martes, 21 de mayo de 2013
Los engaños del agua
Pensaban los reduccionistas que descomponiendo la materia hasta sus últimos límites y comprendiendo la esencia de las partículas elementales resultantes, podríamos entender y predecir las propiedades de las diferentes sustancias que usamos en nuestra vida diaria. Nada más lejos de la realidad.
Si ya no es sencillo llegar hasta los últimos constituyentes de la materia (véase si no la sopa de partículas elementales que marean a los físicos), tampoco el hecho de conocer esos componentes fundamentales nos asegura poder predecir qué ocurre cuando muchos de ellos se unen y agrupan para constituir un material a escala de lo que pueda verse con estos ojitos que se comerá la Tierra.
Esas agrupaciones dan lugar a propiedades emergentes que surgen como consecuencia de la interacción de muchas partículas elementales y que son difíciles de predecir “a priori”. Y para ilustrar el asunto con un ejemplo no hay que buscar cosas extrañas. Basta con mirar al agua.
El agua es la molécula o compuesto químico más importante sobre la faz de la Tierra. No en vano, cubre el 70% de esa faz, dándole el tono azul que muestran las fotos tomadas desde el espacio exterior. El agua es esencial para los organismos vivos que pueblan el globo terráqueo.
El agua es la molécula o compuesto químico más importante sobre la faz de la Tierra. No en vano, cubre el 70% de esa faz, dándole el tono azul que muestran las fotos tomadas desde el espacio exterior. El agua es esencial para los organismos vivos que pueblan el globo terráqueo.
Aproximadamente, el 75% del cuerpo de un niño es agua, mientras que en los adultos la cosa va mermando (como casi todo) hasta valores entre el 50 y el 65%.
El cerebro humano es agua en un 75%, la sangre es una dispersión acuosa con 83% de agua y los pulmones llegan hasta el 90% en contenido en la misma. Incluso los huesos, la parte sólida de nuestro organismo y aparentemente más seca, tienen un 22% de agua.
El agua es un compuesto químico sencillo, constituido por dos átomos de hidrógeno (H) unidos a un oxígeno (O) central y próximo. Una molécula que, por su sencillez aparente, debería compartir propiedades de otras también sencillas, como el anhídrido carbónico, el amoníaco, el metano o el pestilente ácido sulfhídrico.
El agua es un compuesto químico sencillo, constituido por dos átomos de hidrógeno (H) unidos a un oxígeno (O) central y próximo. Una molécula que, por su sencillez aparente, debería compartir propiedades de otras también sencillas, como el anhídrido carbónico, el amoníaco, el metano o el pestilente ácido sulfhídrico.
Y, sin embargo, todas esas sustancias son gases a temperatura ambiente, mientras que el agua es un líquido que hay que calentar hasta 100ºC para que pase al estado gaseoso en forma de vapor de agua.
Si en lugar de calentarla la enfriamos, el agua congela a 0ºC, lejos de las temperaturas a las que lo hacen las moléculas arriba mencionadas y, en ese estado sólido, manifiesta propiedades igualmente inusuales.
Cuando el agua solidifica, su volumen aumenta, cosa que no hacen otras sustancias en las que, generalmente, el proceso de solidificación implica una disminución de volumen, por aquello de que las moléculas se ordenan de forma más compacta en el estado sólido.
En esta propiedad característica descansa el lento pero eficaz proceso destructor de rocas y otros sólidos por parte de agua. Introducida en pequeñas cantidades en las grietas de los mismos, al congelarse, realiza un efecto cuña en los intersticios que acaba por desmoronar lentamente la estructura del sólido.
Por no hablar de otras propiedades inusuales del agua, como su elevada tensión superficial.
Aunque en los libros de texto se presenta a la molécula de agua como una especie de V constituida por los dos enlaces entre los hidrógenos y el oxígeno central, la vida de una de esas moléculas es muy azarosa mientras sale de un grifo, descansa en un lago o la encerramos en un matraz de laboratorio. En ese estado, el oxígeno y sus hidrógenos no permanecen perpetuamente juntos, sino que estos últimos se andan intercambiando con los de moléculas de agua vecinas. A veces, durante un ratito, solo queda un hidrógeno unido al oxígeno de una de ellas. A veces son tres hidrógenos los que, en un instante dado, se unen al mismo oxígeno. La presencia de ácidos y bases en el agua cataliza esos procesos de intercambio pero, incluso en el agua pura, el tiempo medio que un hidrógeno pasa unido a un oxígeno es del orden del milisegundo, así que el baile es continuo.
Por otro lado, en el corto espacio de tiempo que la molécula de agua permanece con sus dos hidrógenos unidos al oxígeno, la cosa tampoco está estática.
Aunque en los libros de texto se presenta a la molécula de agua como una especie de V constituida por los dos enlaces entre los hidrógenos y el oxígeno central, la vida de una de esas moléculas es muy azarosa mientras sale de un grifo, descansa en un lago o la encerramos en un matraz de laboratorio. En ese estado, el oxígeno y sus hidrógenos no permanecen perpetuamente juntos, sino que estos últimos se andan intercambiando con los de moléculas de agua vecinas. A veces, durante un ratito, solo queda un hidrógeno unido al oxígeno de una de ellas. A veces son tres hidrógenos los que, en un instante dado, se unen al mismo oxígeno. La presencia de ácidos y bases en el agua cataliza esos procesos de intercambio pero, incluso en el agua pura, el tiempo medio que un hidrógeno pasa unido a un oxígeno es del orden del milisegundo, así que el baile es continuo.
Por otro lado, en el corto espacio de tiempo que la molécula de agua permanece con sus dos hidrógenos unidos al oxígeno, la cosa tampoco está estática.
Los enlaces que los unen son como muelles que están continuamente estirándose y contrayéndose, los hidrógenos se acercan y se alejan haciendo que el ángulo de la V se abra o se cierre y otras cosas que se pueden ver en los primeros 45 segundos de este vídeo.
Todo esto está bien establecido y hay métodos como la espectroscopia infrarroja que permite identificar estas formas de vibrar. Esas mismas técnicas permiten también evaluar la escala de tiempos en la que esas vibraciones ocurren y que son del orden de los femtosegundos (10elevado a -15 segundos), muchísimo más pequeño que los milisegundos arriba mencionados.
Las moléculas de agua en estado líquido no están aisladas sino que se agrupan entre ellas en forma de aglomerados o clusters, mediante los llamados enlaces de hidrógeno, en los que un hidrógeno está unido, al mismo tiempo, a dos átomos de oxígeno de dos moléculas de agua diferentes y próximas. Los enlaces de hidrógeno son uniones más débiles que las que unen al oxígeno y al hidrógeno de una molécula concreta, por lo que pueden deshacerse más fácilmente.
Las moléculas de agua en estado líquido no están aisladas sino que se agrupan entre ellas en forma de aglomerados o clusters, mediante los llamados enlaces de hidrógeno, en los que un hidrógeno está unido, al mismo tiempo, a dos átomos de oxígeno de dos moléculas de agua diferentes y próximas. Los enlaces de hidrógeno son uniones más débiles que las que unen al oxígeno y al hidrógeno de una molécula concreta, por lo que pueden deshacerse más fácilmente.
En el agua convencional esos enlaces de hidrógeno se están rompiendo y volviendo a formar continuamente.
El tiempo de vida media de un enlace de hidrógeno es de nuevo muy corto, del orden de los 50 femtosegundos, demostrando que el agua es muy eficiente en el tema de redistribuir los enlaces de hidrógeno entre sus moléculas.
Esta rapidísima redistribución echa por tierra la famosa “memoria del agua” tan querida por los usuarios de la homeopatía. Según ellos, el agua tiene la habilidad de recordar moléculas que han estado en contacto con ella, a pesar de que, por efecto de las múltiples diluciones que dan lugar a los preparados homeopáticos, dichas moléculas hayan literalmente desaparecido del seno del agua.
Esta rapidísima redistribución echa por tierra la famosa “memoria del agua” tan querida por los usuarios de la homeopatía. Según ellos, el agua tiene la habilidad de recordar moléculas que han estado en contacto con ella, a pesar de que, por efecto de las múltiples diluciones que dan lugar a los preparados homeopáticos, dichas moléculas hayan literalmente desaparecido del seno del agua.
La única posibilidad para atribuir memoria al agua es precisamente asumir que las moléculas de la misma que rodeaban a las del hipotético medicamento homeopático, estaban unidas entre sí por una muy especial configuración de enlaces de hidrógeno, formando una “caja” adaptada a la forma de la molécula del preparado.
Y hablar de memoria implica asumir que esa “caja”, ahora vacía, puede mantenerse así durante tiempos largos, para poder llevar a cabo su pretendido efecto curativo.
Las medidas arriba mencionadas muestran que esa cajita mágica dura mucho menos que un suspiro.
Los enlaces de hidrógeno han justificado muchos otros timos, urdidos a costa de la complejidad del agua. Por ejemplo, una empresa denominada Bio-Hydratation Reserch Lab. patentó ya hace algún tiempo un proceso para obtener una “nueva” agua, denominada Penta, de propiedades maravillosas.
Los enlaces de hidrógeno han justificado muchos otros timos, urdidos a costa de la complejidad del agua. Por ejemplo, una empresa denominada Bio-Hydratation Reserch Lab. patentó ya hace algún tiempo un proceso para obtener una “nueva” agua, denominada Penta, de propiedades maravillosas.
El truco, según ellos es que, gracias a sofisticados procedimientos, son capaces de reducir el tamaño medio de los agregados o clusters de moléculas de agua a los que hacíamos antes referencia, obteniendo agregados mucho más pequeños que, además y a pesar de lo mostrado más arriba, son estables en el tiempo.
Ya que el agua Penta es más “fina” por el tamaño de sus agregados puede, por ejemplo y según sus fabricantes, penetrar mucho más fácilmente en las células del cuerpo humano para hidratarlas.
La empresa asegura haber demostrado mediante técnicas sofisticadas como la espectroscopia Raman que los agregados obtenidos con su método son un 30% más pequeños que los del agua convencional.
También según ellos, su agua tiene un punto de ebullición más alto y una viscosidad también mayor, lo cual no deja de ser sorprendente si los agregados son más pequeños. Mucha de la información aducida en su página web relativa a estudios científicos realizados sobre las propiedades del agua no puede confirmarse, sencilla y llanamente porque no dan las referencias completas a las que hacen mención.
Y mira que hoy en día es fácil localizar una referencia científica para leérsela y juzgarla.
Y, para terminar, volvamos al principio, a las moléculas de agua aisladas y solitarias, con sus dos hidrógenos y su oxígeno unidos en esa V de tamaño molecular. El ángulo de apertura promedio de la V de esa molécula está bien establecido tanto por métodos experimentales como por cálculos teóricos y ronda los 105.5º.
Y, para terminar, volvamos al principio, a las moléculas de agua aisladas y solitarias, con sus dos hidrógenos y su oxígeno unidos en esa V de tamaño molecular. El ángulo de apertura promedio de la V de esa molécula está bien establecido tanto por métodos experimentales como por cálculos teóricos y ronda los 105.5º.
Pues bien, una empresa en Madrid vende un dispositivo que, de acuerdo con la propaganda (copio literalmente), “está basado en las leyes físicas y consiste en la modificación de la posición de los átomos H-O-H de la molécula del agua, con el fin de aumentar la capacidad que ya de por sí tiene el agua, para disolver cuerpos cristalinos en el organismo”. Para hacerlo, hay que introducir en el agua normal unas ampollas cerradas de vidrio que contienen en su interior una mezcla de cloruro de sodio y cloruro de litio, “debidamente preparados y tratados con un aldehído cinámico de elevado momento dipolar, para facilitar la transmisión energética a través del vidrio de la ampolla”.
El efecto conseguido en el agua es doble: por un lado se aumenta la distancia entre el oxígeno y cada uno de los hidrógenos y, por otro, se disminuye el ángulo de enlace por debajo de 105º. Gracias a ello, tenemos la llamada Agua Dialítica, de “probada eficacia para disgregar agregados cristalinos (cálculos de riñón, de vesícula, ácido úrico, etc.) y redondearlos, al eliminar picos y aristas, facilitando su expulsión o evitando que se formen de nuevo”. Con todo lo que se ha contado en los primeros párrafos de esta entrada, más de uno se preguntará si el efecto provocado por las ampollas es o no permanente en el agua dialítica así preparada.
El efecto conseguido en el agua es doble: por un lado se aumenta la distancia entre el oxígeno y cada uno de los hidrógenos y, por otro, se disminuye el ángulo de enlace por debajo de 105º. Gracias a ello, tenemos la llamada Agua Dialítica, de “probada eficacia para disgregar agregados cristalinos (cálculos de riñón, de vesícula, ácido úrico, etc.) y redondearlos, al eliminar picos y aristas, facilitando su expulsión o evitando que se formen de nuevo”. Con todo lo que se ha contado en los primeros párrafos de esta entrada, más de uno se preguntará si el efecto provocado por las ampollas es o no permanente en el agua dialítica así preparada.
La web lo explica de forma meridiana en el apartado Fundamentos Físicos del Sistema: "Al sacar del agua la fuente de energía (la ampolla de vidrio arriba mencionada) la posición molecular que hemos modificado, vuelve a su posición inicial (el ángulo de 105º), pero esto no sucede de forma instantánea.
El Agua Dialítica ingerida se metaboliza en el organismo en 30/45 minutos, tiempo suficiente para que sus moléculas modificadas no se hayan transformado otra vez en agua normal". Tiempos desmesuradamente más grandes que los que la ciencia propugna para los movimientos de vibración y reorganización de las moléculas de agua que hemos explicado más arriba.
Recorrer la página web del agua dialítica arriba mencionada es algo fascinante.
Recorrer la página web del agua dialítica arriba mencionada es algo fascinante.
Y quizás algún lector quiera profundizar en el inventor de la misma, un jesuita español de familia de renombre en la postguerra, el Padre José Ignacio Martín-Artajo (1904-1984), una persona cuyo historial, que también aparece en la web picando en el apartado El Inventor del Sistema, puede resultar de lo más serio y fiable para la época en la que se generó este sistema, pero que hoy no resiste el más mínimo análisis científico.
El agua sigue siendo estudiada en profundidad por innumerables equipos de investigación a lo largo y ancho del mundo, con las miras puestas en una gran variedad de aplicaciones y teorías.
Si la teoría del Padre Martín-Artajo fuera cierta, las repercusiones en ámbitos de ciencia básica y aplicada serían tales que habría bibliografía abundante sobre el tema, algo que no ocurre.
Muchas más historias sobre el agua, de características similares, circulan por el mundo, ya sea real o virtual.
Muchas más historias sobre el agua, de características similares, circulan por el mundo, ya sea real o virtual.
Una buena forma de estar al día de cuánta gente anda timando a otra con infundadas propiedades del agua es la web de Stephen Lower, un retirado profesor de Química canadiense que ha empleado mucho tiempo en desenmascarar este tipo de patrañas, simple y llanamente porque, como él dice:
“La Química es mi tema favorito y odio ver que se use mal para confundir, engañar o defraudar al público”.
elblogdebuhogris
Crímenes Pitagóricos ... Conexión causal. (28200)
Sorprendentemente leer una novela hoy en día que mezcle una trama de carácter cuasi-histórico y a la vez sea también una novela policial es difícil, si uno tiene como referencia las novelas de Conan Doyle o Edgar Alan Poe, en mí opinión personal, aunque en este último tiempo he estado más abierto en cuanto al tipo de narraciones policiales. Y en ese intento, me tropecé con Crimenes Pitagóricos, que nos sorprende de entrada al mezclar algunos problemas matemáticos que se arrastran desde los tiempos en que Pitágoras tenía su gran escuela.
Acá, Mijaíl Mavroleos, el narrador, nos va relatando sus peripecias junto a su gran amigo Stéfanos, en un viaje a un congreso de matemáticas en Francia, donde el gran atractivo es Hilbert, como orador.
Encontrarán a lo largo de esta aventura otros personajes históricos de las matemáticas, que quizas en vida nunca se hubierán topado, pero el autor de este libro, Tefcros Mijailidis, que es matemático, dicho sea de paso, amalgama la fantasía de ponerlos frente a frente, también aparecerá en el camino un famoso pintor español, que reservamos su nombre para que lo descubran durante la lectura ( que en vida realmente tenía curiosidad sobre las matemáticas, como se deja ver a lo largo de la novela). Mezclando arte y matemáticas, amistad y amor, intriga y celos, en fin pasión, Tefcros nos demuestra sus habilidades como escritor.
Llega un punto en la novela donde esta da un giro extraordinario, no sé si se pueda descubrir antes de que se presente, pero Tefcros ya de entrada en la segunda página nos revela el asesinato de su gran amigo.
Altamente recomendable para quienes disfrutan de las aventuras policiales ya que parte del libro esta enfocado en descubrirs quién es el asesino de Stéfanos y altamente recomendable para quienes disfruten de las conjeturas matemáticas, tales como la conjetura de Fermat, la conjetura de Kepler o el problema de como apilar esféras, llamado también el problema de los fruteros, la conjetura de los números primos gemelos aún sin resolverse, los puentes de Konigsberg para grafos, en definitiva el que no lo lea, se lo pierde no más y a mí no me culpen.
Interacciones fundamentales: Interacción débil
Qué pasaría si tomamos un neutrón y lo dejamos en el vacío? Permanecerá como neutrón para siempre o se transformará en otra partícula? Esta pregunta fue respondida por experimentos, los que muestran que si esperamos algo más de 14 minutos veremos nuestro neutrón desaparecer y un protón queda en su lugar. No sólo esto, otras dos partículas aparecen en este proceso: un electrón y un antineutrino. Este proceso se denomina decaimiento beta y no fue comprendido por mucho tiempo. La imagen recién descrita fue introducida por Enrico Fermi en 1934, en la que el neutrón decae en otras tres diferentes partículas. Uno de los detalles más importantes de esta observación es que este proceso debe deberse
decaimiento beta según Fermi (1934)
a alguna interacción que no es el electromagnetismo (obviamente tampoco es debido a la gravedad). Los físicos llamaron interacción débil a la responsable de procesos en los cuales ciertas partículas “cambian de identidad” y debido a ello decaen en otras partículas. La descripción de Fermi fue un tremendo avance que llevó a comprender fenómenos como la radioactividad. El único problema con la idea de Fermi es que al decaer en tres partículas, la teoría predice algunos efectos que no se observan. Además en el espíritu de las interacciones fundamentales, de la misma manera que el electromagnetismo es mediado por el fotón, la interacción débil debería ser mediada por alguna partícula.
Teoría Electrodébil
Recién en 1967 Sheldon Glashow, Abdus Salam y Steven Weinberg construyeron una teoría cuántica que describía la interacción débil, de la misma manera que QED describía el electromagnetismo. Sin embargo, ellos encontraron algo más: mostraron que la interacción débil y la electromagnética podrían combinarse en una única teoría, de esta manera las interacciones electromagnéticas y débiles entre partículas estarían ahora descritas por la llamadainteracción electrodébil. La unificación electrodébil de Glashow, Salam y Weinberg es uno de los grandes hitos en la descripción fundamental de la naturaleza, de la misma forma que a fines del siglo XIX James C. Maxwell fue capaz de unificar la electricidad con el magnetismo en su teoría electromagnética. Volviendo a las partículas fundamentales, cuál es la partícula mediadora de la interacción débil? En la descripción de Glashow, Salam y Weinberg, no es una sino tres las nuevas partículas que es necesario introducir (además del fotón). En esta teoría las interacciones débiles son mediadas por tres “primos” del fotón, también con espín 1 (es decir son bosones): uno de los bosones es similar a un fotón con masa llamado Z0 y los otros dos son similares al fotón con masa y carga eléctrica (positiva y negativa) llamados W+ y W-. De la misma manera que dos electrones intercambian un fotón para transmitir la interacción electromagnética, dos partículas pueden intercambar Z0, W+ o W- para transmitir la interacción débil.
Corrientes cargadas y neutras: el Premio Nobel más rápido de la historia
descripción moderna del decaimiento beta
Cuando la partícula intercambiada es W+ o W- se habla decorrientes cargadas, ya que la carga eléctrica de la partícula inicial “se transmite” al bosón cargado que luego decae en otra partícula cargada. Esto produce que una partícula cambie de sabor, por ejemplo, un muón puede convertirse en su primo más liviano el electrón. El decaimiento beta ahora se comprende no como el decaimiento del neutrón en tres partículas sino que en neutrón decae en un protón y un W-, el cual luego decae en un electrón y un antineutrino. Notar que en cada sección del proceso la carga eléctrica es conservada.
Cuando la partícula que se intercambia es un Z0 no hay cambio de sabor ni carga por lo que se habla de unacorriente neutra. Estas últimas no habían sido observadas y corresponden a una predicción del modelo electrodébil. En 1973 las corrientes neutras fueron por primera vez observadas en la cámara de burbujas Gargamelle en CERN. El éxito de la teoría electrodébil de Glashow, Salam y Weinberg les valió el Premio Nobel en 1979. También en CERN,Carlo Rubbia y Simon van der Meer dirigieron dos diferentes experimentos en los cuales los bosones Z0, W+ y W-fueron por primera vez observados en 1983. Por este descubrimiento, Rubbia y van der Meer compartieron el Premio Nobel en 1984, sólo un año después, lo que llama mucho la atención ya que típicamente el premio es concedido varios años más tarde del respectivo descubrimiento.
El presente: LHC
En estos días las noticias han hecho eco de la observación de los bosones Z0, W+ y W- en el LHC. Justamente esta semana se anunció que el pasado 6 de abril, sólo una semana después de las primeras colisiones del LHC a 7 TeV, se observaron los primeros W en ATLAS.
Tabla: propiedades de los bosones W y Z
Interacciones fundamentales: Gravedad
Esta es probablemente la más intuitiva de las interacciones ya que conocimos sus efectos desde pequeños al tratar de dar nuestros primeros pasos.
La gravedad es la interacción que nos mantiene (literalmente) con los pies en la tierra, sin embargo es también responsable de fenómenos como manzanas que caen al suelo y las órbitas de los planetas en torno al sol.
Fue descrita originalmente por Newton en 1687 como una fuerza atractiva entre los cuerpos debido a su masa.
Uno de los mayores éxitos tempranos de la teoría de Newton fue su utilización para tratar de comprender irregularidades observadas en la órbita del planeta Urano. La explicación, de acuerdo a las leyes de Newton, sería la presencia de un octavo planeta.
Dicho planeta fue finalmente encontrado en 1846 y hoy le llamamos Neptuno.
A pesar de su éxito, la gravedad newtoniana muestra cómo esta interación puede ser descrita pero no nos habla acerca de su origen. Además no funciona con total precisión cuando es aplicada a planetas cercanos al Sol como Mercurio, el cual describe una órbita que no es completamente cerrada, fenómeno denominado corrimiento del perihelio de Mercurio.
En 1915 Einstein presentó su teoría relativista de la gravedad,
más conocida como Teoría de la Relatividad General. Einstein comienza introduciendo la idea de que el tiempo es una dimensión al igual que el espacio, lo que en conjunto llamamos espaciotiempo. Además este espaciotiempo no es rígido, sino que es flexible como una sabana.
Según Einstein, la gravedad no es una fuerza sino que la manifestación de una propiedad del espaciotiempo mismo llamada curvatura (como una sábana arrugada).
La Luna no orbita en torno a la Tierra porque entre ambos cuerpos hay una fuerza invisible que los conecta, en el universo relativista de Einstein la presencia de cuerpos masivos como la Tierra curvan el espaciotiempo en el cual otros cuerpos (como la Luna) se mueven; esta curvatura es lo que llamamos gravedad. Einstein además muestra que no es sólo la masa sino que en general es la distribución de energía la que genera la curvatura. Diez años antes el mismo Einstein había demostrado que la masa y la energía pueden convertirse el uno en el otro y se relacionan a traves de su famosa fórmula E=mc2.
Hasta la fecha esta teoría parece funcionar con una precisión extraordinaria, muchos experimentos se han realizado para testear sus predicciones, las que incluyen un corrimiento en el perihelio de los planetas (siendo mas notorio para Mercurio, lo que ya había sido observado), la deflexión de rayos de luz al pasar cerca de objetos masivos, e incluso la evolución del universo como un todo.
La teoría de la relatividad general es considerada hasta nuestros días una de las descripciones más fundamentales del universo y uno de los más grandes logros del siglo XX.
Cualquier estructura desde planetas hasta galaxias puede ser descrita con gran precisión por la relatividad general, pero qué tiene esto ¿qué ver con partículas elementales que son muy pequeñas y para las cuales la gravedad es despreciable? Justamente la gravedad con todo su alcance infinito y con la capacidad de formar grandes estructuras es la más débil de las cuatro interacciones fundamentales y no puede ser aplicada a las partículas. Aunque al ver objetos caer puede no parecernos una interacción muy débil lo es cuando la comparamos con las otras tres, como veremos en las siguientes partes de esta serie. Entonces ¿por qué la gravedad es discutida en este contexto?
Dado que puede ser despreciada quisimos hablar de gravedad al principio ya que, si bien es una de las interacciones fundamentales, las que vienen serán de mayor relevancia para comprender el comportamiento de las partículas. Además, en las descripciones actuales de las partículas elementales la gravedad no juega ningún rol y podemos olvidarnos de ella, sin embargo en los momentos posteriores a la explosión que dió origen al universo (big bang), éste era muy pequeño y había mucha energía, por lo que una descripcion de los efectos de la gravedad a escalas subatómicas es necesaria para compreder y describir esos momentos del universo temprano.
Esta es una de las grandes metas de la física actual: la gravedad cuántica.
A modo de conclusión podemos decir que la descripción más aceptada de la gravedad es la presentada por Einstein en 1915, en la cual el espaciotiempo se curva debido a la presencia de energía (como objetos masivos) y dicha curvatura es la gravedad.
Interacciones fundamentales: Electromagnetismo
Qué pasaría si tomamos un neutrón y lo dejamos en el vacío? Permanecerá como neutrón para siempre o se transformará en otra partícula?
Esta pregunta fue respondida por experimentos, los que muestran que si esperamos algo más de 14 minutos veremos nuestro neutrón desaparecer y un protón queda en su lugar. No sólo esto, otras dos partículas aparecen en este proceso: un electrón y un antineutrino.
Este proceso se denomina decaimiento beta y no fue comprendido por mucho tiempo. La imagen recién descrita fue introducida por Enrico Fermi en 1934, en la que el neutrón decae en otras tres diferentes partículas. Uno de los detalles más importantes de esta observación es que este proceso debe deberse
decaimiento beta según Fermi (1934)
a alguna interacción que no es el electromagnetismo (obviamente tampoco es debido a la gravedad).
Los físicos llamaron interacción débil a la responsable de procesos en los cuales ciertas partículas “cambian de identidad” y debido a ello decaen en otras partículas. La descripción de Fermi fue un tremendo avance que llevó a comprender fenómenos como la radioactividad. El único problema con la idea de Fermi es que al decaer en tres partículas, la teoría predice algunos efectos que no se observan. Además en el espíritu de las interacciones fundamentales, de la misma manera que el electromagnetismo es mediado por el fotón, la interacción débil debería ser mediada por alguna partícula.
Teoría Electrodébil
Recién en 1967 Sheldon Glashow, Abdus Salam y Steven Weinberg construyeron una teoría cuántica que describía la interacción débil, de la misma manera que QED describía el electromagnetismo.
Sin embargo, ellos encontraron algo más: mostraron que la interacción débil y la electromagnética podrían combinarse en una única teoría, de esta manera las interacciones electromagnéticas y débiles entre partículas estarían ahora descritas por la llamada interacción electrodébil.
La unificación electrodébil de Glashow, Salam y Weinberg es uno de los grandes hitos en la descripción fundamental de la naturaleza, de la misma forma que a fines del siglo XIX James C. Maxwell fue capaz de unificar la electricidad con el magnetismo en su teoría electromagnética. Volviendo a las partículas fundamentales, cuál es la partícula mediadora de la interacción débil? En la descripción de Glashow, Salam y Weinberg, no es una sino tres las nuevas partículas que es necesario introducir (además del fotón). En esta teoría las interacciones débiles son mediadas por tres “primos” del fotón, también con espín 1 (es decir son bosones): uno de los bosones es similar a un fotón con masa llamado Z0 y los otros dos son similares al fotón con masa y carga eléctrica (positiva y negativa) llamados W+ y W-. De la misma manera que dos electrones intercambian un fotón para transmitir la interacción electromagnética, dos partículas pueden intercambar Z0, W+ o W- para transmitir la interacción débil.
Corrientes cargadas y neutras: el Premio Nobel más rápido de la historia
descripción moderna del decaimiento beta
Cuando la partícula intercambiada es W+ o W- se habla decorrientes cargadas, ya que la carga eléctrica de la partícula inicial “se transmite” al bosón cargado que luego decae en otra partícula cargada. Esto produce que una partícula cambie de sabor, por ejemplo, un muón puede convertirse en su primo más liviano el electrón. El decaimiento beta ahora se comprende no como el decaimiento del neutrón en tres partículas sino que en neutrón decae en un protón y un W-, el cual luego decae en un electrón y un antineutrino. Notar que en cada sección del proceso la carga eléctrica es conservada.
Cuando la partícula que se intercambia es un Z0 no hay cambio de sabor ni carga por lo que se habla de unacorriente neutra. Estas últimas no habían sido observadas y corresponden a una predicción del modelo electrodébil. En 1973 las corrientes neutras fueron por primera vez observadas en la cámara de burbujas Gargamelle en CERN.
El éxito de la teoría electrodébil de Glashow, Salam y Weinberg les valió el Premio Nobel en 1979. También en CERN,Carlo Rubbia y Simon van der Meer dirigieron dos diferentes experimentos en los cuales los bosones Z0, W+ y W-fueron por primera vez observados en 1983. Por este descubrimiento, Rubbia y van der Meer compartieron elPremio Nobel en 1984, sólo un año después, lo que llama mucho la atención ya que típicamente el premio es concedido varios años más tarde del respectivo descubrimiento.
El presente: LHC
En estos días las noticias han hecho eco de la observación de los bosones Z0, W+ y W- en el LHC. Justamente esta semana se anunció que el pasado 6 de abril, sólo una semana después de las primeras colisiones del LHC a 7 TeV, se observaron los primeros W en ATLAS, mientras que hace un mes fue observado el primer W en LHCb. El bosón Z también ha dado señales en ATLAS.
Tabla: propiedades de los bosones W y Z
José Mujica: “No soy el presidente más pobre, porque tengo lo suficiente”
El presidente de Uruguay, José Mujica, negó ser el mandatario más pobre del mundo y no descartó, entre otras tareas, volver a vender flores en la feria cuando deje de ser el jefe de Estado.
“Yo no soy pobre. Pobres son los que precisan mucho para vivir, esos son los verdaderos pobres, yo tengo lo suficiente”, dijo Mujica en una entrevista a la agencia china Xinhua.
El mandatario uruguayo reiteró que no le gusta el título del presidente más pobre y dijo que su modo austero de vida es porque “intenta mantenerse libre” y se definió como “un campesino de alma”.
“Soy austero, sobrio, ando liviano de equipaje porque para vivir no preciso más equipaje que eso. Peleo por la libertad y la libertad es tener tiempo para hacer lo que a uno le gusta”, sostuvo.
Mujica aseguró que si se dedicara a acumular fortuna ”después tengo que gastar tiempo para cuidar la plata (dinero) y tengo que gastar mucho tiempo de mi vida en cómo seguir gastando y si estoy perdiendo o ganando”.
Indicó que cuando abandone la “changa (ocupación transitoria) de ser presidente” se dedicará a una escuela de oficios rurales que instalará en su barrio, y que podría volver a cultivar flores como cuando él mismo las vendía en la feria.
La mercantilización del ser humano: el hombre lleno de nada
Una de las consecuencias del discurso político del neoliberalismo es el intento por extender la lógica mercantil a todas las dimensiones de la sociedad y a todas sus estructuras.
En la actualidad, con la malograda contrarreforma Wert, la LOMCE, se intenta que la lógica del mercado penetre de forma absoluta hasta el núcleo más profundo del sistema educativo.
A las claras está cuando se introduce un criterio como el espíritu emprendedor para sustituir la educación tradicional en valores. Deja claro que los valores del capitalismo solo tienen que ver con el lucro a toda costa y la entronización del egoísmo personal. Además, se nos vende como algo positivo que las personas quieran dejar de ser trabajadores y pasen a ser emprendedores.
El emprendedor es alguien activo, con ganas de salir adelante, con arrojo, mientras el trabajador, y más si lo es público, es un vago que se conforma con lo establecido. Se trata de una lógica que viene extendiéndose mucho tiempo pero que, como dijera Friedman, solo una buena crisis, real o imaginada, puede acabar de implantar. En tiempos de sufrimiento, las personas son capaces de aceptar cualquier cosa que se parezca a la salvación, cualquier sucedáneo, de ahí que ahora se intente que el sistema educativo se convierta en un apéndice perfecto del Mercado.
Una vez que todo ha sido reconducido al mercado y éste se rige por sus propios fines, la sociedad pasa a ser una sociedad de mercado, donde todas las relaciones están supeditas al valor de intercambio que puedan obtener en el mercado. Esto implica que todo, absolutamente todo, puede ser comprado y vendido y todo, por tanto, es susceptible de generar beneficio.
Por supuesto, el beneficio es para los que controlan el mercado por poseer una posición dominante en él.
El que posee los recursos o los medios de producción, conseguirá que los expoliados se vendan al precio de mercado con el fin de conseguir los productos que necesitan para vivir. Nada queda de la simetría y la centralidad. Todo es reducido a la obtención de beneficio. De esta manera, las relaciones sociales se pervierten, dejan de producir seres humanos para producir los individuos productores y consumidores.
A esto es a lo que llamamos unidimensionalización del ser humano y jibarización del mismo. El hombre es reducido a una dimensión posible: la compra y venta, el consumo, la adquisición y la comercialización. Nada queda de la donación, la entrega y la reciprocidad. Ya no cabe el amor en las relaciones sociales, todo se sujeta a la mera prostitución de los seres humanos, que se venden al precio de mercado para poder conseguir los productos del mercado.
El hombre de la sociedad de mercado liberal capitalista postmoderna es un hombre, no ya vacío, sino lleno de nada. Es el hombre que no tiene anhelo ni utopía, es el hombre que se satisface con todos los gadgets de la sociedad postmoderna. Se llena de aparatos que le hacen perder un poco más de su tiempo, de ese tiempo de hastío vital, y lo convierte en disfrute del consumo. Es el hombre pleno, repleto de todas las comodidades y utilidades que el mercado le proporciona en grandes cantidades de consumo y desecho.
No es un hombre meramente vacío: quien se siente vacío busca cómo colmar ese hueco en su interior.
El hombre vacío es el místico que busca hasta colmar su deseo unitivo. El hombre postmoderno creado por la sociedad de mercado capitalista es el hombre lleno de nada.
Decimos que el hombre postmoderno es el hombre vacío, porque también se es lo que se consume. El culto a la apariencia ha llevado a la creación de una gama infinita de productos a los que se ha privado de su substancia, de su núcleo duro que le hace ser lo que es. Así, ha nacido el café sin cafeína, la cerveza sin alcohol, la crema sin nata, el chocolate sin grasas…, es decir, el producto al que se ha quitado su maléfico efecto dañino sobre los cuerpos estilizados y esbeltos postmodernos; se trata de café con olor y sabor a café pero sin ser realmente café. Dicho de forma más clara, se trata de consumir algo sin su esencia, ingerir productos privados de su realidad, en el fondo, consumir nada.
El individuo consumidor de nada queda nadificado, puesto que nada consume es consumado en el acto de consumir nada. Paradójicamente, esta es la única alimentación posible del hombre postmoderno.
Un ser vacío sólo puede consumir nada para poder seguir siendo vacío.
Su organismo ya no puede digerir el alimento cargado de substancia, su aparato digestivo está atrofiado.
La nada se extiende a muchos alimentos que son privados de su núcleo real; la nada nadea, como diría Heidegger, y crea nada.
Los postmodernos hombres occidentales cada vez abarcan más cantidad de productos nihilificados para su consumo masivo de nada. Hace falta mucho para llenar el hueco dejado en el interior del hombre al que se extirpó su ser.
Bernardo Pérez Andreo, Doctor en Teología, DEA en filosofía
Un científico peruano demuestra un problema matemático de 271 años de antigüeda
El matemático peruano Harald Andrés Helfgott logró demostrar la conjetura débil de Goldbach, un problema de teoría de números que había permanecido irresuelto durante 271 años y uno de los más difíciles de las matemáticas.
Christian Goldbach sugirió en 1742 que: "Todo número impar mayor que 5 puede expresarse como suma de tres números primos". Una afirmación que se convirtió en un dolor de cabeza para los mejores matemáticos de los tres últimos siglos. Fueron Hardy y Littlewood, en 1923, y de Vinogradov, en 1937, quienes dieron los primeros pasos para su solución.
Helfgott, nacido en Lima en 1977 y actualmente residente en París e investigador en el CNRS (Centro Nacional para la Investigación Científica, publicó dos trabajos reivindicando la mejora de las estimaciones de los arcos mayores y menores lo suficientemente para demostrar incondicionalmente la conjetura débil de Goldbach.
Por otro lado, esta investigación difícilmente ayudará a la demostración de la Conjetura (fuerte) de Goldbach, considerada por algunos como el problema más difícil en la historia de esta ciencia y que según el propio Helfgott "podría no resolverse en nuestras vidas".
Durante su brillante carrera científica (cursó estudios en las universidades de Princeton y Yale, entre otras) el matemático ha recibido distinciones como el Premio Philip Leverhulme; el Premio Whitehead, otorgado por la Sociedad Matemática de Londres, y el Premio Adams de la Universidad de Cambridge.
Si quiere leer el trabajo completo de 133 páginas de la demostración en inglés, puede pinchar en el siguiente enlace.
Helfgott, nacido en Lima en 1977 y actualmente residente en París e investigador en el CNRS (Centro Nacional para la Investigación Científica, publicó dos trabajos reivindicando la mejora de las estimaciones de los arcos mayores y menores lo suficientemente para demostrar incondicionalmente la conjetura débil de Goldbach.
Por otro lado, esta investigación difícilmente ayudará a la demostración de la Conjetura (fuerte) de Goldbach, considerada por algunos como el problema más difícil en la historia de esta ciencia y que según el propio Helfgott "podría no resolverse en nuestras vidas".
Durante su brillante carrera científica (cursó estudios en las universidades de Princeton y Yale, entre otras) el matemático ha recibido distinciones como el Premio Philip Leverhulme; el Premio Whitehead, otorgado por la Sociedad Matemática de Londres, y el Premio Adams de la Universidad de Cambridge.
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