No quieras entenderlo

Los nuevos experimentos son un prodigio de la Física pero no sirven para entender la paradoja de la naturaleza dual de la luz

El País - 19 NOV 2012

 

Si has creído entender la mecánica cuántica, dijo una vez el gran físico Richard Feynman, es que no la has entendido en absoluto. Es con ese espíritu de abandonar toda resistencia, dejar en suspenso la incredulidad y zambullirse de lleno en las mareas paradójicas de la disciplina como se pueden interpretar los últimos experimentos sobre la elusiva naturaleza de la luz. ¿Es la luz una onda? ¿O es una partícula? No intentes entenderlo, porque la luz es ambas cosas: no es que a veces parezca una y otras veces la otra, sino que realmente es las dos cosas a la vez.

La discusión es muy vieja, pero su versión contemporánea arranca de James Clerk Maxwell, el físico teórico escocés que, en la segunda mitad del siglo XIX, escribió las ecuaciones que unificaron la electricidad y el magnetismo, dos fuerzas percibidas antes como independientes, en el electromagnetismo, desde entonces una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. De las ecuaciones de Maxwell se desprendía que esa fuerza se propagaba como una onda que viajaba a 300.000 kilómetros por segundo, justo la velocidad de la luz, que ya se había medido muchas veces.

Fue esta extraordinaria coincidencia la que demostró a la comunidad científica que la luz era en verdad una onda electromagnética.Pero ni siquiera había acabado el siglo XIX cuando el llamado efecto fotoeléctrico vino a embarrar esa arcadia ondulatoria. Cuando la luz incide en un metal, arranca electrones de su superficie. Pero la energía de esos electrones no depende de la intensidad de la luz —como cabría esperar si la luz fuera una onda—, sino de su color. Y fue Einstein, en uno de los artículos de su annus mirabilis de 1905, quien logró explicar el efecto fotoeléctrico, pero solo a costa de proponer que la luz, además de ser una onda, o a pesar de ello, consistía también, de algún modo, en un chorro de fotones.

Los nuevos experimentos del CNRS francés y la universidad de Bristol son un prodigio de la física experimental. No sirven para entender la paradoja de la naturaleza dual de la luz, pero —precisamente por ello— habrían hecho las delicias del gran Feynman.

Investigadores del CSIC denuncian en la UE la situación de la ciencia en España

Alicia Rivera Madrid El País 2/11/2012

Un grupo de investigadores del CSIC, sintetizando la preocupación de la comunidad científica española, ha dirigido una carta a la comisaria de Investigación, Innovación y Ciencia de la Comisión Europea, Máire Geoghegan-Quinn, explicando la difícil situación que atraviesa la I+D en España por la reducción presupuestaria acumulada y pidiendo su ayuda para superarla. “La actual crisis financiera y los recortes sin precedentes en los programas de investigación y desarrollo aprobados por el Gobierno actual pueden dar el último golpe final al sistema de la nunca fuerte ciencia en España”, dice la carta, que fue enviada a Bruselas hace unos días con 2460 firmas de apoyo recogidas. Entre los firmantes destacan más de 20 directores de centros de investigación del CSIC y otras instituciones de I+D.

La carta destaca la dramática situación de los recursos humanos de I+D en España, con reducción de empleos, del número de puestos de doctores, disminución de plazas ofertadas, como en el programa Ramón y Cajal (para el que este año no se hacen contratos), etcétera. Es más, denuncian que están afectados por la situación incluso los proyectos financiados por la misma UE a través de convocatorias competitivas. La falta de liquidez de las instituciones, incluido el CSIC y algunas universidades, hace que el dinero de esos proyectos no esté a disposición de los investigadores que los han obtenido cuando lo necesitan. Los investigadores afrontan también retrasos en los pagos a proveedores, lo que afecta directamente a la labor de investigación, tanto en laboratorios como en trabajos de campo. “Estos recortes se toman con independencia de la agencia que financie, regional, nacional o europea”, explican los científicos a la comisaria.

“Las ultimas declaraciones del presidente del CSIC confirman lo delicado de la situación económica del organismo como consecuencia de la disminución de la transferencias corrientes procedentes del Ministerio de Economía y Competitividad, que han caído más de un 30% en los últimos años”, añaden los promotores de la carta. La nueva caída de la inversión en I+D prevista en los presupuestos de 2013, añaden, sitúa el esfuerzo español en ciencia y tecnología “por debajo de los 6.000 millones de euros al año, similar a 2005”.

“Estamos convencidos de que otras medidas distintas de los recortes en investigación son posibles, y así evitar el colapso de la ciencia en los estados miembros europeos, incluida España”, declaran los firmantes.

La iniciativa de la carta a Geoghegan-Quinn surgió de una reunión celebrada en Sevilla en la que los 50 participantes (investigadores, profesores universitarios, estudiantes y personal de apoyo) discutieron los problemas que está sufriendo la comunidad científica. “Nos ponemos en contacto con usted acerca de la dramática situación que la investigación, la ciencia y la comunidad científica en España en está afrontando debido a las medidas de política de austeridad puestas en marcha durante los últimos años y las anunciadas para los venideros”, explican los promotores de la misiva. En aquella reunión se decidió escribir a la comisaria europea y la carta abierta resultante se abrió a recogida de firmas por internet, sumando más de 2.400 adhesiones.

“Como bien es sabido, la ciencia es un proceso en el que recortes en la financiación un año tienen efectos profundos durante muchos años”, señala la carta. “Nos preguntamos cómo los objetivos que la Comisión Europea se ha fijado para 2020 se pueden lograr, dada la situación actual. Sólo podemos hablar de la situación en España, pero somos conscientes de que muchos colegas en otros países se enfrentan también a enormes dificultades”.

El Nobel de Física premia la manipulación de sistemas cuánticos

Los trabajos del francés Serge Haroche y el estadounidense David Wineland permitieron dar los primeros pasos en la computación cuántica

Alicia Rivera El País Madrid 9 OCT 2012
El francés Serge Haroche y el estadounidense David Wineland, ambos de 68 años, reciben este año con la máxima distinción en física, el Premio Nobel, por sus trabajos experimentales en la manipulación de sistemas cuánticos individuales. El galardón está dotado con 925.000 euros, a repartir entre los dos, y ha sido anunciado esta mañana en Estocolmo.

Haroche, nacido en Casablanca pero de nacionalidad francesa, es investigador del Colegio de Francia y de la Escuela Normal Superior (París) y David J. Wineland, del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) y de la Universidad de Colorado. Ambos trabajan en el campo de la óptica cuántica, en concreto en investigaciones fundamentales sobre la interacción entre luz y materia. Aunque sus enfoques son diferentes, tienen muchos puntos en común, señala el comité Nobel de la Academia Sueca de Ciencias.

Estos dos científicos, y sus respectivos equipos, han abierto la puerta a una nueva era de experimentación en física cuántica demostrando cómo observar directamente partículas cuánticas individuales sin destruirlas. “Haroche y Wineland”, destacan el comité, “han logrado medir y controlar estados cuánticos muy frágiles que antes se consideraban inaccesibles a la observación directa”. Sus métodos de laboratorio son diferentes: mientras el descubrimiento de Wineland consigue atrapar iones (átomos cargados eléctricamente) con partículas de luz (fotones), Haroche logra estudiar fotones atrapados.

Los avances básicos que realizaron permitieron dar los primeros pasos en la computación cuántica, cuyo objetivo es lograr construir un tipo de ordenadores completamente nuevo, basados en la mecánica cuántica y que serían mucho más rápidos que los actuales ordenadores convencionales para determinados tipos de operaciones. “Tal vez el ordenador cuántico cambie nuestra vida cotidiana en siglo de modo tan radical como los ordenadores clásicos lo han hecho en el siglo pasado”, destaca el comité Nobel.

Las investigaciones de estos dos físicos, especialmente Wineland, también han abierto la puerta a la construcción de relojes extremadamente precisos, tanto que podrían convertirse en el futuro en una nueva base estándar para medir el tiempo, al ser más cien veces más precisos que los relojes atómicos de cesio. Tal es la exactitud del reloj de Wineland y su equipo que si hubiera empezado a marcar el tiempo al principio del universo, cuando el big Bang, hace casi 14.000 millones de años, ese reloj óptico solo se habría desviado cinco segundos, señala la Fundación Nobel.

Experimenta. Es fácil.

P.D.C. 2

Bueno, ya en clase hemos visto cómo se os da esto de diseñar experimentos para comprobar las hipótesis que nos planteamos.

Vuestro primer experimento será muy sencillo: comprobar cómo influye la temperatura en la velocidad de germinación de las judías. Para ello debéis utilizar dos vasos de vidrio iguales, dos trozos de algodón, agua, papel de aluminio, una nevera, un armario y una cámara de fotos. 

El experimento consiste en comprobar la diferencia (si existiese) en la germinación de dos semillas de alubias. La primera de ellas la colocaremos en un vaso con un trozo húmedo de algodón. Después, envolveremos el vaso con papel de alumnio y lo meteremos en el frigorífico. Una vez al día, sacaremos el vaso de la nevera y fotografiaremos la alubia. Con la segunda alubia haremos exactamente lo mismo, salvo que el vaso lo guardaremos en un armario de la cocina.

Tened en cuenta que la única diferencia entre los dos medios debe ser la temperatura. Las condiciones de humedad y luz deben ser las mismas.

El experimento finalizará transcurridos diez días. Cuando tengáis las fotos me las enviáis ordenadas por fecha y temperatura con vuestro nombre a la dirección de correo: fisicayquimica1b@yahoo.es

¡Ánimo, jóvenes científic@s!

Nobel alternativo por ver la torre Eiffel empequeñecida

Alicia Rivera El País Madrid 25 SEP 2012

Los galardones “que hacen reír y después pensar” se entregan en la Universidad de Harvard

Robert Kirshner (profesor de ciencias de la Universidad de Harvard), junto con los premios Nobel Dudley Herschbach y Rich Roberts (de izquierda a derecha) lanzan aviones de papel durante la entrega de los premios IgNobel. / Charles Krupa (AP)

Y el Ig Nobel de Psicología 2012 es para… el estudio que muestra que la torre Eiffel parece más pequeña si se mira inclinándose uno hacia la izquierda. La distinción de Literatura va para la Oficina General de Contabilidad del Gobierno de EE UU “por sacar un informe acerca de los informes acerca de informes que recomiendan la preparación de un informe acerca del informe sobre informes acerca de informes”. En Neurociencia, recibe el premio la demostración de que “los investigadores del cerebro, utilizando instrumentos complicados y estadísticas simples pueden ver actividades cerebrales coherentes en cualquier sitio, incluso en un salmón muerto”. Son tres de los galardones en las 10 categorías de los IG Nobel 2012, unos premios considerados los Nobel alternativos, que anualmente otorga la revista estadounidense Anales de Investigación improbable y que se entregan en el histórico Teatro Sanders de la Universidad de Harvard.

El pasado 20 de septiembre, como cada año, un puñado de auténticos premios Nobel, de los galardonados en Estocolmo, participaron en la ceremonia de entrega de las distinciones alternativas, llena de humor y de aviones de papel lanzados por el público en la sala. Los Ig se otorgan a logros destacados que cumplan una condición fundamental: “Que hagan reir después pensar”. No vale hacer una investigación absurda con la idea hacerse con uno de estos premios, puntualiza siempre su promotor Marc Abraham, y a menudo los propios galardonados no se dan cuenta de lo disparatado que es su trabajo hasta que no reciben este ya famoso galardón humorístico.

En una ocasión, en 2000, recibió el Ig Nobel el físico ruso André Geim (por hacer levitar una rana en un campo magnético) y una década después obtuvo el Nobel de Física de verdad por el descubrimiento del grafeno (Junto con su colega Konstantin Novoselov). Es el único que ha ganado ambas distinciones. Este año, la organización de los Ig corrige un error cometido en 1999, cuando no citó a uno de los autores del trabajo premiado en física (el cálculo de cómo mojar de modo óptimo una galleta en líquido y cómo hacer el pitorro de la tetera para que no gotee). El investigador omitido entonces, Joseph Keller, es uno de los ganadores este año en la misma disciplina, lo que lo convierte en un doble galardonado Ig.

Nueve los diez premiados este año fueron a Harvard a recoger su distinción el jueves pasado, “pagándose ellos mismos los gastos”, puntualiza la organización, y cada uno pronunció su discurso de agradecimiento de 60 segundos máximo. Unas 1.200 personas acudieron a la ceremonia de esta 22 edición de los premios el Teatro Sanders, que concluyó con la tradicional despedida de Abrahams: “Si no ha ganado un Ig Nobel esta noche –y especialmente si lo ha ganado- que tenga mejor suerte el año que viene”. Los Ig Nobel 2012 son: Psicología: Anita Eerlan y Rolf Zwaan (Holanda), junto con Tulio Guadalupe (Perú Rusia y Holanda) por su estudio sobre cómo la torre Eiffel parece más pequeña si se mira inclinándose uno a la izquierda. Paz: A la compañía SKN (Rusia) por convertir vieja munición rusa en nuevos diamantes. Acústica: A Kazutaka Kurihara y Koji Tsukada (Japón) por la creación de una máquina que desvirtúa el habla de las personas haciendo que oigan sus propias palabras con un ligero retraso. Neurociencias: Craig Bennet, Abigail Baird, Michael Miller y George Wolford (Estados Unidos) por demostrar que los investigadores del cerebro, utilizando instrumentos complicados y estadísticas simples pueden ver actividades cerebrales coherentes en cualquier sitio, incluso en un salmón muerto. Química: A Johan Pettersson (Suecia y Ruanda) por solucionar el rompecabezas de por qué, en ciertas casas en la ciudad de Anderslöv (Suecia), el pelo de la gente se vuelve verde. Literatura: A la Oficina General de Contabilidad del Gobierno de EE UU por sacar un informe acerca de los informes acerca de informes que recomiendan la preparación de un informe acerca el informe sobre informes acerca de informes. Física: A Joseph Keller (EE UU), Raymond Goldstein (EE UU y Reino Unido) , Patrick Warren y Robin Ball (ambos del Reino Unido) por calcular el equilibrio de fuerzas que conforman y mueven el pelo en la cola de caballo del peinado de las personas. Dinámica de fluidos: A Rouslan Krechetnikov (EE UU, Rusia y Canadá) y Hans Mayer (Estados Unidos) por estudiar la dinámica de agitación de un líquido para averiguar qué sucede cuando una persona camina llevando en la mano una taza de café. Anatomía: A Frans de Waal (Holanda y EE UU) y Jennifer Pokorny (EE UU) por descubrir que los chimpancés pueden identificar a otros chimpancés, individualmente, por las fotografías de sus traseros. Medicina: A Emmanuel Ben-Soussan y Michel Antonietti (Francia) por asesorar a médicos que realizan colonoscopias cómo minimizar el riesgo de que sus pacientes exploten.

Walter Lewin: "Aburrir con una clase de Física es un crimen"

Neutrinos a la debida velocidad de la luz

4º A

El fallo identificado en una conexión del experimento Opera puede explicar los datos inesperados de las partículas que parecían viajar más deprisa que los fotones

Alicia Rivera - El País - 7/03/2012

La mala conexión entre un cable de fibra óptica y un sensor electrónico en el experimento Opera, en Italia, fue probablemente la causa de los datos sorprendentes acerca de la supuesta velocidad superior a la luz de los neutrinos. Aunque oficialmente aún no se ha reconocido como tal y no se han presentado detalles y datos precisos, los expertos que siguen este culebrón científico creen que el error provocado puede ser comparable a las 60 milmillonésimas de adelanto de los neutrinos respecto a la velocidad de los fotones en el experimento. Además empieza a emerger información acerca del proceso de gestión y debate internos del experimento antes del anuncio de los resultados supuestamente sensacionales de los neutrinos superlumínicos el pasado mes de septiembre.

Algunos especialistas del equipo de más de 170 personas de Opera advirtieron acerca de la posible anomalía de la conexión y otros potenciales problemas y sugirieron revisar su efecto antes de hacer públicos los datos que, inevitablemente, dieron la vuelta al mundo. Según cuenta la revista Science, los responsables de Opera no atendieron a dicha sugerencia y no consideraron oportuno autorizar dicha revisión hasta el pasado mes de diciembre. Hace unos días, un escueto comunicado de Opera, a través del Laboratorio europeo de Física de Partículas (CERN) apuntaba la existencia de dos fallos, sin especificar su efecto concreto en los datos y anunciaba que se repetiría el experimento el próximo mayo.

La conexión fatídica forma parte del complejo sistema electrónico que transfiere los datos del GPS al detector Opera, ubicado en un el laboratorio subterráneo de Gran Sasso (bajo los Apeninos). La señal de GPS es crítica para determinar el tiempo de viaje de dichas partículas desde que salen del CERN, a 730 kilómetros de distancia. El conector es inestable si no está bien apretado y puede hacer variar el flujo que luz que activa, a partir de un cierto umbral, la electrónica del sensor, o cambiar sus propiedades eléctricas (la capacidad). Si este sistema reacciona a a destiempo, el efecto puede ser comparable a las 60 milmillonésimas de segundo. Ese era el tiempo de adelanto de los neutrinos respecto a la velocidad de la luz que se había registrado, según explicó Dario Auterio en septiembre, como portavoz de Opera. La velocidad de la luz es el tope máximo que nada puede superar, según la Teoría Especial de la Relatividad de Einstein.

“Las pruebas, muy precisas, han mostrado que la temporización variaba en decenas de nanosegundos, según el estado de la conexión de la fibra óptica a la tarjeta electrónica que contiene el ordenador que genera el tiempo de referencia para todo el experimento”, explica el físico Roberto Battiston en La Repubblica. “El efecto podría explicar la anomalía superlumínica observada en Opera”, añade.

En la nueva ronda de medidas que realizará Ópera en un par de meses, se utilizarán dos sistema de medida del tiempo independientes, pero los resultados, para muchos, serán una pura anécdota ya que al escepticismo inicial sobre los supuestos neutrinos superlumínicos se suma ahora el fallo que parece explicar el error. Eso si, los errores en ciencia los descubren y destapan los mismos científicos.