s6oajBNGm86zd7pbnK/s320/ivanparkerolmo.jpg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Iván Agulló, Leonard Parker y Gonzalo Olmo</td></tr>
</tbody></table>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<ul>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">G: De algún modo Parker puso una
semilla en ti, y tú la hiciste crecer, la explotaste. Así fue como
conseguiste tu primer gran premio en 2011, ¿no?</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">I: Fue una combinación entre su
sabiduría y buen olfato para las ideas, y las ganas de trabajar que
yo tenía en aquella época, así como la gente de la que estaba
rodeada.
</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">G: Después de Wisconsin y Parker…</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">I: Después de trabajar con Parker
intensamente durante dos años, conseguí un postdoc en Penn State
University, Pennsylvania, con Abhay Ashtekar, uno de los grandes
nombres en gravedad cuántica. La razón para acabar allí fue que
Ashtekar estaba interesado en explotar las consecuencias que su
teoría, Loop Quantum Gravity, tenía para el universo y necesitaba
alguien con experiencia en la interfase entre cosmología y gravedad
cuántica. Esto me dio de nuevo la oportunidad de estar a la sombra
de otro gran árbol. Fueron los años más intensos en mi carrera.
Ashtekar tiene una capacidad descomunal para la física, y estar a
su lado te hace absorber conocimiento a un ritmo frenético. Exploté
los resultados y la experiencia que había obtenido con Parker para
extraer consecuencias observacionales de la teoría de Ashtekar. A
partir de ahí desarrollamos una serie de trabajos donde de forma
rigurosa conseguimos pasar de una formulación abstracta y
matemática de la teoría a unas ecuaciones más aptas para hacer
predicciones para la observación.
</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">G: La relación con Ashtekar se
mantiene, pero luego pasaste un tiempo en Cambridge (Reino Unido).
Cuéntanos algo sobre esa etapa.</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">I: Conseguí una beca Marie Curie
de la Unión Europea, que me permitió trabajar más cerca de la
gente que hace las observaciones cosmológicas. En la Universidad de
Cambridge estaba el grupo que analizaba las datos del satélite
PLANCK. Interaccionar más de cerca con parte del grupo de PLANCK me
ayudó a entender mucho mejor detalles sobre cómo se mide y qué se
mide, y a un teórico eso le va bien. Estuve un año allí y luego
me fui a Louisiana donde conseguí mi trabajo actual. Fue justamente
durante mi estancia en Cambridge que el satélite PLANCK hizo
públicos sus resultados por primera vez. Fue una gran experiencia
estar en Cambridge durante esa época tan singular.
</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">G: Qué actividades tienes en
Lousiana.
</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">I: Allí soy
Profesor-Investigador. Mi principal tarea es investigar, pero
también he de dar clase (una asignatura por semestre, tres horas
por semana). Me gusta porque me pone en contacto con los
estudiantes, lo cual te mantiene la mente despierta, y es una carga
lectiva que no me ocupa demasiado tiempo. En la actualidad enseño
electricidad y magnetismo. Interacciono también con estudiantes de
doctorado y de máster.</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">G: ¿Es sencillo o complicado
conseguir financiación para un estudiante de doctorado allí?</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">I: En EEUU para los másteres y
doctorados las universidades tienen capacidad limitada para este
tipo de estudiantes porque tienen que financiarlos el primer año o
año y medio. La universidad los financia a cambio de que den clase,
y se les paga por ello…</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">G: ¡Cobran por dar clase! Aquí
se dan clases y no se cobra </span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">I: Sí. Allí no existe un sistema
de becas como el europeo. Mi departamento acepta alrededor de 20
estudiantes de doctorado por año, les financia un año y medio o
quizá dos, a cambio de tareas docentes. Luego los estudiantes se
asocian a proyectos de investigación, los cuales tiene sus propios
fondos.
</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">G: ¿En qué has trabajado el último
año?</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">I: Estoy centrado principalmente
en las predicciones que Loop Quantum Cosmology tiene para el Fondo
Cósmico de Microondas (CMB) y la estructura a gran escala del
universo. Y la idea que estoy empujando con más energía está
relacionada con las llamadas no-Gaussianidades. También trabajo en
otros aspectos de teoría cuántica de campos en espacios curvos,
conjuntamente con investigadores de la Universidad de Valencia.
</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">G: ¿Qué información nos dan las
no-Gaussianidades?
</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">I: Las no-Gaussianidades son uno
de los observables que más información tienen sobre lo que pasó en
las etapas tempranas del universo. Loop Quantum Cosmology predice
que antes de la inflación hubo un “rebote cósmico”, que no
significa que el universo estaba cabreado, si no que hubo un
instante en el que pasó de contraerse a expandirse. En otras
palabras, en esta teoría el llamado big bang (o la “gran
explosión”) se reemplaza por un “big bounce” (gran rebote).
La pregunta es si existe algún “fósil” o remanente de ese
gran rebote que podamos observar hoy en día. Y yo creo que la clave
son las no-Gaussianidades. Las no-Gaussianidades que se producen
en el universo durante el “rebote” son muy diferentes de las
producidas por la inflación cósmica. Es cierto que aún no hemos
podido detectar no-Gaussianidades en el fondo cósmico de
microondas, pero estoy trabajando en una idea que nos permitiría
detectar sus efectos, aún con la precisión actual. De hecho, hay
ciertas anomalías que se observaron tiempo atrás con el satélite
WMAP y que el nuevo satélite PLANCK ha confirmado, que no se
entienden en base al modelo inflacionario. La idea en la que estoy
trabajando con mi grupo de investigación en Louisiana es que estas
anomalías pueden ser una consecuencia de las no-Gaussianidades que
ocurren durante el rebote cósmico.</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">G: Y para terminar esta
entrevista, ¿que destacarías?</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">I: Volvemos al principio, quiero
enfatizar la importancia de las becas, y mi caso particular de cómo
una familia sin tradición académica consigue llevar a su hijo al
máximo nivel universitario, a través de un buen sistema de
financiación pública.
</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">G: ¿Crees que las políticas
científicas actuales en España van en esa línea?
</span></div>
</li>
<li><div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">I: No, realmente no. La política
actual me ha llevado a trabajar fuera de España, con muy pocas
opciones para volver. Le doy gracias al sistema por financiar mi
educación, pero veo que ha desaprovechado la inversión que hizo en
mí. Debido a una política científica en mi opinión equivocada, es
otro país el que obtiene el beneficio de aquella inversión.
</span></div>
</li>
</ul>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br />
</span></div>
<br />
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Esperemos que tanto Iván como otros
muchos investigadores españoles jóvenes y no tan jóvenes, aquí y
allá, sigan ayudando a entender mejor este mundo en el que vivimos y
a convertirlo en un lugar mejor. </span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">Texto y entrevista de Gonzalo Olmo (@gonzalo_olmo). </span></div>
La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com2tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-50593970110333906792017-04-27T10:24:00.000+02:002017-04-27T10:38:57.794+02:00Charla de Diego Rubiera sobre Cosmología<span style="font-family: inherit;"><br /></span>
<span style="font-family: inherit;"><br /></span>
<br />
<div style="text-align: justify;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgEWM8rCwXkIdDqzb_TzshGidOGKSlAiC_26HSyQXfev6ua3oFG3umaEJ_-ZGIAsKE4RBP9GSyWbGxbKplTXaaq7Gu3Fi1MCmn2qg0C0Ii4fr8P3L4gs6ozPknkveuFUYxJHjFvpNw_dvJL/s1600/C80vcRnXYAIsxpO.jpg" imageanchor="1" style="clear: right; display: inline !important; float: right; margin-bottom: 1em; margin-left: 1em;"><img border="0" height="320" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgEWM8rCwXkIdDqzb_TzshGidOGKSlAiC_26HSyQXfev6ua3oFG3umaEJ_-ZGIAsKE4RBP9GSyWbGxbKplTXaaq7Gu3Fi1MCmn2qg0C0Ii4fr8P3L4gs6ozPknkveuFUYxJHjFvpNw_dvJL/s320/C80vcRnXYAIsxpO.jpg" width="180" /></a><span style="font-family: inherit; font-size: large;">El pasado 7 de abril tuvo lugar en el Colegio Mayor Rector Peset de Valencia la charla "Cosmología: la Historia de nuestro Universo", organizada por el Grupo de Agujeros Negros Cuánticos, Supergravedad y Cosmología, del Departamento de Física Teórica de la Universitat de València y el IFIC. </span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">Impartida por nuestro compañero Diego Rubiera, investigador FCT del Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio de Lisboa, y enmarcada como acto previo al XII Iberian Cosmology Meeting IberiCOS2017 que tuvo lugar en Valencia unos días después, la charla trató de forma amena aspectos fundamentales de la Cosmología. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">La Cosmología representa el estudio del origen, evolución y destino del universo como un todo y, por tanto, afronta preguntas tan fundamentales como de dónde venimos y hacia dónde vamos. La combinación del armazón teórico que constituye la Teoría de la Relatividad desarrollada por Albert Einstein en el siglo XX, junto con el desarrollo tecnológico y observacional sin precedentes acaecido en las últimas décadas, ha convertido a la Cosmología en una ciencia de alta precisión que está en disposición de ofrecer respuestas parciales a dichas preguntas. En esta charla se trató el camino que nos ha permitido entender la expansión del Universo, la teoría del Big Bang, la formación de galaxias o la energía oscura, así como el lugar que el ser humano ocupa en toda esta imagen. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Os presentamos aquí el vídeo de la charla, grabada con la inestimable ayuda del Taller de Audiovisuales de la Universitat de València. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<iframe allowfullscreen="" frameborder="0" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/5pwfD5JAg64" width="560"></iframe>
<br />La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-32334273240817466932017-03-01T09:09:00.000+01:002017-03-01T10:31:17.828+01:00Hidrógeno metálico: el contraataque<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjU4e862s8og40I2y5vTZfT6sqKbEbVnuV6zeBooFGADpsQa-6xZ-D3unfVPt2OI6l4EnmLcJdZvxzRd1Cr3LoHnMdHQW9uydur4iOqePajdtoTDyg-Lx352hrGyXAxmdJulvdEtwmV_Jr7/s1600/h+metalico.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="213" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjU4e862s8og40I2y5vTZfT6sqKbEbVnuV6zeBooFGADpsQa-6xZ-D3unfVPt2OI6l4EnmLcJdZvxzRd1Cr3LoHnMdHQW9uydur4iOqePajdtoTDyg-Lx352hrGyXAxmdJulvdEtwmV_Jr7/s320/h+metalico.jpg" width="320" /></a></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES">Como
todo en esta vida, una vez el tiempo pasa las noticias son solo
recordadas por aquellos a los que ha afectado directamente o
indirectamente. Sin embargo, en el mundo científico todo es
analizado y revisado concienzudamente hasta probar los puntos débiles
de cada trabajo y permitir dar un paso más hacia el conocimiento
total de la realidad que nos rodea. En este marco, las suspicacias y
animadversiones levantadas por el artículo sobre el descubrimiento
del hidrógeno metálico</span><sup><span lang="es-ES">1</span></sup><span lang="es-ES">
y sobre todo, por uno de sus autores, han hecho que todo este proceso
se acelere. Recientemente, hablamos en el blog sobre el
descubrimiento del hidrógeno metálico (<a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2017/01/hidrogeno-metalico-realidad-o-ficcion.html" target="_blank">aquí</a>)</span><span lang="es-ES">.
En él predijimos que se abriría una guerra entre el grupo que
proclamó su descubrimiento y el resto de investigadores rivales que
han ido tras su búsqueda prácticamente toda su vida. Heridos en el
orgullo de no ser ellos los primeros descubridores, empezaron a dar
entrevistas a los principales portales científicos destacando los
defectos evidentes que tenía el artículo. Nada era hasta entonces
muy grave, se basaba sobre todo en no tener una confirmación clara
de la fase metálica de este compuesto, y además las respuestas del
propio grupo parecían coherentes y concluyentes. Sin embargo, las
pequeñas incursiones en territorio enemigo se están convirtiendo
por momentos en invasiones armadas y las pequeñas escaramuzas en un
ataque con toda la artillería. </span>
</span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES">La
Carnegie Institution for Science tiene uno de los grupos de
investigación más renombrados en alta presión, el llamado
Geophysical Laboratory. Se juntan allí varios de los más
prestigiosos científicos en este campo. Su misión es la exploración
de la materia extrema en todos los ámbitos: síntesis, propiedades
extraordinarias, biología en condiciones extremas o formación
planetaria. Hasta ahora, los esfuerzos de los científicos de este
grupo, en lo relativo al hidrógeno, se habían centrado en la
síntesis de polihidruros. Estos compuestos son mucho mejores
candidatos para tener propiedades superconductoras a temperaturas
superiores a la ambiente y presiones muy inferiores a las estudiadas
con el hidrógeno. Sin embargo, visto el gran revuelo levantado por
este descubrimiento, dos de sus científicos más reseñables han
analizado cuidadosamente los resultados expresados por Dias y
Silvera. </span>
</span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES">Gontcharov
y Struzhkin</span><sup><span lang="es-ES">2</span></sup><span lang="es-ES">,
bien conocidos por sus minuciosos trabajos en el campo de la presión
más allá del megabar (>100 GPa), se han puesto manos a la obra
para estudiar la publicación de Dias y Silvera. Estos investigadores
reclaman que no es tan importante el conseguir la fase metálica del
hidrógeno, sino el análisis de las condiciones en las que se
alcanza y sus propiedades. Por otro lado, recogen la que parecía
ser hasta ahora la principal queja sobre el artículo: cómo saber la
presión a la que está la muestra. Como comentamos en la anterior
entrada, en el trabajo de Dias y Silvera no se siguió la evolución
del pico Raman con la presión sino que se midió exclusivamente
cuándo se creía que se estaba a la presión crítica de
metalización. Además, esta medida tenía baja calidad y por tanto
la presión no era determinada de forma precisa. Esto no invalida la
fase metálica del hidrógeno pero sí la presión a la que se
produce.</span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES">Por
otra parte, estos autores destacan el hecho de que hay una total
ausencia de pruebas de que el hidrógeno está en la cavidad de
presión ya que no se miden ninguna de sus propiedades fundamentales.
Por ahora, todo dentro de lo ya contado. Sin embargo, un nuevo y
poderoso argumento ha salido a la luz: la corrección de la absorción
óptica del diamante a tan altas presiones.</span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES">La
existencia de la fase metálica del hidrógeno se propuso por el
incremento de reflectancia de este en la cavidad de presión a partir
de una cierta presión. Para medir ese parámetro óptico se
introduce un láser o un haz de luz a través de uno de los diamantes
hasta llegar a la muestra y se recoge cuánto vuelve o se refleja,
pero el hecho de que tenga que atravesar un diamante implica la
corrección de la cantidad de luz que llega al detector. A presiones
ambientales, el diamante es totalmente transparente a la luz visible;
sin embargo, a presiones tan altas como las que se reclaman en el
artículo de Dias y Silvera, hay que aplicar factores de corrección
de la absorción óptica del diamante. </span>
</span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span></div>
<br />
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES">Según
Gontcharov y Struzhkin, estos factores de corrección fueron
aplicados de forma errónea. Para llegar a esta conclusión, se basan
en un artículo de Vohra</span><sup><span lang="es-ES">3</span></sup><span lang="es-ES">
donde se analiza la reflectancia del diamante hasta 338 GPa.
Extrapolando la evolución observada a la presión crítica propuesta
por Dias y Silvera, tenemos que la reflectividad mostrada por la
muestra es muchísimo menor que la publicada, lo que implicaría la
caída del principal pilar en el que se basa el artículo y por lo
tanto, que la fase del hidrógeno que se observa no es en absoluto
metálica.</span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgbYZ4IGZd63fzubjnIEoqQBqvok2jNgepZnZxx9NEjsVDqNw1pD-A4DSdex5K50yxPk8EUKWDDXuu5_BmnE7a8T7DBo_Ewls_5PRGd-vxKvPoPL9YR2zvXWLo2paLJ4oJlcltPbJ7ihaUB/s1600/Figure1.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" height="233" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgbYZ4IGZd63fzubjnIEoqQBqvok2jNgepZnZxx9NEjsVDqNw1pD-A4DSdex5K50yxPk8EUKWDDXuu5_BmnE7a8T7DBo_Ewls_5PRGd-vxKvPoPL9YR2zvXWLo2paLJ4oJlcltPbJ7ihaUB/s320/Figure1.jpg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;"><div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm;">
<span style="font-size: 9pt;"><b>Fig.
1.</b></span><span style="font-size: 9pt;"> </span><span style="font-size: 9pt;"><span lang="es-ES">Reflectancia
del hidrógeno a 495 GPa medida por Dias y Silvera</span></span><sup><span style="font-size: 9pt;"><span lang="es-ES">1</span></span></sup><span style="font-size: 9pt;"><span lang="es-ES">
(circulos llenos-corregidos, circulos abiertos–sin corregir)
comparada con la transmitancia del diamante estudiada por Vohra</span></span><sup><span style="font-size: 9pt;"><span lang="es-ES">3</span></span></sup><span style="font-size: 9pt;"><span lang="es-ES">
– a 230, 257, 311, y 338 GPa. Teniendo en cuenta estos datos y
extrapolándolos a 495 GPa, los datos corregidos por esta
extrapolación vendrían dados por los triangulos abiertos.</span></span></div>
</td></tr>
</tbody></table>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES">Como
los problemas nunca vienen solos, diez días después de la aparición
de este “comment” se ha publicado otro de otros autores. En este
caso, el archienemigo de Silvera, Eremets (junto a Drozdov</span><sup><span lang="es-ES">4</span></sup><span lang="es-ES">
), desde Mainz, analizan los puntos débiles del artículo, de una
forma más amplia y no tan específica como Gontcharov y Struzhkin,
pero sin duda más implacable dado el carácter personal innegable
del que se ha impregnado este manuscrito. En este “comment”,
Eremets y Drozdov han realizado un concienzudo análisis de cómo se
ha medido la presión a través del pico Raman del diamante. Estos
autores defienden no solo que la escala usada por Dias y Silvera para
la determinación de la presión está equivocada, sino que al no
seguir la evolución del pico Raman no se puede estar seguro que el
pico medido sea el que se debe seguir para la calibración.</span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES">Asimismo,
argumentan que si se establece que la presión está mal determinada,
el valor de presión coincide con la presión crítica donde
observaron un aumento de la conductividad eléctrica y proclamaron
que podría ser debido a la fase metálica del hidrógeno</span><sup><span lang="es-ES">5</span></sup><span lang="es-ES">.
En su defensa, hay que decir que lo dijeron con la boca pequeña
porque no pudieron repetir el experimento, y ahí atacan a otro
flanco débil del artículo de Dias y Silvera, la reproducibilidad.
Este “comment” continúa sus críticas en el origen de la
reflectividad observada. Mientras que Gontcharov y Struzhkin
criticaban la corrección de los valores de esta al atravesar el
diamante a tan alta presión, Eremets y Drozdov van al origen de la
misma proclamando que no se ha demostrado que la alta reflectividad
provenga del hidrógeno y no de la alúmina a alta presión o a una
reacción del hidrógeno con la alúmina o incluso a una reacción
del hidrógeno con el diamante. Incluyen también estos autores los
mismos argumentos mostrados por los primeros citando el artículo de
Vohra en el mismo contexto que Gontcharov y Struzhkin pero sin llegar
a aplicar ninguna extrapolación de la corrección de la reflectancia
por el diamante, sino sólo reclamando que no pudieron obtener el
mismo valor que aplica Dias y Silvera. En su defensa hay que decir
que han citado el “comment” de Gontcharov y Struzhkin.</span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgiMxTLQGeTz3d8_Jxil5xPU0U9PWHTe7OId8V1hEAdiOWk1kdjxdBEH2IvU2Ww9xsnUS24gUesmsLi-E1bUOcXU1pb3L8gEk3feRDJQe1i7SRcQ9SKWEug2wQbv-a5siMqZ9NSNNCPEWQG/s1600/Figure2.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" height="177" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgiMxTLQGeTz3d8_Jxil5xPU0U9PWHTe7OId8V1hEAdiOWk1kdjxdBEH2IvU2Ww9xsnUS24gUesmsLi-E1bUOcXU1pb3L8gEk3feRDJQe1i7SRcQ9SKWEug2wQbv-a5siMqZ9NSNNCPEWQG/s320/Figure2.jpg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;"><div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm;">
<span style="font-size: 9pt;"><b>Fig.
2.</b></span><span style="font-size: 9pt;"> </span><span style="font-size: 9pt;"><span lang="es-ES">Muestra
de hidrógeno a 337 GPa (fila de arriba) y a 380 GPa (debajo)
combinado con 170K. Las imágenes fueron tomadas con luz reflectada,
transmitida y una combinación de ambas. </span></span>
</div>
</td></tr>
</tbody></table>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><a href="https://www.blogger.com/null" name="_GoBack"></a><span lang="es-ES">La
guerra ha empezado. A la agresión inicial de proclamar conquistado
el territorio del hidrógeno metálico, los aliados han respondido
usando artillería pesada contra los rebeldes. Habrá que esperar la
respuesta de éstos y ver quién gana la guerra, que podemos pensar
que llegue en forma de premio Nobel. O no. </span></span>
</div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="background-color: #eeeeee; color: #222222; font-family: "arial" , "tahoma" , "helvetica" , "freesans" , sans-serif;">Texto escrito por Juan Ángel Sans (@tresse77).</span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm;">
<span lang="es-ES">[1]
R.P. Dias, I.F. Silvera. </span>Observation of the Wigner-Huntington
transition to metallic hydrogen. Science. DOI 10.1126/science.aal1579
(2017).</div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm;">
[2] A. F. Gontcharov y V.
V. Struzhkin. Comment on Observation of the Wigner-Huntington
transition to metallic hydrogen. arXiv:1702.04246.</div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm;">
[3] Y.K. Vohra.
Isotopically pure diamond anvil for ultrahigh pressure research.
Proceedings of the XIII AIRAPT International Conference on High
Pressure Science and Technology (1991, Bangalore, India, 1991).
(1991).</div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm;">
<span lang="es-ES">[4]
M.I. Eremets y A. P. Drozdov. </span>Comments on the claimed
observation of the Wigner-Huntington Transition to Metallic Hydrogen.
arXiv:1702.05125.</div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm;">
[5] M. I. Eremets, I. A.
Troyan y A. P. Drozdov. Low temperature phase diagram of hydrogen at
pressures up to 380 GPa. A possible metallic phase at 360 GPa and 200
K. arXiv:1601.04479</div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
</div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm;">
<br /></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span></div>
La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-67142512638090256952017-02-08T09:00:00.000+01:002017-02-08T09:00:27.688+01:00Poniendo barreras a las cataratas<br />
<br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Uno de los problemas más comunes que aparecen con la edad son las cataratas. Cualquiera de nosotros seguro que conoce un familiar que ha sufrido esta afección. La catarata senil es una opacificación del cristalino del ojo que afecta a la función visual, reduciendo la agudeza visual y la sensibilidad al contraste como consecuencia de la dispersión (scattering). En 1995, la Organización Mundial de la Salud estimó que la causa del 50% de los casos de ceguera mundial, unos 17 millones de personas, eran las cataratas. El único tratamiento que existe en la actualidad es la extracción del cristalino cataratoso y su sustitución por una lente intraocular (LIO) que permite restablecer la visión. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjwuQEBbW6-pMO7UibgfmFy2MPZIKl7k0UZ6tE8SHmm6FLSspR2z0bOk0amsS65UCOnzuwfLL-o8SDG6LgRY_NIBackBF08dcD6gyq9UQyarlyfxO2HzzR6MLtUjdxsjB4RUCF2mekg_kBS/s1600/1.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="79" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjwuQEBbW6-pMO7UibgfmFy2MPZIKl7k0UZ6tE8SHmm6FLSspR2z0bOk0amsS65UCOnzuwfLL-o8SDG6LgRY_NIBackBF08dcD6gyq9UQyarlyfxO2HzzR6MLtUjdxsjB4RUCF2mekg_kBS/s320/1.jpg" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Se puede recurrir a dos tipos de soluciones: la implantación de LIOs monofocales calculadas para compensar sólo la visión de lejos del paciente o bien la implantación de lentes intraoculares multifocales (LIOMs) que proporcionan la posibilidad de buena visión, tanto de lejos, como de cerca.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg0a1hBAl8cORrggQNvS9MXlmqnLtyQNQf3Fo8ctSai8pdsbJCLvBbKiCaaOmVNOgoNdX8EoZSVbL79YEJWI_NuregtbTqOCXIbQ5WOMD0Mmg3XMZPTOdK0JOFiZe1huGSkjycb6iWLebJE/s1600/2.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="206" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg0a1hBAl8cORrggQNvS9MXlmqnLtyQNQf3Fo8ctSai8pdsbJCLvBbKiCaaOmVNOgoNdX8EoZSVbL79YEJWI_NuregtbTqOCXIbQ5WOMD0Mmg3XMZPTOdK0JOFiZe1huGSkjycb6iWLebJE/s320/2.jpg" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">La primera cirugía de cataratas con implantación de LIO fue realizada en 1949 por el cirujano inglés Harold Ridley después de la Segunda Guerra Mundial. Tras observar como los pilotos de combate toleraban sin dificultades las heridas de fragmentos de las cabinas, hechas de plástico rígido tipo polimetilmetracrilato (PMMA) incrustados en el ojo, diseñó una lente de este mismo material biocompatible. Pero la LIO diseñada proporcionaba poca estabilidad y era necesaria una gran incisión para su implantación. Consiguió mejorar el primer diseño y en los 12 años siguientes implantó más de 1000 lentes. Pese al elevado porcentaje de éxito, fue criticado duramente por los oftalmólogos de la época. Es a mediados de los ochenta cuando las LIOs se popularizan.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjwQ5TRWf0kLBfV43yMpMzkJNOQeqGqSYU_pfy8AWZs84phHkm2dkiI2b8eAyTOos2IBGOVKPqhiPTmqWng8dkEN0UW-MHyjeNGUzPww8_R8zzUuuaV1msim8UNiXIjVH7f6GdJhOJ4pCr_/s1600/3.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjwQ5TRWf0kLBfV43yMpMzkJNOQeqGqSYU_pfy8AWZs84phHkm2dkiI2b8eAyTOos2IBGOVKPqhiPTmqWng8dkEN0UW-MHyjeNGUzPww8_R8zzUuuaV1msim8UNiXIjVH7f6GdJhOJ4pCr_/s1600/3.jpg" /></a></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Desde entonces se han desarrollado multitud de diseños monofocales cuyo objetivo además de proporcionar la potencia esférica adecuada, para corregir los errores refractivos tales como miopía, hipermetropía y astigmatismo, fue el de compensar aberraciones de orden superior de la córnea, como la aberración esférica y el coma. Las aberraciones son distorsiones que sufre el ojo y que degradan la calidad de imagen. La aberración esférica es una de las de mayor importancia que ocurre con pupilas grandes (condiciones de poca iluminación - visión nocturna) debido que la luz que pasa por la periferia no enfoca en el mismo foco que la luz que viaja por el centro del sistema óptico. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Sin embargo, las LIOs monofocales permiten una buena visión de lejos, pero la visión de cerca conseguida es borrosa y son necesarias gafas para poder leer. Para suplir esa deficiencia recientemente se han diseñado las LIOs multifocales que permiten una buena visión tanto de lejos como de cerca sin necesidad de usar gafas para todo tipo de tareas. Existen diferentes tipos de LIOs multifocales atendiendo a su diseño: diseños refractivos y difractivos. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Los diseños refractivos se caracterizan por estar formados por círculos concéntricos de diferentes potencias que proporcionan visión tanto de lejos como de cerca. El principal inconveniente que presenta este tipo de diseños es que son pupilo-dependientes, es decir, para pupilas pequeñas (mucha luz) la luz incide sólo en la zona central de la lente destinada a visión de lejos; en cambio para visión escotópica o poca luz (mayor tamaño de pupila) la luz es distribuida por las diferentes zonas que componen la lente.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiSUJrurR9EH0yHbglZIP10XTibBW2msKYdfg5RVJHIpmT2m6m6Lt9DG4E3mJkv82M8kLtXMm_I6wdAc0yIz6CVkwG0Q-U00HsgYSxcrMDa7q4rmSom77CyEi-DIw4Xl_vjThgVJRt99Een/s1600/4.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="172" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiSUJrurR9EH0yHbglZIP10XTibBW2msKYdfg5RVJHIpmT2m6m6Lt9DG4E3mJkv82M8kLtXMm_I6wdAc0yIz6CVkwG0Q-U00HsgYSxcrMDa7q4rmSom77CyEi-DIw4Xl_vjThgVJRt99Een/s320/4.jpg" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Las LIOs difractivas poseen unos escalones tallados en una de las superficies que forman una red de difracción y permiten dirigir los rayos de luz a dos focos distintos al mismo tiempo, uno para visión de lejos (orden 0) y otro para visión de cerca (orden 1). El principal inconveniente que presenta este tipo de lentes es que pueden causar deslumbramientos o halos por la noche.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiF8UGbq-ZqDL0-f_aIdrIIk6UBoxYsaxV9nWD87n9tUO3gwZ0UyisxyGpW0R9G2B1fNFLIietlM51n1CTgUTHRZ3728r6_E8f77oYvtNm_JWbup8FcNPVAkfDjiBkKynorN6v19imrcXkn/s1600/5.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="94" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiF8UGbq-ZqDL0-f_aIdrIIk6UBoxYsaxV9nWD87n9tUO3gwZ0UyisxyGpW0R9G2B1fNFLIietlM51n1CTgUTHRZ3728r6_E8f77oYvtNm_JWbup8FcNPVAkfDjiBkKynorN6v19imrcXkn/s320/5.jpg" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Por otra parte, los avances en nuevos materiales, como la silicona y los acrílicos permitieron la cirugía de microincisión, ya que las lentes pueden ser insertadas en el ojo estando plegadas y a través de una menor incisión (alrededor de 1.8 mm), permitiendo un menor tiempo de post-operatorio y una cicatrización de la incisión corneal mucho más rápida. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">A todo lo comentado anteriormente, hay que sumar que se han hecho aportaciones para mejorar la técnica e instrumentación hasta llegar a la facoemulsificación, que hoy se práctica y que es el método más avanzado para el tratamiento de las cataratas. La facoemulsificación consiste en la utilización de ultrasonidos para romper y extraer el cristalino cataratoso y sustituirlo por una LIO. La cirugía de cataratas es una técnica fácil, segura y rápida y ha mejorado la vida de millones de personas en todo el mundo. Existen muchas posibilidades para mejorar la calidad visual tras la operación pero es necesario analizar qué es lo que más le conviene a un determinado paciente en función de su vida y sus expectativas. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">Texto de Laura Remón Martín, Doctora en Físicas y profesora ayudante doctor en la Universidad de Zaragoza.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
</div>
La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-51261884519657473162017-01-30T11:24:00.001+01:002017-02-06T14:36:56.027+01:00Hidrógeno metálico: realidad o ficción<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;">En el
mundo de las altas presiones hay un objetivo que se ha perseguido
durante mucho tiempo: la metalización del hidrógeno. En este campo,
la fase metálica de este material ha sido considerada como el santo
grial. Los grupos más poderosos dedican enconados esfuerzos por
alcanzarlo, rozándolo con los dedos en algunas ocasiones y
fracasando estrepitosamente en otras. Los grupos de Gregoryanz en
Escocia, Eremets en Alemania, Loubeyre en Francia o Silvera y Hemley
en Estados Unidos llevan muchísimos años sometiendo al hidrógeno a
presiones brutales para detectar una pista que indique que el hidrógeno
es metálico. También su búsqueda ha abierto nuevos caminos que
hasta ahora nadie se había planteado, como por ejemplo el estudio de
polihidruros y sus propiedades superconductoras. Pero
vamos a empezar desde el principio.</span></span><br />
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span>
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhyDip6GznFh23bURrfX3xRAfRYYDQSsVuJS45AM2_8NY28mV-HbbQaNyB3PHMishSSjDOeAezm7KyPMF2zIGlSFrpRx7g990X12LfbHGlRx7QJoHGpgyiGEl6FMidc3EEfVCosUT0lKD1t/s1600/1.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" height="182" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhyDip6GznFh23bURrfX3xRAfRYYDQSsVuJS45AM2_8NY28mV-HbbQaNyB3PHMishSSjDOeAezm7KyPMF2zIGlSFrpRx7g990X12LfbHGlRx7QJoHGpgyiGEl6FMidc3EEfVCosUT0lKD1t/s320/1.jpg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Figura tomada de chemistryworld.com</td></tr>
</tbody></table>
<span lang="es-ES" style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span>
<span lang="es-ES" style="font-family: inherit; font-size: large;">Todo
comenzó en 1935, cuando Wigner y Huntington</span><sup style="font-family: inherit;"><span lang="es-ES">1</span></sup><span lang="es-ES" style="font-family: inherit; font-size: large;">
analizando los efectos de las altas presiones en el hidrógeno
predijeron la posible metalización de este en forma de sólido
monoatómico tipo alcalino-metálico. Desde entonces la metalización
de este elemento ha sido considerada como una de las fronteras de la
ciencia con implicaciones en multitud de campos diversos. En
astrofísica, el descubrimiento de hidrógeno metálico podría
permitir reproducir las condiciones de los núcleos de muchos
planetas como Júpiter o Saturno, y las características especiales
observadas en planetas extrasolares descubiertos recientemente. Por
otro lado, la producción de hidrógeno metálico podría
revolucionar los viajes espaciales, algo que ya ha sido discutido en
una más que interesante entrada realizada por Daniel Marín (<a href="http://danielmarin.naukas.com/2016/11/08/cohetes-de-hidrogeno-metalico/" target="_blank">aquí</a>),
debido a que este material es 12 veces más denso que el hidrógeno
gas y puede liberar 20 veces su energía al quemarse con oxígeno,
produciendo solo agua como residuo de la combustión. Si esto no
fuese suficiente, Ashcroft</span><sup style="font-family: inherit;"><span lang="es-ES">2</span></sup><span lang="es-ES" style="font-family: inherit; font-size: large;">
en 1968 predijo el comportamiento superconductor del hidrógeno
metálico a altas temperaturas. El hidrógeno metálico al tener una
masa atómica pequeña se postula para tener un acoplamiento
electrón-fonón muy fuerte y una gran densidad de estados en el
nivel de Fermi. Todas estas características hacen que el hidrógeno
metálico sea un estupendo candidato para exhibir propiedades
superconductoras según la teoría de Bardeen-Cooper-Schrieffer
(BCS).</span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES">Los
primeros trabajos experimentales en los años 70 vinieron lastrados
por la incapacidad técnica de alcanzar presiones más allá del
Megabar (100 GPa o lo que es lo mismo 1 millón de veces la presión
atmosférica) en régimen estático. De los primeros científicos en
darse cuenta de la importancia de esta fase metálica del hidrógeno hay que destacar el esfuerzo del Prof. Ashcroft; también vieron la luz los primeros trabajos del Prof. Silvera. </span>
</span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES">En los
últimos años, con la mejora de las celdas de yunques de diamante
que permiten el acceso a presiones cada vez más altas, esta lucha se
ha recrudecido. Los enfrentamientos entre algunos de los jefes de los
principales grupos de investigación han sido evidentes en todos los
congresos en los que coincidían y han rozado en algún caso el mal
gusto. Aún se puede sentir esa animadversión en los comentarios que
se han hecho públicamente al trabajo de Dias y Silvera. Volviendo al
apartado técnico, no solo es necesario que se pueda aplicar
suficiente fuerza a los diamantes sino que estos resistan esos
gradientes de presión. Actualmente, se realizan tratamientos en los
diamantes para que no tengan el más mínimo defecto y se puedan
alcanzar los 4-5 megabares sin necesidad de una segunda etapa, aunque
no sin problemas. El hecho de alcanzar una presión tan alta conlleva unos problemas asociados, más si cabe en el estudio del hidrógeno.
El hidrógeno, al ser tan pequeño, se difunde a través de los
diamantes a altas presiones y se cuela entre los enlaces de carbono
volviéndolos extraordinariamente débiles; cuando el hidrógeno se
mete dentro del diamante, se crean unas diferencias de presión en su
interior que producen su rotura. </span>
</span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<br />
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES">¿Cómo
resolvieron Dias y Silvera</span><sup><span lang="es-ES">3</span></sup><span lang="es-ES">
este problema en su trabajo reciente? Primero usaron diamantes
sintéticos con menos propensión a tener defectos que los naturales, y además fueron pulidos para evitar las típicas impurezas de las
zonas superficiales. Para evitar la difusión del hidrógeno, se
depositó una capa de alúmina sobre la culata del diamante y los
mantuvieron siempre a temperaturas por debajo de los 80 kelvin.
Fueron alineados perfectamente uno frente a otro y no se expusieron a
ningún láser hasta la hora de la medida.</span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES">Respecto
a la identificación de la fase metálica, se hizo con una técnica
simple que es el objeto de muchas de las críticas de las que ha sido
objeto el trabajo, y es la reflectividad óptica de un láser sobre
la muestra. Los autores observan que la reflectancia a una presión
de 495 GPa es de 0.91, un valor muy cercano a la reflectancia
obtenida en un metal. El espectro de la reflectrividad en función de
la longitud de onda permitió mediante el modelo de Drude estimar el
número de portadores de la muestra a través de la medida de la
frecuencia de plasma. La concentración de electrones por unidad de
volumen resultó ser tan elevado como se espera de un metal (mas de
10</span><sup><span lang="es-ES">23</span></sup><span lang="es-ES">
cm</span><sup><span lang="es-ES">-3</span></sup><span lang="es-ES">).
Hay que destacar que todas estas medidas fueron realizadas a baja
temperatura (5.5 Kelvin).</span></span><br />
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span>
<br />
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg5BbAUYf_rQVZiV3nR7BQSPslMwnPA5u-0-5w7XRFjfgVKYf9GR8wyKH4wXuhlzeY3qVatgfYEiU7X4m65jnJI6sil8OuKbMjp2IpIYDxYio9bqtjzjYSYCGIkS8PDdygbULqR-zl6QL4i/s1600/2.png" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" height="260" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg5BbAUYf_rQVZiV3nR7BQSPslMwnPA5u-0-5w7XRFjfgVKYf9GR8wyKH4wXuhlzeY3qVatgfYEiU7X4m65jnJI6sil8OuKbMjp2IpIYDxYio9bqtjzjYSYCGIkS8PDdygbULqR-zl6QL4i/s320/2.png" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Figura tomada de la referencia 3</td></tr>
</tbody></table>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span>
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">¿Qué
peros se pueden poner a este trabajo que parece reclamar el
descubrimiento definitivo de la fase metálica del hidrógeno? En
primer lugar, tanto Eremets como Gregoryanz se quejan del método
utilizado para calcular la presión a la que está el hidrógeno.
Cierto es que normalmente la presión a estos niveles se calcula
gracias al pico Raman del propio diamante; sin embargo, en este
trabajo esto no se mide en todo el experimento hasta la última
medida, la que proclama la fase metálica del hidrógeno. Durante el
proceso intermedio, Silvera usa un sistema al menos cuestionable,
como es apretar unos tornillos y suponer que la presión en la
muestra es la misma que la de otros experimentos realizados
anteriormente con la misma celda pero con distintos diamantes.</span><br />
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjsjWbAeb9FcW5UIdm9qimorSkQwtxAK51JSt-aZRVjjVjPt7bXsimA-DI2-PmDcIAkEOX7wyXAy48mspaJkvHc-18EuKxefVP4gzu508GNxw5g1wfmadhtXFGBWrhpnP2oPi50P1WEK7PX/s1600/3.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" height="102" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjsjWbAeb9FcW5UIdm9qimorSkQwtxAK51JSt-aZRVjjVjPt7bXsimA-DI2-PmDcIAkEOX7wyXAy48mspaJkvHc-18EuKxefVP4gzu508GNxw5g1wfmadhtXFGBWrhpnP2oPi50P1WEK7PX/s320/3.jpg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Figura tomada de la referencia 3</td></tr>
</tbody></table>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span>
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Otro
pero es la falta de medidas de sus propiedades eléctricas. Su medición sería definitiva para poder concluir que lo que
hay entre los dos diamantes es sin duda alguna una fase metálica
pero aún más, no se sabe si es sólido ni si cristaliza en la misma
fase predicha por los cálculos teóricos. No debería ser muy
difícil que cualquier sincrotrón del mundo se ofreciese voluntario
para hacer una rápida medición de difracción de rayos X, ya que la
muestra sigue confinada en la celda de diamante para exposición
pública en el laboratorio de Silvera en la Universidad de Harvard.
Por último, se echa en falta la repetitividad del experimento; se
sabe que se está en la frontera de la ciencia y la técnica, por lo
que hay que intentar repetir al menos una vez el experimento para
asegurarse que las condiciones son reproducibles y no estamos ante un
resultado espurio.</span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;">
</span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES">En
definitiva, ¿se ha encontrado la fase metálica del hidrógeno?
Parece que sí y es el trabajo más completo acerca de esta búsqueda
que se ha publicado hasta ahora. ¿Este trabajo es absolutamente
definitivo? No, y además estoy seguro que otros grupos trabajarán
arduamente para refutarlo. Señores y señoras, preparen las
palomitas porque esto no ha acabo aquí. </span>Se lo <span lang="es-ES">aseguro,
empieza la guerra.</span></span><br />
<span style="font-family: inherit; font-size: medium;"><span lang="es-ES"><br /></span></span>
<span style="font-family: inherit; font-size: medium;"><span lang="es-ES">Texto escrito por Juan Ángel Sans (@tresse77).</span></span><br />
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"><br /></span></span>
<br />
<div align="JUSTIFY" style="line-height: 100%; margin-left: 0.5cm; text-indent: -0.5cm;">
<sup> <span style="font-size: 8pt;">1</span></sup><span style="font-family: "verdana" , serif;"><span style="font-size: 8pt;"> E.
Wigner and H. B. Huntington. “On the Possibility of a Metallic
Modification of Hydrogen” J. Chem. Phys. 3, 764 (1935);
http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1749590</span></span></div>
<div align="JUSTIFY">
<sup><span style="font-family: "verdana" , serif;"><span style="font-size: 8pt;">2</span></span></sup><span style="font-family: "verdana" , serif;"><span style="font-size: 8pt;">
N. W.Ashcroft. “Metallic Hydrogen: A High-Temperature
Superconductor?” Phys. Rev. Lett. 21, 1748 (1968):
http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.21.1748</span></span></div>
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">
</span><br />
<div align="JUSTIFY">
<sup><span style="font-family: "verdana" , serif;"><span style="font-size: 8pt;">3</span></span></sup><span style="font-family: "verdana" , serif;"><span style="font-size: 8pt;">
R. P. Dias and I. F. Silvera. “Observation of the
Wigner-Huntington transition to metallic hydrogen”
10.1126/science.aal1579 (2017);</span></span></div>
</div>
La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com1tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-34864866670132138572017-01-20T10:15:00.000+01:002017-01-20T10:15:08.359+01:00Agujeros negros y ondas gravitacionales<br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">El 11 de Febrero de 2016 se anunció la primera detección directa de ondas gravitacionales. Los dos detectores del experimento LIGO, situados en Livingston y Hanford (EEUU), respectivamente, reportaron un evento de colisión entre dos agujeros negros de 29 y 36 masas solares, respectivamente, situados a una distancia de unos 1.300 millones de años luz (en comparación, el diámetro medio de la Vía Láctea es de unos 100.000 años luz). La magnitud de la explosión cósmica es tal que, durante un período de una décima de segundo, se liberó una potencia unas 50 veces superior a la de todo el Universo junto. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">¿Cómo sabemos todo esto? ¡El propio Einstein pensaba que no era posible! Las razones hay que buscarlas en los enormes progresos tecnológicos y teóricos acaecidos durante las últimas décadas, así como en el establecimiento de enormes redes de colaboración y esfuerzo coordinado a nivel internacional. El marco teórico corresponde a la Relatividad General, desarrollado casi en solitario por Albert Einstein entre los años 1905 y 1916, el cual vino a reemplazar la idea de Isaac Newton de que la gravedad era una fuerza que ``tira” de nosotros, por una interpretación de la gravedad como un efecto geométrico: la materia/energía curvan el espacio y el tiempo y el movimiento que experimentan los cuerpos en dichos espacio y tiempo curvados se siente como una fuerza gravitatoria; en palabras de John Wheeler: ``la materia le dice al espacio-tiempo como debe curvarse, la curvatura del espacio-tiempo le dice a la materia como debe moverse”. Cuando se pregunta a la Naturaleza, a través de experimentos, si es Newton o Einstein quién está acertado, esta nos responde que el segundo. Sirvan como ejemplo la explicación del perihelio de Mercurio, o las predicciones de la curvatura de la luz al pasar por las cercanías de un objeto muy masivo (por ejemplo el Sol), el corrimiento al rojo gravitacional, o el movimiento de púlsares binarios.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<u><span style="font-family: inherit; font-size: large;">Agujeros negros y sus sorprendentes propiedades</span></u></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Las ondas gravitacionales son otra predicción de la Relatividad General que, sin embargo, aún no había sido testada. En esencia, la naturaleza dinámica del espacio y el tiempo en la teoría de Einstein hacen que, cuando un objeto masivo se mueve, se generen perturbaciones en la estructura del espacio-tiempo, las cuales se propagan a la velocidad de la luz. Sin embargo, dichas perturbaciones son extremadamente débiles, lo cual explica que, un siglo después de su predicción, aún no hubieran sido detectadas. En este sentido, hace años que los astrofísicos habían llegado a la conclusión de que la mejor oportunidad para detectarlas residía en estudiar pares de agujeros negros.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjK5eTQfm8tru71CnPIfyZD74RTR0xbOUYQK35WQp-SlHqgM-tI1GheyKNwq_AYTdzpS42Wox6sICxxlhvM7Y7G_TyWDAaHZgo8f_5YPofMOXUQNoMmolGUceNS5gubOKEeEkOH3-ipYpYH/s1600/Imagen+1.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="182" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjK5eTQfm8tru71CnPIfyZD74RTR0xbOUYQK35WQp-SlHqgM-tI1GheyKNwq_AYTdzpS42Wox6sICxxlhvM7Y7G_TyWDAaHZgo8f_5YPofMOXUQNoMmolGUceNS5gubOKEeEkOH3-ipYpYH/s320/Imagen+1.png" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">El
concepto de un cuerpo tan denso que ni siquiera la luz puede escapar
de él fue ya descrito en una etapa tan temprana como 1783 en una
comunicación a la Royal Society por un geólogo inglés llamado John
Michell. Su idea consistía en llevar el concepto de velocidad de
escape al límite, de tal modo que ningún objeto, por muy rápido
que se pudiera mover, podría escapar de dicho cuerpo denso. Debido
al limitado conocimiento empírico de la época, dicho concepto fue
desechado como una curiosidad. Sin embargo, el concepto renació en
1916 cuando, recién salida de imprenta la Relatividad General, Karl
Schwarzschild encontró una solución matemática de dicha teoría
que permitía la existencia de un cuerpo supermasivo y tan
concentrado que su velocidad de escape sería mayor que la de la luz.
Como la teoría de la Relatividad (Especial) impone que ningún
objeto físico puede moverse a mayor velocidad que la de la luz, nada
podría escapar de dichos cuerpos: el concepto de agujero negro
(acuñado por John Wheeler en 1969) hacía acto de aparición en la
teoría de Einstein.</span></div>
<div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"> Ahora
bien, ¿Cómo sabemos que los agujeros negros son reales y no un mero
truco matemático? Utilizando los extensos conocimientos empíricos
acumulados durante décadas, así como poderosos métodos de física
nuclear, los astrofísicos creen conocer con bastante exactitud el
proceso de nacimiento, vida y muerte de las estrellas. Cuando estas
son muy masivas, su etapa final termina ``a lo grande”, con una
explosión en forma de supernova durante la cual su luminosidad crece
hasta superar, durante unos pocos días, la de toda la galaxia por
completo en la cual está ubicada. Pero aún más interesante es el
hecho de que, si la masa del remanente de la explosión de supernova
es lo suficientemente grande (unas 2,5 masas solares), ningún
mecanismo conocido en la Física puede impedir que el destino final
de dicho remanente sea colapsar para formar un agujero negro.</span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgBIf32vLQUN1t8xol_2dchlvnyFGrORioRkaVAGcLgvutxUik9KJEHR_UgF2QPyQklraWHKxCTKnBkK4DKqSFXFtUFhCXRTmdYQg8oR90ldMh-myEdfpJZA0Iw2t4YFxzsjL7Rur31p6Oh/s1600/Imagen+2.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="202" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgBIf32vLQUN1t8xol_2dchlvnyFGrORioRkaVAGcLgvutxUik9KJEHR_UgF2QPyQklraWHKxCTKnBkK4DKqSFXFtUFhCXRTmdYQg8oR90ldMh-myEdfpJZA0Iw2t4YFxzsjL7Rur31p6Oh/s320/Imagen+2.png" width="320" /></a></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES" style="font-family: inherit; font-size: large;"> </span><span style="font-family: inherit; font-size: large;">Ahora
bien, todo esto no implica que los agujeros negros existan de verdad.
¿Cómo podemos ver un objeto que no emite luz? La mejor oportunidad
es utilizar el hecho de que la mayor parte de las estrellas en el
Universo son en realidad sistemas binarios: dos estrellas, con
diferentes masas y etapas vitales, orbitando alrededor del centro de
masas del sistema. Supongamos que una de ellas se ha convertido en un
agujero negro. Lo que sucede a continuación es que, debido a su
intenso campo gravitatorio, empieza a absorber parte del material de
su compañera (la canibaliza). Sin embargo, hay que recordar que el
agujero negro es, en realidad, un objeto muy pequeño, de tal manera
que el material atraído no puede ser tragado inmediatamente por este. De tal modo que dicho material se arremolina en un disco
alrededor del agujero negro y se calienta hasta temperaturas
increíbles. Hasta tal punto, que la interacción de dicho material
hace que parte se eyecte transversalmente al disco a velocidades
cercanas a las de la luz. Si un telescopio en la Tierra está, por
fortuna, alineado con dicho material eyectado, lo que se observa es
que desde una zona del espacio donde no ve ningún objeto (porque,
recordemos, el agujero negro no emite luz), pero del cual sin embargo
uno puede calcular su masa (a través de las perturbaciones
gravitacionales sobre su estrella compañera), llegan enormes
cantidades de energía en forma de partículas a casi la velocidad de
la luz. El único objeto compatible con dicho suceso es,
precisamente, un agujero negro, y este método se ha convertido en
una herramienta rutinaria para ``detectar” decenas de agujeros
negros (Cygnux X-1, en 1964, fue el primero).</span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"> </span><span lang="es-ES"><u>A
la caza de ondas gravitacionales</u></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><u><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></u></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><span lang="es-ES"> Evidencias
indirectas de la existencia de ondas gravitacionales ya se habían
recopilado en el año 1974, con la observación del púlsar binario
PSR B1913+16. Dichos púlsares se corresponden con dos estrellas de
neutrones en rotación una alrededor de la otra, y acompañados de un
campo magnético muy intenso. La Relatividad General nos dice que
dicho sistema debe perder energía de forma progresiva vía emisión
de ondas gravitacionales y que, consecuentemente, se debería
observar </span><span lang="es-ES"><i>una disminución progresiva del
periodo de rotación</i></span><span lang="es-ES"> del púlsar
doble…¡y esto es exactamente lo que se observa al comparar
observación con predicción teórica con una concordancia total! No
obstante, esto aún no representa una observación directa de ondas
gravitacionales.</span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"> Es en
este momento cuando entra en escena el detector LIGO (``Laser
Interferometry Gravitational Wave Observatory”). Los culpables de
este experimento son muchos, donde podemos destacar la idea original
por parte de Rainer Weiss (MIT, 1967) y los estudios teóricos
detallados para dar forma a esta idea por parte de Kip Thorne
(Caltech, 1968). Desde los años 80 numerosos prototipos, que
verificaban la viabilidad del diseño, fueron propuestos para su
financiación, la cual fue aprobada en los años 90. Finalmente el
detector LIGO entró en pleno funcionamiento a mediados de la década
de 2000.</span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"> El
núcleo principal de LIGO lo conforma un interferómetro, dos brazos
en forma de L, cada uno de unos 4 kms de longitud. Desde una fuente
se emite un láser, el cual es dividido en un espejo en dos hacia
cada uno de los dos brazos, de tal manera que, al llegar al final de
cada uno de ellos, es reflejado para volver a recombinarse en el
espejo inicial. Dado que la luz es una onda, si la distancia de los
dos brazos es exactamente la misma, los picos y valles de cada uno de
los dos láseres interferirán de manera destructiva de tal manera
que un fotodetector situado en el espejo divisor no detectará
ninguna señal lumínica. El objetivo de LIGO pasa por lo siguiente:
si en cualquier momento una onda gravitacional atraviesa el aparato
experimental, la perturbación que genera en la estructura del
espacio y el tiempo hará que la longitud de uno de los dos brazos se
acorte ligeramente, mientras que el otro se alargará. En ese
momento, dado que la distancia que el láser recorrerá en cada uno
de los brazos será diferente, la interferencia ya no será
completamente destructiva al llegar al fotodetector, el cual será
capaz, en principio, de detectar una pequeña cantidad de luz. El
hecho de que LIGO tenga dos detectores, uno en Hanford y otro en
Livingston, separados por una distancia de unos 3000 km, ayuda a
determinar la procedencia de la señal de ondas gravitacionales.</span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"> ¿Cómo
de pequeña es la señal? Los cálculos teóricos indican que es
extremadamente débil…¡una parte en 10^21! (unas mil veces más
pequeña que el radio de un protón). Es tan débil que efectos tan
cotidianos como el tráfico, microterremotos o el ruido término es
millones de veces más intenso que la señal que queremos detectar y,
por tanto, nuestro detector sería incapaz de distinguir la onda
gravitacional del ruido ambiente. Afortunadamente, el trabajo
colectivo de ingenieros, experimentales y teóricos consiguieron un
logro de la ingeniería moderna al reducir el ruido ambiental por
debajo de la sensibilidad de LIGO. Las puertas a la detección de
ondas gravitacionales estaban, pues, abiertas, y un primer evento se
registró el 14 de Septiembre de 2015.</span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><a href="https://www.blogger.com/null" name="_GoBack"></a><span lang="es-ES"> No
obstante, la detección necesita ser interpretada: lo que se buscaba
es una señal procedente de la fusión de dos agujeros negros, para
así aumentar su amplitud. El estudio de dicha fusión requiere de
métodos numéricos avanzados para resolver las ecuaciones de la
Relatividad General de Einstein mientras que, a su vez, el progreso
de la implementación de métodos computacionales permite la
detección, filtrado, y estadística sobre la señal observada. Los
modelos teóricos predicen que dicha fusión pasa por tres fases: una
de aproximación (inspiral) donde los dos agujeros negros rotan el
uno alrededor del otro sin perder su identidad, otra de fusión
(merger) donde los agujeros negros alteran significativamente su
forma, y una final (ringdown) donde los dos agujeros se han fusionado
en uno nuevo, liberando en el proceso grandes cantidades de ondas
gravitacionales con una señal muy particular…¡que encaja
precisamente con lo que los nodos de Hanford y Livingston del
detector LIGO midieron!.</span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg4SziWcfAKTpfWuvNdfBLCqkdd5kXXn_1LC30A_umLlpSsSBARbvVPYx-Yz8ja6ExOMhjwHM1bW9Tem4s7GvVvwsQYfUvT8stPwk9AGbwfo58ZOc5LI2WVanhgABE0UTU8FZbL1irQP1Xp/s1600/Imagen+3.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="194" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg4SziWcfAKTpfWuvNdfBLCqkdd5kXXn_1LC30A_umLlpSsSBARbvVPYx-Yz8ja6ExOMhjwHM1bW9Tem4s7GvVvwsQYfUvT8stPwk9AGbwfo58ZOc5LI2WVanhgABE0UTU8FZbL1irQP1Xp/s320/Imagen+3.png" width="320" /></a></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgNHWFFCIjU5PVYaOJ7x14ErhLyBL0gX5sb7LxNYeWxPLO0uFByJ_PT4N-kZio0_PiBeAYwCWql1J88ZfxcsvQkxHrBmM6i0OCPYjjW8hLD0wrkobN2RyawwX9CgW5nIsbD2yLpkRxtT9OA/s1600/Imagen+4.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="214" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgNHWFFCIjU5PVYaOJ7x14ErhLyBL0gX5sb7LxNYeWxPLO0uFByJ_PT4N-kZio0_PiBeAYwCWql1J88ZfxcsvQkxHrBmM6i0OCPYjjW8hLD0wrkobN2RyawwX9CgW5nIsbD2yLpkRxtT9OA/s320/Imagen+4.png" width="320" /></a></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><u><span style="font-family: inherit; font-size: large;">El
presente y futuro de la astronomía moderna</span></u></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><u><span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></u></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"> La
detección de las ondas gravitacionales por LIGO representa el primer
paso en una nueva época en la astronomía moderna. Hasta ahora
nuestro conocimiento del Universo provenía del estudio del espectro
electromagnético (radio, microondas, infrarrojo, visible,
ultravioleta, rayos X, rayos gamma), así como de otras fuentes
adicionales tales como neutrinos o rayos cósmicos. Sin embargo,
existen limitaciones inherentes de la interacción electromagnética,
tales como el apantallamiento debido a nubes de polvo y gas, o la
imposibilidad de observar más allá de unos 380.000 después del Big
Bang debido la opacidad del Universo en aquella época. Sin embargo,
la astronomía de ondas gravitacionales está libre de tales
limitaciones y podrá llegar más allá de donde la electromagnética
no puede, y ayudar a entender mejor el Big Bang, enanas blancas,
púlsares, agujeros negros, materia y energía oscura…¡e incluso
testear con mayor precisión la teoría de la Relatividad General de
Einstein así como teorías de gravitación alternativas a esta! A
parte de LISA, otros detectores de ondas gravitacionales están en
construcción o en fase de planificación. Es, sin duda, una época
apasionante para ser astrofísico.</span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES"><span style="font-family: inherit; font-size: large;">
</span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br />
</span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm; text-align: justify;">
<span lang="es-ES">Texto de Diego Rubiera García (@rubieradiego), Investigador FCT del Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio de Lisboa. </span></div>
</div>
La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com2tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-70210851515117579082017-01-13T13:11:00.000+01:002017-01-20T09:47:35.335+01:00Teoría de cuerdas: viva y coleando<style>
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<br />
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;">El
dominio del espacio aéreo fue uno de los factores clave que acabarían decantado
la victoria del lado de los Aliados en la II Guerra Mundial. <i style="mso-bidi-font-style: normal;">Nunca en ningún conflicto humano tantos
debieron tanto a tan pocos,</i> dijo Winston Churchill para alabar la labor de la Real Fuerza Aérea británica en la <i style="mso-bidi-font-style: normal;">Batalla
de Gran Bretaña</i>, la defensa de la isla ante la amenaza real de una invasión
tras la casi total ocupación del continente por la Wehrmacht. Otro factor
determinante para poner punto y final a la guerra, en el Frente del Pacífico,
fue la decisión de Truman de arrojar sendas bombas atómicas sobre Hiroshima y
Nagasaki. La participación de la comunidad científica en el esfuerzo de guerra,
y en especial de los físicos en el Proyecto Manhattan que diseñaría esas
bombas, es aún objeto de controversia incluso en nuestros días.</span></div>
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgj-C3uZgAJsHocbgnKS7F2ZRnA00Eub85YXL76CALMTuKbD6cessXQPHS4uv4SbowjtzL64BroIN8C8wJC870GKcT7QSjAc8eVtu_HnWfGLABKD3EfEIdO1ZR-08IqtCDDPQ9zWLxpMNwZ/s1600/Nomorewar.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="199" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgj-C3uZgAJsHocbgnKS7F2ZRnA00Eub85YXL76CALMTuKbD6cessXQPHS4uv4SbowjtzL64BroIN8C8wJC870GKcT7QSjAc8eVtu_HnWfGLABKD3EfEIdO1ZR-08IqtCDDPQ9zWLxpMNwZ/s200/Nomorewar.gif" width="200" /></a></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: "times new roman"; font-size: 11.0pt;"><br /></span><span style="font-family: "times new roman"; font-size: 11.0pt;"></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;">Hace
unos diez años, los físicos estaban, de nuevo, en estado de guerra. Esta vez la
guerra era, afortunadamente, dialéctica y, <i style="mso-bidi-font-style: normal;">en
principio</i>, tan solo de carácter científico. La teoría de cuerdas llevaba ya
más de treinta años en el candelero. Ninguna de sus predicciones se había
comprobado experimentalmente y, según argumentaban los críticos, quizá nunca lo
serían. La teoría de cuerdas parecía carecer de refutabilidad y, por tanto, ni
siquiera debería ser calificada de teoría científica; sería todo lo contrario:
una pseudociencia o, en el mejor de los casos, un pasatiempo matemático. Una célebre
frase de Wolfgang Pauli, en la que desdeñaba cierta teoría refiriéndose a ella
como “ni siquiera incorrecta”, se rescató para calificar así a la teoría de
cuerdas. Un <a href="http://www.math.columbia.edu/~woit/wordpress/">blog</a> <span style="mso-spacerun: yes;"> </span>critico surgió con ese nombre. Libros con títulos
como <i style="mso-bidi-font-style: normal;"><a href="https://www.amazon.com/Trouble-Physics-String-Theory-Science/dp/061891868X/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1484297834&sr=8-1&keywords=the+trouble+with+physics">El
problema de la física</a></i> se publicaron ilustrando la inutilidad de la
teoría.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;">La
guerra, como señalábamos arriba era <i style="mso-bidi-font-style: normal;">en
principio</i> solo de carácter científico. No obstante, trascendía algo más:
una batalla de influencia por el control de fondos públicos destinados a
investigación. ¿Deberían las agencias de financiación de la ciencia <i style="mso-bidi-font-style: normal;">matar</i> la teoría de cuerdas mediante una expeditiva
estrangulación presupuestaria? Por aquel entonces yo andaba, recién doctorado,
de postdoc en el Imperial College de Londres, una de las plazas fuertes de la
teoría de cuerdas. Recuerdo a Mike Duff, eminente cuerdista en Imperial,
lamentarse amargamente de que eso podría ya por aquel entonces estar empezando
a pasar. Según argumentaba Duff, la sobredifusión mediática que los críticos estaban
recibiendo podría haber sido la causa del anuncio del EPSRC (una de las
agencias británicas de financiación de investigación) de recortes en su
programa de física matemática. Estamos hablando de recortes antes de los
famosos recortes de ahora.</span><br />
<span style="font-family: "times new roman"; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: "times new roman"; font-size: 11.0pt;"> <table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhEImRojmhSQD1ikPwr3FC3WArHV-Uxn54QerPHRZSVVe2_kRvcUzaVloAphiA677WMrjSDmUxBPtNp7C81_IMdVxAJFhApHlxFLcd__FVyAlUtL4y1mHNdWomqGQ92BqMl-7QcHh_u8ALP/s1600/MichaelDuffs.jpeg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" height="233" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhEImRojmhSQD1ikPwr3FC3WArHV-Uxn54QerPHRZSVVe2_kRvcUzaVloAphiA677WMrjSDmUxBPtNp7C81_IMdVxAJFhApHlxFLcd__FVyAlUtL4y1mHNdWomqGQ92BqMl-7QcHh_u8ALP/s320/MichaelDuffs.jpeg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Michael Duff. Uno de ellos es físico teórico. ¿Cuál?</td></tr>
</tbody></table>
</span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;">Aquellos
episodios se han venido a conocer en el mundillo físico-teórico como las <i style="mso-bidi-font-style: normal;">Guerras de las Cuerdas</i> (<i style="mso-bidi-font-style: normal;">String Wars)</i>. Aunque las hostilidades no
han cesado del todo, con blogs defendiendo <a href="http://www.math.columbia.edu/~woit/wordpress/">una</a> <span style="mso-spacerun: yes;"> </span>u <a href="http://motls.blogspot.com/">otra</a>
postura intercambiando fuego de vez en cuando, sí es cierto que, en general, se
ha rebajado el tono. Estamos, acaso, ante una guerra de salón, una <i style="mso-bidi-font-style: normal;">phoney war</i>. Y ello es sin duda debido a que, a pesar de todo lo escrito contra ella, la
teoría de cuerdas sigue gozando de envidiable salud.</span><br />
<span style="font-family: "times new roman"; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<br /></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEglakPULJ3aq5ao45-hhAVgbew7t7GelqnIptEo4RYWh8CBqOIz5M65ifOND_qjR_MxtQZpmq0bClih9V8poFjj7oIJniK_61vnclyedqusAqEMstxIgqVDWR_0rW9l8PbvWpwNoxMIVVoJ/s1600/stringwars.jpeg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="135" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEglakPULJ3aq5ao45-hhAVgbew7t7GelqnIptEo4RYWh8CBqOIz5M65ifOND_qjR_MxtQZpmq0bClih9V8poFjj7oIJniK_61vnclyedqusAqEMstxIgqVDWR_0rW9l8PbvWpwNoxMIVVoJ/s320/stringwars.jpeg" width="320" /></a></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<br />
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;">Estos
días anteriores, sin embargo, hemos presenciado un <i style="mso-bidi-font-style: normal;">remake</i> en español de aquella Guerra de las cuerdas, que nos ha cogido
con el pie cambiado. Arturo Quirantes, autor del blog <a href="http://elprofedefisica.naukas.com/">El profe de física</a>, ha lanzado
una diatriba desde <i style="mso-bidi-font-style: normal;"><a href="http://culturacientifica.com/2017/01/06/ocaso-la-teoria-cuerdas/">Cuaderno
de cultura científica</a></i> que nos informa del “ocaso de la teoría de
cuerdas”. Los que trabajamos en esta teoría hemos llegado ahora a comprender la
mayúscula sorpresa de Mark Twain al leer su obituario y conocer así, por la
prensa, la noticia de su propia muerte. Afortunadamente podemos salir al paso,
como Twain, de semejante contrariedad: todo apunta a que las noticias que
Quirantes trae sobre la muerte de la teoría de cuerdas “son desmesuradamente
exageradas”.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;">Los
comentarios de Quirantes ya han recibido la certera respuesta de Enrique Fernández Borja en <i style="mso-bidi-font-style: normal;"><a href="https://cuentos-cuanticos.com/2017/01/12/la-teoria-de-cuerdas-para-cunaos-1/">Cuentos
Cuánticos</a>. </i>Aquí, en <a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/">LA
FÍSICA DEL GREL</a>, hemos iniciado una serie de posts (<a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2016/11/unificacion.html">aquí</a>
y <a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2016/12/unificacion-ii-el-modelo-estandar.html">aquí</a>
en especial, aunque también <a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2016/12/premios-breakthrough-2017.html">aquí</a>)
sobre unificación, que nos conducirán a describir más detalladamente la teoría
de cuerdas. Entraremos en materia en sucesivos posts. Mientras tanto, movidos
por el afán de ofrecer al público una visión alternativa sin catastrofismos, y
sin el menor ánimo de reeditar en español una futil Guerra de las Cuerdas, sí creemos
pertinente contestar someramente desde nuestro blog a las críticas. </span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;">Tanto
es que pretendemos evitar toda confrontación que comenzamos con lo que a nadie
en los debates tan de moda en <i style="mso-bidi-font-style: normal;">prime time</i>
televisivo se le pasaría por la cabeza: una sincera autocrítica. Tampoco es
ningún mérito, dicho sea de paso, empezar así para el que esto escribe. Salvo
por pequeñajos que, ay, nos dan la tabarra nocturna, mi generación duerme muy
bien por las noches sabiéndose libre del pecado que pasamos a confesar.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;">Según
me cuentan mis mayores, pues mis intereses científicos en aquella época se limitaban
a los prescritos para la EGB y el BUP por las autoridades educativas
competentes, durante los años ochenta y noventa, la época en la que se cimentaron
los pilares de la teoría de cuerdas, hubo una desmesurada sobrevaloración de objetivos.
Imperaba una sensación de euforia y se pensaba que la teoría de cuerdas sería
capaz de reproducir la física de altas energías conocida, así como de describir
cuánticamente la gravitación en unos pocos años. No en vano, había quien se
refería a las cuerdas como la “Teoría del Todo”, mediático amén de pretencioso
nombre que seguramente llenaba a la realeza del ramo, como a la otra, de gran
orgullo y satisfacción. Hoy, sin embargo, me atrevería a decir que incluso los
más acérrimos defensores de la teoría de cuerdas reconocen que todo aquello fue
una gran sobreactuación. Podríamos incluso decir que aquel fenómeno pudo ser el
equivalente científico de una burbuja financiera. Muchas de las críticas a la
teoría de cuerdas, incluidas la mayoría de las de Quirantes en su post, realmente
no pasan de ser una reacción superficial a esa sobrexposición. </span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;">Burbujas
científicas las ha habido con anterioridad en ciencia en general y en física,
la rama que nos ocupa, en particular. Mencionaré dos que son, de hecho, similares
a la burbuja de los ochenta y noventa en teoría de cuerdas. A finales del siglo
XIX, con la teoría de Newton de la gravitación completamente desarrollada y con
las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo recién escritas, se dieron las
condiciones para la formación de una gran burbuja. Cuajó la idea de que en Física
estaba ya todo hecho. El único trabajo que quedaba por hacer era añadir
decimales a las mediciones de constantes y cantidades físicas, medirlas con más
precisión. ¿Que la órbita de Mercurio no terminaba de cuadrar con la ley
gravitatoria de Newton del inverso del cuadrado? Menudencias. ¿Que las leyes en
boga daban resultados absurdos, a alta energía, para la radiación de cuerpo
negro? Ya se arreglaría el asunto sin mayores sobresaltos. La burbuja
decimonónica estalló por todo lo alto cuando, ni bien entrado el siglo XX, la
Relatividad General y la Teoría Cuántica pusieron la física patas arriba. Hasta
nuestros días.</span><br />
<span style="font-family: "times new roman"; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;"><br /></span></div>
<br />
<br />
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiSUjMS0HJsmRleWWJW1fpd95qYjvAEYmugcNj9UW4RzsqcKNzBTd1dihdrxP3gj4cgxKfWawFlAoN2A2GYHnNvTTGXiTkK2VuMYH5xKe0OQBjGtLYOJJTpCZ46RK3ukbkwWMubWWiSULo-/s1600/Big-Bubbles-final.jpeg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" height="213" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiSUjMS0HJsmRleWWJW1fpd95qYjvAEYmugcNj9UW4RzsqcKNzBTd1dihdrxP3gj4cgxKfWawFlAoN2A2GYHnNvTTGXiTkK2VuMYH5xKe0OQBjGtLYOJJTpCZ46RK3ukbkwWMubWWiSULo-/s320/Big-Bubbles-final.jpeg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Con cuerdas también se pueden hacer burbujas muy grandes.</td></tr>
</tbody></table>
<br />
<br />
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;">A
mediados del siglo XX se desarrolló otra burbuja. La teoría cuántica y la
relatividad especial de principios de siglo se habían desarrollado enormemente,
y su combinación había dado lugar a la llamada teoría cuántica de campos. Se
sabía que la teoría de Maxwell del electromagnetismo, aun siendo clásica, se
amoldaba a la relatividad especial. La teoría cuántica de campos era, pues, la
herramienta perfecta para estudiar la cuantización del electromagnetismo. Y
efectivamente, la teoría cuántica resultante, llamada Electrodinámica Cuántica,
proporcionaba resultados espectaculares, con fastuoso acuerdo de hasta muchas
cifras decimales entre cantidades calculadas mediante la teoría y medidas
experimentalmente. El trabajo de físicos como Richard Feynman fue determinante
para ello. Feynman introdujo sus famosos diagramas, el método que permitió realizar
tales cálculos. Así pues, pronto se extendió la delirante idea de que todo en
teoría cuántica de campos se reducía al cálculo de diagramas de Feynman y,
salvo cálculos más o menos engorrosos, estaba ya todo hecho. Sin embargo,
cuando se hicieron patentes los fenómenos no-perturbativos en teoría de campos,
imposibles de abordar por esos métodos, la burbuja inevitablemente estalló. Por
ejemplo, a acoplamiento fuerte, tiene poco sentido calcular procesos entre
quarks y gluones (de las que ya hemos hablado <a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2016/12/unificacion-ii-el-modelo-estandar.html" target="_blank">aquí</a>) mediante diagramas de
Feynman.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;">Es
indudable que estas burbujas, tanto en ciencia como en economía, son producto
de la naturaleza humana. Ahora bien, si las burbujas financieras tienen las
devastadoras consecuencias que lamentablemente conocemos y padecemos, en
ciencia siempre parecen dejar algo positivo. Por un lado, el conocimiento
acumulado durante la burbuja no tiene por qué ser incorrecto. La teoría de
Newton y la teoría de Maxwell no son incorrectas. Lo que sucede es que se ven
englobadas, como límites, en teorías más precisas. Los diagramas de Feynman no
son incorrectos, tan solo tienen sus límites de aplicabilidad. Por otro lado, el
estallido de las burbujas suele dejar un terreno fértil para la exploración: la
física de agujeros negros, de ondas gravitacionales o la cromodinámica cuántica
serían imposibles sin desarrollos anteriores.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;">Es
generalizado el convencimiento de que todo esto aplica, también, a la teoría de
cuerdas. Nadie que se dedique a investigación en cuerdas hoy en día piensa
seriamente en la teoría de cuerdas como una “Teoría del Todo”, a pesar de que
los críticos insistan en abundar en el tópico. Esto no quita para que el
desarrollo formal de la teoría invoque, como hacemos desde este blog, ideas de
unificación que tan provechosas se han demostrado en física. Dada la
experiencia con situaciones como las descritas arriba, no creo que nadie en el campo
esté muy preocupado con que la teoría de cuerdas, ahora, después de la burbuja,
pueda ser incorrecta. Ni qué decir tiene que, los que nos dedicamos a ella, pensamos
que es correcta, a pesar de todas las dificultades experimentales que entraña
dilucidar tal cuestión. En el peor de los casos, pensamos, la teoría se
amoldará a otra “más correcta”, como en situaciones anteriores.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;">Quirantes
traza un paralelismo entre la teoría de cuerdas y los epiciclos ptolemaicos que
induce a error. Como describe Steven Weinberg en su reciente libro <i style="mso-bidi-font-style: normal;"><a href="https://www.amazon.com/Explicar-el-mundo-Steven-Weinberg/dp/8430617248">Explicar
el mundo</a>, </i>la adición de más y más epiciclos a la teoría geocéntrica es
un problema de <i style="mso-bidi-font-style: normal;">fine tuning</i>. Algo anda
mal en una teoría cuando se le han de añadir ornamentaciones más y más barrocas
para hacerla cuadrar, en frágil equilibrio, con los datos experimentales. El
caso de la cada vez mayor complicación en teoría de cuerdas, desde su humilde
suposición fundacional de que los constituyentes básicos de la materia son
objetos unidimensionales en vez de partículas, hasta la sofisticada teoría que
conocemos hoy, es bien distinto. La complicación, por ejemplo, de tener cinco
teorías de cuerdas no busca realizar, como los epiciclos, ajustes artificiales.
Por contra, se trata del mismo efecto que el descrito arriba en relación con la
teoría cuántica de campos: cada vez conocemos mejor la teoría y sus sectores
perturbativos (donde podemos usar métodos como los de Feynmann) y
no-perturbativos. Que a uno le parezcan extraños nombres como “cuerda tipo I” o
“cuerda heterótica” queda a gusto de cada cual. A mi modo de ver, tan colorida
nomenclatura es digna sucesora de otras como “quark top” (del que, por cierto,
hemos hablado <a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2016/12/unificacion-ii-el-modelo-estandar.html">aquí</a>).
</span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;">Aspectos
como supersimetría, de la que hablaremos en el blog, son deseables en teoría
de<span style="mso-spacerun: yes;"> </span>cuerdas. Que supersimetría no se haya
detectado en el CERN no supone el menor problema para la teoría: este efecto no
tiene por qué notarse a las escalas de energía exploradas por el acelerador
LHC. La única crítica seria hecha por Quirantes se refiere al llamado problema
del <i style="mso-bidi-font-style: normal;">landscape</i>, del que también
hablaremos. Aquí, efectivamente, mete el dedo en la llaga pues nadie excepto
los entusiastas del multiverso saben muy bien cómo proceder. El convencimiento general
es que el asunto acabará arreglándose sin necesariamente refutar la teoría de
cuerdas, como en los casos que mencionábamos arriba. </span><br />
<span style="font-family: "times new roman"; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<br /></div>
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjP1BHslyTABpVc9RLjPCTxKjy0UQ5Lep_EjdZE1pLUB_EZ0QrSwDAi6VeHok5Q72PprMCv3UibZqt5s1vdzm6YSxXJN9QJIWE8oSgKf-zehsoSnzUYnfaFQkHwKOtscZKA5hlcu-huLSXR/s1600/multiversoysusy.jpeg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" height="193" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjP1BHslyTABpVc9RLjPCTxKjy0UQ5Lep_EjdZE1pLUB_EZ0QrSwDAi6VeHok5Q72PprMCv3UibZqt5s1vdzm6YSxXJN9QJIWE8oSgKf-zehsoSnzUYnfaFQkHwKOtscZKA5hlcu-huLSXR/s640/multiversoysusy.jpeg" width="640" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Partículas elementales y sus compañeras supersimétrícas (izquierda). Representación del multiverso (derecha).</td></tr>
</tbody></table>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: "times new roman"; font-size: 11.0pt;"><br /></span><span style="font-family: "times new roman"; font-size: 11.0pt;"></span>
<span style="font-family: "times new roman"; font-size: 11.0pt;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;">Ya
hemos dicho en LA FÍSICA DEL GREL que el Modelo Estándar y la Relatividad
General son las construcciones científicas, <i style="mso-bidi-font-style: normal;">verificadas
experimentalmente,</i> más sofisticadas y precisas que el ser humano ha logrado
hasta ahora (más detalles <a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2016/12/unificacion-ii-el-modelo-estandar.html">aquí</a>).
La teoría de cuerdas ha de englobar a las dos y, desde luego, las supera en elegancia
y sofisticación. Se ha dicho que la teoría de cuerdas es ciencia del siglo XXI
con la que los físicos se toparon en el XX. En este sentido, la teoría de
cuerdas es como el museo Guggenheim de Bilbao: un soberbio edificio del siglo
XXI levantado, realmente, en el XX. A uno le puede causar cierto desasosiego
las líneas futuristas del edificio, y en un arrebato clasicista podría
secretamente desear que se pareciera más, por ejemplo, al renacentista palacio
de Carlos V en Granada. Sea lo que sea la teoría de cuerdas, es sin duda un bello
edificio en construcción que solo en el futuro podemos aspirar a admirar en su totalidad. En
ningún caso se trata del edificio ruinoso que a Quirantes se le antoja.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;">Como
científicos del siglo XXI, nos corresponde desarrollar, entender y extraer consecuencias de la teoría de cuerdas. Ya hemos contado <a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2016/12/premios-breakthrough-2017.html" target="_blank">aquí</a> cómo la teoría de cuerdas fue crucial
para obtener una descripción microscópica de la entropía de agujeros negros.
Como contaremos en sucesivos posts, las contribuciones de la teoría a aspectos
en teoría cuántica de campos e incluso en terrenos tan alejados como matemática
pura o física de la materia condensada son espectaculares.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;">A
tenor del sobredimensionado eco mediático que acompañó a los críticos durante
las Guerras de las cuerdas, podríamos decir que nunca en ningún conflicto
científico tan pocos causaron tanto perjuicio a tantos. Aún desconocemos si la
teoría de cuerdas tendrá la última palabra en una descripción más profunda de
la naturaleza, o si algún bombazo científico al estilo de los atómicos de Hiroshima
o Nagasaki convulsionará la física, en el contexto de la teoría de cuerdas o,
no lo creo, fuera de ella. En todo caso, el "espacio aéreo" de la física teórica de alta energía sigue dominado, por méritos propios, por la teoría de cuerdas. Tenemos por delante pues el excitante
cometido de explorar las consecuencias de una teoría que, ahora más que nunca,
está viva y coleando.</span><br />
<span style="font-family: "times new roman"; font-size: large; mso-ansi-language: ES-TRAD;"><br /></span>
<span style="font-family: "times new roman"; font-size: 11.0pt;">Texto de Oscar Varela.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<br /></div>
La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com7tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-37833864408022491142017-01-10T09:11:00.000+01:002017-01-10T09:11:52.250+01:00Radiación Hawking y agujeros negros acústicos <br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">Este mes de enero de 2017 la revista <a href="http://www.muyinteresante.es/" target="_blank">Muy Interesante</a>, de la cual he sido fan desde pequeñito, ha publicado un artículo "muy interesante" sobre agujeros negros y la posibilidad de estudiarlos en laboratorio. La autora del artículo, <a href="https://twitter.com/laura_chaparro?lang=es" target="_blank">Laura Chaparro</a>, me pidió que opinara sobre el tema y ahora que su artículo ya está publicado, creo que es buen momento para extenderme en este blog con algunos detalles adicionales. Por supuesto, aquí sólo daré mi opinión. Para ver qué opinan otros expertos os recomiendo que leáis el artículo de Laura. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">El interés en este tema surge de un artículo publicado por la revista <a href="https://arxiv.org/ct?url=http%3A%2F%2Fdx.doi.org%2F10%252E1038%2Fnphys3863&v=eaf125e4" target="_blank">Nature</a> el pasado mes de agosto de 2016 (<a href="https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1510/1510.00621.pdf" target="_blank">aquí</a> una versión gratuita). En ese artículo, Jeff Steinhauer, físico experimental en el Instituto Tecnológico de Israel (Technion), describía un experimento suyo que podría representar la primera detección directa de una radiación análoga a la que hace ya más de 40 años Stephen W. Hawking predijo que deberían emitir los agujeros negros. Intentaré explicar de manera resumida lo que se cuenta en aquel artículo. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<table cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhuhyphenhyphendl7CAquWNL4gkILQZWRuKDzpUcDaILqtNPATbsj_rs5QTIu2fVgINXC3Q1zstdeBi7iNmQnVwAJKDGsCG7HF28SoDLzCnp1Q3Ntz_15AGr85WBbYhb4D9OkLN0p7nvDnY45pvsN25F/s1600/Jeff-Steinhauer%2526Hawking.jpeg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" height="187" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhuhyphenhyphendl7CAquWNL4gkILQZWRuKDzpUcDaILqtNPATbsj_rs5QTIu2fVgINXC3Q1zstdeBi7iNmQnVwAJKDGsCG7HF28SoDLzCnp1Q3Ntz_15AGr85WBbYhb4D9OkLN0p7nvDnY45pvsN25F/s640/Jeff-Steinhauer%2526Hawking.jpeg" width="640" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Stephen Hawking y Jeff Steinhauer </td></tr>
</tbody></table>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">Al contrario que otros físicos, los que trabajamos en gravitación estamos muy limitados a la hora de hacer experimentos. Cuando hablamos de entender o verificar propiedades cuánticas, muy sutiles, de objetos como los agujeros negros, la situación se complica aún más. Es por ello que cualquier simplificación o sistema más manejable que tenga comportamientos similares será de gran ayuda. Ahí es donde radica la importancia de encontrar situaciones reproducibles en laboratorio que permitan verificar si algunas de las predicciones fundamentales de nuestras teorías son reales o no. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">¿Qué descubrió Hawking? Hawking se planteó qué le ocurriría a un agujero negro si en el universo hubiera partículas con propiedades cuánticas (como los electrones y protones de los que estamos hechos, que son partículas cuánticas). Si las partículas NO fueran cuánticas, un agujero negro podría vivir eternamente. Su única diversión sería tragar cualquier cosa que pasara cerca de su horizonte de sucesos. Este horizonte es una superficie imaginaria que marca la separación entre "dentro y fuera". Una vez se cruza el horizonte ya no es posible salir. Sorprendentemente, al considerar efectos cuánticos, el agujero negro comienza a emitir partículas cuánticas como si fuera un horno a cierta temperatura. Esta emisión implica que el agujero negro pierde energía y, por tanto, pierde masa. Aunque la pérdida de energía es minúscula, esperando suficiente tiempo, un agujero negro aislado debería evaporarse por completo, lo cual genera una serie de problemas conceptuales muy serios (pérdida de información cuántica) que aún están por resolver. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">Como hoy por hoy no es posible (ni aconsejable) ponerse a hacer experimentos cerca de un agujero negro, lo esencial para verificar si la radiación cuántica predicha por Hawking es real (o plausible) es tratar de encontrar situaciones en las que surjan "horizontes" en escenarios con propiedades cuánticas. Ahí es donde entran en juego los llamados "horizontes acústicos". En lugar de fabricar agujeros negros con todas sus complicaciones, es más factible generar horizontes y estudiar sus propiedades.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<table cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiYjgdkdi_TwwSTw0Zq2js6ptbIoI1Sky3MgthRDMrZljI5B0yyTQNMMc9JgUnOgnqH2NFuVrvTqIeZYigvGiUVh0JgvlOvFtX364ggh39XMrWVuXXusrD0Yo4VfiU61FehXOYMpFgIesvB/s1600/whitehole.jpg" imageanchor="1" style="clear: right; margin-bottom: 1em; margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiYjgdkdi_TwwSTw0Zq2js6ptbIoI1Sky3MgthRDMrZljI5B0yyTQNMMc9JgUnOgnqH2NFuVrvTqIeZYigvGiUVh0JgvlOvFtX364ggh39XMrWVuXXusrD0Yo4VfiU61FehXOYMpFgIesvB/s1600/whitehole.jpg" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Si nada puede escapar de un agujero negro, todo debe salir de un agujero blanco. La región plana de esta imagen muestra un análogo de agujero blanco. El anillo a partir del cual aparecen ondas sería el horizonte de sucesos del agujero blanco. </td><td class="tr-caption" style="text-align: center;"></td></tr>
</tbody></table>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">El horizonte de sucesos de un agujero negro tiene un efecto similar al del agua de un río cerca de una catarata. Como la velocidad del agua aumenta al acercarnos a la catarata, si no nadamos a contracorriente lo suficientemente rápido, el agua nos arrastrará. El lugar donde la velocidad del nadador es igual a la "velocidad de arrastre" marca lo que sería el horizonte. Si en lugar de un nadador en un río consideramos la propagación de ondas acústicas (sonido) en un fluido en movimiento, entonces hablamos de un horizonte acústico: habrá un lugar a partir del cual el sonido es arrastrado por el flujo, sin posibilidad de escapar contracorriente. Ningún ruido producido en esta región interna podrá ser percibido por encima del horizonte acústico. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">Jeff Steinhauer lleva años tratando de demostrar experimentalmente que los horizontes acústicos producidos en fluidos cuánticos en movimiento emiten radiación similar o análoga a la que Hawking predijo para los agujeros negros astrofísicos. Los cálculos de Hawking demuestran que la intensa gravedad de un agujero negro puede crear pares de partículas a partir del vacío cuántico. Uno de los miembros del par surge en la parte externa del horizonte y consigue escapar, mientras que el otro elemento del par cae hacia el interior. La energía necesaria para crear el par de partículas la proporciona el agujero negro, y como uno de los miembros escapa, el agujero negro pierde masa (que es una forma de energía). Esto implica que los agujeros negros se evaporan. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">Las partículas que componen cada par están correlacionadas, es decir, tienen propiedades complementarias: si la partícula que sale tiene carga positiva y gira sobre sí misma en el sentido de las agujas del reloj, entonces la que cae al agujero negro debe tener carga negativa y girar en el sentido opuesto. Este ejemplo ilustra que lo que cae y lo que sale no son independientes, sino que están ligados (o correlacionados). </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">En el caso de los agujeros negros astrofísicos, sólo sería posible medir el flujo de partículas que salen despedidas desde el horizonte hacia el exterior, pues una vez cruzado el horizonte no habría posibilidad de salir de él. Si alguien intentase medir lo que hay en el interior, no sobreviviría para contarlo ni podría transmitir esa información a nadie en el exterior. Sin embargo, en los horizontes de laboratorio (acústicos en nuestro caso) no existe ese problema, por lo que pueden plantearse otro tipo de medidas que involucren tanto a la radiación que sale del horizonte como a la que cae dentro de él. Steinhauer ha aprovechado esta vía para “alcanzar” su objetivo. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<table cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="float: right; margin-left: 1em; text-align: justify;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjxhGq-xgtqesjddLEOv1N-Zyj60VIyjeYt4hxNET-brmsGbNfrJ6rghouN6r1fMm8s8oDJQfnJrNitlGwa6WfinNWH4apkkAa1O4QZuuGQtl5ee9a7Ne_Hy3qcVwV1Q92-cTu6gXjeWZy5/s1600/acousticHorizon.jpeg" imageanchor="1" style="clear: right; margin-bottom: 1em; margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" height="268" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjxhGq-xgtqesjddLEOv1N-Zyj60VIyjeYt4hxNET-brmsGbNfrJ6rghouN6r1fMm8s8oDJQfnJrNitlGwa6WfinNWH4apkkAa1O4QZuuGQtl5ee9a7Ne_Hy3qcVwV1Q92-cTu6gXjeWZy5/s320/acousticHorizon.jpeg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Horizonte acústico y su correspondencia con un agujero negro.</td></tr>
</tbody></table>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">¿Cómo fabricamos un horizonte acústico? Esto se puede visualizar pensando en una tubería por la que fluye un cierto líquido o gas y cuyo grosor se estrecha a partir de un cierto punto. Al estrecharse el tubo, la velocidad del fluido aumenta. Si ese aumento es tal que el fluido se mueve más rápido que el sonido, entonces hemos formado un horizonte acústico. Si esto ya parece difícil de por sí, ¡imaginaos si hay que hacerlo con un fluido cuántico! </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">En lugar de un fluido cualquiera, Steinhauer ha utilizado un condensado de Bose-Einstein (BEC, por sus siglas en inglés). El BEC es un estado de la materia que surge cuando un líquido o gas muy diluido se enfría a temperaturas cercanas al cero absoluto (-273.1 ºC). En esas condiciones, el sistema manifiesta propiedades cuánticas sin necesidad de tener un tamaño microscópico. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: justify;">
<iframe allowfullscreen="" class="YOUTUBE-iframe-video" data-thumbnail-src="https://i.ytimg.com/vi/shdLjIkRaS8/0.jpg" frameborder="0" height="266" src="https://www.youtube.com/embed/shdLjIkRaS8?feature=player_embedded" width="320"></iframe></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">Haciendo barridos con un láser a través del BEC es posible generar un horizonte acústico. Al tratarse de un fluido cuántico, por mecanismos similares a los que descubrió Hawking, se crean pares de partículas correlacionadas a ambos lados del horizonte. En el caso del BEC, las “partículas” (o excitaciones elementales del medio) generadas por el horizonte se llaman fonones, y representan a las “ondas acústicas” elementales (o sonido) que se propagan por el condensado [aquí es útil notar que si las ondas electromagnéticas (luz) tienen asociada una partícula cuántica llamada fotón, las ondas acústicas pueden verse como hechas de fonones]. Esas ondas acústicas generan pequeñas fluctuaciones en la densidad del condensado a ambos lados del horizonte. Midiendo esas pequeñas fluctuaciones y estudiando las correlaciones que existen entre ellas (a ambos lados del horizonte), Steinhauer ha encontrado indicios compatibles con lo que se esperaría si el horizonte acústico generase radiación Hawking. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<table cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgnfCNFp9kgMHRWkbded1vbkmVJNjGWTjvwrGKxf5sbAjn9Bk3r2e1poEA-53XRtDJm1qGy7lFnmeGz_JqH__kk_3grZn1glQKH-cXDoGYLGgNDJAlqMY4lKOq7mQSq04ZeV7lw-ULWJ42n/s1600/DatosVsTeoria.png" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" height="272" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgnfCNFp9kgMHRWkbded1vbkmVJNjGWTjvwrGKxf5sbAjn9Bk3r2e1poEA-53XRtDJm1qGy7lFnmeGz_JqH__kk_3grZn1glQKH-cXDoGYLGgNDJAlqMY4lKOq7mQSq04ZeV7lw-ULWJ42n/s640/DatosVsTeoria.png" width="640" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Correlaciones medidas por Steinhauer (izquierda) comparadas con la predicción teórica (derecha).</td></tr>
</tbody></table>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">Hay que tener en cuenta que los fonones de radiación Hawking en el BEC se podrían mezclar/combinar con muchas otras fuentes de ruido (ondas acústicas) presentes en el BEC. Medir estas cosas y extraer de ahí la señal que corresponde a la radiación Hawking no es nada fácil. Por esta razón es tan importante estudiar las correlaciones entre los dos lados del horizonte, porque los pares de partículas de la radiación Hawking tienen unas correlaciones muy características. Steinhauer ha medido un patrón de correlaciones compatible con lo que se esperaría en un condensado de este tipo si hubiera radiación Hawking. Tratar de medir sólo la radiación saliente es, hoy por hoy, imposible. Es por ello que hay que recurrir al estudio de las correlaciones a ambos lados del horizonte. </span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><br /></span></div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">Aunque la interpretación de los datos experimentales ha sido criticada duramente por otros expertos en el tema, lo importante es que el estudio de las propiedades cuánticas de horizontes ya no es una cuestión puramente matemática. El salto al laboratorio ha sido posible gracias al ingenio de algunos físicos teóricos y a la habilidad de otros tantos físicos experimentales. El procedimiento a seguir en laboratorio está bien definido desde hace ya varios años y, a mi entender, Steinhauer ha conseguido verificar la existencia de radiación Hawking. Por supuesto, es necesario repetir los experimentos para verificar las observaciones y mejorarlos para confirmar con mayor precisión las predicciones teóricas. Lo que aprendamos en el camino nos ayudará a entender mejor la naturaleza y nos hará vivir momentos muy emocionantes.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
Texto de Gonzalo Olmo (@gonzalo_olmo).</div>
La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-28566874641801874632016-12-22T09:16:00.002+01:002016-12-22T09:16:51.274+01:00Premios Breakthrough 2017<br />
<br />
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj-s7u58sC0PESrgssat-WiN1wguZ73F4aEIu61zoJlWeBrMB7ARHwYwFm3z3rzTs0IhJd6kd7fEAb5MDI-1xjNxtDWtQkEQVIyEjSRxjg6XEzolbbE4sGhETWoiev76MntqmiA2OiT9_VT/s1600/strominger-polchinski-+vafaprize.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" height="218" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj-s7u58sC0PESrgssat-WiN1wguZ73F4aEIu61zoJlWeBrMB7ARHwYwFm3z3rzTs0IhJd6kd7fEAb5MDI-1xjNxtDWtQkEQVIyEjSRxjg6XEzolbbE4sGhETWoiev76MntqmiA2OiT9_VT/s320/strominger-polchinski-+vafaprize.jpg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Imagen 1: Strominger, Polchinski y Vafa (izq a der).</td></tr>
</tbody></table>
<br />
<div style="text-align: justify;">
<span style="font-size: large;">A principio de mes se dieron a conocer los galardonados de los Premios </span><a href="https://breakthroughprize.org/"><span style="font-size: large;">Breakthrough</span></a><span style="font-size: large;"> 2017. En la categoría de Física Fundamental, los afortunados son tres de los más importantes físicos teóricos especialistas en teoría de cuerdas: Joe Polchinski, Andy Strominger y Cumrun Vafa (Imagen 1). Polchinski trabaja en el </span><a href="http://www.kitp.ucsb.edu/"><span style="font-size: large;">Kavli Institute</span></a><span style="font-size: large;"> for Theoretical Physics en Santa Bárbara (California), y Strominger y Vafa en el Center for the Fundamental Laws of Nature de la Universidad de </span><a href="http://hetg.physics.harvard.edu/"><span style="font-size: large;">Harvard</span></a><span style="font-size: large;">. ¡Enhorabuena a los premiados!</span></div>
<span style="font-size: large;"><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
Los Premios Breakthrough fueron instituidos por Yuri Milner hace cuatro años, un emprendedor millonario de origen ruso afincado en la Bahía de San Francisco y físico de formación. Completamente desconocido en el mundillo de la física teórica hasta 2012, su nombre saltó del completo anonimato a celebrity físico-teórica en verano de ese año cuando, con la comunidad científica desprevenida, se dieron a conocer unos nuevos galardones dotados de tres millones de dólares, tres, cada uno. Esta cuantía se anunció junto con los premiados de ese año, todos ellos reconocidos físicos teóricos asociados en mayor o menor medida con la teoría de cuerdas. De un plumazo, se premió a la plana mayor “cuerdera” del Instituto de Estudios Avanzados (IAS) de Princeton (Nima Arkani-Hamed, Juan Maldacena, Nathan Seiberg y Edward Witten), además de a los también famosos en esta área Alan Guth (MIT), Alexei Kitaev (por entonces de Caltech, ahora de Santa Bárbara), Maxim Kontsevich (IHES), Andrei Linde (Stanford) y Ashoke Sen (Harish-Chandra). Un plantel para quitarse el sombrero.</div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
Estos nuevos premios no dejaron a nadie indiferente. El asunto causó mucho revuelo y dotó, afortunadamente, de considerable vidilla a los, casi únicos por otro lado, eventos sociales que frecuentamos los físicos: la hora de la comida, el cafelito posterior y las cenas de seminarios, workshops y congresos. Las opiniones variaban de un extremo a otro. Unos sostenían que aquello era un escándalo, una intromisión en la noble tarea investigadora que ha de salvaguardarse de semejantes sobornos. Añadían estos que, si de dar dinero a fondo perdido se trataba, mejor usar tan ingentes cantidades en crear un enorme número de becas de doctorado y post-doctorado en física teórica. Otros, sin embargo, eran de la opinión de que aquello estaba muy bien: la teoría de cuerdas llevaba siendo estudiada desde los años setenta y ya era hora de que se reconociera mediante la institución de un galardón, sólidamente respaldado a golpe de talonario.</div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
Otras peculiaridades del premio alimentaban aún más la polémica. Por ejemplo, la gala de concesión de los premios, televisada en EEUU por Discovery Channel aquel año, se concibió con un formato al estilo de Hollywood, intencionadamente diseñado para levantar comparaciones con la ceremonia de los Oscars. Por ejemplo, este año como en alguna otra edición previa, la gala fue presentada por Morgan Freeman: un aire californiano diametralmente alejado de la vetusta pompa y circunstancia escandinava que tanto gusta en los ambientes académicos. Una crítica más seria a estos premios venía del hecho de que no quedaba muy claro cuáles eran las bases o el patrón de concesión.</div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
En mi modesta opinión, creo que, con todos sus posibles defectos, estos premios son algo positivo. Creo que Milner lo hace por una vocación filantrópica, muy enraizada en la cultura empresarial estadounidense y, en especial, de Silicon Valley (véase el caso de Bill Gates), en gratitud por su formación en física. No creo que la integridad de investigadores e investigaciones se vea comprometida. También creo que era necesario un galardón que premie investigación puntera en las áreas más especulativas de la física teórica. En particular, este premio viene a llenar el hueco que el Nobel, con su (también razonable, por otro lado) requisito sobre validación experimental de la investigación premiada, no es capaz de llenar. Recuerdo una discusión el año pasado, durante una cena de seminario en Henrietta’s Table, el restaurante que suele acoger la cena de seminario de física teórica de Harvard, sobre una interesante idea. Entre los presentes, se encontraban galardonados ya entonces con el Breakthrough, y otros que lo serían posteriormente. Se habló de que sería buena idea trocear el premio y concederlo a jóvenes promesas. En realidad, el premio New Horizons de la misma organización es una especie de Breakthrough junior que va en esa línea. También se ha rumoreado que Ashoke Sen decidió donar el premio para becas de formación, pero no tengo constancia directa de ello. Es un gesto que honraría a Sen o cualquiera de los premiados desde 2012 que decidiera dar ese destino al premio. Soy también de la opinión que los premiados no se deben ver en la obligación moral de dar esa salida al premio: con la excepción de los portavoces mencionados más abajo, es su premio, bien merecido por lo que me consta, y están en perfecto derecho de darle un uso personal a ese dinero.</div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
En todo caso, el premio se ha venido otorgando anualmente desde 2012. Desde 2013, cuando Milner se asoció con los indudablemente más mediáticos Sergey Brin de Google y Mark Zuckerberg de Facebook, se ha venido concediendo también en las categorías de Biología y Matemáticas. Es cierto que, en ocasiones, se ha hecho de manera algo curiosa. Por ejemplo, en 2013 se concedió bien merecidamente al cuerdero Alexander Polyakov, también de Princeton (de la Universidad, no confundir con el IAS mencionado arriba). Hasta ahí todo bien. Pero en 2013 también se concedió un premio especial a los científicos portavoces de las colaboraciones experimentales de CERN que descubrieron el bosón de Higgs ese año. Parece que les entró prisa por premiarlos, porque en vez de dar un premio especial los podrían haber premiado en la edición siguiente. Ni qué decir tiene que también fue peculiar, y no estuvo exento de polémica, premiar a los portavoces de turno de las colaboraciones, pues son cargos político-administrativos temporales. En 2013 Stephen Hawking fue también galardonado (por radiación de agujeros negros, entre otras cosas, de la que hemos hablado <a href="http://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2016/11/agujeros-negros-cuanticos.html">aquí</a>), muy meritoriamente, aunque de manera especial, en vez de ordinaria.</div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
El año pasado sucedió algo similar. Se premió de forma ordinaria a ciertos físicos teóricos (de neutrinos en vez de cuerdas, supongo que para variar), pero cuando estaba ya todo el pescado vendido en lo que se refiere a la determinación de los agraciados, se anunció el bombazo científico del año: el descubrimiento de ondas gravitacionales. Y entonces, como si nada, se creó un premio especial para los teóricos del asunto: Ronald Drever, Kip Thorne y Rainer Weiss. La comparación con el premio especial de 2013 deja, por cierto, algunos interrogantes. ¿Se premiará también, de forma especial u ordinaria, a los teóricos del Higgs todavía vivos (Englert, Hagen, Higgs)? ¿Se premiará a representantes del experimento LIGO, que detectó las ondas gravitacionales? </div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
Y así llegamos al último premio Breakthrough de Física Fundamental, anunciado a principios de diciembre, para Polchinski, Strominger y Vafa. Estaba cantado que más pronto que tarde lo recibirían, ya que sus nombres eran sonadas omisiones en la lista de insignes teóricos de cuerdas galardonados hasta la fecha. Como en los casos anteriores, y a mi modo de ver, esta es una concesión muy merecida. Los tres son destacados físicos que han realizado contribuciones sobresalientes a la teoría de cuerdas, a la teoría de agujeros negros y, en general, a la física teórica. Es más, Polchinski, Strominger y Vafa son algunos de los que fundamentaron en su día los mismísimos principios de la teoría de cuerdas. Y lo quizá más notable: ninguno de los tres se ha dedicado a vivir de rentas desde aquellas contribuciones fundacionales. A lo largo de todos estos años, se han mantenido tremendamente activos produciendo investigación puntera que ha seguido marcando la pauta a nivel mundial hasta día de hoy. Strominger, por ejemplo, sacó un <a href="https://arxiv.org/abs/1611.09175">artículo</a> hace unas pocas semanas con Stephen Hawking y Malcolm Perry, continuación de otro <a href="https://arxiv.org/abs/1601.00921">previo</a>, donde se hacen progresos acerca de uno de los grandes enigmas de física de agujeros negros: la paradoja de la información. No me puedo resistir aquí a señalar humildemente que, a fecha de este post, el último <a href="https://arxiv.org/abs/1612.04833">artículo</a> de Strominger tiene a un servidor como coautor. Es para mí un gran honor.</div>
</span><div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span lang="EN-US" style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<table cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><span style="font-size: large;"><img border="0" height="240" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEidgk2OYMpsPn9vhJ40yd1NZ6sxLaKdMpYhxtSXSCSSR66I6r74OEVkfEh-029fxL3tBsSkiWJAyG0R5uNwWt1WtMFMwO5RghI2qzrB0DgPw8-spzVmLrl9g_QOcBG4eR9YUe9BfYUaLLah/s320/DSC00687.JPG" style="margin-left: auto; margin-right: auto;" width="320" /></span></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;"><span style="font-size: x-small;">Imagen 2: Jefferson Laboratoy. Departamento Física Teórica Harvard.</span></td></tr>
</tbody></table>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEidgk2OYMpsPn9vhJ40yd1NZ6sxLaKdMpYhxtSXSCSSR66I6r74OEVkfEh-029fxL3tBsSkiWJAyG0R5uNwWt1WtMFMwO5RghI2qzrB0DgPw8-spzVmLrl9g_QOcBG4eR9YUe9BfYUaLLah/s1600/DSC00687.JPG" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"></span></a></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<br /></div>
<span style="font-size: large;"><div style="text-align: justify;">
Ya hemos hablado en este <a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2016/11/agujeros-negros-cuanticos.html">blog</a> de una de las contribuciones recientes de Polchinski a la física de agujeros negros: los firewalls, o muros de fuego. Hablemos pues, brevemente, de una de las más célebres contribuciones de Strominger y Vafa: su cálculo conjunto de la entropía de agujeros negros usando teoría de cuerdas.</div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
Desde el trabajo teórico de Bekenstein y Hawking en los setenta, sabemos que los agujeros negros se comportan como sistemas termodinámicos: tienen temperatura y variables como energía y entropía sujetas a las leyes de la termodinámica, las famosas primera y segunda leyes. La entropía, por ejemplo, proporciona una medida del desorden del sistema en cuestión. Bekenstein y Hawking establecieron que los agujeros negros tienen entropía, y dieron una expresión para esa entropía basada en criterios termodinámicos.</div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
Los fenómenos termodinámicos son macroscópicos, es decir, debidos a la aglomeración de muchas partículas, o componentes elementales. No tiene sentido pues hablar de transmisión de calor entre partículas elementales a nivel individual. Ese y otros fenómenos solo surgen debido a la acumulación de grandes cantidades de material. Uno puede usar la termodinámica para describir, aprovechar y explotar, por ejemplo, procesos industriales desde la más completa ignorancia de lo que hacen las partículas elementales a nivel individual: solo importa el comportamiento colectivo. Ahora bien, desde el punto de vista científico, es muy importante tener una teoría fundamental que explique microscópicamente el comportamiento macroscópico. Es decir, es importante tener una descripción básica y fundamental de la dinámica de los componentes elementales, tal que permita obtener mediante métodos estadísticos los comportamientos termodinámicos observados a escalas macroscópicas. A tal descripción microscópica se la suele llamar “de primeros principios”.</div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
Uno de los mayores logros de la física del siglo XIX fue obtener una descripción microscópica, de primeros principios, de muchos fenómenos termodinámicos. Eso conseguía, por ejemplo, la teoría cinética de gases. Así pues, en el momento en que Bekenstein y Hawking determinaron que los agujeros negros son sistemas termodinámicos, pusieron a estos sistemas en la misma tesitura que a los gases en el siglo XIX: se hacía necesario encontrar el equivalente a la teoría cinética, es decir, una descripción de primeros principios de la física de agujeros negros. ¿Cuál sería, pues, la teoría que describiera microscópicamente la entropía de los agujeros negros?</div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
Como ya hemos comentado en este <a href="http://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2016/11/agujeros-negros-cuanticos.html">blog</a>, los agujeros negros son, también, sistemas cuánticos. Por ese motivo, la teoría microscópica llamada a reproducir sus propiedades termodinámicas ha de ser, necesariamente, la teoría cuántica de la gravedad. Ahora bien, uno de los grandes retos de la física teórica es, precisamente, establecer cuál es la teoría que rige el régimen cuántico de la gravedad. La teoría de cuerdas es una firme candidata a ser justamente esa teoría. En 1996, Strominger y Vafa emplearon la teoría de cuerdas para realizar un cálculo microscópico de la entropía de ciertos agujeros negros (ver <a href="https://arxiv.org/abs/hep-th/9601029">aquí</a>), ¡obteniendo exactamente el mismo resultado que Bekenstein y Hawking! Así pues, Strominger y Vafa reprodujeron por primeros principios, con teoría de cuerdas, la entropía termodinámica del tipo concreto de agujero negro considerado. Además de un gran éxito en sí mismo, este resultado supuso un gran espaldarazo a la teoría de cuerdas como candidata a teoría cuántica de la gravedad. Este resultado de Strominger y Vafa ha sido sin duda determinante para la obtención del Premio Breakthrough 2017, por sus “avances transformadores en teoría cuántica de campos, teoría de cuerdas y gravedad cuántica”.</div>
</span><div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span lang="EN-US" style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span lang="EN-US" style="font-family: inherit; font-size: large;"><br /></span></div>
<table cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><span style="font-size: large;"><img border="0" height="240" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiIC1b4xD6c6_bV2qAVvSxuv_R76TLcT372UkXUtTAmuUDzEtXIhc-8_Hb5DjI_wieyAb058J9PkTVFFwnxL7l_Y-SYVGBKLaciYKIBuMUGp1F0esUdKo5dyURlzQKXiQw3CG6DWgMR5cXl/s320/kavlisb.jpeg" style="margin-left: auto; margin-right: auto;" width="320" /></span></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;"><span style="font-size: x-small;">Imagen 3: Kalvi Institute for Theoretical Physics. Santa Bárbara.</span></td></tr>
</tbody></table>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiIC1b4xD6c6_bV2qAVvSxuv_R76TLcT372UkXUtTAmuUDzEtXIhc-8_Hb5DjI_wieyAb058J9PkTVFFwnxL7l_Y-SYVGBKLaciYKIBuMUGp1F0esUdKo5dyURlzQKXiQw3CG6DWgMR5cXl/s1600/kavlisb.jpeg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><span style="font-family: inherit; font-size: large;"></span></a></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<br /></div>
<span style="font-size: large;"><div style="text-align: justify;">
Concluyamos mencionando a los galardonados con el Premio New Horizons 2017, la versión junior del Breakthrough como hemos indicado más arriba. Son Asimina Arvanitaki (de Perimeter Institute), Peter Graham (Stanford), Surjeet Rajendran (Berkeley) y Frans Pretorius (Princeton), además de los cuerderos Simone Giombi (Princeton) y Xi Yin, con el que he tenido el gusto de coincidir en Harvard durante mi etapa allí en los últimos años.</div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div style="text-align: justify;">
De nuevo, ¡enhorabuena!</div>
</span><div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span lang="EN-US" style="font-family: "times new roman" , serif; font-size: 11.0pt;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span lang="EN-US" style="font-family: "times new roman" , serif; font-size: 11.0pt;"><br /></span>
<span lang="EN-US" style="font-family: "times new roman" , serif; font-size: 11.0pt;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span lang="EN-US" style="font-family: "times new roman" , serif; font-size: 11.0pt;"></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span lang="EN-US" style="font-family: "times new roman" , serif; font-size: 11.0pt;">Texto
de Óscar Varela, Doctor en Físicas, Assistant Professor en Utah State
University, y Senior Scientist en Max Planck Insitut für Gravitationsphysik,
Postdam.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span lang="EN-US" style="font-family: "times new roman" , serif; font-size: 11.0pt;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="mso-layout-grid-align: none; mso-pagination: none; text-align: justify; text-autospace: none; text-justify: inter-ideograph;">
<span lang="EN-US" style="font-family: "times new roman" , serif; font-size: 11.0pt;"><br /></span></div>
La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-23675284531273589312016-12-19T10:41:00.000+01:002016-12-19T23:12:29.275+01:00Alba: la luz sincrotrón española. <div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<br /></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<br /></div>
<div align="JUSTIFY">
<span style="color: black;"><span style="font-family: "arial" , sans-serif;"><span style="font-size: x-small;"><b><br /></b></span></span></span></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgn-Il3WZ2GCa9mpK3EYuusObPj0qbkrqyvMV5zkcu_blvvhk95zhYbIpdCgSSatZCCKNs1ucbBWaddswEneINr8p2j5qqkb_Dvzn1bfAS_QE62CoI6vu1_GdQc1LDJtbkc9_Ki_sWUdAQU/s1600/20081010.JPG" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="240" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgn-Il3WZ2GCa9mpK3EYuusObPj0qbkrqyvMV5zkcu_blvvhk95zhYbIpdCgSSatZCCKNs1ucbBWaddswEneINr8p2j5qqkb_Dvzn1bfAS_QE62CoI6vu1_GdQc1LDJtbkc9_Ki_sWUdAQU/s320/20081010.JPG" width="320" /></a></div>
<div align="JUSTIFY">
<span style="color: black;"><span style="font-family: "arial" , sans-serif;"><span style="font-size: x-small;"><b><br /></b></span></span></span></div>
<div align="JUSTIFY">
<span style="color: black;"><span style="font-family: "arial" , sans-serif;"><span style="font-size: x-small;"><b><br /></b></span></span></span></div>
<div align="JUSTIFY">
<br /></div>
<span style="font-size: large;"></span><br />
<div style="font-family: inherit; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit;">En marzo de 2010, en Cerdanyola del Vallés (Barcelona), se inaugura el sincrotrón ALBA. Habiendo costado unos 200 millones de Euros, es sin duda una de las instalaciones científicas más importantes de España. No obstante, mucha gente no sabe que España tiene esta instalación puntera ni para qué sirve, esperemos aclararlo un poco.</span></span></div>
<span style="font-size: large;">
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">El sincrotrón es básicamente una instalación que utiliza electrones acelerados para generar rayos X, que son utilizados para diversos tipos de investigaciones. Esta generación de rayos X se fundamenta en el movimiento de los electrones: cuando un electrón se mueve y cambia la dirección de su movimiento, emite energía.</span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">En una visión más general, teniendo en cuenta efectos relativistas, uno se puede imaginar a los electrones viajando a velocidades cercanas a la de la luz (c = 3x108 m/s) y al ser forzados a cambiar su movimiento bajo la acción de campos magnéticos, se produce una emisión de luz con unas propiedades características, la llamada radiación sincrotrón. Esta radiación es producida en una instalación sincrotrón de tamaño aproximado a cuatro campos de futbol. Aquí, los electrones son acelerados a una energía extremadamente alta y se les hace cambiar de dirección periódicamente para conseguir la emisión de este singular tipo de luz.</span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">¿De dónde proviene la luz del sincrotrón? Básicamente del movimiento de los electrones. Los electrones son generados en un cañón de haz electrónico por emisión termiónica desde un cátodo de wolframio calentado, de la misma forma que se hace en un tubo de rayos X o en un antiguo televisor de rayos catódicos. Una vez generado, este haz es acelerado en un acelerador lineal (linac1) mediante campos eléctricos hasta una energía de alrededor de 100 MeV. En este punto, el haz es transferido al anillo intensificador de señal o booster, donde se intensifica a energías desde millones (106) a giga (109) electrón voltios (GeV) con la ayuda de imanes muy potentes (¡2000 veces más intensos que el campo magnético de la Tierra!) y campos eléctricos. El sincrotrón español (ALBA), que se puede ver en la figura 1, tiene una energía de 3 GeV. En este punto, el haz de electrones es enviado al anillo de almacenamiento donde los campos magnéticos lo mantienen confinado. Para hacernos una idea, los electrones se mantienen girando alrededor de una circunferencia que en el caso de ALBA tiene 269 metros. Este ciclo es repetido 3 veces por segundo.</span></div>
</span></span><br />
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh3zrO66xWFYKGqMkObf36ksiVVP14WGl1CMPdZoPgw9zk7jY0nLGjb28sAdfCIj5Aj6eCApA96dY-nr3uIssAPO_GSRnBOmLs2jxp796mHTLMYKVHWAQnwlJ-gt4k4A9-bo6wFQyQn-cCb/s1600/Figura1.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><img border="0" height="300" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh3zrO66xWFYKGqMkObf36ksiVVP14WGl1CMPdZoPgw9zk7jY0nLGjb28sAdfCIj5Aj6eCApA96dY-nr3uIssAPO_GSRnBOmLs2jxp796mHTLMYKVHWAQnwlJ-gt4k4A9-bo6wFQyQn-cCb/s400/Figura1.jpg" width="400" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Figura 1.</td></tr>
</tbody></table>
<br />
<span style="font-family: inherit; font-size: large;"></span> <span style="font-size: large;"><br /></span><br />
<div style="font-family: inherit; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit;">Durante el tiempo que el haz está en el anillo de almacenamiento, este haz está gradualmente decayendo debido a las colisiones de los electrones con moléculas de gas residual y con otros electrones. Para minimizar estas pérdidas, el haz transita por dentro de una cámara circular a ultra-alto vacío, a alrededor de 10-10 milibares, equivalente a la presión atmosférica en la Luna. Sin embargo, incluso en estas condiciones el haz necesita ser recargado una o varias veces al día para que su intensidad no decrezca tanto.</span></span></div>
<span style="font-size: large;">
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">El anillo de almacenamiento tiene que ser visto como una estructura consistente en secciones arqueadas, donde actúan los imanes desviadores de dipolo (BM) y secciones rectas, donde se disponen unos dispositivos de inserción (ID: onduladores y wigglers) como se ve en la figura 1. Los BMs son usados para desviar los electrones a lo largo de las secciones arqueadas y producen una radiación que es menos intensa en términos de brillo a la producida por los IDs.</span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">La aparición de estos últimos (IDs) son los que han definido las fuentes de radiación sincrotrón de tercera generación, tales como ALBA. Estas fuentes están diseñadas para obtener un flujo óptimo con el máximo brillo. De hecho, estas dos propiedades indican la calidad de una instalación sincrotrón. El flujo espectral está definido por el número de fotones por segundo y por ancho de banda (~ 0.1%) atravesando un área definida y se explota como haz blanco de rayos X (es decir, no monocromático sino con todas las longitudes de onda mezcladas), aquí es más importante la intensidad del haz que su tamaño. Para focalizar el haz en un foco de tamaño reducido se explota otra de las cualidades de los sincrotrones, el brillo del haz2. Este último parámetro, el brillo, establece el foco más pequeño al que se puede llegar con el haz de rayos X y determina cómo está distribuido el flujo tanto angular como espacialmente. Así podemos definir el brillo como la cantidad de potencia por unidad de frecuencia, área y ángulo sólido.</span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">Hay un continuo desarrollo de elementos ópticos que optimizan estas propiedades del haz sincrotrón en las llamadas fuentes de tercera generación. Sin embargo, hay que mencionar que existen fuentes de cuarta generación ya disponibles que están basadas en láseres de electrones libres (FELs). Estas nuevas instalaciones son capaces de producir pulsos de luz coherente muy cortos y con un pico muy alto de intensidad y brillo3.</span></div>
</span></span><br />
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiAvql14f_lyETo9eutoPt_pFDwQPtJQmbgVFT6tzwk97Ujnb75idtKqIukla8JGz6nO_uqTl62YVje1nRA3nGJqfPxVj_jlbuoOGx9TESp_QRcH3pLYnVCCts55_GzL2a3loL27sC9niwC/s1600/Figura2.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiAvql14f_lyETo9eutoPt_pFDwQPtJQmbgVFT6tzwk97Ujnb75idtKqIukla8JGz6nO_uqTl62YVje1nRA3nGJqfPxVj_jlbuoOGx9TESp_QRcH3pLYnVCCts55_GzL2a3loL27sC9niwC/s1600/Figura2.jpg" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Figura 2.</td></tr>
</tbody></table>
<span style="font-size: large;"><br /></span><br />
<div style="font-family: inherit; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit;">El destino final de la radiación sincrotrón es la línea, que está posicionada tangencialmente al anillo de almacenamiento de forma que se captura la luz de sincrotrón (fotones del haz de rayos X) procedente del anillo. Para los usuarios, la línea es la parte de la instalación sincrotrón que despierta mayor interés. La primera parte que se encuentra el haz de rayos X es la cabaña óptica, donde los fotones son entregados por los imanes del anillo. Esta sección incorpora varios dispositivos como filtros, atenuadores, espejos y monocromadores que se usan para enfocar y seleccionar la longitud de onda (energía) deseada para cada experimento. Éstos se realizan en la segunda estación de la línea llamada estación final o cabaña experimental. La mayoría de estos experimentos están alojados dentro de un recinto que apantalla la radiación, para que los trabajadores de la línea y los usuarios estén protegidos de los rayos X nocivos. Debido a que los científicos no pueden entran en las cabañas durante la recolección de los datos, el equipamiento está controlado remotamente en la cabaña de control vía motores y dispositivos robóticos.</span></span></div>
<span style="font-size: large;">
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">La radiación sincrotrón es extremadamente intensa (cientos de veces más intensa que la de un tubo de rayos X que se pueda encontrar en un laboratorio convencional) y cubre un amplio rango de energías, desde el infrarrojo y ultravioleta pasando por el visible hasta la región del espectro electromagnético perteneciente a los rayos X duros y blandos.</span></div>
</span><div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">Las técnicas de sincrotrón también abarcan un gran número de aplicaciones desde las biológicas a los materiales industriales, como se muestra en la figura 1. El amplio rango de instrumentos y longitudes de onda disponibles permiten determinar el tamaño, la forma de los materiales y elucidar sus estructuras. Desde el punto de vista biológico se pueden resolver estructuras de proteínas y virus (ver el ejemplo de XALOC mostrado en la figura 1), obtener imágenes y mapas de cómo se pueden invertir las alteraciones producidas en células infectadas mediante ciertos fármacos (MISTRAL) e investigar largos acoplamientos moleculares como polímeros, proteínas, fibras y otras soluciones biológicas (ver NCD). Químicamente, la estructura de materiales masivos puede ser estudiada mediante difracción y espectroscopía de absorción tanto en condiciones ambiente como en condiciones extremas de presión y temperatura (MSPD y CLAESS). Las propiedades avanzadas de la luz sincrotrón en términos de precisión, especificidad y oportunidad comparada con el laboratorio convencional lidian bien con ese tipo de estudios avanzados. Actualmente, es posible desarrollar experimentos usando la luz sincrotrón (MSPD) en materiales sujetos a un amplio rango de presiones y temperaturas, excediendo la condiciones encontradas en la Tierra (363 GPa – más de 3 milliones de veces la presión atmosférica) y alcanzadas por otros planetas (~ 1TPa)4.</span></div>
</span></span><br />
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg77MtyjcS11IhwDdUMrAX1YSJcvDI5VYnlppCyASQJ-bhMEcQnahgPJUXuNhnV2SJQbMg69vrfK_j7bWNmg9YEaiIKLGBlHrKTNEmiM2o44MBeWsuSk1mpn6g8GtPq9nLzXZj8ZQJdlqHZ/s1600/Figura3.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><img border="0" height="320" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg77MtyjcS11IhwDdUMrAX1YSJcvDI5VYnlppCyASQJ-bhMEcQnahgPJUXuNhnV2SJQbMg69vrfK_j7bWNmg9YEaiIKLGBlHrKTNEmiM2o44MBeWsuSk1mpn6g8GtPq9nLzXZj8ZQJdlqHZ/s320/Figura3.jpg" width="274" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Figura 3.</td></tr>
</tbody></table>
<span style="font-size: large;"><br /></span><br />
<div style="font-family: inherit; text-align: justify;">
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: inherit;">Los estudios experimentales en materiales 2D como capas delgadas, superficies e interfases también se pueden realizar mediante la radiación sincrotrón. De esta forma, se puede ahondar en el conocimiento y obtener información a una profundidad de unos pocos nanómetros para materiales magnéticos (BOREAS) o incluso seguir reacciones químicas en la escala atómica en diferentes catalizadores (CIRCE). Un estudio reciente describió la coexistencia de magnetismo y superconductividad en superconductores de alta temperatura basados en cupratos6, contrario a la creencia común que dichas propiedades son fenómenos excluyentes.</span></span></div>
<span style="font-size: large;">
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<span style="font-family: inherit;"><div style="text-align: justify;">
<span style="font-family: inherit;">El uso de la radiación sincrotrón es una herramienta enormemente aprovechable en la que el conocimiento de la escala atómica puede ser obtenido de manera relativamente sencilla gracias al gran número de técnicas que permite. La combinación de investigación y radiación sincrotrón ha abierto nuevas perspectivas en el estudio de la naturaleza de los materiales antes mencionados con resultados en un amplio número de campos.</span></div>
</span></span><br />
<div style="text-align: justify;">
<br /></div>
<br />
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; text-indent: 1.27cm;">
<br /></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; text-indent: 1.27cm;">
<br /></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; text-indent: 1.27cm;">
<span style="color: black;"><span style="font-family: "times new roman" , serif;">Esta
entrada está escrita por Catalin Popescu, investigador en la
línea MSPD de Alba.</span></span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm;">
<br /></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm;">
<br /></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm;">
<br /></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm;">
<span style="color: black;"><span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: x-small;">1 </span></span></span><span style="color: black;"><span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: small;">Alba-Cells,
Spanish synchrotron
website. <a href="https://www.cells.es/en/accelerators/operations">https://www.cells.es/en/accelerators/operations</a></span></span></span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm;">
<span style="color: black;"><span style="font-family: "times new roman";"><span style="font-size: x-small;"><sup>2</sup> <span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: small;">P.
Willmott, An introduction to synchrotron radiation (John Wiley and
Sons Press, UK, 2011).</span></span></span></span></span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm;">
<span style="color: black;"><span style="font-family: "times new roman";"><span style="font-size: x-small;"><sup>3</sup> <span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: small;">S.
Mobilio, F. Boscherini, C. Menenghini, Synchrotron Radiation –
Basics, Methods and Applications (Springer Press, Berlin, 2015).</span></span></span></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm;">
<span style="color: black;"><sup><span style="font-family: "times new roman";"><span style="font-size: x-small;">4</span></span></sup></span><span style="color: black;"><span style="font-family: "times new roman";"><span style="font-size: x-small;"> </span></span></span><span style="color: black;"><span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: small;">Alba
news: researchers probe thallium under extreme conditions and the
reference
therein <a href="https://www.cells.es/en/media/news/researchers-probe-thallium-under-extreme-conditions">https://www.cells.es/en/media/news/researchers-probe-thallium-under-extreme-conditions</a></span></span></span></div>
<div style="margin-bottom: 0cm;">
<span style="color: black;"><sup><span style="font-family: "times new roman";"><span style="font-size: x-small;">5</span></span></sup></span><span style="color: black;"><span style="font-family: "times new roman";"><span style="font-size: x-small;"> </span></span></span><span style="color: black;"><span style="font-family: "times new roman" , serif;">T.
S. Duffy, Mineralogy at the extremes, Nature 451, 06584
(2008).</span></span><span style="color: black;"><span style="font-family: "times new roman";"><span style="font-size: x-small;"> </span></span></span><a href="http://www.nature.com/nature/journal/v451/n7176/full/nature06584.html"><span style="color: black;"><span style="font-family: "times new roman" , serif;">http://www.nature.com/nature/journal/v451/n7176/full/nature06584.html</span></span></a></div>
<div style="margin-bottom: 0cm;">
<span style="color: black;"><sup><span style="font-family: "times new roman";"><span style="font-size: x-small;">6</span></span></sup></span><span style="color: black;"><span style="font-family: "times new roman";"><span style="font-size: x-small;"> </span></span></span><span style="color: black;"><span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: small;">Alba
news: the hidden mechanism in high temperature superconductors and
the reference
therein <a href="https://www.cells.es/en/media/news/the-hidden-magnetism-in-high-temperature-superconductors">https://www.cells.es/en/media/news/the-hidden-magnetism-in-high-temperature-superconductors</a></span></span></span></div>
<br />
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm;">
<br /></div>
La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-6862322988072438669.post-18801169930120386892016-12-05T16:02:00.001+01:002017-01-15T20:07:41.800+01:00Unificación II: El Modelo Estándar<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: 11pt;"><br /></span></span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: 11pt;"><br /></span></span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: 11pt;"><br /></span></span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: 11pt;"><br /></span></span></div>
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjGvBnLKW9uP-3UT99QTb2iIJlB69kIoPu8hgzXMRS-pcE93up10NpyeEsuNUo3D24tRJ3aqFrtmICpcUTjt1xin2bCrdLQDEUGyfWIYH-Bvixny9S8XU1XwjwokJ4rFANMKtUoZta2k-eq/s1600/Salam-Weinberg.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" height="235" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjGvBnLKW9uP-3UT99QTb2iIJlB69kIoPu8hgzXMRS-pcE93up10NpyeEsuNUo3D24tRJ3aqFrtmICpcUTjt1xin2bCrdLQDEUGyfWIYH-Bvixny9S8XU1XwjwokJ4rFANMKtUoZta2k-eq/s320/Salam-Weinberg.jpg" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Imágen 1: Glashow, Salam y Weinberg en la entrega Premio Nobel de 1979</td></tr>
</tbody></table>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; orphans: 0; widows: 0;">
<br /></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; orphans: 0; widows: 0;">
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Como ya hemos contado en este <a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2016/11/unificacion.html" target="_blank">blog</a>, en la actualidad nos son
conocidas cuatro interacciones fundamentales: la gravitación, el
electromagnetismo, la interacción nuclear débil y la interacción nuclear
fuerte. A escalas cosmológicas, la primera de ellas viene descrita por la
teoría de la relatividad general de Einstein. Las tres restantes se enmarcan en
una teoría que, desde los años 70, se conoce como el Modelo Estándar de la
física de partículas o, simplemente, Modelo Estándar. Es esta ultima teoría la
que rige los procesos sub-atómicos.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Una de las enseñanzas de la relatividad general es que
cualquier cuerpo o partícula dotado de energía, con independencia de que tenga
masa o no, genera atracción gravitatoria. La interacción electromagnética, sin
embargo, solo son capaces de sentirla las partículas dotadas de cierta
propiedad: tener carga eléctrica. Masa, energía y carga eléctrica nos son
conceptos cotidianos. En particular, todos recordamos aquello de que cargas
eléctricas opuestas se atraen, e idénticas se repelen. También existen
partículas desposeídas de carga eléctrica, completamente invisibles, pues, a la
interacción electromagnética. A las partículas que sienten la interacción
electromagnética las llamamos cargadas, y a las que no lo hacen, neutras. <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Las interacciones débiles y fuertes son, en ese sentido,
similares al electromagnetismo: hay partículas que sienten esas interacciones y
otras que no lo hacen. A las partículas que sienten las interacciones débiles
(y en algunos casos, también la electromagnética), se les denomina leptones.
Las partículas “cargadas” respecto de la interacción fuerte se llaman hadrones.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">La gravitación es la única interacción verdaderamente
universal. Lo es no solo en el sentido restringido de ser la fuerza que
gobierna el universo a gran escala. La gravitación es universal porque todo en
este mundo está sometido a ella, a diferencia de las otras tres interacciones
fundamentales, que solo actúan sobre ciertas partículas.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Ahora bien, ser universal no quiere decir que necesariamente
lleve la voz cantante: la intensidad de unas interacciones respecto de otras es
lo que realmente domina los procesos físicos a una escala dada. Por ejemplo, a
escalas cosmológicas, la gravitación domina sobre el resto de interacciones.
Pero a escalas sub-atómicas, la intensidad de la gravitación es mínima
comparada con la de las tres interacciones del Modelo Estándar. Los efectos
gravitatorios en la física de partículas elementales son completamente
irrelevantes.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">Es por esta razón que el Modelo Estándar, aunque excluya la
gravitación, es una teoría perfectamente consistente en sí misma. No solo eso:
se suele decir que, junto con la relatividad general, el Modelo Estándar es la
construcción científica, verificada experimentalmente, más sofisticada y precisa
que el ser humano ha logrado hasta ahora. He añadido la cualificación acerca de
la verificación experimental para diferenciar el Modelo Estándar de otras
teorías, como la teoría de cuerdas, que muestran incluso mayor sofisticación
pero no gozan de marchamo experimental. Al menos hasta la fecha.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">El Modelo Estándar consta de tres componentes íntimamente
relacionados. El primero agrupa las partículas elementales de las que venimos
hablando de manera informal. El segundo componente engloba las tres interacciones
fundamentales que también hemos señalado. Y el tercer componente es el llamado
bosón de Higgs, recientemente descubierto en CERN, el Laboratorio Europeo de
Física de Partículas. Describamos pues en detalle cada uno de estos sectores.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">La coletilla de elemental hace referencia a que las
partículas en cuestión no tienen estructura interna: la teoría realmente las
representa como puntos en el espacio-tiempo. Este criterio solo lo han
resistido algunas de las partículas que se conocen desde hace mucho tiempo y
otras desde hace no tanto. A medida que avanzaban las investigaciones sobre la
estructura de la materia a escalas mas pequeñas, algunas partículas que se
pensaban elementales han dejado de serlo, con la definición dada arriba. Por
ejemplo, hace cien años se descubrió que el átomo estaba formado por electrones
que, en cierto modo, orbitaban alrededor de un núcleo. Si bien el electrón se
ha mostrado elemental hasta nuestros días, así no lo ha hecho el núcleo.
Efectivamente, posteriormente se descubrió que este estaba formado por protones
y neutrones, colectivamente llamados nucleones por ser estos los componentes
del núcleo atómico. Incluso los nucleones han caído hoy en día del pedestal de
la elementariedad: en la actualidad sabemos que están a su vez formados por
otros componentes llamados quarks. De estos sí se piensa que son elementales,
pero con semejantes antecedentes es difícil poner la mano en el fuego.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<br />
<div class="MsoNormal">
<span style="font-family: inherit; font-size: large;">La elementariedad de muchas otras partículas, no solo la de
los nucleones, ha sido redefinida con el tiempo. Hacia mediados del siglo XX,
tecnología cada vez más desarrollada permitía descubrir muchas partículas
nuevas. Tantas había que se hacía necesario unos principios básicos que
pusieran orden y permitieran una clasificación de los resultados. Es decir, se
hizo necesario el equivalente de lo que en química en el siglo anterior había
supuesto el descubrimiento de la tabla periódica de los elementos.</span><o:p></o:p></div>
</div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; margin-right: -0.01cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-size: large;"><b><br />
</b></span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; margin-right: -0.01cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-size: large;"><b><br /></b></span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; margin-right: -0.01cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-size: large;"><b><br /></b></span></div>
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><img border="0" height="240" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhtkqTkNpUL5zqykEsYAspl5xTVvOmhqGc6bxxCGvA_EZrr7iJOstFf1jFr5-LcXrS7iYWy988nfKkDVnilIjVMRrQYpgE7I7T0cCtF5-whGMKZPyXVqIbXEWsQ8esyzbTsWBVcUdtJu_zZ/s320/375px-Standard_Model_of_Elementary_Particles.jpg" style="margin-left: auto; margin-right: auto;" width="320" /></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Imagen 2: Modelo Estándar</td></tr>
</tbody></table>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhtkqTkNpUL5zqykEsYAspl5xTVvOmhqGc6bxxCGvA_EZrr7iJOstFf1jFr5-LcXrS7iYWy988nfKkDVnilIjVMRrQYpgE7I7T0cCtF5-whGMKZPyXVqIbXEWsQ8esyzbTsWBVcUdtJu_zZ/s1600/375px-Standard_Model_of_Elementary_Particles.jpg" imageanchor="1" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><b></b></a></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; margin-right: -0.01cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-size: large;"><b><br /></b></span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; margin-right: -0.01cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: "times new roman" , serif;">El
Modelo Estándar supone esa clasificación (Imagen 2). Hay dos tipos de partículas
elementales en el Modelo Estándar: leptones y quarks. Hay seis
leptones: el electrón que ya hemos mencionado, el muón y el tau,
ambos versiones masivas e inestables del electrón; a su vez, estas
tres partículas vienen acompañadas de otras tres llamadas neutrinos.
Seis, pues, en total. Como ya hemos señalado arriba, los leptones
sienten la interacción débil y algunos de ellos, los leptones
cargados, también la electromagnética. El electrón, muón y tau son
cargados, mientas que los neutrinos, como su nombre indica, son
neutros. </span>
</span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; margin-right: -0.01cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: "times new roman" , serif;">Los
quarks, por otro lado, son los componentes fundamentales de los
</span><span style="font-family: "times new roman" , serif;"><i>hadrones</i></span><span style="font-family: "times new roman" , serif;">,
es decir, las piezas básicas de las que se componen las partículas
compuestas, como los nucleones, que sienten las interacción nuclear
fuerte. Hay también seis tipos de quark: up, down, charm, strange,
top y bottom. El hecho de que haya seis leptones y seis quarks permite a su vez agrupar estas partículas en tres </span><span style="font-family: "times new roman" , serif;"><i>familias,</i></span><span style="font-family: "times new roman" , serif;">
compuestas de dos quarks y dos leptones. Por ejemplo, la familia de
menor masa se compone de electrón, el correspondiente neutrino, y los
quarks up y down. En la imagen 2, los quarks aparecen en violeta y los
leptones en verde.</span></span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; margin-right: -0.01cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-size: large;"><br />
</span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; margin-right: -0.01cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: "times new roman" , serif;">Pasemos
a describir las tres interacciones del Modelo Estándar. Como teoría
cuántica que es, las partículas del Modelo Estándar interaccionan
intercambiando </span><span style="font-family: "times new roman" , serif;"><i>cuantos</i></span><span style="font-family: "times new roman" , serif;">,
es decir, paquetes de energía del tipo correspondiente a la
interacción en cuestión. Por ejemplo, el </span><span style="font-family: "times new roman" , serif;"><i>cuanto</i></span><span style="font-family: "times new roman" , serif;">
del campo electromagnético es el fotón, la partícula que originó la
revolución cuántica de Planck. Un electrón cargado negativamente y un
(anti)muon cargado positivamente, se atraen mediante el intercambio
de fotones. La situación es parecida a la de un partido de tenis, en
el que ambos tenistas interaccionan y se mueven siguiendo un
intercambio de la pelota. La interacción débil posee tres cuantos,
llamados Z, W</span><sup><span style="font-family: "times new roman" , serif;">+</span></sup><span style="font-family: "times new roman" , serif;">
y W</span><sup><span style="font-family: "times new roman" , serif;">-</span></sup><span style="font-family: "times new roman" , serif;">.
Sus propiedades físicas son muy parecidas a las del fotón. Por esa
razón, a la interacción electromagnética y la interacción débil se
las conoce conjuntamente como interacción electro-débil. Finalmente,
el cuanto de la interacción fuerte se conoce como gluón. En la imagen 2, estos cuantos aparecen en rojo. </span>
</span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; margin-right: -0.01cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-size: large;"><br />
</span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; margin-right: -0.01cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: "times new roman" , serif;">Los
cuantos de las interacciones del Modelo Estándar también se conocen
como </span><span style="font-family: "times new roman" , serif;"><i>bosones
de gauge</i></span><span style="font-family: "times new roman" , serif;">,
y así se los nombra en la imagen adjunta. El término hace referencia
a que el Modelo Estándar es una teoría llamada </span><span style="font-family: "times new roman" , serif;"><i>de
gauge</i></span><span style="font-family: "times new roman" , serif;">.
Este término se puede traducir como </span><span style="font-family: "times new roman" , serif;"><i>de
calibración</i></span><span style="font-family: "times new roman" , serif;">,
y hace referencia a que la teoría es simétrica, es decir, invariante cuando ciertas operaciones se realizan en su formulación matemática
en cada punto del espacio separadamente. Estas operaciones tienen una
estructura matemática conocida como grupo. </span></span><br />
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: "times new roman" , serif;">Para concluir los
comentarios sobre interacciones, añadamos que hay ciertas teorías,
llamadas </span><span style="font-family: "times new roman" , serif;"><i>de
gran unificación</i></span><span style="font-family: "times new roman" , serif;">,
que postulan que el Modelo Estándar debería estar regido por grupos de simetría mayores que el que actualmente se conoce. El nombre de </span><span style="font-family: "times new roman" , serif;"><i>gran
unificación </i></span><span style="font-family: "times new roman" , serif;">viene
en la línea de lo que discutíamos <a href="https://lafisicadelgrel.blogspot.com.es/2016/11/unificacion.html" target="_blank">aquí</a>: estas teorías especulativas logran unificar la
descripción matemática de las interacciones fuertes y las
electro-débiles.</span></span><br />
<span style="font-size: large;"><span style="font-family: "times new roman" , serif;"><br /></span></span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; margin-right: -0.01cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: large;">Finalmente,
el ultimo eslabón del Modelo Estándar es el bosón de Higgs. No
entraremos aquí en detalle porque el Bosón de Higgs merece su propio
post. Solo diremos que es el elemento del Modelo Estándar que da masa
al resto de componentes, tanto partículas como cuantos de
interacción.</span></span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; margin-right: -0.01cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: large;"><b><br /></b></span></span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; margin-right: -0.01cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: large;"><b><br /></b></span></span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; margin-right: -0.01cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-size: large;"><b><br />
</b></span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; margin-right: -0.01cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-size: large;"><b><br /></b></span></div>
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><img border="0" height="240" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiuiMqFFl3pHCTi3pPWlILDiIRdq60woebBQZrXwzl_Dmyxjl4_HR9qpu7JZS4NE0v4n4NExI8e-1AWoC3QW5gH65mh4xQwXYCcT04H2s0SEZsvB-XPMdHquwAWfB_O9GvCB10JLDjY4X6O/s320/P2140019.JPG" style="margin-left: auto; margin-right: auto;" width="320" /></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">Imágen 3: Oscar Varela en la construcción del LHC en el CERN en 2005</td></tr>
</tbody></table>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiuiMqFFl3pHCTi3pPWlILDiIRdq60woebBQZrXwzl_Dmyxjl4_HR9qpu7JZS4NE0v4n4NExI8e-1AWoC3QW5gH65mh4xQwXYCcT04H2s0SEZsvB-XPMdHquwAWfB_O9GvCB10JLDjY4X6O/s1600/P2140019.JPG" imageanchor="1" style="clear: right; float: right; margin-bottom: 1em; margin-left: 1em;"><b></b></a></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; margin-right: -0.01cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: large;"><b><br /></b></span></span>
<span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: large;">El
Modelo Estándar es efectivamente una teoría de gran sofisticación
verificada experimentalmente. Como es sabido, el Comité Nobel de
Estocolmo hace de la verificación experimental requisito
indispensable para otorgar tan prestigioso galardón. Así pues, el
Modelo Estándar ha recibido varios. El primero, en 1979, lo
recibieron Sheldon Glashow, Abdus Salam y Steven Weinberg (Imagen 1) por sus
contribuciones a la teoría electro-débil. En 2004, David Gross, David
Politzer and Franck Wilczek recibieron el premio Nobel por
desentrañar ciertos aspectos de la interacción fuerte. Y más
recientemente, François Englert y Peter Higgs compartieron el Nobel
por sus descripciones teóricas, independientes, del famoso bosón.</span></span><br />
<span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: large;"><br /></span></span>
<span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: large;">En sucesivos posts seguiremos hablando del camino hacia la Unificación, para llegar finalmente a la Teoría de Cuerdas. </span></span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; margin-right: -0.01cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: large;"><b><br /></b></span></span>
<span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: large;"><b><br /></b></span></span>
<span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: medium;"><span style="background-color: white; color: #666666;">Texto de Óscar Varela, Doctor en Físicas, Assistant Professor en Utah State University, y Senior Scientist en Max Planck Insitut für Gravitationsphysik, Postdam. </span></span></span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; margin-right: -0.01cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: large;"><b><br /></b></span></span></div>
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; margin-right: -0.01cm; orphans: 0; widows: 0;">
<span style="font-family: "times new roman" , serif;"><span style="font-size: large;"><br /></span></span></div>
<br />
<div align="JUSTIFY" style="margin-bottom: 0cm; margin-right: -0.01cm; orphans: 0; widows: 0;">
<br /></div>
La Física del Grelhttp://www.blogger.com/profile/11913656164426366048noreply@blogger.com2