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17 de junio de 2019

¿En qué país la cerveza es más barata?

En la República Checa.

En este país europeo la cerveza es más barata que el agua. Sí, leiste bien: la cerveza es más barata que el agua.
 

El precio de una jarra grande de cerveza no suele superar el euro, o sea su precio es de unos tres soles (moneda de Perú). Por ello en la República Checa cada habitante consume 161 litro de cerveza al año, el mayor consumo de todo el mundo.

Luego de la República Checa, tanto en cantidad de consumo como en precio barato de cerveza, tenbemos a Alemania, Bélgica e Irlanda.

Conocer Ciencia: ciencia sencilla, ciencia divertida, ciencia fascinante... 

31 de enero de 2019

Qué es la "luz líquida" y por qué se le considera el quinto estado de la materia

En el cuento "La luz es como el agua" Gabriel García Márquez narra las aventuras de Totó y Joel, dos niños que en las noches rompen las bombillas de su casa y navegan entre los caudales de luz que brotan de ellas. 


Izquierda: la luz se topa con un obstáculo antes de ser un superfluido. Derecha: la luz se topa con un obstáculo después de ser convertida en superfluido. 

"Un chorro de luz dorada y fresca como el agua empezó a salir de la bombilla rota, y lo dejaron correr hasta que el nivel llegó a cuatro palmos. Entonces cortaron la corriente, sacaron el bote, y navegaron a placer por entre las islas de la casa", escribe el Nobel.

La escena, por fantástica que parezca, no está muy lejos de la realidad.

Los científicos que estudian fenómenos cuánticos han demostrado que la luz, bajo condiciones especiales, puede comportarse como un líquido que fluye y ondula alrededor de los obstáculos que encuentra, como la corriente de un río entre las piedras.

¿Cómo lo hacen?

La "luz líquida" es una sustancia muy particular. No es sólido ni plasma y tampoco se comporta exactamente como un líquido o un gas.

Los científicos la llaman Condensado de Bose-Einstein (BEC) y la consideran el "quinto estado de la materia".
En este estado, las partículas se sincronizan y se mueven al unísono, formando un "superfluido".

"Se parece a cualquier otro líquido o gas, pero con propiedades especiales, una de las cuales es que todas sus partes están relacionadas", le dice a BBC Mundo Daniele Sanvitto, investigador del Instituto de Nanotecnología de Italia.

Los superfluídos no crean ondas, y no experimentan fricción ni viscosidad.

Tienen un "comportamiento colectivo", dice Sanvitto. "Es como un grupo de bailarines haciendo los mismos movimientos o una ola de gente marchando al mismo compás".

Así, un líquido común, al toparse con una pared rebotaría, pero un superfluido, como la luz líquida, circularía a lo largo de la pared.

" Si enviaras un chorro de estos contra una pared, la escalará en cualquier dirección y eventualmente se volverá a conectar después del obstáculo", explica Sanvitto.

¿Para qué sirve la luz líquida?

Hasta hace unos años, los superfluídos solo podían lograrse en temperaturas cercanas al cero absoluto (−273°C), pero en 2017 Sanvitto y sus colegas lograron producir luz líquida a temperatura ambiente.

Esto lo lograron usando mezclas de luz y materia, llamadas polaritones.

"Este es el primer paso para tener aplicaciones de este líquido en la vida diaria", dice Sanvitto.
Hasta el momento, los experimentos con BEC se han logrado solo a pequeña escala en los laboratorios, pero los investigadores le ven un gran potencial para transmitir información y energía sin desperdicio.

Un ejemplo sería la creación de computadores ópticos, que puedan aprovechar la interacción de las partículas de luz sin el problema de la disipación o el calentamiento de los computadores comunes. Esto hará que sean mucho más rápidos y consuman menos energía.

Esta tecnología también podría revolucionar el manejo de los láseres y los paneles solares. Incluso, como lo menciona el científico Michio Kaku en una entrevista con This Week in Science, hay quienes piensan que en un futuro los BEC podrían sentar las bases para teletransportar objetos.

Por ahora eso solo es posible en la imaginación, como alguna vez lo fue en el cuento de García Márquez…

Tomado de: BBC Mundo 

20 de enero de 2019

De Rerum Natura: el poema científico que hace 2.000 años urgió a los humanos a no temerle a los dioses

¿Somos como bolas de billar, impulsados por fuerzas que nos controlan y sin libre albedrío?

¿Alguna vez piensas en las fuerzas que controlan tu vida? ¿Si estamos a cargo de nuestro propio destino o si solo somos ovejas, que van donde las llevan? 

A lo largo de la historia, ha habido algunas teorías del mundo físico que han señalado que no existe el libre albedrío; que somos como los átomos que chocan con otros átomos de acuerdo con las leyes de la física, como las bolas de billar en el paño verde, dominados por fuerzas mucho más grandes sin que haya nada que podamos hacer para cambiar el rumbo.

Pero también ha habido personas que han querido que pensemos de manera diferente, quienes teorizan sobre la física y el mundo natural para alentarnos a sentirnos más libres. Y a quienes les gustaría que usemos la física para enfrentar incluso nuestra propia mortalidad con calma.

Uno de ellos fue Tito Lucretio Caro, autor del poema "De rerum Natura" (De la naturaleza de las cosas), de 2.000 años de antigüedad, sobre la naturaleza de las cosas, cuyas teorías sobre el mundo físico siguen siendo válidas y pueden hacernos pensar de manera diferente sobre el significado de nuestras propias vidas.

Él

Sobre la vida de Lucrecio no se sabe mucho.

Sabemos que vivió entre los años 99 y 55 a.C. en el Imperio Romano y que probablemente era muy rico, pues los pobres no tenían tiempo para escribir largos poemas sobre filosofía y ciencia.

Ciertamente, era un devoto de la filosofía del pensador griego Epicuro; de hecho, "De Rerum Natura" es una reafirmación poética de los pensamientos epicúreos, valiosa pues no los tenemos registrados en ningún otro lugar.

De lo que sí tenemos conocimiento es de la época en la que vivió Lucrecio y lo que significó para su obra.


El desmoronamiento de Roma

El siglo I a.C. vio el lento colapso de la República romana. Fue un momento caótico y aterrador, cuando los líderes parecían más preocupados por competir entre sí que en unirse por la estabilidad de Roma.

El poder político y la riqueza se había ido concentrado en un número cada vez menor de familias, que usaron su influencia para obtener privilegios para ellos y sus hijos.

Los grupos de élite se preocupaban poco por la gente común, a menos de que tuvieran que comprar sus votos.
Eventualmente, este sistema condujo a la creación de milicias privadas y luego, inevitablemente, a la dictadura.

Caos, inseguridad y sangre

Al comienzo de la vida de Lucrecio, Cayo Mario el joven gobernaba Roma. Fue derrotado por Lucio Sila, cuyo gobierno fue excepcionalmente sangriento: ejecutó a cualquier persona que percibiera como "un enemigo del Estado", que era cualquiera que a él no le gustara.

Sila debilitó y desestabilizó permanentemente a Roma. Finalmente llevó a la toma de poder por parte de Julio César... y más guerra civil.

Ser ciudadano romano en ese momento era difícil y angustioso.

Para la mayoría de la gente -incluso los aristócratas- era obvio que estaban a merced de vastas fuerzas que no podían cambiar o controlar. Al igual que las bolas de billar, cada dictador a su turno los lanzaba de un lugar a otro.

Fue durante esos turbulentos años que Lucrecio tomó su pluma para escribir un poema sobre el mundo natural, las fuerzas que lo controlan y cómo podemos pensar en nuestro lugar en el Universo.

Dioses atómicos

"De Rerum Natura" es una obra épica, hermosa y persuasiva.

Comienza hablando de los átomos.

Lucrecio, al igual que Epicuro, siguió la tradición griega al creer que el Universo está compuesto de pequeñas partículas indivisibles.

"De Rerum Natura" nos pide que consideremos que todo lo que realmente existe en el Universo son estos átomos y el vacío entre ellos.

Los átomos son indestructibles, el número de átomos en el Universo es infinito y también lo es el vacío en el que se mueven los átomos.

Hasta ahí, suena algo seco, ¿no?

Pero lo que Lucrecio estaba diciendo era revolucionario entonces, y aún tiene el poder de sorprender. 

Decía que no hay fuerzas sobrenaturales que controlan nuestras vidas, que no somos títeres del Destino, que de haber dioses, estos están hechos de átomos como todo lo demás. Que no había nada más.

O como dice Lucrecio:

"Enseño grandes verdades y me propongo desatar
La mente de las estrechas restricciones de la religión, y escribo
De un tema tan oscuro en una poesía tan brillante"

Eso era muy radical... lo sigue siendo en algunos casos.

El propósito declarado de "De Rerum Natura" es argumentar -¡en verso!- que los seres humanos no deben temerle a los dioses, ni a nada.

Del átomo a la muerte

Para explicar sus principios atómicos, Lucrecio utiliza metáforas coloridas y fascinantes, como esta descripción del movimiento de átomos conglomerados en un objeto:

"Un rebaño de ovejas lanudas sobre un cultivo en una ladera...
Cuando lo vemos desde lejos, la distancia nubla la escena
Hasta que es solo un parche de blanco en un campo de verde"

Y después pasa de la discusión sobre los átomos y el infinito del espacio a argumentar que así como no le tememos a la nada que vino antes de nacer, no debemos temerle a la nada después de la muerte.

Ese fue un argumento poderoso en un momento en que los dictadores repartían la muerte indiscriminadamente.

El artículo completo en: BBC Mundo


14 de enero de 2019

2019, Año Mundial de la Tabla Periódica

La Facultad de Química de la Universidad de Murcia (España) ha construido en su fachada principal una Tabla Periódica gigante.

La tabla periódica es una herramienta única que permite a los científicos predecir la apariencia y las propiedades de la materia que compone el universo. Sin embargo, la función de cada uno de los elementos resulta una incógnita para la mayoría de la población.

En 2019 se conmemorará el 150º aniversario de la creación de esta famosa tabla por el químico ruso Dmitri Mendeleev, que en 1869 ordenó los elementos conocidos según las características de sus átomos.

Por todo ello, la Asamblea General de la Organización de las Naciones Unidas ha proclamado 2019 como el Año Internacional de la Tabla Periódica. El objetivo principal de esta iniciativa es reconocer la función crucial que desempeñan los elementos y las ciencias fundamentales, especialmente la química y la física, en el desarrollo sostenible.

La celebración también rendirá homenaje a los últimos cuatro elementos superpesados añadidos a la tabla periódica: nihonio (Nh), moscovio (Mc), téneso (Ts) y oganesón (Og). El descubrimiento y denominación de todos ellos fue el resultado de una estrecha colaboración científica internacional.

Fuente: Agencia SINC 


7 de enero de 2019

El gravitón, la presunta partícula que describiría todas las fuerzas de la naturaleza

Héctor Rago, astrofísico y profesor Universidad Industrial de Santander, explica cuál es la hipótesis que tiene la física teórica sobre esta presunta partícula. Una especie de "santo grial" que persiguen los investigadores.


La física contemporánea nos ha revelado la existencia del mundo subatómico, el reino de lo muy pequeño y nos ha revelado también las estrellas de neutrones y la expansión del universo, el reino de las grandes masas y enormes distancias. La tragedia de la física actual es que las descripciones que hacemos del mundo microscópico y del mundo astronómico son irreconciliables. (Lea también: ¿Viola la física el sentido común?)

Si consiguiéramos evidencias observacionales de una partícula hasta ahora hipotética, el gravitón, se allanaría el camino para conseguir una descripción unificada de todas las fuerzas de la naturaleza.

La materia a pequeña escala está gobernada por tres fuerzas fundamentales, la fuerza nuclear débil, la fuerza nuclear fuerte y el electromagnetismo. Ellas obedecen las leyes de la física cuántica que entre otras cosas establece que las fuerzas entre las partículas se deben a intercambio de otras partículas que actúan como mensajeras. Así, la fuerza nuclear es transmitida por partículas llamadas gluones. La fuerza débil es transmitida por los bosones Z y W. Finalmente las fuerzas eléctricas y magnéticas son mediadas por fotones, paquetes de energía electromagnética, los componentes de la luz. La teoría cuántica explica todas las propiedades del mundo subatómico y los resultados de las colisiones que se producen en los grandes aceleradores. Es una gran teoría.

La otra fuerza fundamental es la gravitación, que moldea el mundo físico desde los planetas hasta la expansión del universo. En contra de lo que muchos creen, la gravitación es abrumadoramente más débil que las otras tres fuerzas. Basta un pequeño imán para levantar un clavo y vencer la atracción de toda la Tierra. La gravitación es tan débil que no juega ningún papel a escala microscópica y hace falta una enorme acumulación de materia para que la gravedad se imponga.

Disponemos de una gran teoría de la gravitación, la relatividad general. De acuerdo con ella, lo que interpretamos como fuerza gravedad es la deformación del tiempo y el espacio. Las ecuaciones de la relatividad nos hablan de fenómenos gravitacionales con una precisión exquisita.

La pregunta crucial es si existen situaciones donde coincidan lo muy masivo con lo muy pequeño, y necesitemos por tanto una versión cuántica de la gravedad. La respuesta es que sí. Las singularidades en el interior de agujeros negros o el mismísimo Big Bang requieren de una teoría cuántica de la gravitación.

Pero teoría cuántica y la relatividad general no se la llevan bien. Los intentos de cuantizar la gravedad no han sido totalmente exitosos.

Las analogías sugieren que la gravitación, es decir, la propia geometría del espaciotiempo, debe ser mediada por una partícula. Esta presunta partícula es el gravitón.

Tú estás intercambiando gravitones con la Tierra, y gracias a ese intercambio, tú pesas.
Las detecciones de ondas gravitacionales muestran que ellas viajan a la velocidad de la luz, y por tanto la masa del gravitón tiene que ser cero; además no tiene carga eléctrica, y su spin, que es una propiedad intrínseca de las partículas elementales, debe ser igual a 2. (Lea acá: La última prueba del universo que Einstein imaginó)

Detectar el gravitón directamente es una tarea ardua precisamente porque la gravedad es descomunalmente débil, el gravitón interactúa muy poco con la materia. Nuestros ojos detectan fácilmente unos cuantos fotones, pero la más sofisticada tecnología apenas se mueven cuando pasan billones de gravitones de una onda gravitacional.

Actualmente varios experimentos tratan de obtener evidencias indirectas de la existencia del gravitón, mientras que diversas teorías como las controvertidas supercuerdas, dimensiones extras, teoría de lazos tratan de prever sus propiedades.

La detección experimental del gravitón reconciliaría a la gravedad con los preceptos cuánticos, y tal vez nos conduzca a una descripción unificada de todas las fuerzas de la naturaleza: el santo grial de la física teórica que nos ha sido tan elusivo. (Lea acá: La ilusión del tiempo en nuestra cabeza)

Tomado de: El Espectador

2 de enero de 2019

¿Qué fue del bosón de Higgs?

Seis años después de anunciar su descubrimiento, el CERN detecta el tipo de desintegración más común de la partícula envuelto en ruido de fondo.


Hace diez años, la construcción de una máquina descomunal para capturar una partícula diminuta atrapó la imaginación del mundo. Bajo el CERN, un gigantesco laboratorio de física a las afueras de Ginebra (Suiza), se había construido un acelerador de partículas de 27 kilómetros de circunferencia capaz de empujar protones hasta una velocidad cercana a la de la luz. Los físicos hacían chocar aquellos haces de partículas microscópicas para reconstruir las circunstancias energéticas de los primeros segundos de vida del universo y tratar de desvelar aspectos sobre la naturaleza de la materia invisibles en condiciones normales. En aquel tiempo se llegó a fantasear con la posibilidad de que la máquina crease un agujero negro que engullese el mundo, pero salvo algún inconveniente, todo salió más o menos según lo previsto.

En 2012, los responsables del CERN anunciaron el descubrimiento del bosón de Higgs, la partícula que daba masa a todas las demás, completaba el Modelo Estándar de Física de Partículas y justificaba en buena medida una inversión de más de 5.000 millones de euros. El éxito de la búsqueda del higgs se confirmó al año siguiente cuando Peter Higgs y François Englert recibieron el premio Nobel de Física de 2013 por haber predicho la existencia de la partícula medio siglo antes. Pero aunque el trabajo grueso parecía finalizado, la validez de unos modelos físicos o de otros, de qué es exactamente la materia oscura o de si la supersimetría, en la que no solo habría un bosón de Higgs, sino muchos, puede ser la teoría que nos lleve un paso más allá en la comprensión del universo, depende de detalles.

El artículo completo en: El País (España) 

14 de febrero de 2018

Star Wars: ¿Podría existir de verdad la 'Fuerza'?

¿Existe algo en el campo de la física cuántica que se asemeje a la Fuerza?

La Fuerza "nos rodea y nos penetra, une a la galaxia", decía Obi-Wan Kenobi a Luke Skywalker en la película original de Star Wars.

 Los físicos actuales saben que en realidad existen cuatro fuerzas fundamentales: las dos fuerzas nucleares, la fuerza electromagnética y la fuerza gravitacional. Todas ellas juegan un papel clave en la unión de la materia, desde el más pequeño de los átomos hasta el más grande de los planetas.

Sin embargo, parece que no son estas fuerzas las que estamos buscando. El viejo Ben Kenobi, Yoda y, finalmente, Luke, podían comunicarse telepáticamente a grandes distancias y mover objetos con sus mentes gracias al poder de la Fuerza. ¿Es esto posible?
¿Qué dicen las leyes de la física sobre esto?

La Física de la Fuerza


Para empezar,
la teoría de la relatividad de Einstein pone límites estrictos a la rapidez con la que podemos comunicarnos: el límite de velocidad máximo es la velocidad de la luz. Entonces, si necesitamos enviar un mensaje a Alderaan para advertir a los ciudadanos de un ataque imperial, siempre habrá una demora. No podríamos advertirles a tiempo para una evacuación porque lleva tiempo que la luz viaje para transmitir el mensaje.

Obi-Wan Kenobi no podría haber sentido una perturbación en la Fuerza apenas unos instantes después de que la Estrella de la Muerte destruyera a Alderaan. ¿O sí? ¿Qué dice la física cuántica sobre la información transferida a grandes distancias?

Lamentablemente no podemos romper el límite de velocidad de Einstein, ni aunque poseyéramos el Halcón Milenario. Sin embargo, a través de un truco de mecánica cuántica, puedes unir dos partículas de una manera especial, separarlas y luego observar los efectos de una sobre la otra a grandes distancias. Es lo que se conoce como enredo cuántico, colocando dos objetos en el mismo estado cuántico entrelazado. Y los experimentos de física modernos con partículas de luz han demostrado que el entrelazamiento es real: las partículas se pueden conectar a grandes distancias.

Como curiosidad, en la época en la que George Lucas escribía el guión original de Star Wars, (finales de 1960, principios de 1970), científicos propusieron que el enredo cuántico era una "fuerza" que nos unía a todos.

Esto llevó a la idea de que todos estamos enlazados de alguna manera, y que realmente hay una conexión entre cada ser vivo en la galaxia. Pero... hay una trampa. Los efectos del enredo cuántico tienden a ser muy pequeños para los objetos cotidianos. A no ser que nos introduzcamos en el campo de la superconductividad.

Estos nuevos fenómenos, como un superconductor que flota sobre un imán en el efecto Meissner, provienen de enredos cuánticos macroscópicos de electrones o de una "fuerza" espeluznante que actúa a grandes distancias. La "Fuerza" del enredo cuántico realmente despierta en estos nuevos "materiales cuánticos".

Por ello, podríamos concluir que hay algo de verdad en la idea detrás de "La Fuerza", desde cierto punto de vista.

El enredo cuántico juega un papel fundamental en la física moderna y es un principio vinculante para la materia y la energía. Sin embargo, el enredo cuántico a gran escala es difícil de lograr, y aún es más difícil de observar en las criaturas vivientes.

Referencia: Quantum entanglement in photosynthetic light-harvesting complexes. Nature Physics 6, 462–467 (2010)


5 de septiembre de 2017

El fuego, ¿es líquido, sólido o gaseoso? Y, ¿por qué es caliente?

Sólido, líquido y gaseoso: esos son los estados de la materia, según nos enseñaron en la escuela. Y luego nos enteramos de que había otros más: plasma, condensados Bose-Einstein, materia degenerada, plasma de quarks-gluones...

A pesar de ello, seguimos teniendo un problema con el fuego, pues no parece entrar en ninguna de esas clasificaciones.

Y es exactamente por eso que ha fascinado a los científicos durante siglos.


Uno de los fascinados fue el físico y químico Michael Faraday (1791-1867), quien descubrió la inducción electromagnética, el diamagnetismo y la electrólisis.

Además de eso, fue el creador de las legendarias Conferencias de Navidad de la Royal Institution de Londres, en 1825, una tradición que aún se mantiene. Su idea era presentarle a los jóvenes las maravillas de la ciencia a través de espectáculos.

El propio Faraday fue uno de los conferencistas en esos primeros tiempos. En 1848, en su exposición más famosa, empezó diciendo: "No hay mejor puerta para entrar al estudio de la filosofía natural que considerando el fenómeno físico de una vela".

Esa conferencia, "La historia química de una vela", es una favorita de los químicos desde entonces, entre ellos a la investigadora forense de incendios Niamh Nic Daeid.

"En mi área, particularmente cuando estamos trabajando en un caso y tenemos que explicar cómo funciona el fuego en un tribunal, lo que tenemos que hacer es explicar en términos muy sencillos la combustión: qué es, cómo ocurre, cómo empiezan los incendios, cómo se desarrollan, etc.", dice la experta a la BBC.

"Cuando recién estaba empezando en el área, un amigo me sugirió que leyera las conferencias de Faraday. Son seis sobre este tema, escritas para niños, así que lo explica de una manera muy sencilla". 

¿Cómo explica Niamh Nic Daeid el misterio del fuego, que no parece ajustarse a ninguno de los estados clásicos de la materia?

"El fuego es una reacción química. Es algo que le sucede a gases en la mayoría de las circunstancias. Y es algo que pasa como resultado del calentamiento de la materia -sólida o líquida- para producir vapores, que luego se encienden al mezclarse con el oxígeno".

Entonces, no es un sólido ni un líquido y es casi un gas, pero no lo es. El fuego es algo que le ocurre al gas.

"Para hacer fuego, tienes que tomar un sólido o un líquido, calentarlo para que se rompan vínculos químicos en el combustible (el sólido o el líquido con el que empezaste) y eso hace que se libere gas. Ese producto gaseoso se mezcla con el oxígeno. Luego introduces una fuente de encendido que produce una llama".

Al prender una vela, "estás viendo química". O, en otras palabras, no es un estado de la materia, sino una reacción.

El artículo completo en:

BBC

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