Navegar a...

Publicado por el 21 nov, 2011 en Tercera Cultura | 1 comentario

Superconductividad: 100 aniversario

Autores: Equipo de divulgación científica de Eureka!

La superconductividad se usa en muchas aplicaciones médicas

La resistencia eléctrica, como su nombre sugiere, es la propiedad de un material que nos indica hasta qué punto se «resiste» a que por él pase la electricidad. Si conduce muy bien la electricidad –por ejemplo el cobre– tiene muy poca resistencia. Si conduce muy mal la electricidad –por ejemplo el vidrio– estamos ante un material que tiene una gran resistencia eléctrica.

La resistencia eléctrica de un material depende de muchos factores, por ejemplo su pureza, presión o temperatura. En 1908 Heike Hamerling Onnes hizo algo sumamente difícil: conseguir que el gas helio se convirtiera en líquido. Para ello tuvo que llegar a la increíble temperatura de 4 grados por encima del cero absoluto (4 K). El cero absoluto es la menor temperatura que se puede alcanzar y el helio, a presión atmosférica, se licua a tan solo cuatro grados por encima del mismo.

Los años siguientes los dedicó a ver cómo variaba la resistencia con la temperatura. Para hacerlo eligió un metal conductor que es líquido a temperatura ambiente: el mercurio. Lo que fue observando es que la resistencia –a partir de ahora siempre que digamos resistencia, entiéndase resistencia eléctrica– disminuía con la temperatura. Hasta ahí nada nuevo, todo estaba de acuerdo con lo esperado. La sorpresa surgió el 8 de abril de 1911, cuando midieron la resistencia a 4 K. En ese momento, de repente, la resistencia cayó a 0. Es decir, no había resistencia. El mercurio a esa temperatura era un conductor perfecto.

La electricidad no es nada más que el movimiento de los electrones. En un conductor normal, por ejemplo cobre, si hago que los electrones circulen mediante una pila, al desenchufar la misma, la corriente cae inmediatamente. En un superconductor no pasa eso: al desenchufar, los electrones siguen dando vueltas, y vueltas, y vueltas,… en teoría eternamente.

No cabe duda de que es un fenómeno raro que nadie en aquella época fue capaz de explicar. Hicieron falta cincuenta años para que John Bardeen, Leon Copper y Robert Schrieffer –en 1957– elaborasen una teoría que explicaba el funcionamiento. A dicha teoría se le conoce como BCS –las iniciales de los apellidos– y a sus promotores les valió el premio Nobel. Dicho sea de paso para Bardeen era su segundo premio Nobel, pues el primero se lo concedieron por formar parte del equipo que inventó el transistor.

La teoría explicaba muy bien el funcionamiento de superconductores como el mercurio, el plomo o el aluminio, pero no era capaz de explicar otro tipo de superconductores. Concretamente no era capaz de hacerlo para un gran hito de 1986: se consiguió la superconductividad a 30 K que es una temperatura muy alta y muy interesante, pues es mucho más fácil de conseguir que el helio líquido. Y la cosa no acabó ahí sino que al año siguiente se consiguió un superconductor –conocido como YBCO– que funcionaba a la «altísima» temperatura de 93 K. En 1993 se logró que funcionase a 135 K y a mucha presión se logra que funcione a 150 K.

Hoy por hoy nos encontramos con que no tenemos una teoría que explique este comportamiento.

Aunque no sepamos por qué funcionan, lo que sí sabemos es que lo hacen y no solo lo sabemos sino que lo utilizamos. Por ejemplo, todos hemos oído hablar de la imagen por Resonancia Magnética, y muchos de los lectores seguro que se han hecho alguna. Pues bien, para detectar los débiles campos magnéticos del núcleo de hidrógeno y crear las imágenes, se utilizan superconductores.

Probablemente la mayoría de los lectores hayan visto alguna vez una fotografía de lo que se activa en el cerebro cuando se hace una cierta tarea. Esa técnica se llama fMRI (Imagen por Resonancia Magnética funcional) y utiliza superconductores.

El famoso LHC –Gran Colisionador de Hadrones– del CERN, el reactor de fusión nuclear ITER que se construye en Caradache –Francia–, o los trenes de levitación magnética que se construyen en Japón utilizan superconductividad.

Equipo de fMRI. Foto Steven Laureys. Picasa. CC

Equipo de fMRI. Foto Steven Laureys. Picasa. CC


La avería del LHC

El LHC (Gran Colisionador de Hadrones) que está funcionando en el CERN en Ginebra tuvo un arranque malo. Es un anillo de 27 km de circunferencia en los que se aceleran partículas cargadas –por ejemplo protones– y después de los hace chocar.

Para acelerar las partículas se utilizan potentísimos campos magnéticos que se consiguen con unos enormes electroimanes. Para conseguir las intensidades necesarias la única solución es utilizar superconductores, de otra forma, al pasar tal cantidad de electricidad se quemarían. El material empleado exige que la temperatura de funcionamiento esté en torno a la del helio líquido (4 K). Para lograrlo hay enormes congeladores. De hecho, 27 km de congeladores para enfriar los 1 232 electroimanes.

Cuando arrancó, en septiembre de 2008, hubo una avería. Un electroimán falló y el problema se propagó a otros cien. Hubo que desconectar y esperar a que se calentara pues nadie podía entrar a reparar nada a esas temperaturas. Por eso la reparación costó un año.

LHC en 2010. Foto Carlos Portela. Picasa. CC

Cambio de conductividad del agua

La electricidad y el agua se llevan muy mal debido a que el agua común, la que sale del grifo, conduce la electricidad. Sin embargo el agua destilada es totalmente aislante; es decir tiene una resistencia muy alta.

Hoy te proponemos un experimento para que veas cómo cambia la resistencia del agua simplemente añadiéndole sal.

Para hacerlo necesitas un polímetro (multímetro) que mida resistencias (ohmios Ω). Prácticamente todos los hacen, hasta el más sencillo y es muy probable que en tu casa tengas uno.

Llena un vaso redondo con agua del grifo. Pon las puntas del polímetro en bordes opuestos del vaso. Mide la resistencia y apúntala. A continuación echas sal común y vuelves a hacer la medida, verás que la resistencia ha disminuido mucho; o dicho de otro modo: la sal hace que el agua sea conductora.

La razón de que el agua del grifo sea conductora y que se lleve mal con la electricidad es que tiene disueltas sales. Si fuera agua destilada podríamos poner en ella un objeto eléctrico enchufado y no pasaría nada.

Polímetro midiendo la resistencia del agua. Cuando se disuelve sal en el agua, la resistencia disminuye drásticamente. Foto de eureka! Puede utilizarse libremente mencionando al autor.

Polímetro midiendo la resistencia del agua. Cuando se disuelve sal en el agua, la resistencia disminuye drásticamente. Foto de eureka! Puede utilizarse libremente mencionando al autor.

Leer más

Publicado por el 18 nov, 2011 en Psicología evolucionista, Tercera Cultura | 3 comentarios

Reiniciando la psicología evolucionista

John Tooby

Aunque se señala a Charles Darwin como padre fundador de la psicología evolucionista, al haber sugerido por primera vez que las “facultades mentales” del ser humano debían entenderse a la luz de la selección natural, la interpretación evolucionista propiamente moderna de la psicología no cristaliza hasta los años ochenta del siglo pasado, alrededor de un conjunto de investigadores en la universidad de California en Santa Barbara. El punto que mejor sintetiza este programa de investigación es este de John Tooby y Leda Cosmides: “Nuestros cráneos modernos contienen una mente de la edad de piedra“.

A lo largo de los últimos años la psicología evolucionista se ha convertido en un género científico que goza de relativa popularidad, con algunos divulgadores distinguidos, como Steven Pinker, que descubrió para el gran público la disciplina en su libro La tabla rasa, e incluso algún que otro escándalo debido a las implicaciones supuestamente ideológicas de la disciplina (el caso más sonado es el de Satoshi Kanazawa, apartado de la London School of Economics por publicar un controvertido post sobre raza y atractivo físico).

Sin embargo, de acuerdo con un artículo que Johan J. Bolhuis y sus colegas han publicado recientemente en Public Library of Science, la psicología evolucionista necesita una actualización drástica. Sus cuatro presupuestos teóricos básicos, al menos de acuerdo con la versión de la “escuela de Santa Barbara”, necesitan ser  redefinidos . Estos cuatro supuestos son 1) El ambiente de la adaptación evolutiva 2) Gradualismo, 2) Universalismo y 4) Modularidad.

Ambiente ancestral evolutivo y gradualismo

Según la psicología evolucionista, en la versión de Santa Barbara, nuestras principales facultades mentales evolucionaron lenta y gradualmente en un ambiente adaptativo ancestral muy diferente al mundo moderno, lo cual originaría una especie de doloroso “lag adaptativo” en las mentes modernas. Esta hipótesis implica que la biología humana no habría dispuesto del tiempo suficiente para adaptarse a las nuevas circunstancias ambientales desde el surgimiento de los primeros humanos “modernos” hace unos 50.000 años.

Frente a este supuesto, un conjunto de estudios sugieren que los cambios genéticos humanos durante los últimos 50.000 años podrían haber sido substanciales, afectando hasta al 10% de los genes humanos. Esta aceleración evolutiva habría estado facilitada en particular por el aumento que la población humana ha experimentado durante los últimos 10.000 años, tras la revolución de la agricultura y de la movilidad, dado que las poblaciones más grandes aumentan la posibilidad de encontrar mutaciones beneficiosas susceptibles de ser seleccionadas.

Universalismo

La psicología evolucionista ha favorecido también una visión fuertemente universalista de la “naturaleza humana”, postulando una serie de mecanismos psicológicos evolutivos, tales como la habilidad de inferir las emociones de los demás, detectar el parentesco para evitar el incesto, identificar parejas sexualmente saludables o cooperar con los demás.

Aunque los “universales humanos” son reales, es preciso especificar que ninguno de estos rasgos está determinados genéticamente, son sumamente variables a lo largo de las culturas y admiten cuantiosas excepciones.

Bolhius y sus colegas reprochan también a los psicólogos evolucionistas un abuso metodológico, al estar demasiado dispuestos a extrapolar conclusiones universales a partir de muestras culturalmente modestas (como han explicado en detalle Henrich, Heine y Norenzayan, los estudiantes universitarios norteamericanos no son una buena muestra de la “naturaleza humana”).

Un segundo reproche afecta a la comprensión de la neurociencia y las ciencias del desarrollo, que en los últimos tiempos habrían subrayado en especial la maleabilidad del cerebro humano, la epigenética y el papel regulador que juegan las experiencias en la conectividad sináptica, dando un margen aparentemente más amplio de lo que se suponía a la creatividad cultural.

Modularidad

Según el trabajo publicado en PLoS, una de las hipótesis centrales de la psicología evolucionista, la “Modularidad masiva“,  de acuerdo con la cual la mente humana universal estaría compuesta por una serie de “módulos” cognitivos evolucionados que responden a presiones selectivas específicas, tampoco estaría apoyado en las evidencias neurocientíficas recientes. No existen evidencias de modularidad para los sistemas involucrados en el aprendizaje y la memoria de los animales y, contrariamente al supuesto inicial, la interpretación más ajustada a las evidencias implica mecanismos de propósito general, en lugar de módulos adaptativos especializados.

Bolhius y sus compañeros no consideran que la psicología evolucionista sea insostenible o que sea preciso retornar a modelos obsoletos que reivindican la independencia de la cultura de la biología; únicamente sugieren algunos ajustes conceptuales y metodológicos necesarios para que “su espíritu viva” a la luz de nuevos conceptos y evidencias. Así es, en definitivas cuentas, como funciona normalmente la ciencia.

Ver también las visiones críticas de este artículo por parte de John HawksRobert Kurzban.


Bolhuis JJ, Brown GR, Richardson RC, &; Laland KN. (2011) Darwin in mind: new opportunities for evolutionary psychology. PLoS biology, 9(7). PMID: 21811401

Leer más

Publicado por el 17 nov, 2011 en Tercera Cultura | 6 comentarios

Un dinosaurio llamado gorrión

autor: Félix Ares/Asesor científico de eureka!

Los sistemas de clasificación actuales incluyen a las aves entre los dinosaurios

Un dinosaurio llamado gorriónEn mis conferencias he defendido que hace 65 millones de años un meteorito chocó con la Tierra, en Yucatán, México, y que produjo la desaparición de una parte muy considerable de la vida en nuestro planeta. Entre otras cosas acabó con los dinosaurios. En esta explicación está implícita la idea de que los dinosaurios son una cosa y las aves otra. Si considerásemos a las aves dinosaurios no podríamos decir que habían desaparecido. Sin embargo, entre los paleontólogos actuales la idea más extendida es que las aves forman parte de los dinosaurios. Mejor dicho, de los «Dinosauria», pues el nombre del conjunto se da en latín.

La clasificación de los seres vivos ha sufrido cambios importantes en los últimos años. A todos nos suena la clasificación de Carlos Linneo que fue un intento de ordenar a los seres vivos de acuerdo con sus características físicas compartidas. En el fondo, que hubiera unas características morfológicas compartidas significaba, aunque Linneo no lo sabía, que compartían genes; es decir, que hizo una nomenclatura que tenía parcialmente en cuenta la evolución.

En el último cuarto del siglo XX fue introduciéndose la idea de que la nomenclatura tenía que basarse en «clados»; es decir, en las ramas de la evolución. Cada clado es un conjunto de especies que tienen un antecesor común. En la «cladística» las relaciones evolutivas son las más importantes. Ya en el siglo XXI la importancia de los análisis genéticos para establecer árboles evolutivos han hecho que la «cladística» sea el sistema de clasificación más utilizados por los científicos.

Además, la paleontología cada vez tiene más fósiles y con ellos es posible hacer árboles de descendencias cada vez más exactos. Todo ello ha llevado a que hoy en día en el clado «Dinosauria» se incluyan a las aves y a los otros dinosaurios se les llame no-avíanos. Eso significa que dinosaurios-no-avíanos y aves tienen un mismo antecesor común. Las investigaciones actuales han puesto de manifiesto que había infinidad de especies de dinosaurios con plumas, aunque eran más primitivas que las actuales, más parecidas al actual plumón, y que las aves, sin duda, descienden de alguno de aquellos dinosaurios.

Tendré que cambiar mi discurso, la próxima vez que hable de meteoritos que han acabado con gran parte de la vida en la Tierra no podré decir que acabó con los dinosaurios. Acabó con los dinosaurios-no-avíanos pero muchas aves sobrevivieron. Aunque nos parezca extraño, un colibrí y un gorrión son dinosaurios.

Leer más

Publicado por el 14 nov, 2011 en Tercera Cultura | 0 comentarios

Contra el rebaño, incluso digital

autor: Arcadi Espada en El Mundo por dentro y por fuera
Debate publica Contra el rebaño digital, de Jaron Lanier. Quise traer el autor a La creación del mundo,pero no encontramos forma de pagar el dinero que pedía. En verano leí su libro desigual, deslavazado, pero repleto de excitantes carambolas. Traigo ahora las notas de entonces, que hay que insistir:

Contra el rebaño, incluso digital«Jaron Lanier, ya de vuelta de sus dilatados años de tumulto: “Si quieres compartir cualquier cosa con alguien antes debes ser alguien”.»

«Cualquier cosa parece nueva al convertirse en digital. Así la actividad conmemorativa se ha desplazado ahora a los temibles especiales digitales, una suerte de filminas low cost, que repiten con el énfasis característico de cualquier juventud los tópicos más gastados del asunto. Y cuyos relatos caen de bruces en el mayor peligro que acecha a las historias terribles: una inesperada banalidad.»

«El rugido analfabeto y deforme de la masa ha ahogado el silabeo del invididuo. Ésta es, también, la tesis principal de Jaron Lanier (…). Nada que ver con las jeremiadas Carr y su «internet nos ha vuelto estúpidos». Lanier sabe de lo que habla, no en vano fue uno de los 12 Apóstoles digitales, por así decirlo. No comparto el tono siempre ligeramente apocalíptico que profesa el arrepentido. Creo que acabaremos encontrando una estrategia para derrotar el totalitarismo de los bárbaros.»

«Esa apreciación sumamente perspicaz de que para ensalzar la inteligencia del ordenador el hombre rebaja la suya propia, y sus exigencias y sus expectativas. Absolutamente de acuerdo. Pero no solo con el software elemental de la máquina. El uso de las redes sociales es un ejemplo conspicuo de esta inteligencia demediada. La red es lista en la medida en que tú te haces un poco más imbécil.»

«Lanier. Está convencido de que, tras el fascismo y el comunismo, la nueva amenaza es el totalitarismo digital. Es probable. Lo que yo me pregunto sobre el rebaño digital es qué sucederá realmente cuando sea un rebaño. Hoy, al menos en España, solo se trata de unos cuantos grupos unísonos. Pero la cuestión realmente inquietante es lo que sucederá con las grandes masas hoy todavía aparcadas en la televisión, y al margen de cualquier interactividad digital. La cuestión es que ya no parece haber grandes reservas de inteligencia que aportar a la conversación internáutica; pero fuerza bruta la hay a toneladas, acechando. Imaginémosla, además, cuando esta sea una sociedad realmente en red y no este simulacro con tantos pozos negros de cobertura. Pensémoslos cuando la señal sea realmente móvil y constante.

“Si te interesa saber lo que sucede realmente en una sociedad o ideología, sólo tienes que seguir la ruta del dinero. Si va a parar a la publicidad y no a los músicos, los periodistas y los artistas, entonces esa sociedad está más interesada en la manipulación que en la verdad o la belleza. Si el contenido carece de valor, entonces la gente comenzará a volverse estúpida o insustancial”.»

Leer más
Página 64 de 148« Primera...102030...626364656667...8090100...Última »