¿A qué velocidad viaja la electricidad por el cable?

Como ya sabrás, la luz viaja muy rápido, aproximadamente a 299.792.458 metros por segundo, pero claro, ésta velocidad sólo se alcanza a través del vacío o lo que es lo mismo, el espacio, y nuestro planeta está completamente formado por materia, incluido el aire, por lo que nunca llega a darse este caso.

Pero ¿te has preguntado alguna vez a cuánta velocidad viaja la electricidad dentro de un cable como los que nos suministran la corriente a diario? Te adelantamos que la respuesta, comparada con la velocidad de la luz es casi ridícula y seguro que te va a dejar anonadado.

Para responder a esta pregunta debemos ampliar nuestra lupa y viajar al nivel subatómico. El término Átomo es una palabra que pertenece al griego antiguo y quiere decir «indivisible», aunque gracias a los descubrimientos hechos a lo largo de los siglos XIX y XX sabemos que no es así, pues el átomo se divide en distintas unidades como son los neutrones, sin carga eléctrica; los protones, con carga positiva y los electrones, con carga negativa. Estos últimos son lo que nos interesan en esta cuestión y sí que son indivisibles, al menos para la ciencia actual, y tienen un tamaño tan pequeño que es imposible de determinar.

La energía que se produce durante el desplazamiento de los electrones a través del cable es la que genera la electricidad pero sorprendentemente la velocidad que adquieren dichos electrones en un cable de cobre como los que recorren nuestra casa es menor a 1 milímetro por segundo. Para establecer una comparativa, es menor que la velocidad a la que se desplaza un caracol.

Esto es sorprendente principalmente porque cuando pulsamos cualquiera de los interruptores la luz se enciende automáticamente y los cables que recorren nuestras casas suelen ser considerablemente largos.

Pues bien, para entender el porqué de ese encendido automático debemos visualizar un pequeño tubo completamente relleno de canicas del mismo tamaño que su diámetro, ya que los electrones se sitúan en el cable de una manera parecida y en un tamaño casi infinitamente grande.

Si introdujéramos una canica más por un extremo del tubo podríamos observar que, por muy largo que éste sea, la canica que se encuentre en el otro extremo va a salir. Y es que así es el comportamiento de los electrones dentro del cable: uno sólo no recorre todo el cable, si no que al aparecer uno nuevo todos los demás se desplazan liberando el último, por lo que la velocidad de la corriente en su conjunto es similar a la velocidad de la luz.

Fuente: PLC Madrid

Lisa Randell: vivimos en "la época más inteligente y en la más estúpida"

Una entrevista con una de las mujeres más relevantes en el campo de la física, quien fue la primera en ocupar la cátedra de Física Teórica de las universidades de Harvard y Princeton. Para la física, el hecho de que la física avance, pero aun así existan personas que no creen en las vacunas o se declaran terraplanistas, tiene que ver con una incapacidad de la ciencia para explicar sus conceptos al común de la gente.

El diario El Espectador, de Colombia, le realizó la siguiente entrevista:

La física pasa por un buen momento. En los últimos años ha habido grandes descubrimientos, como el bosón de Higgs y las ondas gravitacionales. ¿Se siente afortunada de vivir en esta época?
Resulta gracioso, porque a pesar de todos estos descubrimientos siempre estamos interesados en lo que vendrá, en lo siguiente. El bosón de Higgs fue predicho hace 50 años. Nos interesa conocer qué hay más allá del modelo estándar de partículas. Esto no significa que los experimentos actuales no sean buenos, pero parece que necesitaremos energías mucho más altas para conocer aún más. No sabemos qué aprenderemos de los futuros experimentos. Pasarán muchos años hasta que se construya un colisionador de partículas de altas energías, si es que llega a existir. Por otro lado, las ondas gravitacionales pasan por un momento emocionante. Estamos justo al principio, es apasionante.

¿Qué significaría un colisionador de altas energías como el que quiere construir China?
Tendremos mucha suerte si se llega a construir. Hay propuestas de China y del CERN, que ha planteado la construcción de un futuro acelerador circular (FCC). Esto no significa que el actual LHC caduque, ya que pasarán muchos años antes de que el CERN lleve a cabo ese proyecto. El próximo paso no serán las altas energías, sino la etapa de alta luminosidad del LHC. Esto permitirá hacer muy buena física, pero no creo que haya nada que reemplace a las altas energías.

A pesar del conocimiento actual del universo, siguen existiendo terraplanistas. ¿Cómo se lo explica?
Sí, resulta gracioso. Además, estamos lidiando con la actual situación política en Estados Unidos… De algún modo, vivimos en la época más inteligente y en la más estúpida. No sé a qué se debe, si están asustados o no confían en la ciencia. Una de las cuestiones que me planteo al escribir libros de divulgación es por qué hay gente tan reticente a ciertas ideas. Claro que la mayoría de los que leen mis libros no son terraplanistas, pero mi intención es hacer que mis ideas se comprendan bien. Si no te dedicas a la ciencia, no tienes porque tener ciertos conocimientos. Debe haber algo más que explique por qué la gente desconfía de la ciencia, no sé qué es. Es algo que debemos abordar.

Otra de las cuestiones que la humanidad debería abordar es el cambio climático. ¿Le preocupa el futuro de la Tierra?
No me preocupa la Tierra, me preocupa la vida en la Tierra [ríe]. Nuestro planeta sobrevivirá. Creo que estamos provocando cambios muy rápidos, más de lo que podemos controlar. Es muy difícil mantener el estilo de vida actual, aunque encontremos otras fuentes de energía. Hay mucha gente que no ve naturaleza en su día a día. Yo me crié en Queens y no salía al campo, es algo que no hacía y que ahora me hace muy feliz. Creo que estamos desconectados de la naturaleza. No pensamos en las consecuencias masivas de todo esto. Hay especies que quizás ya no tengan donde ir. Si destruimos sus hábitats no van a sobrevivir.

La entrevista completa en: El Espectador (Colombia)

El museo en el que puedes tocar todo lo que ves

El astrofísico canadiense Mauricio Bitran dirige uno de los dos museos de ciencia más antiguos del mundo. Él efiende que facilitar el acceso a la ciencia desde los 7 años es clave para la democracia.

Mauricio Bitran dirige un museo cuyo lema es “por favor, toca todo lo que veas”. El Centro de Ciencia de Ontario, en Canadá, fue fundado en 1969 y es uno de los museos de ciencia interactivos más antiguos del mundo. La institución es una especie de Museo del Prado de la ciencia con un presupuesto anual de unos 25 millones de euros.

Donna Strickland era una niña de 10 años cuando visitó el Centro de Ciencia de Ontario y vio por primera vez un láser. La experiencia debió de resultarle impactante, porque aquella niña dedicó su vida a profundizar en esa poderosa tecnología de la luz y acabó recibiendo por ello el Nobel de Física el año pasado. Chris Hadfield también tenía 10 años cuando Neil Armstrong pisó la Luna, y solo tardó unos meses en visitar el mismo museo de Ontario para conocer allí una de las piedras lunares que la misión Apolo 11 había traído de vuelta a la Tierra. Como en el caso de Strickland, el niño se quedó tan impresionado que se hizo ingeniero, piloto de caza y el primer astronauta canadiense que dio un paseo espacial; también se hizo músico, aunque eso seguramente no es imputable al Centro de Ciencia de Ontario.

Mauricio Britain, astrofísico chileno-canadiense, lo logró.

Pregunta. ¿Los políticos y los científicos viven de espaldas?

Respuesta. Más bien es nuestra tendencia a analizar y dividir la que ha separado las humanidades de la ciencia, no es culpa de los políticos. O eliges ciencia y te especializas en eso y tienes una manera de pensar y de ver el mundo, o te especializas en políticas públicas, en ciencias políticas, humanidades, y tienes otro lenguaje, otra manera de ver las cosas. La mayoría de la gente que hace políticas públicas viene del mundo de las humanidades, no de la ciencia, pero muchos de los problemas que enfrentamos actualmente están basados en la ciencia, como la inteligencia artificial o el cambio climático. Muchos científicos ignoran también cómo se hacen las políticas públicas. Yo he intentado crear un curso, el único que conozco en Canadá, que intenta crear un puente entre estas dos culturas. Darles un lenguaje común para que puedan dialogar.

 P. Usted ha sido asesor del Gobierno de su provincia ¿los políticos hacen caso de sus asesores en este campo?

R. La ciencia es mucho más simple que la política porque hay menos variables. Es necesaria la educación de los científicos para que entiendan la política y cómo se hacen políticas públicas y también al revés, para que los políticos entiendan mejor cómo funciona la ciencia y saber qué preguntas puede responder. Lo que más me preocupa —y esto lo hemos visto en un sondeo reciente que hicimos en el Centro de ciencias de Ontario— es que en general en la población hay una preocupante desconfianza en la ciencia. La población piensa que su opinión es tan buena como cualquier otra. La opinión y los hechos empiezan a tener la misma validez y eso es gravísimo.

P. ¿La forma de hacer política de algunos líderes puede estar agravando este problema?

R. No les echaría a ellos la culpa. Más bien hay una degradación del discurso en la sociedad. Hoy hay menos profundidad y extensión en el análisis. Incluso ahora algunos científicos, en lugar de presentar sus resultados con precaución, lo hacen de una forma sensacionalista para tener más visibilidad. Todo son estudios rompedores y así la gente no sabe qué pensar. Es un problema general de nuestras sociedades.

P. ¿Qué soluciones hay?

R. Educar a la población. Hay que infundir el espíritu crítico a los niños desde pequeños, a los siete u ocho años. Han hecho falta unos 30 años hasta llegar al punto de descrédito de la ciencia actual, ha sido un proceso lento pero continuo. La solución tampoco será a corto plazo. Lo que hacen los museos de ciencia es producir un incentivo, un interés fuera del contexto de la escuela, por eso se les llama centros informales. Los chavales están deslumbrados por jugadores de fútbol, artistas de cine, pero entre los héroes de nuestra sociedad no están los científicos.

P. ¿Cómo se acercan a los chavales jóvenes?

R. Tenemos tres pilares estratégicos. Uno es la innovación juvenil. Tenemos un premio de innovación para chavales de 14 a 18 años [dotado con un primer premio de 10.000 euros]. Uno de los ganadores desarrolló un sistema para medir el pulso, la presión arterial, la saturación de oxígeno en sangre con un dispositivo inalámbrico que se pone en el dedo. Él escribió el programa que hace un cribado para determinar a quién hay que atender primero en una situación de muchos heridos, por ejemplo. Tiene 15 años. Él mismo imprimió en 3D el dispositivo, validó las mediciones, escribió el software... Esto sirve para darle un cauce a los intereses científicos de los jóvenes e incluso ayudar a que sus inventos pasen al sistema de innovación regional.

Lea la entrevista completa en: El País (España)

El verdadero significado de los colores en la publicidad

Al transmitir emociones, los colores son usados como una poderosa herramienta de comunicación por los publicistas.

A diario utilizamos los colores en nuestras vidas: para vestirnos, maquillarnos, decorar la casa, restaurar algo, en la gastronomía y muchas otras actividades más. Así como es importante para diversas facetas, también lo es para la publicidad.

Y es que el hecho de transmitir sensaciones, son usados como una herramienta de comunicación para influir en la compra o adquisición de un determinado producto o servicio.

Debido al rol importante que juegan al momento de definir una compra, te damos a conocer qué significa cada uno de ellos y cómo son utilizados en la publicidad.

El poder del azul, rojo, amarillo, verde, balnco, negro, gris, rosa, naranja, violeta, plata, dorado y marrón  AQUÍ. 

 

Física: ¿Hay partículas indivisibles?

En física de partículas no solemos hablar directamente de indivisibilidad sino que hablamos de partículas fundamentales o elementales.

Registro del CMS que pudiera ser la firma de la partícula de Higgs. cern afp

La respuesta en realidad es muy simple porque nosotros a día de hoy sí que conocemos partículas indivisibles. Pero si filosofamos un poco habría que definir qué significa indivisible. ¿Significa que no se pueden romper o que carecen de estructura interna? En física de partículas no solemos hablar directamente de indivisibilidad sino que hablamos de partículas fundamentales o elementales. Para nosotros son partículas fundamentales aquellas en las que a día de hoy, es decir, con el rango de energías que tenemos en este momento, no se ha observado ninguna estructura interna, o lo que es lo mismo, no están compuestas por otras partículas más pequeñas. Eso son partículas fundamentales y serían, por ejemplo, el electrón y otros leptones o los quarks.
Esto que te explico es lo que hemos podido observar hasta el momento con el rango de energías de las que disponemos. Por ejemplo, en aceleradores de partículas como el LHC (Large Hadron Collider) donde yo trabajo, usamos órdenes de energía de teraelectronvoltios, es decir un billón de electronvoltios. Un electronvoltio (eV) es una unidad que correspondería a la energía necesaria para mover un electrón dentro de una diferencia de potencial de un voltio. Estaríamos hablando de cantidades de energía que traducido a longitudes de onda son del orden de 10^-18 metros. Es decir podemos detectar algo tan pequeño como eso, 10^-18 metros, que realmente es tan pequeño que está dentro de la escala subatómica.

Con estas energías tan altas lo que hacemos en el acelerador de partículas es colisionar haces de protones, estos haces de protones son partículas que no son fundamentales porque están constituidas por otras partículas, los quarks que son los que al final colisionan entre sí. Podríamos decir que con nuestro “microscopio electrónico de protones” en el LHC y los rangos de longitud de onda de los que podemos disponer en este momento no nos permiten observar una estructura interna de lo que para nosotros son las partículas elementales o indivisibles. Eso es lo que estudiamos, a lo que llamamos el modelo estándar de física de partículas que explica las partículas fundamentales y sus interacciones.

Hasta el momento sí hay una serie de partículas indivisibles que son estos electrones y quarks que están divididos en tres familias y que curiosamente no tenemos ni idea de por qué son tres. Además hay mucha variedad de masas pero solo la primera familia de estas partículas, los electrones, los quarks up y los quarks down son los que forman la materia ordinaria, es decir la materia de la que está hecho todo lo que conocemos. El resto de partículas indivisibles que hemos detectado, como los muones y otro tipo de quarks, tienen que ser creados en el laboratorio o a raíz de rayos cósmicos que atraviesan la atmósfera y dejan este tipo de muones o de partículas que nos llegan a nosotros.

Esto es lo que conocemos a día de hoy. Pero las personas que investigamos en física de partículas tenemos la puerta abierta a que cuando aumentemos el rango de energías que utilizamos pueda descubrirse que estas que ahora consideramos indivisibles o fundamentales no lo son en realidad sino que estén compuestas por otras que todavía no podemos observar porque no contamos con la energía suficiente. No lo sabemos. Pero igual que en el siglo XIX se pensaba que el átomo era indivisible, nosotros ahora pensamos que el electrón y los quarks lo son también, aunque no podemos estar completamente seguros.

Bárbara Álvarez González es doctora en Física Experimental de Partículas e investigadora en la Universidad de Oviedo e ICTEA (Instituto de Ciencias y Tecnologías Espaciales de Asturias).

Cortesía de: El País (Ciencia)

George Green: el molinero que revolucionó el electromagnetismo

El físico y matemático inglés George Green publicó sus primeros artículos con las suscripciones de sus vecinos mientras trabajaba en el molino familiar.

Una niña, frente al molino de la familia Green, actualmente convertida en museo de ciencia e historia. greensmill.org

A principios del siglo XIX, los científicos provenían de familias adineradas o de clase alta, que se podían permitir años de costosa educación para sus hijos. Sin embargo, la vida del matemático y físico George Green, responsable de grandes avances en el electromagnetismo y en la teoría de ecuaciones en derivadas parciales, fue muy diferente.

No se sabe exactamente cuando nació, pero fue bautizado el 14 de julio de 1793 en Nottingham (Inglaterra). En 1801, con ocho años, fue inscrito en la escuela de Robert Goodacre, una reputada institución privada. Pero apenas un año más tarde tuvo que abandonar su formación para trabajar en la panadería familiar; el negocio iba bien y querían expandirlo.

En 1807, su padre compró un terreno en una villa cercana a Nottingham y construyó un molino. En 1817 la familia Green se trasladó a una casa construida en la misma finca y George, con 24 años, se inició en el oficio de molinero. Durante estos años, estudió física y matemáticas de forma autodidacta. Aunque no está del todo claro cómo pudo acercarse a estas disciplinas con solo un año de escolarización, es posible que un vecino de Nottingham, John Toplis, le ayudara. En ese momento era la única persona en la ciudad con la formación suficiente en matemáticas para enseñar a Green (tradujo del francés el primer volumen de la Mécanique Céleste de Laplace en 1814), y además, vivía cerca de la familia antes de que se mudasen.

En 1823 Green se unió a la Biblioteca de Subscripción de Nottingham, lo que le dio acceso a revistas científicas como los Philosophical Transactions of the Royal Society, aunque sólo del ámbito nacional. Entre 1823 y 1828 nacieron sus primeros dos hijos, falleció su madre y trabajaba a tiempo completo, pero el tiempo del que disponía lo empleaba en estudiar en el piso superior del molino.

En 1828 publicó su primer trabajo, An Essay on the Application of mathematical Analysis to the theories of Electricity and Magnetism. Creyéndose un total aficionado, Green no lo envió a ninguna revista científica, sino que puso un anuncio en un periódico local anunciando su inminente publicación y pidiendo a la gente interesada en recibirlo que pagase una cuota para costear la producción de una tirada. El precio de la subscripción era 7,5 chelines, lo que equivalía aproximadamente al salario de una semana de un obrero. Aun así hubo 51 personas que respondieron al anuncio y recibieron su correspondiente copia, muchas de ellas pertenecientes a la Biblioteca de Subscripción de Nottingham. Aunque la inmensa mayoría no entenderían de que trataba el trabajo, alguna de las copias llegó a Sir Edward Bromhead, quien sí tenía los conocimientos adecuados para apreciarlo. Tras leerlo, se apresuró a escribir a Green ofreciéndole ayuda para futuras publicaciones.

Durante dos años no contestó, considerando que la carta había sido pura cortesía y que, dada la diferencia de clases sociales, hubiese sido de mala educación responder. Pero convencido por un amigo, finalmente lo hizo, dando comienzo a una importante colaboración. Entre 1830 y 1833 Green escribió otros tres artículos y Bromhead se encargó de que dos fueran publicados por la Cambrige Philosophical Society y el otro por la Edimburg Royal Society.

Bromhead le propuso viajar a la Universidad de Cambridge, conocer a importantes científicos, y comenzar sus estudios allí. Aun con ciertas dudas y tras sortear varias dificultades, Green dejó el molino –que años después se convertiría en un museo de ciencia en su honor- y comenzó a estudiar en la universidad a la edad de 40 años.

Se graduó en 1837, siendo el 4º de su promoción. En 1839 obtuvo un puesto de investigación en la universidad, pero a comienzos de 1840 cayó enfermo y tuvo que volver a Nottingham. Un año más tarde murió, con 49 años de edad. En el corto periodo que formó parte de la comunidad científica, ni Green ni sus compañeros supieron ver la importancia de sus matemáticas.

Pero con el paso del tiempo, su influencia en la ciencia fue creciendo: el concepto de potencial, que había ideado en su artículo de 1828, fue adoptado en la teoría del electromagnetismo (por ejemplo, en las ecuaciones de Maxwell) y en teoría de campos; las técnicas matemáticas que había desarrollado en ese mismo texto llevaron al enunciado del que hoy se conoce como Teorema de Green, y que aprenden en su primer año de carrera todos los estudiantes de física y matemáticas. También llevan su nombre las funciones de Green que ideó para resolver aproximadamente ecuaciones en derivadas parciales y que son una herramienta clave en la moderna teoría cuántica de campos. Sin duda, consiguió alcanzar su mayor sueño: contribuir a la ciencia.

Artículo tomado de: El País (Ciencia)
 

Por qué el tiempo va siempre hacia adelante y nunca hacia atrás

Así como largo, ancho o alto, el tiempo es una dimensión. Pero mientras que podemos movernos en cualquier dirección en esas otras tres dimensiones, solo podemos movernos en una dirección de tiempo: hacia adelante, sin cesar. ¿Por qué?

¿Por qué no podemos retroceder en el tiempo? 

Durante mucho tiempo los científicos no pudieron encontrar una explicación convincente. 

Una de las complicaciones era que las leyes de la física funcionan bien ya sea que vayas hacia adelante o hacia atrás en el tiempo. 

La respuesta finalmente vino de un lugar inesperado: los motores de vapor.

A principios de la Revolución Industrial, los ingenieros intentaron comprender cómo hacer que las máquinas de vapor fueran más eficientes. 

Al examinar cómo todo ese calor y energía se movían alrededor de un motor, desarrollaron una rama completamente nueva de la ciencia que llamaron, apropiadamente, termodinámica.

La fuerza del calor

Resulta que la termodinámica podía explicar mucho más que el comportamiento de las máquinas de vapor. 

En particular, la segunda ley de la termodinámica ayudó a comprender por qué las cosas suceden en el orden en que lo hacen. 

Esta señala que un sistema aislado o bien permanece cerrado o bien evoluciona hacia un estado más caótico, pero nunca a otro más ordenado.

Una taza se estrella en el suelo, por ejemplo, y todo su contenido se derrama.
Intuitivamente sabemos que ese proceso es irreversible.

Las cosas tienen una forma de desorganizarse, pero no son tan buenas para reorganizarse y la segunda ley de la termodinámica nos dice por qué. 

Otra forma de verlo es en términos de desorden. Una taza está ordenada. Al romperse está desordenada. 

La palabra para esto en física es...

Entropía

Cuanto más entropía hay en un lugar, más desordenado, turbio e inútil es.

Así es como se ve la segunda ley de la termodinámica.

Esa 'S' representa la entropía y la 'd' es una forma matemática de representar el cambio. Entonces 'dS' simplemente significa un cambio en la entropía.

Ahora, si observas esta ecuación de izquierda a derecha, lo que dice es que la entropía de un sistema siempre tiene que aumentar. 

Cuando una taza se rompe o la leche se mezcla con el café, eso está bien de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica porque la entropía de esas cosas aumenta. 

Pero si tu expectativa es que la taza se reconstituya o que la leche y el café se separen, lo que esperas es que la entropía caiga. Eso violaría la esa ley. 

La segunda ley de termodinámica indica en qué orden pueden suceder las cosas en el Universo. Nos da una dirección clara para el flujo de lo que llamamos tiempo: hacia adelante.

El tiempo simplemente no puede fluir de otra manera porque eso disminuiría la entropía y violaría la segunda ley.

Más información en: BBC Mundo

Perú: fabrican máquina para generar agua potable a partir de la humedad

Proyecto Pukio que beneficiará a las zonas más vulnerables y alejadas del Perú. Especialistas peruanos diseñaron y fabricaron un dispositivo de bajo costo, para producir 200 litros de agua limpia al día, a partir de la condensación de la humedad ambiental. 

El fundador de Inventum, César Coasaca, sostuvo que esta máquina se adapta con alta eficiencia a las condiciones geográficas y atmosféricas de cualquier ciudad del mundo.

 

“El dispositivo ha sido probado para operar en una ciudad desértica como Lima con una humedad de 90%, o en la sierra del país con humedad de 20%, así como también en zonas afectadas por fenómenos naturales”, precisó.

¿Cómo funciona?

A través de un sistema inteligente que enfría el aire y condensa el vapor del agua, este prototipo utiliza diversos filtros para generar agua limpia.

“Buscamos enfriar el aire hasta llegar a un punto de rocío y bajarle la temperatura hasta donde se pueda para poder llegar a producir la mayor cantidad de agua posible”, señaló.

El equipo es desmontable, puede funcionar en ambientes abiertos, con energía eléctrica convencional o con energías renovables (paneles solares y energía eólica, fotovoltaica, entre otras).

Este proyecto recibió el cofinanciamiento de hasta 50 mil soles y apoyo técnico del Programa Innóvate Perú.

Con información de:

La República (Perú)

Andina

PUCP