miércoles, 27 de febrero de 2013

¿Ciencia ficción? Sí, gracias

Fuente: Naukas

DEDICATORIA: Permítanme, queridos lectores, que dedique este artículo a mi gran amigo José Manuel López Nicolás, gran persona y enorme divulgador, lo que no quita para que no tenga ni la menor idea acerca de la distinción entre fantasía y ciencia ficción. ¡Sauron, llévatelo pronto!
Yo una vez tuve un blog que se llamaba Física en la Ciencia Ficción. A lo largo de más de seis años y medio llegué a publicar la friolera de unos 450 artículos en los que, básicamente, pretendía divulgar una materia como la física empleando la ciencia ficción de las películas, las novelas o los cómics como mera excusa.
El blog nunca tuvo el éxito o la repercusión que yo pretendía, no sé exactamente por qué y las razones tampoco importan ni aquí ni ahora. Sin embargo, lo que sí guarda relación con lo que les quiero contar en este artículo, sin demasiadas pretensiones, es la influencia que un género tan peculiar como la ciencia ficción ha ejercido y probablemente sigue ejerciendo sobre las vocaciones científicas de muchas personas que han decidido enfocar su vida profesional hacia estos derroteros. Es por ello que se me ocurrió trasladar la siguiente pregunta a los más de 100 científicos y/o divulgadores de esta fantástica web de Naukas: ¿hasta qué punto ha influido la ciencia ficción en tu vocación?
Obviamente, no obtuve respuesta de todos ellos y me alegro, tengo que decir, porque de haberlo hecho, este artículo hubiese tenido una extensión insoportable a buen seguro. Así que, en los párrafos que siguen les mostraré algunas de sus opiniones y recuerdos (debidamente editados, pues los textos de estos personajes, en ocasiones, se mostraban excesivamente ricos en detalles; en otras, mi pluma e inteligencia no han sabido integrarlos debidamente, por lo cual pido disculpas a cuantos no aparezcan reseñados en este texto).

A la edad de 20 años, un tal Simon Lake leyó 20.000 leguas de viaje submarino, la inmortal obra de Jules Verne, a quien muchos de sus lectores recordaremos con especial cariño de nuestra adolescencia. ¿Quién no se emociona cuando conoce al inmortal personaje del capitán Nemo o al decidido arponero Ned Land, por no hablar del maravilloso, misterioso y futurista submarino Nautilus?
Lake siempre ha reconocido el papel que jugó la novela de Verne a la hora de inspirarle en su futuro como ingeniero de la marina. En 1895, veintiséis años después de la publicación de 20.000 leguas de viaje submarino, el propio Lake diseñó y construyó “El Argonauta”, el primer ingenio capaz de viajar por debajo del mar.
Pero no crean ustedes que el caso de Simon Lake es único o especial, en absoluto. En efecto, un gran número de científicos responsables de enviar sondas a Marte siempre ha reconocido que su inspiración habían sido las célebres Crónicas marcianas de Ray Bradbury. El mismo Carl Sagan, uno de los más grandes divulgadores de la ciencia que haya existido jamás, siempre reconoció públicamente la influencia que la ciencia ficción había tenido en su interés por la ciencia, en general, y la astronomía en particular.
Un gran número de escritores de ciencia ficción predijeron con sus obras muchos descubrimientos científicos posteriores: Aldous Huxley, entre otros, con la clonación o las pastillas de la euforia; Robert Silverberg con los órganos artificiales; desde la cama de agua hasta la bomba atómica y desde los tanques de H.G. Wells hasta los satélites artificiales, pasando por la llegada del ser humano a la Luna. Incluso el mismo Hugo Gernsback, fundador de la mítica revista Amazing Stories, llegó a proponer en una ocasión que las ideas de los autores de ciencia ficción debían patentarse, pues se mostraba convencido de que tarde o temprano llegarían a hacerse reales.

Lo cierto es que, tanto si somos entusiastas del género como si no, las poderosas imágenes de la ciencia ficción nos llegan de todas partes: la literatura, la prensa escrita, la televisión o el cine. Puede llegar a argumentarse que la ciencia ficción ayuda a crear los futuros que describe, preparando las mentes del público para adaptarse a ellos. Científicos de renombre eran también escritores de ciencia ficción, como el propio Konstantin Tsiolkovsky. Por otro lado, había escritores muy cultivados en ciencia, como Robert Heinlein o Isaac Asimov, por citar tan sólo un par de ejemplos de entre los más conocidos.
En el prólogo del libro de Lawrence Krauss La física de Star Trek, Stephen Hawking escribe lo siguiente:
La ciencia ficción como Star Trek no solamente es un buen entretenimiento sino que también tiene un serio propósito: expandir la imaginación humana.” […] la ciencia ficción de hoy es a menudo la ciencia de mañana. La física subyacente en Star Trek merece la pena ser investigada. Confinar nuestro interés a los asuntos terrícolas sería limitar el espíritu humano.
Puede que no tengan la misma repercusión que los científicos de la NASA o el currículum de Stephen Hawking o la celebridad de un divulgador tan grande como el doctor Krauss, pero les puedo asegurar que los divulgadores de Naukas que han respondido a mis requerimientos han seguido caminos muy parecidos a ellos. Vean si no algunas muestras más que evidentes.

Muchos de ellos tienen en común a uno de los autores de ciencia ficción y divulgación más conocidos entre el público en general. Me refiero al célebre Isaac Asimov. Uno de los padres fundadores del género como Jules Verne, también ha influido lo suyo.
Así, Arturo Quirantes, por ejemplo manifiesta que “mi vocación por la física (astronomía, entonces) ha sido siempre muy  clara […] No puedo decir que sea ahora físico gracias  a  la ciencia-ficción, pero indudablemente, algunas influencias me  indicaron  que  ese era un camino interesante. Lo que más me influyó desde el punto de vista de la ciencia-ficción fue Espacio 1999, una serie que ponían cuando tenía 7-8 años […] (no echaban Star Trek, una pena). Isaac  Asimov me lo  sugirieron en la Sociedad Astronómica Granadina, y me encantó su estilo. Y Julio Verne, un adelantado a su época.” Para Arturo, lo fascinante del mundo de la ciencia ficción, lo que realmente te atrapa es que “allí todo puede pasar, las fronteras están solamente para cruzarlas y no hay límites”. Él es un ejemplo, sin duda.
César Tomé, en cambio, no lo tuvo tan claro desde el principio, ya que como me confesó “desde muy pequeño quise ser médico. Lo tenía clarísimo y siendo niño ya me preparaba a mi manera para serlo. […]. Fue mi primer Asimov, Estoy en Puertomarte sin Hilda, la primera fisura en mi determinación de ser médico. A ese Asimov le siguieron muchos otros, de divulgación y de ciencia ficción. Cosmos, al año siguiente, hizo el resto.
Lo que a Fernando del Álamo le hizo plantearse ciertas preguntas fue la lectura de “un párrafo de Asimov, cuando explicaba la ley cuadrado cúbica […] Decía que si hacía animales más grandes, les pondría huesos metálicos. A mí me hizo pensar mucho en cómo podría ser la vida en otros planetas en función de la fuerza de la gravedad que tuviera en su superficie. Si la Tierra fuera como la Luna en tamaño (y todo lo demás igual), ¿sería igual la fauna y la flora?
Según Ambrosio Liceagano recuerdo el primer libro de ciencia-ficción que leí.  Pero sí su autor, Isaac Asimov […] entre robots positrónicos y naves espaciales, comencé a interesarme por la ciencia y la ingeniería. […] Después llegó Carl Sagan y pasé mi adolescencia enganchado a la divulgación y a la ciencia-ficción “dura”. […] tengo claro que la ciencia-ficción que leí de pequeño tuvo mucho que ver con mis decisiones posteriores.”

La literatura ha marcado la trayectoria científica y divulgadora de uno de los lectores más compulsivos que he conocido, mi buen amigo Daniel Torregrosa. En el e-mail que me escribió para relatarme su experiencia, Dani confesaba que
En mi caso particular, me resulta muy difícil recordar qué ocurrió antes, si mi afición por la ciencia y su divulgación o el género de la ciencia ficción como tal. Pero sí recuerdo una serie de televisión y un libro con especial cariño. La serie fue Los 7 de Blake, emitida a principios de los años 80 por la televisión pública, y el libro El hombre ilustrado de Ray Bradbury, quizá el primer libro de ciencia ficción que leí aconsejado por mi hermano mayor. Después vino el resto, una afición al género con cinco autores destacados y una película. Los autores son Isaac Asimov, Philip K. Dick, Stanislaw Lem, Ray Bradbury y Arthur C. Clarke. Y la película, Blade Runner.”
No le va a la zaga el flamante ganador de la última edición de los Premios Bitácoras en el apartado de Ciencia, Daniel Marín, quien
Con muy pocos añitos mis padres me llevaron al estreno de La Guerra de las Galaxias y recuerdo ráfagas de la película de animación Star Blazers (el nombre americano de la peli japonesa ‘El acorazado Yamato’). Pero lo que me marcó profundamente fue la serie Cosmos. […] Desde entonces tuve claro que quería estudiar astrofísica.
También me influyeron mucho los libros de Plesa y similares, además de las obras de Julio Verne. Pero mis primeras lecturas de ciencia ficción ‘seria’ vendrían a los 12 años más o menos: Asimov (la saga de la Fundación), Clarke (Cita con Rama), Pohl (Pórtico) y Herbert (Dune) eran mis favoritos. Unos añitos después me enganché a la obra de Gregory Benford, David Brin, Robert L. Forward, Charles Sheffield, Greg Bear y otros autores de SF ‘hard’. En cuanto a películas, me marcaron especialmente Blade Runner, el resto de la saga Star Wars, Atmósfera Cero y esas cosas. […]
La ciencia ficción, sin embargo, fue clave en despertar y mantener mi interés por la ciencia en general y la astronomía en particular.”

El gusanillo de la ciencia ficción también ha picado a los matemáticos como José Antonio Prado, quien reconoce que “[…] Eso sí, durante mi adolescencia descubrí, primero a Julio Verne y, algo después, a Isaac Asimov. Además, pedí a los Reyes Magos un vídeo (VHS) para poder grabar algunos documentales “del espacio”.” Para su vergüenza, también reconoce no haber visto Blade Runner.
Miguel Santander García, además de astrofísico, es un talentoso escritor de ciencia ficción a quien debo agradecer por permitirme leer el manuscrito de su fantástica novela El legado de Prometeo. Vean cómo empezó en esto, quizá algún día la historia de la literatura hable de él, nunca se sabe.
Tendría quince o dieciséis años cuando, aburrido de ver pasar las horas de una tarde soporífera, mis manos se pasearon por la estantería y se posaron en un libro de bolsillo, “Cita con Rama”, de un tal Arthur C. Clarke […] Para entonces ya me había fascinado COSMOS en la tele […] pero fue la capacidad de la ciencia-ficción para traernos el futuro al presente, jugar en la misma frontera del conocimiento y especular con escenarios más o menos plausibles, lo que terminó de apuntalar mi vocación como físico/astrofísico […] Clarke y Asimov, por citar sólo los dos principales de aquella época, me descubrieron mundos que estimulaban mi sentido de la maravilla —¡exploración del Cosmos, ascensores espaciales, inteligencias artificiales…!— en cada página. Más tarde, Wells, le Guin, Bradbury, Huxley y Orwell, entre otros, me mostraron que la ciencia-ficción también podía ser un sofisticado disfraz para advertir acerca de problemas sociales inminentes o abordar la naturaleza humana bajo un prisma muy interesante. […] Y es que… [la ciencia ficción] ¡lo tiene todo!”
En la escéptica mente de Fernando Frías se entremezclan los recuerdos literarios “sospechosos” con las imágenes de series de televisión que han pasado a los anales de los clásicos más imperecederos.
Cuando era un chaval no es que fuese un magufo, pero me dejé llevar a alguna “alerta ovni”, leía ocasionalmente artículos sobre ufología y fenómenos más o menos afines […] Pero un buen día un amigo me prestó con toda la ilusión del mundo un libro de J. J. Benítez, Existió otra humanidad, y cuando lo leí me indigné tanto que se lo devolví con un cuadernillo de unas cincuenta páginas detallando todos los disparates científicos que encontré. […] Mi afición a la ciencia ficción se desarrolló más o menos en paralelo, y supongo que tendría que ver con mi afición inicial a las historietas de ovnis y el hecho de que después me siguiese gustando la ufología, aunque desde la trinchera de enfrente, pero me da la impresión de que se trata más bien de correlación que de causalidad, y que la causa de ambas aficiones sea simplemente la curiosidad. Aunque, eso sí, mis recuerdos más antiguos no son de platillos volantes, sino de El capitán Zodíaco y los patrulleros del espacio […] hacía filigranas para burlar el toque de queda y ver La conquista del espacio (que era como llamaban aquí a Star Trek), fui seguidor incondicional de Espacio 1999 y aún se me escapa alguna vez eso de “eres más lento que el viper de un cylón”.”

Otros, como Iván Rivera, fueron más influenciados por el poder de la imagen exclusivamente, más que por el de la palabra escrita. Según este ingeniero de telecomunicaciones, los recuerdos que le vienen a la mente son más bien de nuestra amada/odiada televisión. Así, Iván me cuenta que…
Tengo la ventaja de disfrutar de una magnífica memoria de mis primeros años. Pero como se me suelen olvidar las cosas que recuerdo aquí van unos momentos al azar que me definieron como lo que quiera que sea hoy. Con imagen, porque son recuerdos (tele)visuales.

«Holmes y Yoyo» (Holmes & Yo-yo, 1976). Nadie en absoluto se acuerda de esto: yo me pasé años «jugando a Yoyo». Es decir, disfrazándome con una americana vieja de mi abuelo y unos controles de robot en la tripa hechos con una cajita de cartón llena de botones de plastilina. No me había vuelto majara: «Holmes y Yoyo» era una sitcom policiaca con androide que, si no recuerdo mal, emitieron durante el verano de 1978. Cuatro añitos y ya estaba cayendo en las garras del género.

«Operación Ganímedes» (Operation Ganymed, 1977): un telefilm alemán en el que no salen perros y que narra la historia de los cinco (y bajando…) supervivientes de una misión tripulada a Ganímedes en 1991 —el futuro ya no es lo que era. ¿Que cómo me acuerdo de esto? Bueno, para ser preciso ni siquiera sé en qué año lo pusieron en la tele, aunque debió ser en algún momento del año 1980 u 81. El espacio todavía iba a ser un lugar para héroes.

«Érase una vez… el espacio» (Il était une fois… l’espace, 1982) era una serie rara de narices. […] A esta serie puedo achacarle también mi temprano europeísmo […] así como la fascinación que me ha acompañado desde siempre con la inteligencia artificial y su interacción ¿catastrófica? con la natural.
Más adelante, claro está, terminé viendo 2001. Desde que cumplí los 27 lloro en silencio todas las noches de luna llena en recuerdo del futuro que nunca fue.
Algo semejante parece que le sucedió al siempre mordaz José Miguel Mulet, para quien el cine “no tenía precio”…
Pues yo soy de los que debo admitir que la ciencia ficción tuvo una influencia decisiva en que decidiera hacer una carrera de ciencias. Fui un lector precoz y ávido consumidor de cine, facilitado por el hecho de que mis abuelos trabajaban en uno y yo entraba gratis y que en mi puebo no había muchas más cosas que hacer. […] La saga de “la guerra de las galaxias”, las series televisivas Galáctica y Ulises 31, y las novelas de Asimov hicieron que la ciencia ficción fuera ganando enteros entre mis preferencias […] Sin embargo, una película captó mi atención: Los niños del Brasil de Franklin Schaffner, basada en la novela de Ira Levin. La escena fue en la que proyectan un documental y explica la transferencia nuclear para clonar conejos, que fue la técnica que se utilizo años después para la oveja Dolly. Y lo que me fascinó tanto que decidí hacerme científico. […] Primero quise estudiar medicina, en el último momento decidí hacer química. Primero quise investigar en animales y en el último momento me pasé a plantas, pero estoy haciendo lo que decidí ese día de hace casi 30 años y por el camino me leí la colección completa de Las 100 mejores obras de ciencia ficción que publicó ORBIS”.

La sin par, impactante y genial divulgadora Natalia Ruiz Zelmanovitch tuvo ciertos problemillas con mi admirado Jules Verne.
Con tres años caí enferma con asma bronquial. Estuve hasta los trece sobreprotegida por mis padres, con lo cual me pasaba la vida leyendo (fui hija única hasta los ocho, luego la paz desapareció y tenía que esconderme para poder leer tranquila). […] Me leí la colección entera de Julio Verne, y cuando digo entera es entera, pestiños incluidos.”
Pero no se crean, no todos los colaboradores de Naukas descubrieron tan pronto el gusanillo de su vocación científica. Algunos, como mi buen amigo y excelente docente como pocos he conocido Eugenio Manuel Fernández Aguilar, reconocen sin pudor que la ciencia ficción no les marcó durante su juventud, sino más bien todo lo contrario, les alcanzó con sus flechas en la madurez. El gran Eugenio afirma que “personalmente la ciencia ficción desde el punto de vista “científico” me empieza a interesar ya en la carrera. […] El caso es que la ciencia ficción sí me ha influido en algo: EN MI SITUACIÓN ACTUAL. Me explico, a medida que iba estudiando la carrera me interesaba más y hoy la aplico en mis clases, conferencias y cursos.
En una línea similar se manifiesta mi tocayo, Sergio Pérez Acebrón, pues tal y como me cuenta “mi relación con la ciencia ficción fue bastante tardía. En mi infancia y adolescencia tuvo más peso la fantasía tipo Tolkien o Salvatore. No recuerdo nada de ciencia ficción de esa época con la excepción de La guerra de las galaxias, Jurasic Park y Superman. […] Nunca leí cómics de superheroes, salvo Superlópez. A Carl Sagan y a Asimov los descubrí ya con la carrera empezada, aunque me hubiera gustado leerlos antes: he de reconocer que La última pregunta es uno de mis textos favoritos. No vi las películas de ciencia ficción más clásicas (con las excepciones mencionadas) hasta hace pocos años. […] Ha sido ya de adulto cuando he empezado a valorar la ciencia ficción como algo diferente a la fantasía, aunque casi siempre en forma de películas: Blade runner, El hombre bicentenario y Gattaca son algunas de mis favoritas ya que juegan con la esencia de lo que es o no es un ser humano.”

Finalmente, he querido concluir con un testimonio muy especial para mí. Me he reservado, para concluir, la experiencia de mi admirado Mauricio J. Schwarz. Y lo he hecho por una sencilla razón, una razón que no les desvelaré ni estropearé con mi torpe prosa porque resulta evidente sin más que leer su texto, que reproduzco a continuación al pie de la letra. Todo emoción y lirismo.
Había una vez un chaval, de los menores de una vasta familia asturmexicana debidamente conservadora y devota, cuyos numerosos miembros no tenían relación alguna con la ciencia y que, aunque respetaban el arte, lo consideraban algo así como un lujo para ricos y un espacio donde los pobres como ellos sólo podían agudizar su hambre y desamparo, de modo que sostenían la convicción de que la única esperanza de los pobres de comer diariamente con cierta holgura durante toda una vida (que suma una cantidad respetable de calorías) yacía en la contabilidad, la arquitectura, la medicina, la abogacía o el sacerdocio católico romano.
Era éste, digo, un chaval inquieto y respondón, de natural retobado y nervioso, en tiempos en que el ser humano empezaba a rasguñar los límites de su atmósfera, y que empezó a encontrar divertido despertar a horas inopinadas de la madrugada tratando no siempre con éxito de no despertar al resto de la casa para ver por televisión (en riguroso blanco azulado y negro) cómo se lanzaban, desde lo que era Cabo Cañaveral en Florida, las “cápsulas espaciales” de los programas Mercury y luego Gemini, y escuchar arrobado las explicaciones de cómo maniobraban en las alturas, sin oxígeno ni gravedad, esos señores llamados astronautas que querían ir a la Luna, hágame usted el favor.
Era también un chaval que se metía a las bibliotecas a saber cosas sobre los planetas, que atesoraba un libro sobre animales con grandes cromos a color y que disfrutaba enormemente de dos juegos, uno de experimentos químicos cuya estrella era el sulfato de cobre y otro de biología que incluía una muy poco políticamente correcta rana en formol e instrucciones para su disección y la apreciación de la disposición de sus órganos internos.
Y todo esto sin dejar de ser un chaval, lo cual implicaba, por supuesto, fútbol, juegos con los amigos, travesuras, aprender cosas en la escuela y en la casa, descubrir el resto del mundo y formular cantidades avasalladoras de preguntas que le permitían constatar que los adultos no sabían tanto como era de esperarse, y que quizá estaban un poco sobrevaluados.

Pero era, sobre todo, un chaval que, a falta de libros, que no eran muy populares en su entorno, tampoco, y que apenas podía comprar, se quedaba fascinado por la televisión, en particular con el programa “La dimensión desconocida”, que era como se traducía “The twilight zone” de Rod Serling, serie especulativa con algunos capítulos de ciencia ficción de los que se le quedaron impresos en el joven cerebro algunos como “Eyes of the beholder”, sobre la relatividad y subjetividad de la belleza, “Time enough at last” sobre un hombre que lee compulsivamente (igual que el chaval, sería por eso) y “To serve man” sobre extraterrestres y gastronomía. Y veía también “Outer limits” y “One step beyond” y hasta programas de medianoche poco recomendables para su tierna edad como “La hora de Boris Karloff”.
Como alguna cosa sabía el chaval, un día respondió unas preguntas de un programa de televisión vespertino y se ganó tres libros de ciencia ficción y una bolsa de chupa-chups. Los libros eran la colección de cuentos “Un camino a casa” de Theodore Sturgeon, la antología de cuatro novelas “Los hombres de Gor” y la novela “Los inmortales” de Frederik Pohl. Los tres de la colección Nebulae. Lo afectaron gravemente. Los chupa-chups se los regaló a sus amigos con gran éxito.
Para cuando el chaval terminaba su primaria –el mundo seguía en blanco y negro y el hombre seguía tratando de llegar a la Luna–, encontró en una librería, sitio peligroso si los hay, un libro de cuentos firmado por uno de los guionistas de “La dimensión desconocida”. Y entonces pensó: “Debe ser extraordinario dedicar la vida a contar historias”. Y eran, claro, historias de ciencia ficción. Decidió que bien podía dedicarse a ello.
Pero, para escribir historias de ciencia ficción (publicó su primer cuento en una publicación escolar a los 12 años, por cierto) había que saber más ciencia de la que sabía él, así que se puso alerta a ella en la secundaria con ayuda de un gran profesor de física y otro de biología, y su vocación de escribir se bifurcó, como sendero del jardín de Borges, al periodismo, primero a nivel escolar.

Para cuando tenía 21 añitos, se presentó en una revista masculina (es decir, que publicaba fotos de mujeres desnudas) con una idea: un artículo sobre las sondas Viking que estaban por posarse en la superficie marciana. Le dijeron que sí. Fue su primer trabajo periodístico “de verdad”, explicando cómo eran las sondas, qué iban a hacer si todo salía bien y qué opinaban sobre ellas un científico, un autor de ciencia ficción chiflado y hasta un astrólogo chifladísimo. Sin darse cuenta, se iba empezando a convertir en periodista dedicado a temas de ciencia mientras empezaba a escribir sus cuentos de ciencia ficción.
Supondríamos que sin la ciencia ficción como trampolín, puente, desafío, sugerencia insidiosa, pregunta insolente y especulación libre, en vez de ser periodista científico y escritor, el chaval se habría dedicado a la contabilidad, la arquitectura, la medicina, la abogacía o el sacerdocio católico romano. Que es lo que hacen los buenos chicos de las familias asturmexicanas conservadoras y numerosas, claro.
Ahora, si es que han llegado hasta aquí, ya únicamente restan sus opiniones y sus comentarios. Hoy en día, la ciencia ficción no solamente sigue sirviendo como inspiración a las generaciones futuras en su vocación científica (y que así continúe siendo, por mucho tiempo), sino que ha ido más allá, se ha convertido en una herramienta didáctica de primer orden, enormemente valorada en la enseñanza de prácticamente todas las disciplinas de carácter científico, tanto en la educación secundaria como en la universitaria, por profesores del mundo entero.

Si tienen ustedes hijos en esa edad en la que se decide su futuro, permítanles soñar, estimúlenlos para que intenten buscar la verdad, a que hagan pedazos los esquemas establecidos, a que pierdan el miedo y luchen por un mundo más comprensible, en el que todos los hombres y mujeres puedan soportar la realidad sin caer en la repugnancia de la locura. Dejen que todos sus sueños se vuelvan realidad y algunas de sus realidades se vuelvan sueños, porque quizá sea cierto, después de todo, aquello que decía Antonio Machado:
Después de la verdad, nada hay tan bello como la ficción.

lunes, 25 de febrero de 2013

Leonard Susskind desmitifica el mecanismo de Higgs y el bosón de Higgs


Charla impartida por Leonard Susskind (Universidad de Stanford) en la que explica el mecanismo de Higgs y cómo da masa a las partículas elementales. Como siempre, merece la pena escuchar al maestro. La charla se enmarca en los cursos de formación para toda la vida, dirigidos a postgraduados y afines con un conocimiento muy limitado de física. ¡Qué la disfrutes!

viernes, 22 de febrero de 2013

La verdadera historia del ‘contacto’ de 1967


Fuente: Ciencia Kanija
Artículo publicado el 14 de febrero de 2013 en The Physics ArXiv Blog
La historia de los debates sobre SETI durante el descubrimiento de los púlsares nunca se ha contado por completo, hasta ahora.
Uno de los eventos más significativos para la humanidad, sería la detección de vida inteligente en algún otro lugar del universo. Este tipo de ‘contacto’ tendrá un profundo impacto sobre la cultura, sociedad y tecnologías humanas.
09204
Susan Jocelyn Bell

La cuestión de cómo manejar tal evento se ha debatido ampliamente. De hecho, la comunidad internacional acordó un ‘Protocolo de Detección’ en 1990, que establece los pasos de que debería seguir un grupo de investigación en caso de producirse un contacto.
Hoy, Alan Penny, de la Universidad de St. Andrews, en Escocia, cuenta la historia de un incidente real en el que se consideró seriamente la posibilidad de un contacto con civilizaciones extraterrestres. Penny reúne varias memorias sobre el evento para mostrar cómo manejaron los investigadores dicha posibilidad.
El evento en cuestión es el descubrimiento, el 1967, de los púlsares, que ahora sabemos que son estrellas de neutrones giratorias que producen pulsos de radio. El equipo que realizó el descubrimiento estaba dirigido por Anthony Hewish, que más tarde recibió el premio Nobel por el trabajo, e incluía a la famosa Jocelyn Bell Burnell, que no compartió el premio.
En esa época, en los albores de la radioastronomía, el descubrimiento de una fuente de pulsos regulares en el espacio fue una enorme sorpresa. “Teníamos que enfrentarnos a la posibilidad de que las señales estuviesen, efectivamente, generadas en un planeta que orbitaba a alguna estrella lejana, y que fuesen artificiales”, dijo Hewish posteriormente.
La cronología tras el descubrimiento se extiende a lo largo de unos 6 meses. En agosto de 1967, Bell observó unas señales regulares en la misma posición del cielo cada día. Casi inmediatamente, el equipo consideró la posibilidad de que las señales estuviesen generadas por Little Green Men (Hombrecillos Verdes) o LGM como las llamaron.
En diciembre, el equipo confirmó el descubrimiento usando otro telescopio, y Bell fijó la posición exacta de la fuente en el cielo.
Poco después, encontró una segunda fuente de señales y, a mediados de enero, una tercera y cuarta fuente. Para este momento, el equipo ya había descartado la posibilidad de que una fuente artificial fuese la responsable y, finalmente, se decidieron por las estrellas de neutrones como la explicación.
En febrero, el artículo que anunciaba el descubrimiento se aceptó para su publicación en la revista Nature tras un anuncio público el 24 de febrero de 1968.
Penny dice que lo interesante de este proceso es que, durante el descubrimiento, el equipo debatió las implicaciones que tendría el hecho de que la fuente resultase tener un origen artificial, cómo verificar tal conclusión, y cómo anunciarla. También debatieron sobre si tal descubrimiento podría ser peligroso.
Este proceso es similar al Protocolo de Detección que acordó la comunidad internacional en 1990.
Hay un interesante corolario a esto. El equipo también debatió la posibilidad de que, si fuese una fuente artificial, alguien querría contestar.
Penny señala que la comunidad internacional aún tiene que ponerse de acuerdo sobre el Protocolo de Respuesta, dado que hay visiones opuestas sobre si dicho curso de acción sería beneficioso o peligroso para la humanidad.
Esta es una situación que debe rectificarse. “El episodio de 1967 indica lo difícil que sería construir una política en la febril atmósfera de un ‘contacto”, dice Penny.
Con las búsquedas SETI centrándose actualmente en exoplanetas habitables, parece prudente llegar a algún acuerdo más pronto que tarde.

Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1302.0641: The SETI Episode in the 1967 Discovery of Pulsars
Fecha Original: 14 de febrero de 2013
Enlace Original

¿Algo a partir de la nada? Un vacío puede arrojar destellos de luz

Fuente: Ciencia Kanija

Las “partículas virtuales” pueden convertirse en fotones reales – bajo las condiciones adecuadas.
El vacío podría parecer espacio sin nada, pero los científicos han descubierto una nueva forma de, aparentemente, lograr algo, como la luz, a partir de la nada. Y el hallazgo podría, finalmente, ayudar a los científicos a construir computadores cuánticos increíblemente potentes, o arrojar luz sobre los primeros momentos de la historia del universo.
La física cuántica explica que existen límites a la precisión con la que se pueden conocer las propiedades de las unidades más básicas de la materia – por ejemplo, no se puede conocer, simultáneamente, con certeza la posición de una partícula y su momento. Una extraña consecuencia de esta incertidumbre es que el vacío nunca está completamente vacío, sino que bulle con lo que se conoce como “partículas virtuales”, que aparecen y desaparecen constantemente.
Efecto Casimir
Efecto Casimir

Estas partículas virtuales aparecen a menudo en parejas que, casi instantáneamente, se aniquilan entre sí. Aun así, antes de desvanecerse, pueden tener efectos muy reales sobre sus alrededores. Por ejemplo, los fotones – paquetes de luz – pueden aparecer y desaparecer en un vacío. Cuando se colocan dos espejos uno frente a otro en un vacío, hay más fotones virtuales fuera de los espejos que entre ellos, lo que genera una aparentemente misteriosa fuerza que empuja los espejos uno contra el otro.
Este fenómeno, predicho en 1948 por el físico holandés Hendrick Casimir, y conocido como efecto Casimir, se observó por primera vez con espejos fijos. Los investigadores también predijeron un efecto Casimir dinámico, que aparece cuando se mueven los espejos, o los objetos sufren cambios, Ahora, el físico Pasi Lähteenmäki y sus colegas, de la Universidad de Aalto en Finlandia, revelan que, al variar la velocidad a la que puede viajar la luz, pueden hacer que aparezca luz en la nada.
La velocidad de la luz en el vacío es una constante, de acuerdo con la teoría de la relatividad de Einstein, pero su velocidad cuando atraviesa un material depende de una propiedad del mismo, conocida como índice de refracción. Variando el índice de refracción del material, los investigadores pueden influir en la velocidad a la que viajan dentro del mismo tanto fotones reales como virtuales. Lähteenmäki dice que puede verse este sistema como un espejo, y si su grosor cambia lo bastante rápidamente, los fotones virtuales que se reflejan puede recibir suficiente energía del rebote como para transformarse en fotones reales. “Imagina que te encuentras en una sala muy oscura y, de pronto, el índice de refracción [de la sala] cambia”, explica Lähteenmäki. “La sala empezaría a brillar”.
Los investigadores empezaron con un conjunto de 250 dispositivos superconductores de interferencia cuántica, o SQUIDs—circuitos que tienen una sensibilidad extraordinaria a los campos magnéticos. Colocaron el conjunto dentro de un refrigerador. Aplicando cuidadosamente campos magnéticos a este conjunto, pudieron variar la velocidad a la que viajaban los fotones de microondas a través del mismo en unos puntos porcentuales. Los investigadores enfriaron luego este conjunto hasta 50 milésimas de grado Celsius por encima del cero absoluto. Debido a que este entorno es superfrío, no debería emitir radiación, comportándose, básicamente, como un vacío. “Simplemente estudiamos estos circuitos con el propósito de desarrollar un amplificador, algo que logramos”, dice el investigador Sorin Paraoanu, físico teórico en la Universidad de Aalto. “Pero entonces nos preguntamos, ¿qué pasa si no hay señal a amplificar? ¿Qué pasa si el vacío es la señal?”.
Los investigadores detectaron fotones que encajaban con las predicciones de un efecto Casimir dinámico. Por ejemplo, tales fotones deberían mostrar la extraña propiedad del entrelazamiento cuántico — es decir, que al medir las propiedades de uno, los científicos podrían, en principio, conocer exactamente cómo es su homólogo, sin importar en qué punto del universo esté, un fenómeno al que Einstein se refería como “acción fantasmal a distancia”. Los científicos detallan sus hallazgos en la edición en línea del 11 de febrero de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
“Este trabajo, y distintos trabajos recientes, demuestran que el vacío no está tan vacío, sino que está lleno de fotones virtuales”, dice el físico teórico Steven Girvin de la Universidad de Yale, que no participó en el estudio de Aalto.
Otro estudio, del físico Christopher Wilson y sus colegas, demostró recientemente el efecto Casimir dinámico en un sistema que imitaba un espejo en movimiento a casi el 5 por ciento de la velocidad de la luz. “Es genial ver posteriores confirmaciones de este efecto y ver que este área de investigación sigue avanzando”, dice Wilson, ahora en la Universidad de Waterloo en Ontario, que tampoco participó en el estudio de Aalto. “Solo hace poco tiempo que la tecnología nos ha permitido entrar en un nuevo régimen técnico experimental, donde podemos empezar a observar cambios muy rápidos que pueden tener efectos drásticos sobre los campos electromagnéticos”, añade.
Los investigadores advierten que tales experimentos no constituyen una forma mágica de lograr más energía de la que se introduce en un sistema. Por ejemplo, se necesita energía para cambiar el índice de refracción del material.
En lugar de esto, la investigación podría ayudar a los científicos a aprender más sobre los misterios del entrelazamiento cuántico, que es clave para los computadores cuánticos – máquinas avanzadas que podrían, en principio, realizar más cálculos en un instante que átomos hay en el universo. Los fotones de microondas entrelazados generados por en conjunto experimental “pueden usarse para una forma de computación conocida como procesado de información cuántica de ‘variable continua’”, comenta Girvin. “Este es un camino que están empezando a abrirse”.
Wilson añade que estos sistemas “podrían usarse para simular algunos escenarios interesantes. Por ejemplo, hay predicciones de que, durante la inflación cósmica en los inicios del universo, los límites del mismo se expandían casi a la velocidad de la luz, o incluso más rápidamente. Podríamos predecir que habría producido algún tipo de radiación de Casimir dinámica, y podemos intentar realizar simulaciones de este evento”.
De la misma forma que el efecto Casimir implica espejos fijos; el efecto Casimir dinámico puede, por ejemplo, incluir espejos móviles.

Autor: Charles Q. Choi
Fecha Original: 12 de febrero de 2013
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Las supernovas aceleran los protones de la radiación cósmica

 
 
Artículo publicado el 14 de febrero de 2013 en CSIC
Un artículo en ‘Science‘ confirma el origen de estas partículas que bombardean la Tierra.
La Tierra recibe constantemente el bombardeo de partículas que golpean las capas más exteriores de la atmósfera. Esta cascada de partículas o radiación cósmica está formada mayormente por protones procedentes de la Vía Láctea que llegan a una alta velocidad y con gran energía. Un estudio internacional con participación de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) aporta por primera vez evidencias de que estos protones son acelerados durante las explosiones de estrellas masivas agotadas: las supernovas. Los resultados aparecen publicados en la revista Science.
Supernova
Supernova Crédito: CSIC

Trabajos anteriores habían sugerido ya que el origen de estos rayos cósmicos se encontraba en los restos de la explosión de una estrella, los denominados “remanentes de supernova”, pero la prueba definitiva era difícil de obtener debido a que estas partículas son desviadas en su camino hacia la Tierra.
Los investigadores han dado ahora con la pista definitiva tras cuatro años, de 2008 a 2012, de observaciones con el Large Area Telescope del telescopio espacial Fermi, de la NASA. En concreto, han estudiado los remanentes de supernova IC 433 y W44. Ambos están ubicados en la Vía Láctea, el primero en la constelación de Géminis, a unos 5000 años luz de la Tierra, y el segundo en la constelación del Águila, a 10 000 años luz de distancia.
Huellas en el espectro
“Cuando los protones acelerados se topan con el material interestelar, producen otro tipo de partículas denominadas piones, que además son neutrales, y que a su vez se degradan y pasan a convertirse en rayos gamma. El análisis de los datos del espectro de radiación gamma nos ha permitido detectar la huella característica de la degradación de estos piones, la cual conecta inequívocamente la emisión de rayos gamma con los protones acelerados en los remanentes de supernova”, explica la investigadora del CSIC en el Instituto de Ciencias del Espacio Daniela Hadasch.
Si el hallazgo tiene importancia es porque hay múltiples procesos en el universo que producen la emisión de rayos gamma. Cuando esta radiación es captada por un telescopio, es complicado distinguir si ha sido causada por protones o electrones de alta energía.
Los investigadores esperan ahora determinar cómo se produce exactamente esa aceleración de la radiación cósmica en los restos de las supernovas y cuál es la energía que pueden alcanzar estas partículas.

Artículo de Referencia: M. Ackermann et al. Detection of the Characteristic Pion-Decay Signature in Supernova Remnants. Science. DOI: 10.1126/science.1231160.
Fecha Original: 14 de febrero de 2013
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Logran un haz de Airy de electrones (solución no dispersiva de la ecuación de Schrödinger)

Fuente: Francis (th)E mule

Dibujo20130220 Holographic generation of an electron Airy beam
La solución de Airy de la ecuación de Schrödinger de la mecánica cuántica corresponde a un paquete de ondas no dispersivo que se propaga a lo largo de una curva parabólica en ausencia de fuerzas externas. Su existencia fue demostrada con fotones hace 30 años. Un nuevo artículo en Nature la demuestra con electrones utilizando técnicas holográficas (en la nanoescala) similares a las usadas en el caso óptico. Los haces de Airy de electrones permitirán realizar con electrones cosas que hasta ahora sólo eran posibles con fotones (interferómetros de electrones, vórtices de electrones, etc.). El artículo técnico es Noa Voloch-Bloch, Yossi Lereah, Yigal Lilach, Avraham Gover, Ady Arie, “Generation of electron Airy beams,” Nature 494: 331-335, 21 Feb 2013 [arXiv:1205.2112].

Dibujo20130220 Experimental wave packet micrographs of two-dimensional and one-dimensional electron Airy beams
La ecuación cuántica de Schrödinger es una ecuación de ondas dispersiva. Un paquete de ondas formado por la suma de muchas ondas planas de diferente frecuencia cambia de forma mientras se propaga porque la velocidad de fase de cada onda plana depende de su frecuencia (esto es lo que significa la dispersión). El teorema de Enhrenfest afirma que la velocidad de grupo del paquete de ondas se propaga a velocidad constante (sin aceleración) en ausencia de fuerzas externas. Sin embargo hay una solución especial de la ecuación de Schrödinger para una partícula de masa dada llamada paquete de ondas de Airy, que se propaga sin dispersión y muestra una velocidad de grupo que varía (la trayectoria del paquete se curva siguiendo una parábola) en ausencia de fuerzas externas.
Dibujo20130220 Normalized field profile and normalized intensity profile of a finite energy Airy beam
La curvatura de la luz del paquete de ondas de Airy es debido a la formación de cáusticas (como los patrones de luz que se ven en el fondo de una piscina un día soleado). George Biddell Airy introdujo a finales del siglo XIX la función que lleva su nombre para modelar estas cáusticas. Cuando la condición inicial toma la forma de una función de Airy. Esta figura muestra esta función y el cuadrado de su módulo (que determina la probabilidad en el caso cuántico).
Dibujo20130220 Comparison of micrographs of the transverse profiles of the Airy lattice with simulation results
En óptica, los haces de Airy se obtienen en experimentos en los que se hace pasar un haz gaussiano a través de una máscara que impone una modulación en fase cúbica en la dirección transversal y luego se le aplica una transformada de Fourier óptica (la función de Airy tiene como transformada de Fourier una función con modulación de fase cúbica). El método utilizado en el nuevo artículo es muy similar. Se utiliza un microscopio electrónico de transmisión por emisión de campo (FEG-TEM) a 200 keV cuya longitud de onda de De Broglie es de 2,5 pm. Para generar el haz de Airy se utiliza un nanoholograma. Obviamente, se requiere un gran alarde técnico, pero el esquema del experimento es muy similar al caso óptico.

lunes, 18 de febrero de 2013

Sin noticias de monopolos magnéticos

Fuente: Neofronteras

La última búsqueda de monopolos magnéticos ha sido, una vez más, infructuosa.
Foto
Si partimos un imán sólo conseguimos crear dos imanes, cada uno con su polo norte y su polo sur. En las leyes de Maxwell eso se expresa como la ley de Gauss*. Pero se propuso en su día la existencia de monopolos magnéticos, que serían partículas masivas portadoras de una sola carga magnética, cada monopolo sería o bien norte o sur. Se habrían generado durante el Big Bang por lo que si se detecta alguno probablemente sería primordial. Este tipo de partícula fue predicho por Dirac en 1931 y es necesario para cuantizar la carga del electrón, pero nadie ha conseguido detectar ninguno. Al fin y al cabo, bastaría sólo un monopolo magnético en todo el Universo para cumplir su función.
Las teorías de gran unificación también predicen su existencia. En la década de los ochenta se diseñaron sistemas para detectar posibles monopolos magnéticos e incluso pareció que se había detectado alguno, pero al final no se pudo confirmar. Desde entonces su búsqueda ha sido infructuosa. En el pasado se analizaron incluso meteoritos y rocas lunares en busca de monopolos sin éxito. Si existen tienen que ser muy escasos.
Lo malo es que tampoco se pueden crear en los colisionadores debido a su supuesta elevada masa. Sería posible, pero requeriría energías muy altas. Así que hay que conformarse con los monopolos primordiales y tener la suerte de detectar alguno.
Pero los monopolos podrían verse afectados por el campo magnético terrestre y ser desviados a los polos norte y sur de la Tierra, por lo que intentar detectar monopolos primordiales viajeros en otras latitudes sería difícil. Así que si se es un físico aventurero, y tu país o institución te lo puede costear, uno puede irse al Ártico o a la Antártida para buscas esas partículas. Algo ya señalado en algún episodio de The Big Bang Theory.
Recientemente un equipo suizo ha analizado precisamente rocas árticas y antárticas en busca de monopolos sin que tampoco se hayan encontrado pruebas de su existencia. Se supone que las rocas ígneas derivadas del manto terrestre podrían haber atrapado en época algunos de estos monopolos y su análisis lo demostraría. Sin embargo no ha sido así.
La única cosa que puede hacer un físico en esas circunstancias para publicar un artículo al respecto es calcular una nueva cota a su existencia. La conclusión, según estos científicos, es que hay menos de 1,6 monopolos por cada 1028 nucleones.
Philippe Mermod de la Universidad de Ginebra dice que esta hipotética y fascinante partícula es importante a la hora de explicar ciertos aspectos de la Física, lo que nos hace preguntarnos por qué no ha sido encontrada aún.
Durante la formación de la Tierra los materiales que la componían se diferenciaron en distintas capas dependiendo de su densidad. En origen habría monopolos primordiales en la nebulosa a partir de la cual se formaron los planetas y el Sol. Los posibles monopolos que hubiera en esos materiales se habrían ligado a minerales de hierro y se habrían ido al núcleo durante la fase de diferenciación. La corteza terrestre carecería de ellos. Pero, según Mermod, en las zonas polares del manto terrestre sí quedarían algunos monopolos.
Para este estudio se recolectaron 23,4 kilogramos de rocas cuyo origen estaba en el manto terrestre y a latitudes mayores de los 63 grados. Analizaron la química las rocas y con un SQUID midieron las posibles señales de monopolos. No encontraron ninguno.
Pero este no es el fin de la búsqueda. En el futuro se seguirá intentando, quizás sobre muestras traídas desde un asteroide o cometa.
* Ley de Gauss:

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Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4035
Fuentes y referencias:
Nota en Physicsworld.
Artículo en ArXiv.
Ilustración: Wikipedia.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.

jueves, 14 de febrero de 2013

Nueva explicación sobre las ‘pocas’ galaxias satélite de la Vía Láctea

 
Artículo publicado el 11 de febrero de 2013 en SINC
Las galaxias enanas más lejanas del grupo al que pertenece la Vía Láctea se mueven tan rápido que su gas ‘desaparece’ durante el viaje. Este es el mecanismo que plantean investigadores de la colaboración internacional CLUES para explicar por qué la Vía Láctea tiene un número de galaxias satélite de este tipo menor al esperado. Las simulaciones se han llevado a cabo en el supercomputador MareNostrum del CNS-BSC de Barcelona.
La comunidad científica asume que la materia oscura y las galaxias se agrupan en el universo formando una intrincada red de filamentos y zonas vacías que se asemejan a la tela de una araña: la ‘telaraña cósmica’ (cosmic web, en inglés).
Via Lactea sobre Cerler
Vía Láctea sobre Cerler Crédito: CarlosP.G

Las simulaciones numéricas indican que se deben de formar un número gigantesco de galaxias enanas. Unas acaban siendo atraídas por otras más masivas y se fusionan con ellas, pero otras consiguen sobrevivir y orbitan como satélites de las galaxias más grandes.
Una galaxia como la Vía Láctea debería tener diez veces más galaxias satélites enanas de las que se han descubierto hasta la fecha, según los cálculos. Ahora, miembros de la colaboración internacional Constrained Local UniversE Simulations (CLUES) ha estudiado este problema mediante el análisis de simulaciones. El objetivo, reproducir la formación de nuestro universo más cercano.
Para ello, los investigadores han utilizado las medidas de las posiciones y velocidades de las galaxias más cercanas a nosotros que se encuentran a una distancia de hasta un centenar de millones de años luz. A partir de estos datos, se recrean las condiciones donde se supone que la Vía Láctea, y su galaxia hermana, la galaxia de Andrómeda se empezaron a formar hace unos 10 mil millones de años.
Según el profesor de la UAM  Gustavo Yepes,  uno de los investigadores principales de CLUES: “El principal objetivo de este proyecto es simular el proceso de formación de estas dos galaxias, junto con todas las galaxias satélites que han ido atrayendo durante su evolución, y  que constituyen el llamado grupo local de galaxias”.
Los resultados, que se publican en la revista Astrophysical Journal, reflejan que las galaxias enanas más alejadas del grupo local se mueven con tanta velocidad con respecto a la telaraña cósmica, que su contenido de gas puede ser barrido  de forma muy eficiente cuando estas galaxias atraviesan el conglomerado de filamentos de gas y materia oscura.
Este mecanismo, que los investigadores denominan cosmic web stripping permite explicar por qué algunas de las galaxias enanas de este grupo no pueden ser detectadas.
“Estas galaxias enanas se mueven tan rápido que incluso las membranas más difusas de la telaraña cósmica que atraviesan pueden arrancarles todo su gas y dejarlas ‘secas’, explica Alejandro Benítez-llambay, estudiante de doctorado del Instituto de Astronomía Teórica y Experimental de la Universidad Nacional de Córdoba en Argentina, que firma como primer autor de este artículo.
Al ser barrido la mayor parte del gas de estas galaxias, les impide poder seguir formando estrellas y, por tanto, quedarían como galaxias tan débiles que no sería posible detectarlas con nuestros telescopios.
Por tanto, de acuerdo con los resultados de las simulaciones de CLUES, deberían existir un gran número de estas galaxias enanas orbitando en el grupo local pero invisibles a nuestros ojos.
Las simulaciones del proyecto CLUES, en el que también participan investigadores del Instituto Leibnitz de Astrofísica de Potsdam (Alemania), han sido realizadas en el superordenador MareNostrum de la red española de supercomputación instalado en el Centro Nacional de Supercomputación – Barcelona Supercomputing Center (CNS-BSC) de Barcelona.

Referencia bibliográfica: Alejandro Benítez-Llambay, Julio F. Navarro, Mario G. Abadi, Stefan Gottlöber, Gustavo Yepes, Yehuda Hoffman, Matthias Steinmetz. “Dwarf galaxies and the Cosmic Web”. The Astrophysical Journal 763: L41, febrero de 2013. Doi:10.1088/2041-8205/763/2/L41
Fecha Original: 11 de febrero de 2013
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jueves, 7 de febrero de 2013

Calculado finalmente el estado de Hoyle del carbono

Fuente: Ciencia Kanija

Artículo publicado por Edwin Cartlidge el 3 de enero de 2013 en physicsworld.com
Calculando el comportamiento de protones y neutrones dentro de núcleos de carbono a partir de sus principios básicos, físicos de Alemania y Estados Unidos han identificado la forma del estado de Hoyle del carbono – que es un paso importante en la producción de elementos pesados dentro de las estrellas. Los investigadores encontraron que el estado tiene una estructura inusualmente doblada, un hallazgo que ayudaría a identificar las fuerzas que entran en juego en la producción del carbono.
El carbono-12 contiene seis protones y seis neutrones, y es un paso clave en la nucleosíntesis – el proceso mediante el cual se producen elementos más pesados en el interior de las estrellas. Los físicos que estudiaban la fusión estelar en las décadas de 1940 y 1950, observaron que el carbono-12 se forma cuando se fusionan dos núcleos de helio-4 para producir berilio-8 – el cual se fusiona con un tercer núcleo de helio-4. Sin embargo, había un problema con esta hipótesis. La energía de las partículas fusionadas era considerablemente mayor que el estado base del carbono-12. Esto implica que la formación de la nueva partícula es, de hecho, extremadamente improbable a través de esta vía – demasiado improbable como para tener en cuenta la gran abundancia de carbono en el universo.
Núcleo de helio-4 formando un "brazo doblado" en el carbono-12
Núcleo de helio-4 formando un “brazo doblado” en el carbono-12 Crédito: North Carolina State University

De acuerdo con Hoyle
Para solventar esta aparente contradicción, el astrónomo británico Fred Hoyle, propuso en 1954 que el carbono-12 tenía un estado excitado que nunca se había observado anteriormente. La idea es que el carbono-12 se formaría inmediatamente en este estado, y luego decaería a su estado base, emitiendo una cantidad de energía bien definida (7,6 MeV) en el proceso. Este estado excitado se observó tres años más tarde por investigadores del Instituto Tecnológico de California (Caltech), cuando llevaban a cabo experimentos que implicaban la desintegración beta del boro-12.
Durante los últimos 60 años, los físicos nucleares han estado intentando comprender la naturaleza de este “estado de Hoyle”, que no se predice en los modelos nucleares estándar. Estos modelos consideran que el núcleo está compuesto por protones y neutrones aislados, y se observó que el estado de Hoyle se describe mejor como tres cúmulos de helio-4. Esos cúmulos han sido identificados ahora por Ulf Meissner, de la Universidad de Bonn, y sus colegas, gracias a la potencia de cálculo del supercomputador JUGENE, en Jülich, y una nueva forma de la “teoría de campo efectiva” de Steven Weinberg, que considera a los protones y nucleones como entidades individuales en lugar de estados ligados de tres quarks.
Rejilla espacio-temporal
La teoría de Weinberg reduce el número de partículas que pueden considerarse para formar un núcleo de carbono-12, dividiéndolo por tres – de 36 a 12. No obstante, incluso 12 son demasiadas para una descripción analítica del núcleo. En lugar de esto, el grupo de Meissner combinó la teoría con modelos numéricos a menudo usados para describir la interacción de quarks individuales a través de la fuerza nuclear fuerte. Este enfoque divide el espacio-tiempo en trozos discretos, forzando a las partículas a existir solo en los vértices de una rejilla espacio-temporal y, por tanto, simplificando radicalmente la posible evolución del sistema de partículas.
En un artículo publicado en 2011, Meissner y sus colaboradores describen cómo usaron este enfoque híbrido para identificar el estado de Hoyle. Para hacer esto, primero calcularon el estado base del carbono-12, estableciendo un vasto número de configuraciones de los protones y neutrones virtuales dentro de JUGENE, y luego observando qué sucedía cuando esas configuraciones evolucionaban a lo largo del tiempo. La configuración que duró más, la que era más estable, era el estado base. Identificar el estado de Hoyle fue un tanto complejo, dado que implicaba la parada de la simulación en un punto anterior y luego en desentrelazamiento de varios estados que quedaban. A pesar de los desafíos en el calibrado de su simulación usando dispersión y otros datos, sus valores calculados para la energía del estado base del carbono-12 y del estado de Hoyle concordaban muy bien con el experimento.
Forma de “brazo doblado”
Ahora, en su último trabajo, el equipo ha calculado la estructura de esos estados usando una representación más sofisticada de la función de onda nuclear. Haciendo un símil de los nucleones y grupos de nucleones con piezas de LEGO, Meissner dice que “antes teníamos piezas de un único tamaño, ahora tenemos toda una serie de piezas de distintos tamaños que podemos usar para construir estructuras más complejas”. Basándose en esas estructuras, el grupo encontró que en el estado base, el carbono-12 consta de tres cúmulos de helio-4 ordenados en una formación compacta de triángulo equilátero, mientras que, en el estado de Hoyle, los tres cúmulos forman un triángulo obtuso, o forma de “brazo doblado”. Esta configuración más abierta, explican los investigadores, es el resultado de la energía extra del sistema.
Un aspecto apasionante de la investigación, de acuerdo con Morton Hjorth-Jensen, de la Universidad de Oslo, en Noruega, es que debería permitir a los científicos comprender qué parte de la fuerza nuclear fuerza dicta la desintegración del carbono-12. Esto es importante debido a que la fuerza, de hecho, consta de varios elementos, incluyendo algunos que deforman los núcleos. “Hoyle predijo su estado en base al principio antrópico, defendiendo que si es estado no existía, nosotros no estaríamos aquí”, señala. “Pero ahora queremos comprender la estructura de este estado en términos de sus constituyentes básicos y fuerzas”.
Pruebas experimentales
Mientras tanto, David Jenkins de la Universidad de York, en el Reino Unido, señala que el último trabajo realiza una serie de predicciones explícitas que podrían, en principio, comprobarse de forma experimental, incluyendo la existencia de un número de transiciones electromagnéticas que implican al estado de Hoyle. Pero añade que estas transiciones son muy débiles y, por tanto, difíciles de medir. “Tales experimentos no serán un desafío menor que el logro teórico conseguido”, comenta, “pero habrá nuevos esfuerzos dado el fuerte interés en el tema”.
De acuerdo con Meissner, también hay más trabajo teórico por delante. Un trabajo, señala, es reducir los espacios en la rejilla virtual, para hacer cálculos más precisos. Otro es investigar núcleos más grandes, tales como el oxígeno-16, así como las reacciones que dan lugar a estos núcleos – en este caso, carbono-12 combinado con helio-4. “Es una reacción muy importante en la secuencia que genera las moléculas de la vida”, añade.
El último trabajo se publica en la revista Physical Review Letters.

Autor: Edwin Cartlidge
Fecha Original: 3 de enero de 2013
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martes, 5 de febrero de 2013

Aplicaciones de los nanotubos de carbono

Fuente: Francis (th)E mule
Dibujo20130201 emergent CNT applications rely on ordering of CNTs at hierarchical scales
La gran limitación de los nanotubos de carbono (CNT) en aplicaciones prácticas es la gran dificultad que tiene fabricar dispositivos en los que estén colocados de forma controlada y bien alineada. Hoy en día se fabrican varias miles de toneladas de CNT al año, pero su utilidad se reduce a aplicaciones donde se puedan colocar de forma aleatoria y en grandes cantidades (baterías recargables, piezas de automóviles y artículos deportivos para cascos de barco y filtros de agua). Nos resumen el estado de las aplicaciones actuales y las que se esperan en un futuro cercano Michael F. L. De Volder, Sameh H. Tawfick, Ray H. Baughman, A. John Hart, “Carbon Nanotubes: Present and Future Commercial Applications,” Science 339: 535-539, 1 Feb 2013 [copia gratis en pdf vía UMich].

Dibujo20130201 Trends in CNT research and commercialization - Journal publications and patents - Selected CNT-related products
Conforme las técnicas de síntesis, purificación y modificación química de los CNT han avanzado se han ido incorporando en la electrónica de películas delgadas y en los revestimientos de superficies. Esta figura compara el número de artículos científicos y patentes en nanotubos de carbono y grafeno, así como algunas aplicaciones en las que se utilizan productos relacionados con los CNT. En estas aplicaciones se utilizan películas en las que los CNT están desordenados, como bosques de hilos. Las propiedades mecánicas, térmicas, y eléctricas de estas macroestructuras de CNT son muy inferiores a las de los CNT individuales. Pero manipular los CNT uno a uno a nivel industrial está más allá de las técnicas actuales.
Dibujo20130201 Selected CNT applications in microelectronics
Muchas aplicaciones de los nanotubos están aún en los laboratorios de las empresas y se espera que salgan al mercado en un futuro inmediato. En microelectrónica ya se ha propuesto el uso de los CNT en aplicaciones tan diversas como transistores TFT flexibles, memorias no volátiles (NRAM), conectares verticales de solo 150 nm compatibles con la tecnología CMOS y disipadores térmicos de calor para amplificadores de alta potencia. 
Dibujo20130201 Energy-related applications of CNTs
También se han propuesto aplicaciones de los CNT en la fabricación de baterías de iones de litio para ordenadores portátiles y teléfonos móviles, celdas de combustible, células solares, e incluso para la purificación del agua. Sin embargo, la mayoría de estas aplicaciones aún se limita a los laboratorios de I+D, pero se espera que su comercialización sea próxima. El artículo de Michael F. L. De Volder y sus colegas discute éstas y muchas otras aplicaciones de los CNT con cierto detalle (la información suplementaria incluye enlaces a las páginas web de las empresas/industrias que lideran estas aplicaciones). Como el artículo está disponible de forma gratuita, recomiendo a los interesados que disfruten con su lectura.

lunes, 4 de febrero de 2013

Un único fotón podría detectar agujeros negros a escala cuántica

Fuente: Ciencia Kanija
 
Artículo publicado por Ron Cowen el 22 de noviembre de 2012 en Nature News
Se propone un experimento de sobremesa para demostrar si el espacio-tiempo está compuesto de unidades indivisibles.
El espacio no es liso: los físicos creen que, a escala cuántica, está compuesto de subunidades indivisibles, como los puntos que forman un cuadro puntillista. Este pixelado paisaje se cree que hierve con agujeros negros menores de una cuatrillonésima del diámetro de un átomo de hidrógeno, apareciendo y desapareciendo constantemente.
Espuma cuántica
Espuma cuántica

Esta tumultuosa imagen se propuso hace décadas por teóricos que tenían problemas para casar la teoría cuántica con la teoría de la gravedad de Einstein — la única de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza que no se ha incorporado al Modelo Estándar de la física de partículas. De ser cierta, esta idea podría proporcionar una comprensión más profunda del espacio-tiempo y del nacimiento del universo.
Los científicos han intentado usar el Gran Colisionador de Hadrones, los detectores de ondas gravitatorias, y las observaciones de lejanas explosiones cósmicas, para determinar si el espacio es realmente granulado pero, hasta el momento, los resultados se han mostrado poco concluyentes. Ahora, Jacob Bekenstein, físico teórico de la Universidad Hebrea de Jerusalén, ha propuesto un simple experimento de sobremesa para descubrirlo, usando equipo actualmente disponible1.
Como en experimentos anteriores, la configuración de Bekenstein está diseñada para examinar el problema de la escala de 1,6 × 10−35 metros. Esta es la ‘longitud de Planck’, que se cree que marca la escala a la cual es concepto macroscópico de distancia deja de tener sentido, y las fluctuaciones cuánticas empiezan a provocar que el espacio-tiempo recuerde a un mar espumoso.
Ningún instrumento puede medir directamente un desplazamiento tan pequeño como es 10−35 metros. En lugar de esto, Bekenstein propone lanzar una única partícula de luz, o fotón, a través de un bloque transparente, y medir indirectamente la minúscula distancia que se mueve el bloque como consecuencia del momento del fotón.
La longitud de onda del fotón y la masa y tamaño del bloque se escogen con cuidado, de forma que el momento sea lo bastante grande como para mover el centro de masas del bloque una longitud de Planck. Si el espacio-tiempo no es granuloso a esta escala, cada protón atravesará el bloque y será registrado por un detector en el otro lado. Sin embargo, si el espacio-tiempo es granuloso, es mucho menos probable que el fotón atraviese el bloque. “Lo que defiendo, es que la consecuencia de este cruce – el movimiento del bloque una Planck — es algo que no haría la naturaleza”, dice Bekenstein.
Si las fluctuaciones cuánticas en longitud son importantes a la escala de Planck, se formaría fácilmente un mar de agujeros negros, cada uno con un radio de la escala de Planck. Cualquier cosa que caiga en uno de esos agujeros negros quedaría atrapada hasta que el agujero negro desapareciera. Por tanto, si el centro de masas del bloque en movimiento cae en uno de los agujeros, el movimiento del bloque quedará obstruido (los fotones son mucho más grandes que la longitud de Planck, y, por esta razón, no se ven perturbados por los agujeros negros en miniatura).
La conservación del momento en la configuración experimental, requiere que el fotón no pueda atravesar el bloque, si el bloque es incapaz de moverse una longitud de Planck. Por lo que si llegan al detector menos fotones de los esperados, esto indicaría que el movimiento del bloque se ha visto obstruido por los agujeros negros, y que el espacio-tiempo exhibe características cuánticas a la escala de Planck.
El diseño de Bekenstein es simple, por lo que el experimento podría ponerse en práctica fácilmente usando los métodos establecidos para generar y detectar fotones aislados, dice Igor Pikovski, físico cuántico en el Centro Vienna para Ciencia y Tecnología Cuántica. No obstante, añade, “distinguir los posibles efectos gravitatorios cuánticos de otros efectos, será todo un reto”.
A principios de 2012, Pikovski y sus colegas publicaron otro esquema2 para estudiar la granularidad del espacio-tiempo en el laboratorio, usando pulsos ópticos y los principios de la teoría cuántica para llevar a un sistema de una configuración inicial al estado final deseado. “La verdad es que no sabemos a qué escala exactamente, la gravedad cuántica desempeñará un papel significativo”, dice Pikovski. Hay mucho espacio para la granularidad a longitudes mayores [que la longitud de Planck] ay no tenemos una teoría completa que pueda darnos la respuesta.” Experimentos como el de Bekenstein pueden proporcionar alguna de las primeras pruebas para una respuesta, señala.

Nature doi:10.1038/nature.2012.11871
Artículos de referencia:
1.- Bekenstein, J. Preprint available at http://arxiv.org/abs/1211.3816 (2012).
2.- Pikovski, I. et al. Nature Phys. 8, 393–397 (2012).
Autor: Ron Cowen
Fecha Original: 22 de noviembre de 2012
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viernes, 1 de febrero de 2013

Primer multiverso de juguete creado en un laboratorio

Fuente: Ciencia Kanija
Artículo publicado el 30 de enero de 2013 en The Physics ArXiv Blog
Los investigadores aprovechan las extrañas propiedades de un metamaterial líquido para observar espacio-tiempos de Minkowski que aparecen y desaparecen.
Los metamateriales son sustancias sintéticas con estructuras a nanoescala que manipulan la luz. Esta capacidad de dirigir los fotones hace que sean la tecnología que permite las capas de invisibilidad y ha generado un intenso interés entre los investigadores.
Multiverse
Multiverso Crédito: In My Imagination

La capacidad de guiar la luz tiene consecuencias más profundas, no obstante. Distintos teóricos han señalado que hay una analogía matemática formal entre la forma en que ciertos materiales curvan la luz y la forma en que lo hace el espacio-tiempo en la relatividad general. De hecho, debería ser posible crear metamateriales que imiten el comportamiento no solo deI propio espacio-tiempo, sino también de otros objetos con los que los cosmólogos solo pueden soñar.
Es más, hace un par de años, echamos un vistazo a la sugerencia de Igor Smolyaninov, de la Universidad de Maryland en College Park, que debería ser posible usar metamateriales para crear un multiverso en el que distintas regiones del material se correspondiesen con universos con distintas propiedades.
Hoy, Smolyaninov y un par de compañeros anuncian las extraordinarias noticias de que han logrado hacer exactamente esto. Han creado un metamaterial que contiene muchos “universos” que son análogos matemáticamente del nuestro, aunque en tres dimensiones en lugar de cuatro.
“Estas regiones se comportan como espacio-tiempos transitorios de Minkowski de 2+1 dimensiones, los cuales aparecen y desaparecen temporalmente en un metamaterial mayor que hace de ‘multiverso’”, comentan.
El experimento es relativamente sencillo. Los metamateriales normalmente son difíciles de fabricar, debido a que se basan en estructuras a nanoescala. Sin embargo, Smolyaninov y sus colegas, en lugar de esto, han aprovechado la naturaleza autoensamblable de las nanopartículas de cobalto suspendidas en queroseno.
El cobalto es un material ferromagnético, por lo que las nanopartículas tienden a alinearse en un campo magnético. De hecho, si la densidad de las nanopartículas es lo bastante alta, el campo provoca que se alineen en columnas. Cuando sucede esto, las nanocolumnas forman un metamaterial que es un equivalente matemático de un espacio-tiempo de Minkowski 2+1.
La luz que lo traspasa se comporta como si esta región tuviese una dimensión temporal alineada con las nanocolumnas, y dos dimensiones del espacio, perpendiculares a las mismas.
Esto crea un universo de Minkowski. El truco que Smolyaninov y sus compañeros han logrado es crear un multiverso que contiene múltiples espacio-tiempos de Minkowski.
El secreto es mantener la densidad de nanopartículasjusto por debajo del umbral requerido para formar nanocolumnas. Esto es justo por encima del 8 por ciento del volumen del fluido, para este caso. Cuando sucede esto, las variaciones naturales en la densidad provocan que se formen nanocolumnas en pequeñas regiones del líquido. En efecto, aparecen y desaparecen minúsculos universos. Smolyaninov y sus colegas incluso pueden “ver” estos universos gracias al efecto de la luz polarizada que pasa a través del fluido.
Este es un resultado fascinante que demuestra la potencial autoorganización para crear metamateriales.
Smolyaninov también sugirió anteriormente que este tipo de trabajo podría dar a los físicos una forma de estudiar nuevos tipos de dispositivos ópticos, dado que se puede hacer que los fotones se comporten como partículas masivas, o sin masa, dependiendo de las propiedades del “universo”.
Claramente, queda mucho con lo que divertirse.

Artículo de referencia: arxiv.org/abs/1301.6055: Experimental Demonstration Of Metamaterial “Multiverse” In A Ferrofluid
Fecha Original: 30 de enero de 2013
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Nueva solución de la paradoja de Fermi gracias a una versión simple de la ecuación de Drake

Dibujo20130130 drake equation - 2-way ceti possible - strong fermi paradox
Las estimaciones de los parámetros de la ecuación de Drake suelen concluir que hay una alta probabilidad de existencia de civilizaciones inteligentes en nuestra galaxia. La paradoja de Fermi afirma que si existieran, ya deberíamos tener pruebas de su existencia. Hay muchas soluciones de la paradoja de Fermi (50 en FCF+). Un nuevo artículo de Nikos Prantzos (Universidad P. y M. Curie, París) simplifica la ecuación de Drake y la utiliza para resolver la paradoja: solo las civilizaciones que hayan subsistido durante un tiempo suficiente para conquistar toda la galaxia pueden llegar a descubrir otras formas de vida inteligente. Prantzos llama a su solución “versión fuerte de la paradoja de Fermi.” La verdad, me ha gustado el nuevo artículo, cuya lectura fácil recomiendo a todos, aunque como muchos ya sabéis la solución de la paradoja que más me gusta es la de mi amigo y compañero Carlos Cotta (“resolución computacional de la paradoja de Fermi“). El nuevo artículo técnico es Nikos Prantzos, “A joint analysis of the Drake equation and the Fermi paradox,” arXiv:1301.6411, 27 Jan 2013.
Prantzos empieza recordando que la ecuación de Drake corresponde al estado estacionario (o solución de equilibrio) de un problema dinámico en el tiempo. La ecuación dinámica es dN/dt =−N/L, donde N es el número de civilizaciones que han desarrollado una tecnología para comunicarse por radio y L es la duración de la fase de la historia de dicha civilización en la que ha utilizado dicha tecnología. La ecuación de Drake se puede escribir como N= P L, donde P es el ritmo de producción de estas civilizaciones (es decir, el producto de seis de los siete parámetros de la famosa ecuación de Drake). El tiempo no aparece de forma explícita en dicha ecuación, pero es necesario para interpretar valores N<1, que corresponden a un intervalo entre las civilizaciones en el galaxia mayor que la duración media de su fase con comunicaciones de radio. Por cierto, que una civilización deje de comunicarse por radio no implica que se haya podido extinguir, puede haber abandonado dicha tecnología en favor de otras más avanzadas.
Luego continúa simplificando la ecuación de Drake agrupando sus siete parámetros en sólo tres, en concreto, N=RfL, donde RA es la tasa de producción de planetas habitantes en la galaxia, fB representa la fracción de civilizaciones tecnológicas capaces de moverse a escala galáctica (el producto de todos los factores químicos, biológicos y sociológicos necesarios para que una civilización pueda/quiera hacerlo). Obviamente, fB ≤ 1 (siendo su valor difícil de estimar) y RA ≤ 0, 1/año (según los resultados de las búsquedas de planetas más recientes). ¿Cuál es la ventaja de reducir siete parámetros a solo tres? Muy fácil, así se puede dibujar el resultado en un plano. Prantzos recomienda el plano fB versus L) pues el valor RA = 0,1/año le parece muy razonable y poco discutible. Las dos figuras que abren esta entrada tienen este formato.
Para finalmente atacar la paradoja de Fermi. Substituye el valor N por el número de civilizaciones capaces de conquistar la galaxia (moverse a velocidades entre 0,01 c y 0,1 c (donde c es la velocidad de luz en el vacío) durante un tiempo suficiente para recorrer grandes distancias interestelares). Según sus estimaciones (ver figuras que abren esta entrada), si las N civilizaciones de la galaxia capaces de la conquista emprendieran la búsqueda de otras civilizaciones usando vehículos que alcanzaran 0,1 c, sería necesario que pudieran sobrevivir con dicha tecnología más de 10.000 años (valor de L mínimo) para poder descubrir otras civilizaciones inteligentes en la galaxia. Si te apetece, pues ojear la parte derecha de la figura que abre esta entrada, donde en rojo tienes las curvas de velocidad (0,1 c, 0,01 c, y 0,001 c), en verde el número estimado de civilizaciones (N=1, 100, 10.000 y 1 millón) y sombreados en celeste y naranja las regiones (en función de fB y L) que permiten el contacto entre civilizaciones. Para Prantzos, la zona naranja es la más razonable y explica la paradoja de Fermi pues nuestra civilización aún no ha alcanzado miles de años de viajes interestelares. Prantzos denomina a su solución “versión fuerte de la paradoja de Fermi.”
No quiero entrar en muchos más detalles, pero recomiendo la lectura de su artículo, que está muy bien escrito y presenta muy claramente sus ideas. Todos los aficionados a la ecuación de Drake, la paradoja de Fermi y la búsqueda vida extraterrestre inteligente disfrutarán como críos de su lectura.