CERN

Aceleradores de partículas:

Los científicos de hoy en día utilizan la técnica más conocida por todos los niños cuando quieren conocer algo a fondo, es decir “Si quieres saber qué es lo que hay dentro de algo, arrójalo contra la pared tan fuerte como puedas”. Al igual que un niño que quiere ver como es el interior de su juguete, los científicos modernos utilizan enormes máquinas llamadas aceleradores para hacer chocar partículas subatómicas a velocidades cercanas a las de la luz con esperanza de que estas se "desarmen" en sus partes más fundamentales.

Esta filosofía de exploración subatómica ha dado sorprendentes resultados, por ejemplo los cuarks, neutrinos, muones, el grupo de los leptones, gluones, la fuerza fuerte y la fuerza débil, entre muchos otros descubrimientos. La base de los experimentos es la más rudimentaria que se puede imaginar, entre mas fuerte hagas chocar las partículas, mejores resultados obtendrás.

El primer acelerador construido fue el ciclotrón en 1936 por Ernest Lawrence  que alcanzaba una energía de un mega electro voltio, la siguiente generación se desarrollo en los años 70’s y se instaló en distintos laboratorios del mundo, se llamaba el sincrotrón y tenía una energía de 500 Giga electro voltios, uno de ellos (el más famoso) fue instalado en FERMILAB en donde se observaron las partículas top quark, bottom quark y el neutrino tau.

Actualmente el Titán de los aceleradores es el del CERN, es grande, famoso, popular entre las multitudes y tiene una impresionante energía de 7 Tera electro voltios. El LHC es un gigantesco monstruo de 27km de de circunferencia cuya función es hacer chocar distintas partículas para recrear los primeros momentos del Big Bang entre otros objetivos, para ello hay varios experimentos asociados al acelerador: ALICE, ATLAS, TOTEM, LHCb, LHCf, todos con un fin distinto.

Los descubrimientos realizados en el CERN han ayudado a distintas áreas del conocimiento, tales como: Internet, Microchips, Sistemas de almacenamiento de datos, Rayos X, Tomografía por emisión de positrones, paneles solares, entre otros.

Materia:

¿De qué demonios estamos hechos?

Una de las preguntas más antiguas de la humanidad es ¿De qué demonios estamos hechos? Carl Sagan hubiera dicho que somos polvo de estrella, que poético ¿no es así?

En la antigüedad se pensaba que todo estaba hecho de 4 elementos, agua, aire, tierra y fuego, aunque esta aproximación es totalmente errónea, por lo menos lograron identificar 4 estados de la materia, líquido, gas, sólido y plasma. Ya todos sabemos que Demócrito fue el primero en proponer el átomo como estructura fundamental de la materia, pero su idea fue derrotada por la hipótesis de continuidad de la materia de Aristóteles. Durante la edad media se lograron grandes descubrimientos en esta área a través de los alquimistas, pero fue hasta 1911 cuando Ernest Rutherford (padre de la física nuclear) dio un gran salto al descubrir el núcleo atómico y proponer el primer modelo atómico.

En 1900 el físico Max Planck logró explicar el problema de la radiación del cuerpo negro introduciendo el concepto de “cuantos de energía” que después en 1905 sería utilizado por Einstein para explicar el efecto fotoeléctrico. Pero fue en 1923 cuando A. H. Compton demostró que la luz se comporta como partícula al chocar con un electrón y cederle energía. Esa fue la gota que derramó el vaso y obligó a los teóricos a aceptar la dualidad onda partícula, que se confirmó con la observación del fenómeno de difracción en electrones, que había predicho la  teoría cuántica.

En 1928 Paul Dirac obtuvo resultados extraordinarios al buscar una ecuación que describiera al electrón, encontró que su ecuación arrojaba dos resultados, ambos con igual masa, pero con cargas opuestas, a la segunda partícula la denominó positrón. Algún tiempo más tarde se demostró experimentalmente la existencia de electrones con carga positiva, o positrones, esa fue la aparición de la antimateria y sus misterios de los cuales hablaremos más tarde.

Kepler 22b

Misión Kepler

En los últimos años, la sociedad se ha vuelto mucho más consciente del daño ecológico de nuestro planeta, algunos han respondido con acciones ambientalistas pero otros extrapolan el problema al futuro, cuando la demanda de la población por recursos naturales exceda los limites de producción que la tierra nos ofrece, en este escenario algunos científicos ven a nuestro planeta vecino Marte como una muy buena opción, pero existe otro grupo convencido que debe haber algo mucho más parecido a la tierra afuera en el universo.  

La misión kepler (Discovery Mission #10) es un proyecto que la NASA lanzó en 2006 con el único objetivo de analizar las regiones más cercanas del Vía Láctea en busca de planetas con condiciones parecidas a la tierra, y con eso encontrar ya sea un planeta habitable para los humanos o vida en otro plantea.

 

La misión kepler consta de un equipo de astrónomos que analizan los datos de un telescopio (espejo principal de 1.4m) espacial especialmente diseñado para medir las interacciones de los planetas con sus estrellas y de esta manera logran predecir a qué distancia se encuentran de sus estrellas, al igual que su masa. En el caso de que estos dos parámetros indiquen que el planeta es viable, entonces se estudia su composición, su atmósfera (si es que tiene), etc… 

Actualmente la misión Kepler ha analizado más de 2300 planetas, de los cuales 61 planetas tienen condiciones similares a las de latierra. Pero el último descubrimiento es realmente sorprendente. El planeta Kepler22b, publicado por la misión el 5 de Diciembre del 2011 es el primer planeta que se encuentra a una distancia ideal de una estrella muy parecida al Sol, todo indica que en Kepler22b (de 2.4 veces el tamaño de la tierra) podría haber agua líquida y muy probablemente vida.

Kepler Blog

Más negro que el negro

Nasa:

Un problema recurrente que sufren los astrónomos es que cuando apuntan un telescopio hacia una estrella, existen millones de luces de fondo que entran en el telescopio e interfiere con sus observaciones, haciendo que el objeto a observar parezca más tenue.

Para minimizar esta contaminación lumínica, la NASA usualmente utiliza una “nada espectacular” pintura negra para evitar que la luz se refleje dentro del telescopio pero en 2007 un grupo de investigadores se propuso crear un material que fuera “más negro que el negro” ¿qué tan negro puede ser? Bueno el material desarrollado por los ingenieros de la NASA resultó ser 10 veces más obscuro que el mejor tinte negro conocido.

Pero ¿cómo podemos medir qué tan obscura es una superficie? Bueno se mide la cantidad de luz que refleja y la que absorbe. El nuevo material absorbe el 99.5% de los fotones que llegan hasta él, ¡Sorprendente!

  

Y la pregunta que todos estamos esperando, ¿Cómo lo hacen? En realidad la base teórica es bastante simpe, aunque su ejecución parece casi imposible. Lo que los ingenieros se plantearon fue hacer un “bosque” de nano túbulos de carbono, 10 000 veces más delgados que un cabello humano, el problema radica en lograr un cultivo de millones de nano estructuras verticales, cada una paralela a sus similares. Después de mucho trabajo y experimentar con varias técnicas, al fin lograron las primeras muestras y resultaron ser todo un éxito, pues aparte de todo lo que ya expliqué, este material es especialmente robusto (ya todos hemos escuchado de la fortaleza de los nano túbulos de carbono) y eso lo habilita para desempeñar sus funciones en los diferentes proyectos de la NASA, dentro y fuera de la atmósfera terrestre. 

Aquí les dejo el reporte oficial de la NASA

Stirling:

El debate entre seguridad y potencia.

La lucha a máscara contra cabellera durante muchos años ha sido seguridad vs potencia, las primeras batallas las ganó por K.O. la potencia de la máquina de vapor, la cual se veía como un gran caballo de hierro, poderoso e indomable. A pesar de la gran potencia del vapor, la gente empezó a buscar alternativas, pues el vapor quemaba a muchísimas personas, trabajadores y usuarios, así fue como en 1816 a un reverendo escocés (Robert Stirling) se le prendió el foco y diseñó el Ferrari de los motores, un motor que no necesita combustible, no tiene gases de salida ni desperdicios peligrosos, y por si fuera poco tiene un rendimiento superior al de cualquier otra cosa que involucre calor, su tecnología es hermosa y simple, se basa en la expansión y contracción de un gas que podría ser hidrógeno, helio o simplemente aire.

Demasiado bello para ser verdad, bueno a pesar de todas las ventajas de este motor, le falta lo principal, poder, al motor Stirling lo que le falta es potencia, podría andar por siempre pero nunca ganar una batalla. Por eso el violento e indomable vapor le paso por encima al delicado equilibrio de dilatación térmica.

El marcador  se encontraba 1 – 0 a favor del increíble Hulk, pero con el paso del tiempo, el vapor colgó los guantes y cedió el paso a novato sensación de 1876, la gasolina, y  el rugir del ciclo de Otto, quien desempeño una carrera impecable hasta que nos dimos cuenta de sus repercusiones ambientales y su escases. Entonces intentamos revivir modelos antiguos, adaptar diferentes motores, e inventar nuevas tecnologías, pero después de las eliminatorias, parece haber 2 finalistas dispuestos a abollarle la corona a la gasolina: El Hidrógeno vs la Electricidad.

Y esta historia ya nos la sabemos, el hidrógeno, la hormiga atómica, chiquito pero picante, tiene muchísimo poder, pero en un descuido terminas como los Beatles (con miembros por todas partes). Y por otro lado la timidez y consistencia de la electricidad, segura, confiable, pero no muy poderosa y difícil de almacenar. Para sorpresa del público y contra todas las apuestas, parece que los fabricantes sacrificaron la potencia por la seguridad y hasta nuevo aviso los motores eléctricos parecen ser el nuevo campeón de las grandes ligas, porsupuesto su almacenamiento ha sido un problema y parecen apostar por usar celdas de hydrógeno para generar la diferencia de potencial necesaria, lo cual representaría una alianza para lograr un fin común y sorprendente.

Tycho Brahe

Uno de los astrónomos más brillantes que el mundo haya conocido, irónicamente se le recuerda por su espectacular trabajo en vida y por su dramática muerte.

Tycho, fue el primer hombre renacentista que patrocinado por su protector el rey de Dinamarca Federico II construyó un verdadero instituto astronómico, y dedicó su vida a observar con una precisión envidiable la posición de las estrellas en el firmamento, Brahe fue un ingeniero nato con gran capacidad científica, todo un Fisitronix, diseñó y construyó los más avanzados instrumentos de medición de su época y logró obtener las tablas de posiciones que más tarde ayudarían a Kepler a hacer sus leyes y posteriormente a Newton a desarrollar su modelo de gravitación.

Si bien la vida de Tycho es sumamente interesante y extravagante, su muerte se vuela la barda, Brahe abandonó este mundo con velo de misterio y aparente traición, un hecho realmente cautivador para los historiadores y científicos. En 2010 se realizó la más reciente exhumación al cadáver de Tycho Brahe, quien descansa en Praga, con estudios modernos se pretende desenmarañar los misterios de su muerte.

Existen varias hipótesis sobre la muerte de Tycho, antes debemos resaltar que el mismo Johannes Kepler vivió mucho tiempo con Brahe, suplicando por las tablas astronómicas para poder perfeccionar su propio modelo, pero la relación entre ambos genios era muy tensa, Tycho sentía una gran envidia hacia Kepler, lo veía como el teórico brillante que él nunca pudo ser, y el alemán estaba descaradamente haciéndole la barba para conseguir los datos que necesitaba.

La versión oficial de la muerte de Brahe es la que aparece en los escritos de Kepler, quien presenció los últimos momentos del astrónomo. Según cuenta Johannes, Tycho al ser de la realeza, era invitado a múltiples celebraciones y festines, pero en uno de ellos, Brahe por educación aguantó las ganas de ir a orinar y siguió bebiendo y comiendo mientras reprimía su ansiedad. Tal fue el error que cometió esa noche, que la infección en sus vías urinarias le costaron la vida; escribe Kepler: “Al seguir bebiendo, sintió crecer la presión en la vejiga. Luego de cinco noches de insomnio, seguía con mucho dolor y fiebres que lo llevaron al delirio. Durante sus últimas horas no dejaba de repetir estas palabras, como si estuviera componiendo un poema: “Dejadme creer que no he vivido en vano”.”

 

Según el relato de Kepler todo está clarísimo, entonces para que molestarse en sacar un monton de huesos de su tumba?? Bueno pues resulta que una exhumación anterior encontró rastros de mercurio en su torrente sanguíneo, lo que sugiere que Brahe fue en realidad asesinado. ¡Sopas! Ahora la pregunta es, ¿por quien? Y ¿Por qué? Muchos afirman que fue Kepler, otros que un primo lejano, otros confían en Kepler y la versión oficial. La verdad la sabremos en Mayo de 2012 cuando los resultados de la exhumación sean revelados al público.

Sin importar como murió, lo que es cierto es que Tycho Brahe fue un excelente astrónomo, cuyas dos obras importantes en la vida fueron: 1.- Vivir para construir su impresionante observatorio y estudiar los astros y 2.- Morir a temprana edad para heredar sus mediciones a Johannes Kepler y éste poder hacer un trabajo simplemente genial con esos datos.

Colón:

El valiente e inteligente emprendedor que creyó en lo que nadie consideraba posible.

Cristóbal Colón, terco, testarudo, egocéntrico e informal. El hombre renacentista mas medieval de la época, y aún así alabado y adorado como genio, emprendedor, radical. Suertudo. Si bien Colón llegó a América fue porque tenía muchísima suerte, de eso no hay duda.

Este maestro en el arte de la navegación, describe a la perfección la transición entre el hombre intuitivo y abrupto de la edad media hacia la racional y metódica mente renacentista. A pesar de su extraordinaria habilidad para tirar choro y convencer a cualquiera de sus ideas, Colón no dejaba de ser un mercante, un navegante, una gente común, la única educación que recibió fue autodidacta por cierto bastante deficiente.

La historio ha sido disfrazada, oculta y modificada a favor de Colón, pero la verdad emerge de las profundidades, no para hundir las naves de Colón si no para mostrarlas como realmente fueron. Para 1490 eran ya pocos los que ignoraban que la tierra era esférica, incluso en las tertulias y discusiones “científicas” de la época se hablaba de los antípodas, habitantes del otro extremo de la tierra, que andarían de cabeza, como caminando sobre los techos. 

Cuando Colón llegó con los reyes a exponer sus ideas presumiendo de gran formalidad matemática y sustento científico, se topó con que el dilema no era si la tierra era esférica o no, más bien el problema era el tamaño de la misma el que representaba una traba importante. Según Ptolomeo la circunferencia terrestre era 30,000km, según Eratóstenes era 39,000km, la última era la que aprobaban los consejeros reales y la más cercana al valor real de 40,075km, pero Colón quizá por voluntad o ignorancia adoptó la de Ptolomeo y por si su equivocación no era suficiente estimó por sus pistolas un valor menor.

Por carisma, simpatía, perseverancia o necedad, los reyes católicos autorizaron a Colón su atroz aventura, la cual realizó basado en conclusiones superficiales, informales, erróneas, atroces. Suerte. Al cabo de muchos meses y al borde de un motín, Colón llego a tierra, y una vez más errónea y testarudamente afirmó que eran las tierras de las especias. Por pura suerte la historia le atribuyó de épicos dones matemáticos y analíticos, cuando lo que se le debe reconocer son los cojones para aventurarse a lo desconocido.

Hubble

El Cosmos:

Hubble, el ojo en el cielo:

¿Cuánto se puede observar desde la tierra? Bueno la respuesta a esto es simple, prácticamente nada. La atmosfera terrestre evita el paso de muchas de la longitudes de onda provenientes del espacio, por ejemplo las microondas, es por eso que las instituciones internacionales de astrónomos e intelectuales ya no podían avanzar con telescopios situados en la superficie terrestre. Así fue como nació el proyecto para construir el telescopio más extraordinario jamás construido, que conllevaría a uno de los fracasos más famosos de la NASA. 

El Telescopio espacial Hubble, nombrado así en honor al gran astrónomo Edwin Hubble (primer científico en demostrar que el Universo se está expandiendo, entre otros descubrimientos), fue lanzado el 25 de abril de 1990 por el Discovery, está equipado con la más alta tecnología en fotosensores, que le permite ver más lejos y más claro que cualquier otro telescopio jamás construido y es sin duda el responsable de muchos de los más recientes descubrimientos en astronomía, incluyendo galaxias lejanas, agujeros negros, quásares entre otros.

Pero no todo lo relacionado con este telescopio es perfección y exactitud, de hecho es famoso por ser el mayor fracaso de la NASA junto con el Challenger. Todo se originó con el espejo de 2.38m que se debía fabricar para que funcionara como el gran ojo del telescopio, se debía desarrollar una tecnología tal que permitiera construir un espejo de tales dimensiones sin que aumentara su peso de manera brutal. Todo iba marchando según lo planeado, se logró fabricar el espejo, se presumía que era la pieza óptica más perfecta jamás construida por el hombre, la tolerancia exigida por la NASA era de 12 millonésimas de milímetro,  pero nadie se esperaba que la moldura de titanio con zafiro que soportaba al espejo sufriera una aberración de una milésima de milímetro al desaparecer la presión atmosférica y la gravedad sobre la tierra, dejando al telescopio totalmente inítil. 

Y así fue como una vez que el telescopio estaba en el espacio y toda la NASA presumían de ser los más chingones en el negocio, Valla sorpresa que se llevaron cuando recibieron las primeras imágenes del telescopio y ver que su maravilla había quedado parcialmente ciego por un error de cálculo. 

No me imagino la vergüenza ante toda la comunidad científica, pero se tuvieron que tragar el orgullo y con el rabo entre las patas se apresuraron a remediar el problema, organizaron una operación y después de gastara miles de millones de dólares al final repararon satisfactoriamente el espejo y al observar “la segunda luz” que pasó a través del espejo y los costosos sensores todo el mundo se dio cuenta del verdadero potencial de este telescopio.

Materia obscura:

El Cosmos:

El éter moderno:

Seguramente alguno de ustedes ha asistido a un congreso de física teórica referente a la materia obscura (quiero decir, estoy seguro de que no lo han hecho) bueno pues yo lo recomiendo ampliamente, en realidad es bastante divertido, cualquier similitud con una pelea de gallos es mera coincidencia, cada quien defendiendo sus matemáticas y criticando las de los demás, es como la lucha libre intelectual. 

El tema de la materia obscura se deriva de la incompatibilidad que existe entre los modelos de gravitación actuales, Newton y Einstein, y las observaciones del movimiento de las galaxias:

En resumen, ningún modelo, clásico ni relativista, logra describir ese movimiento por lo que algunos físicos optaron por “forzar” los modelos para que funcionen correctamente, y encontraron una solución bastante razonable, se pusieron de acuerdo y dedujeron matemáticamente que debería haber más masa de la que en realidad se veía en las galaxias para lograr ese movimiento, así que inventaron “la materia obscura” (obscura porque no tienen campo eléctrico), es decir, no se ve, no se siente, no interacciona con nada, pero si ocupa un lugar en el espacio y por lo tanto genera atracción gravitacional.

Aunque esta solución es brillante y funciona muy bien, a mi me parece sacada de la manga al 100%, es decir, es como regresar a la idea del éter, con la cual en alrededor de 1900 se explicada prácticamente toda la física. Si es cierto que la materia obscura existe entonces seremos capaces de detectarla algún día, pero mientras ese día llega, creo que debemos prestar más atención a las alternativas. Ya hay más de un modelo de gravedad modificada que explica el comportamiento de las galaxias sin acudir a la materia obscura.

Bueno creo que este post ya se está volviendo un poco largo así que aquí les dejo la info de mis autores preferidos y sus teorías alternativas para que ustedes juzguen por su propia cuenta.

John Moffat, Philip Manheim, Brian Green

Carreteras eléctricas

Transportes:

Se imaginan nunca tener que cargar combustible otra vez. Que les parecería si les dijera que las últimas investigaciones llevadas a cabo en las mejores Universidades estadounidenses arrojaron esperanza para construir las primeras autopistas energéticas.

Si, en realidad la autopista le da la energía al automóvil para que camine, Genial no es así.

Aquí les dejo el link con toda la información: