Los resultados del experimento que cuestionó la Teoría de la Relatividad de Einstein pudieron deberse a una serie de problemas técnicos en los aparatos según los cuales los neutrinos viajan más rápido que la luz.
Según explicaron hoy los responsables del experimento OPERA en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), una mala conexión de un cable de fibra óptica y la errónea sincronización entre dos cronómetros explicarían los resultados que sorprendieron a la comunidad científica.
La revista científica Science adelantó el miércoles a través de su página web, citando fuentes del experimento, la posibilidad de que diferentes problemas técnicos hubiesen influido en los resultados que concluyeron que los neutrinos viajan más rápido que la luz.
El cuestionado experimento consistió en lanzar haces de esta partícula subatómica a través de la tierra desde el CERN, en Ginebra, hasta el laboratorio italiano de Gran Sasso, ubicado a 730 kilómetros de distancia, con el que se obtuvo en repetidas ocasiones una conclusión sorprendente: los neutrinos llegaban 60 nanosegundos antes que la luz.
Los resultados ponían en entredicho la Teoría de la Relatividad de Einstein, aceptada universalmente y que establece que no existe nada que pueda viajar más rápido que la luz.
El portavoz del CERN, James Gilles, explicó hoy a Efe que OPERA informó ayer a los laboratorios asociados en el experimento de que se habían detectado dos problemas técnicos que podían haber alterado los resultados obtenidos hasta ahora.
El primero se originó por una conexión defectuosa en el cable de fibra óptica que conecta el reloj central del experimento con el GPS exterior.
La segunda anomalía fue un error en la frecuencia del oscilador del cronómetro interno del experimento.
Estos dos fallos producen efectos opuestos, es decir, mientras el ajuste del cable puede suponer un aumento en la velocidad de los neutrinos, la corrección de la frecuencia puede disminuirla.
Antes de conocerse esta eventual equivocación, estaba previsto repetir los experimentos el próximo mes de mayo.
Sin embargo, Gilles puntualizó que esta agenda probablemente se verá alterada y los experimentos se reanudarán una vez subsanados los errores.
"La única manera de poder conocer la verdad es rehacer los experimentos enviando nuevos haces de neutrinos desde el CERN", agregó Gilles.
Desde los primeros resultados de este experimento, los propios científicos implicados en él asumieron la excepcionalidad de las mediciones y se mostraron cautelosos a la hora de adelantar la posibilidad de un cambio en las leyes físicas que imperan hasta la fecha.
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jueves, 23 de febrero de 2012
lunes, 10 de octubre de 2011
Los premios Nobel ponen a la ciencia de occidente en la cima
Mientras que el Nobel de la Paz de este año rinde tributo a la lucha de las mujeres por lograr mayor igualdad en el afán de terminar con la violencia y en procura de cambios que permitan una mayor inclusión.
Un despacho de EFE señala que el premio de la Paz cerró el viernes la semana grande de los Nobel, que comenzó el lunes con el de Medicina, seguido el martes por el de Física y el miércoles por el de Química, los tres galardones científicos.
El de Medicina correspondió al estadounidense Bruce Beutler, el francoluxemburgués Jules Hoffmann y el canadiense Ralph Steinman, quien murió el viernes 30 de septiembre, cuando se había decidido otorgarle el reconocimiento, por lo que se mantendrá la decisión.
"Los galardonados de este año revolucionaron nuestra comprensión del sistema inmunitario al descubrir las principales claves de su activación", señala el comunicado.
"Beutler y Hoffmann comparten una mitad del premio por sus trabajos sobre el sistema inmunitario innato. Steinman es recompensado por trabajos en el sistema inmunitario de adaptación", precisa el comité.
El de Física recayó en los astrónomos estadounidenses Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt y Adam G. Riess, quienes en su intento de analizar la fuerza de gravedad han estudiado decenas de explosiones de estrellas, llamadas supernovas, y descubierto que el universo se expande a una velocidad en permanente aceleración que genera la energía oscura.
"Desde hace un siglo se sabía que el universo estaba en expansión tras el Big Bang que tuvo lugar hace unos 14.000 millones de años. Sin embargo, el descubrimiento de que esta expansión se acelera es sorprendente porque el universo acabará en hielo.
En Química, al científico israelí Daniel Shechtman se hizo del Nobel con un descubrimiento de los cuasicristales, en 1982 que, en ese entonces, fue criticado por sus colegas porque "modificó fundamentalmente la concepción de un sólido para los químicos", precisó el comité.
En Literatura, el Nobel reconoció la obra poética del sueco Tomas Tranströmer. Mientras que el de la Paz, tal vez el más prestigioso fue un homenaje a los anhelos de igualdad e inclusión en un mundo sin violencia de la presidenta liberiana, Ellen Johnson Sirleaf, su compatriota y activista Leymah Gbowee y la yemení Tawakkul Karman, activista de la llamada primavera árabe.
Las tres galardonadas fueron "recompensadas por su lucha no violenta por la seguridad de las mujeres y de sus derechos a participar en los procesos de paz", declaró en Oslo el presidente del Comité Nobel noruego, Thorbjoern Jagland.
Mañana premian en Economía
De los seis galardones que entrega la Fundación Nobel sólo falta el de Economía que será conocido mañana. La entrega de los diplomas y los cheques de 1,4 millón por categoría será el 10 de diciembre en Noruega y Suecia.
Investigación alternativa da paso a una sonrisa
Los Ig Nobel fueron entregados en la gala del 27 de septiembre
AFP - Nueva York (EEUU)
Diez científicos considerados como los más locos del mundo recibieron el 27 de septiembre los premios Nobel alternativos por trabajos sobre el sexo de los escarabajos, la toma de decisiones, el acto de orinar y las falsas predicciones sobre el fin del mundo, entre otras cosas.
La ceremonia de la 21ª edición de los Premios Ig Nobel se llevó a cabo en la célebre Universidad de Harvard, en Boston, EEUU, con la presencia de siete de los 10 galardonados.
La idea es distinguir a científicos cuyas ideas "primero hacen reír y luego hacen pensar" a la gente y los galardones fueron entregados por verdaderos Nobel, como el economista estadounidense Eric Maskin.
En ese marco, el Premio de Medicina fue a parar a manos de un equipo de científicos procedentes de Holanda, Bélgica, EEUU y Australia por un trabajo detallado sobre la toma de decisiones y el acto de orinar.
Estos científicos demostraron que la gente "toma mejores decisiones sobre cierto tipo de cosas y peores decisiones sobre otro tipo de cosas cuando tiene muchas ganas de orinar".
Darryl Gwynne (Canadá, Australia y EEUU) y David Retnz (Australia) se quedaron con el Premio de Biología por su estudio sobre la vida sexual de cierta clase de escarabajos que copula con una determinada botella de cerveza australiana.
El preciado Premio de la Paz fue para el lituano Arturas Zuokas, alcalde de la ciudad de Vilna, quien demostró que el problema de los autos lujosos mal estacionados puede resolverse aplastando a esos vehículos con un tanque de guerra.
En efecto, en agosto, Zuokas dio a conocer un video en el que utiliza un tanque para aplastar a un Mercedes Benz estacionado de forma incorrecta en los carriles destinados a las bicicletas en una calle de la capital lituana. "¡Esto es lo que sucederá si aparcas tu coche ilegalmente!", grita Zuokas en el video promocional.
En Matemáticas, se premió a varios profetas del fin del mundo que fallaron con sus predicciones, enseñando de este modo "a ser cuidadosos a la hora de efectuar cálculos y suposiciones matemáticas" para no fallar.
Los premiados fueron la estadounidense Dorothy Martin (que predijo el fin el mundo para 1954), sus compatriotas Pat Robertson (que apostó a 1982) y Elizabeth Clare (1990), el coreano Lee Jang Rim (1992) y la ugandesa Credonia Mwerinde (1999).
La lista incluye al también norteamericano Harold Camping, quien dio dos fechas, el 6 de septiembre de 1994 y el 21 de octubre de 2011, por lo que su distinción quedará en suspenso hasta que se compruebe si se ha equivocado nuevamente.
Otro de los premios entregados fue al noruego Karl Halvor Teigen, en Psicología, por su trabajo para explicar la razón por la cual la gente suspira en la vida diaria.
Los Premios Ig Nobel son organizados por la revista de humor científico "Anales de la Investigación Improbable".
Los ganadores sólo tuvieron un minuto para dar su discurso de aceptación del premio, una regla que se encargó de hacer cumplir una niña de ocho años.
Un premio encarcelado
EFE - Pekín
Defensores de los derechos humanos pidieron la liberación del Premio Nobel de la Paz 2010 Liu Xiaobo, condenado a 11 años de cárcel, y de su esposa, Liu Xia, en arresto domiciliario desde que se hizo público el galardón.
La organización Chinese Human Rights Defenders (CHRD) recordó el viernes que el famoso disidente continúa "consumiéndose en la prisión", mientras que su mujer, Liu Xia, "ha estado bajo arresto domiciliario ilegal, incomunicada del mundo exterior, desde el 18 de octubre de 2010".
"CHRD insta al Gobierno de China a que libere a Liu Xiaobo y que finalice el arresto domiciliario ilegal de Liu Xia", señala en un comunicado esta ONG.
Después de un año en el que se le han negado las visitas familiares a las que Liu tiene derecho durante el cumplimiento de su condena, familiares del Nobel revelaron el martes que las autoridades le permitieron salir brevemente de la prisión en septiembre tras el fallecimiento de su padre.
Según informó el Centro Chino para la Democracia, otra ONG con sede en Hong Kong, los tres hermanos de Liu pudieron visitarle en la cárcel la semana pasada, un permiso que también fue concedido a la esposa del Nobel.
Liu cumple desde el 2009 una condena por "subversión contra el poder del Estado", la sentencia habitual en delitos de conciencia en la potencia económica, y está recluido en la prisión de Jinzhou.
La presión por la condena de Liu y la relevancia que ha adquirido el intelectual tras la concesión del Nobel no fueron obstáculo para que el régimen chino reforzara las detenciones para evitar una repetición de la "Primavera Árabe".
Un despacho de EFE señala que el premio de la Paz cerró el viernes la semana grande de los Nobel, que comenzó el lunes con el de Medicina, seguido el martes por el de Física y el miércoles por el de Química, los tres galardones científicos.
El de Medicina correspondió al estadounidense Bruce Beutler, el francoluxemburgués Jules Hoffmann y el canadiense Ralph Steinman, quien murió el viernes 30 de septiembre, cuando se había decidido otorgarle el reconocimiento, por lo que se mantendrá la decisión.
"Los galardonados de este año revolucionaron nuestra comprensión del sistema inmunitario al descubrir las principales claves de su activación", señala el comunicado.
"Beutler y Hoffmann comparten una mitad del premio por sus trabajos sobre el sistema inmunitario innato. Steinman es recompensado por trabajos en el sistema inmunitario de adaptación", precisa el comité.
El de Física recayó en los astrónomos estadounidenses Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt y Adam G. Riess, quienes en su intento de analizar la fuerza de gravedad han estudiado decenas de explosiones de estrellas, llamadas supernovas, y descubierto que el universo se expande a una velocidad en permanente aceleración que genera la energía oscura.
"Desde hace un siglo se sabía que el universo estaba en expansión tras el Big Bang que tuvo lugar hace unos 14.000 millones de años. Sin embargo, el descubrimiento de que esta expansión se acelera es sorprendente porque el universo acabará en hielo.
En Química, al científico israelí Daniel Shechtman se hizo del Nobel con un descubrimiento de los cuasicristales, en 1982 que, en ese entonces, fue criticado por sus colegas porque "modificó fundamentalmente la concepción de un sólido para los químicos", precisó el comité.
En Literatura, el Nobel reconoció la obra poética del sueco Tomas Tranströmer. Mientras que el de la Paz, tal vez el más prestigioso fue un homenaje a los anhelos de igualdad e inclusión en un mundo sin violencia de la presidenta liberiana, Ellen Johnson Sirleaf, su compatriota y activista Leymah Gbowee y la yemení Tawakkul Karman, activista de la llamada primavera árabe.
Las tres galardonadas fueron "recompensadas por su lucha no violenta por la seguridad de las mujeres y de sus derechos a participar en los procesos de paz", declaró en Oslo el presidente del Comité Nobel noruego, Thorbjoern Jagland.
Mañana premian en Economía
De los seis galardones que entrega la Fundación Nobel sólo falta el de Economía que será conocido mañana. La entrega de los diplomas y los cheques de 1,4 millón por categoría será el 10 de diciembre en Noruega y Suecia.
Investigación alternativa da paso a una sonrisa
Los Ig Nobel fueron entregados en la gala del 27 de septiembre
AFP - Nueva York (EEUU)
Diez científicos considerados como los más locos del mundo recibieron el 27 de septiembre los premios Nobel alternativos por trabajos sobre el sexo de los escarabajos, la toma de decisiones, el acto de orinar y las falsas predicciones sobre el fin del mundo, entre otras cosas.
La ceremonia de la 21ª edición de los Premios Ig Nobel se llevó a cabo en la célebre Universidad de Harvard, en Boston, EEUU, con la presencia de siete de los 10 galardonados.
La idea es distinguir a científicos cuyas ideas "primero hacen reír y luego hacen pensar" a la gente y los galardones fueron entregados por verdaderos Nobel, como el economista estadounidense Eric Maskin.
En ese marco, el Premio de Medicina fue a parar a manos de un equipo de científicos procedentes de Holanda, Bélgica, EEUU y Australia por un trabajo detallado sobre la toma de decisiones y el acto de orinar.
Estos científicos demostraron que la gente "toma mejores decisiones sobre cierto tipo de cosas y peores decisiones sobre otro tipo de cosas cuando tiene muchas ganas de orinar".
Darryl Gwynne (Canadá, Australia y EEUU) y David Retnz (Australia) se quedaron con el Premio de Biología por su estudio sobre la vida sexual de cierta clase de escarabajos que copula con una determinada botella de cerveza australiana.
El preciado Premio de la Paz fue para el lituano Arturas Zuokas, alcalde de la ciudad de Vilna, quien demostró que el problema de los autos lujosos mal estacionados puede resolverse aplastando a esos vehículos con un tanque de guerra.
En efecto, en agosto, Zuokas dio a conocer un video en el que utiliza un tanque para aplastar a un Mercedes Benz estacionado de forma incorrecta en los carriles destinados a las bicicletas en una calle de la capital lituana. "¡Esto es lo que sucederá si aparcas tu coche ilegalmente!", grita Zuokas en el video promocional.
En Matemáticas, se premió a varios profetas del fin del mundo que fallaron con sus predicciones, enseñando de este modo "a ser cuidadosos a la hora de efectuar cálculos y suposiciones matemáticas" para no fallar.
Los premiados fueron la estadounidense Dorothy Martin (que predijo el fin el mundo para 1954), sus compatriotas Pat Robertson (que apostó a 1982) y Elizabeth Clare (1990), el coreano Lee Jang Rim (1992) y la ugandesa Credonia Mwerinde (1999).
La lista incluye al también norteamericano Harold Camping, quien dio dos fechas, el 6 de septiembre de 1994 y el 21 de octubre de 2011, por lo que su distinción quedará en suspenso hasta que se compruebe si se ha equivocado nuevamente.
Otro de los premios entregados fue al noruego Karl Halvor Teigen, en Psicología, por su trabajo para explicar la razón por la cual la gente suspira en la vida diaria.
Los Premios Ig Nobel son organizados por la revista de humor científico "Anales de la Investigación Improbable".
Los ganadores sólo tuvieron un minuto para dar su discurso de aceptación del premio, una regla que se encargó de hacer cumplir una niña de ocho años.
Un premio encarcelado
EFE - Pekín
Defensores de los derechos humanos pidieron la liberación del Premio Nobel de la Paz 2010 Liu Xiaobo, condenado a 11 años de cárcel, y de su esposa, Liu Xia, en arresto domiciliario desde que se hizo público el galardón.
La organización Chinese Human Rights Defenders (CHRD) recordó el viernes que el famoso disidente continúa "consumiéndose en la prisión", mientras que su mujer, Liu Xia, "ha estado bajo arresto domiciliario ilegal, incomunicada del mundo exterior, desde el 18 de octubre de 2010".
"CHRD insta al Gobierno de China a que libere a Liu Xiaobo y que finalice el arresto domiciliario ilegal de Liu Xia", señala en un comunicado esta ONG.
Después de un año en el que se le han negado las visitas familiares a las que Liu tiene derecho durante el cumplimiento de su condena, familiares del Nobel revelaron el martes que las autoridades le permitieron salir brevemente de la prisión en septiembre tras el fallecimiento de su padre.
Según informó el Centro Chino para la Democracia, otra ONG con sede en Hong Kong, los tres hermanos de Liu pudieron visitarle en la cárcel la semana pasada, un permiso que también fue concedido a la esposa del Nobel.
Liu cumple desde el 2009 una condena por "subversión contra el poder del Estado", la sentencia habitual en delitos de conciencia en la potencia económica, y está recluido en la prisión de Jinzhou.
La presión por la condena de Liu y la relevancia que ha adquirido el intelectual tras la concesión del Nobel no fueron obstáculo para que el régimen chino reforzara las detenciones para evitar una repetición de la "Primavera Árabe".
miércoles, 5 de octubre de 2011
Estadounidenses se llevan el Nobel de Física
La Real Academia de las Ciencias sueca distinguió ayer con el Nobel de Física a tres astrónomos que revolucionaron las ideas sobre el universo al descubrir que éste se expande de forma acelerada al contrario de lo que se pensaba.
Este hallazgo fue presentado a la vez en 1998 por dos equipos científicos: uno, encabezado por el estadounidense Saul Perlmutter; mientras que su compatriota Brian P. Schmidt lideraba el otro, en el que el también estadounidense Adam G. Riess desempeñó un papel destacado.
Perlmutter se llevará la mitad del premio de 10 millones de coronas suecas (1,1 millones de euros o 1,5 millones de dólares), mientras que sus dos colegas se repartirán la otra.
Partiendo de la teoría de la relatividad de Einstein, distintos astrónomos demostraron mediante observaciones realizadas en la década de 1920 que el universo estaba en expansión, lo que más tarde se concretó en la teoría del Big Bang, que explica el origen del cosmos a partir de una gran explosión.
La aparición de telescopios más sofisticados a principios de la década de 1990, así como de ordenadores más potentes y de nuevos sensores digitales de imagen abrieron la posibilidad de desvelar más detalles sobre el enigma del universo.
Perlmutter fue el primero en poner en marcha un equipo de investigación en 1988 en la Universidad de California, el Supernova Cosmology Project; mientras que Schmidt, de origen australiano, hizo lo propio seis años después en la de Harvard con el High-z Supernova Search Team.
Los dos equipos emprendieron entonces una carrera para tratar de demostrar lo que los astrónomos creían entonces, que la expansión del universo se estaba ralentizando. Para ello decidieron localizar las más distantes supernovas -estrellas en explosión-, y en concreto, usaron las del tipo "Ia", resultado de la explosión de una enana blanca, una estrella que ya ha completado su ciclo de vida y que es tan pesada como el Sol pero tan pequeña como la Tierra.
Los astrónomos de ambos equipos comenzaron a peinar el universo en busca de supernovas distantes, usando como táctica la comparación de dos imágenes de un mismo trozo del espacio, tomadas en un plazo de tres semanas, ya que las explosiones de estas estrellas, aunque violentas, son breves.
Luego comparaban las dos imágenes en busca de algún punto de luz que pudiera ser un signo de una supernova en una galaxia lejana.
La falta de fiabilidad de las supernovas "Ia", las interferencias en la luz provocadas por el polvo cósmico y el arduo trabajo de encontrar el tipo adecuado de estrellas, medir su brillo y analizar su curva de luz exigió una ingente labor e involucró a un gran número de científicos. Pero, al final ambos equipos lograron encontrar medio centenar de supernovas válidas para la investigación, aunque el resultado fue distinto al esperado: su luz era más débil, signo de que estaban siendo transportadas más y más lejos; es decir, la expansión del universo no se estaba ralentizando, sino acelerando.
Y esa aceleración se cree que es provocada por la energía oscura, que en el origen del universo representaba apenas una pequeña parte y que ahora constituye más del 70 por ciento del mismo, si bien continúa siendo un enigma para la ciencia.
Este hallazgo fue presentado a la vez en 1998 por dos equipos científicos: uno, encabezado por el estadounidense Saul Perlmutter; mientras que su compatriota Brian P. Schmidt lideraba el otro, en el que el también estadounidense Adam G. Riess desempeñó un papel destacado.
Perlmutter se llevará la mitad del premio de 10 millones de coronas suecas (1,1 millones de euros o 1,5 millones de dólares), mientras que sus dos colegas se repartirán la otra.
Partiendo de la teoría de la relatividad de Einstein, distintos astrónomos demostraron mediante observaciones realizadas en la década de 1920 que el universo estaba en expansión, lo que más tarde se concretó en la teoría del Big Bang, que explica el origen del cosmos a partir de una gran explosión.
La aparición de telescopios más sofisticados a principios de la década de 1990, así como de ordenadores más potentes y de nuevos sensores digitales de imagen abrieron la posibilidad de desvelar más detalles sobre el enigma del universo.
Perlmutter fue el primero en poner en marcha un equipo de investigación en 1988 en la Universidad de California, el Supernova Cosmology Project; mientras que Schmidt, de origen australiano, hizo lo propio seis años después en la de Harvard con el High-z Supernova Search Team.
Los dos equipos emprendieron entonces una carrera para tratar de demostrar lo que los astrónomos creían entonces, que la expansión del universo se estaba ralentizando. Para ello decidieron localizar las más distantes supernovas -estrellas en explosión-, y en concreto, usaron las del tipo "Ia", resultado de la explosión de una enana blanca, una estrella que ya ha completado su ciclo de vida y que es tan pesada como el Sol pero tan pequeña como la Tierra.
Los astrónomos de ambos equipos comenzaron a peinar el universo en busca de supernovas distantes, usando como táctica la comparación de dos imágenes de un mismo trozo del espacio, tomadas en un plazo de tres semanas, ya que las explosiones de estas estrellas, aunque violentas, son breves.
Luego comparaban las dos imágenes en busca de algún punto de luz que pudiera ser un signo de una supernova en una galaxia lejana.
La falta de fiabilidad de las supernovas "Ia", las interferencias en la luz provocadas por el polvo cósmico y el arduo trabajo de encontrar el tipo adecuado de estrellas, medir su brillo y analizar su curva de luz exigió una ingente labor e involucró a un gran número de científicos. Pero, al final ambos equipos lograron encontrar medio centenar de supernovas válidas para la investigación, aunque el resultado fue distinto al esperado: su luz era más débil, signo de que estaban siendo transportadas más y más lejos; es decir, la expansión del universo no se estaba ralentizando, sino acelerando.
Y esa aceleración se cree que es provocada por la energía oscura, que en el origen del universo representaba apenas una pequeña parte y que ahora constituye más del 70 por ciento del mismo, si bien continúa siendo un enigma para la ciencia.
El israelí Shechtman gana el Nobel de Química por los cuasicristales
El científico israelí Daniel Shechtman, se convirtió hoy en ganador en solitario del Premio Nobel de Química 2011 por su descubrimiento de los cuasicristales, informó la Real Academia de las Ciencias de Suecia.
El químico israelí fue reconocido con este galardón por su "descubrimiento de los cuasicristales", un trabajo "notable", solitario, tenaz y basado en "sólidos datos empíricos", según la argumentación de la Academia.
Schechtman comprobó, enfrentándose al paradigma científico imperante, que las estructuras que conforman los cuasicristales no son periódicas, es decir, que estos materiales no se pueden construir por la repetición y yuxtaposición de unidades menores, como un mosaico árabe.
Los cuasicristales, también llamados sólidos cuasiperiódicos, son malos conductores de la electricidad y extremadamente duros y resistentes a la deformación, por lo que se emplean para recubrimientos protectores antiadherentes.
Shechtman, nacido en Tel Aviv en 1941, ejerce desde 1972 en el Instituto de Tecnología de Haifa, y se convirtió hoy en el único ganador en solitario de los Nobel 2011 correspondientes al ámbito científico, ya que los restantes fueron compartidos.
El premio de Química cerró la ronda científica de los galardones, que abrió el lunes el de Medicina, que correspondió al estadounidense Bruce Beutler, el franco-luxemburgués Jules Hoffmann y el canadiense Ralph Steinman, fallecido el pasado viernes.
El martes se dieron a conocer el correspondiente a Física, que se repartirán los astrónomos estadounidenses Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt y Adam G. Riess.
Mañana, jueves, se dará a conocer el de Literatura y el viernes el de Paz, los dos galardones más esperados entre los prestigiosos Nobel, mientras que el lunes se anunciará el correspondiente a Economía, último de la serie.
La entrega de los premios se realizará, de acuerdo a la tradición, en dos ceremonias paralelas, en Oslo para el de la Paz y en Estocolmo los restantes, el día 10 de diciembre, aniversario de la muerte de Alfred Nobel.
Los Nobel están dotados con 10 millones de coronas suecas -unos 1,1 millones de euros- para cada una de sus seis disciplinas.
El químico israelí fue reconocido con este galardón por su "descubrimiento de los cuasicristales", un trabajo "notable", solitario, tenaz y basado en "sólidos datos empíricos", según la argumentación de la Academia.
Schechtman comprobó, enfrentándose al paradigma científico imperante, que las estructuras que conforman los cuasicristales no son periódicas, es decir, que estos materiales no se pueden construir por la repetición y yuxtaposición de unidades menores, como un mosaico árabe.
Los cuasicristales, también llamados sólidos cuasiperiódicos, son malos conductores de la electricidad y extremadamente duros y resistentes a la deformación, por lo que se emplean para recubrimientos protectores antiadherentes.
Shechtman, nacido en Tel Aviv en 1941, ejerce desde 1972 en el Instituto de Tecnología de Haifa, y se convirtió hoy en el único ganador en solitario de los Nobel 2011 correspondientes al ámbito científico, ya que los restantes fueron compartidos.
El premio de Química cerró la ronda científica de los galardones, que abrió el lunes el de Medicina, que correspondió al estadounidense Bruce Beutler, el franco-luxemburgués Jules Hoffmann y el canadiense Ralph Steinman, fallecido el pasado viernes.
El martes se dieron a conocer el correspondiente a Física, que se repartirán los astrónomos estadounidenses Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt y Adam G. Riess.
Mañana, jueves, se dará a conocer el de Literatura y el viernes el de Paz, los dos galardones más esperados entre los prestigiosos Nobel, mientras que el lunes se anunciará el correspondiente a Economía, último de la serie.
La entrega de los premios se realizará, de acuerdo a la tradición, en dos ceremonias paralelas, en Oslo para el de la Paz y en Estocolmo los restantes, el día 10 de diciembre, aniversario de la muerte de Alfred Nobel.
Los Nobel están dotados con 10 millones de coronas suecas -unos 1,1 millones de euros- para cada una de sus seis disciplinas.
jueves, 6 de septiembre de 2007
Los sólidos y los líquidos
Punto de Fusión:
El punto de fusión o punto de congelación de una sustancia es la temperatura a la cual sus fases sólidas y líquidas coexisten en equilibrio.
El punto de fusión normal de una sustancia es su punto de fusión a una atmósfera de presión. Los cambios en la presión tienen efectos muy pequeños.
La viscosidad:
La viscosidad es la oposición que muestra un fluido a las deformaciones tangenciales.
VISCOSIDAD DINÁMICA: unidades en el SI: [µ] = [Pa·s] = [kg·m-1·s-1] ; otras unidades: 1 Poise (P) = 10-1 Pa·s = [10-1 kg·s-1·m-1]
VISCOSIDAD CINEMÁTICA: unidades en el SI: [m2.s-1]
En los líquidos, el pequeño rozamiento existente entre capas adyacentes se denomina viscosidad. Es su pequeña magnitud la que le confiere al fluido sus peculiares características; así, por ejemplo, si arrastramos la superficie de un líquido con la palma de la mano como hacíamos con la goma de borrar, las capas inferiores no se moverán o lo harán mucho más lentamente que la superficie ya que son arrastradas por efecto de la pequeña resistencia tangencial, mientras que las capas superiores fluyen con facilidad. Igualmente, si revolvemos con una cuchara un recipiente grande con agua en el que hemos depositado pequeños trozos de corcho, observaremos que al revolver en el centro también se mueve la periferia y al revolver en la periferia también dan vueltas los trocitos de corcho del centro; de nuevo, las capas cilíndricas de agua se mueven por efecto de la viscosidad, disminuyendo su velocidad a medida que nos alejamos de la cuchara.
Cabe señalar que la viscosidad sólo se manifiesta en fluidos en movimiento, ya que cuando el fluido está en reposo adopta una forma tal en la que no actúan las fuerzas tangenciales que no puede resistir. Es por ello por lo que llenado un recipiente con un líquido, la superficie del mismo permanece plana, es decir, perpendicular a la única fuerza que actúa en ese momento, la gravedad, sin existir por tanto componente tangencial alguna.
Si la viscosidad fuera muy grande, el rozamiento entre capas adyacentes lo sería también, lo que significa que éstas no podrían moverse unas respecto de otras o lo harían muy poco, es decir, estaríamos ante un sólido. Si por el contrario la viscosidad fuera cero, estaríamos ante un superfluido que presenta propiedades notables como escapar de los recipientes aunque no estén llenos
La viscosidad es características de todos los fluidos, tanto líquidos como gases, si bien, en este último caso su efecto suele ser despreciable.
Transferencia de calor implicando a los sólidos:
Cuando se suministra calor a un sólido por debajo de su punto de fusión, su temperatura aumenta. Después se requiere calor adicional para convertir el sólido en líquido. Durante este proceso de fusión, la temperatura permanece constante hasta que toda la sustancia se ha fundido. Después de completarse la fusión, la adición continuada de calor da como resultado un incremento en la temperatura del líquido, hasta que se alcanza el punto de ebullición.
El calor de Fusión:
Es la Unidad de calor requerida para difundir un mol de un sólido en su punto de fusión. Se puede expresar sobre la base de gramos: el calor de Fusión depende de las fuerzas intermoleculares de atracción en el sólido: estas fuerzas “mantienen unidas las moléculas”, en forma de sólido. Los calores de fusión son normalmente más altos para sustancias con punto de fusión mas elevados.
Sublimación y la presión de vapor de sólidos:
Algunos sólidos como el yodo y el dióxido de carbono, se vaporizan a presión atmosférica sin pasar por el estado líquido. Decimos que subliman: los sólidos exhiben presiones de vapor mucho menores. Los sólidos con presiones de vapor alto subliman fácilmente. Los olores característicos de los sólidos comunes de uso doméstico naftaleno(bolas de la polilla)y para-diclorobenceno(desodorante de baños) se deben a la sublimación. El proceso contrario, por el cual un vapor se solidifica sin pasar por el estado líquido se llama deposición.
Sólido------------Gas
Algunos sólidos impuros se pueden purificar por sublimación y deposición subsiguiente del vapor(como sólido) en una superficie más fría.
Sólidos amorfos y sólidos cristalinos:
La mayor parte de sólidos se componen de ordenamientos de partículas que vibran en torno a posiciones fijas en sus estructuras. Estos sólidos se denominan sólidos cristalinos. Algunos sólidos, denominados amorfos, no tienen estructuras ordenadas y bien definidas. Los vidrios se consideran sólidos amorfos o líquidos superenfriados, ya que fluyen aunque con suma lentitud. Los sólidos cristalinos se fragmentan a lo largo de los planos de la red cristalina, por lo que los fragmentos mantienen similares ángulos interfaciales y características estructurales. Los sólidos amorfos se rompen de forma irregular dando bordes disparejos y ángulos irregulares. Los sólidos cristalinos tienen puntos de fusión bien definidos, mientras que los amorfos pueden fundir a temperaturas diferentes en las diversas porciones de la muestra, al irse venciendo las diferentes fuerzas intermoleculares.
Cuando las moléculas que componen un sólido están acomodadas regularmente, decimos que forman un cristal. Y al sólido correspondiente le llamamos sólido cristalino o fase cristalina. Existen muchos ejemplos de sólidos cristalinos como por ej., la sal de mesa (cloruro de sodio, NaCl) y el azúcar (sacarosa, C12H22O11). Es fácil reconocer estos sólidos como cristalinos porque las partículas macroscópicas que los forman (los cristales) tienen formas regulares: si examinamos cristales de cloruro de sodio bajo una lente de aumento, veremos que los cristales tienen forma de pequeños cubos. Una característica notable de los sólidos cristalinos es que su fractura es regular, esto es, al partirlos siguen líneas y planos muy regulares. Así, si molemos los cristales de sal y los examinamos bajo un mayor aumento, veremos que siguen conservando formas muy regulares cúbicas. Al mencionar la palabra cristal, quizá el lector pensó en los vidrios de las ventanas. Ciertamente podemos considerarlos sólidos: mantienen su forma y su volumen, pero si quebramos un vidrio de una ventana (digamos, jugando fútbol) veremos que los cortes no son regulares. Hay muchos bordes filosos y su fractura es muy caprichosa. Esto es debido a que el vidrio no es un sólido cristalino, sino un sólido amorfo. Esto significa que, si pudiéramos verlo a escala molecular, veríamos que sus moléculas están relativamente fijas en sus posiciones, pero el arreglo no es regular. Algo así como si mezcláramos muchas partículas de la misma forma con una melaza muy viscosa. Las partículas tendrían poca libertad de movimiento, debido a la viscosidad del medio, pero no estarían dispuestas regularmente. Este comportamiento del vidrio es muy característico, y cuando un sólido presenta un comportamiento similar decimos que presenta comportamiento vítreo. Hay que aclarar que no todos los sólidos amorfos son vítreos. También conviene acostumbrarnos al significado químico de la palabra cristal. En el lenguaje coloquial utilizamos cristal como sinónimo de vidrio. En química, ambos términos tienen significados bien definidos y diferentes.
Estructuras de los cristales:
Todos los cristales contienen disposiciones regulares de átomos, moléculas o iones.
ordenada y definida y con forma externa limitada por superficies planas y uniformes, simétricamente dispuestas.
Los cristales se producen cuando un líquido forma lentamente un sólido, por ejemplo, la congelación de un líquido, el depósito de materia disuelta o la condensación directa de un gas en un sólido.
Los ángulos entre las caras equivalentes de dos cristales de la misma materia son siempre idénticos, con independencia del tamaño o de las diferencias de forma de su superficie.
Los cristales se agrupan en seis sistemas de simetría: cúbico o isométrico, hexagonal, tetragonal, ortorrómbico, monoclínico y triclínico.
La mayor parte de la materia sólida tiene sus átomos dispuestos de forma ordenada y, por tanto, tiene estructura cristalina. Los sólidos sin estructura cristalina se denominan amorfos. porción homogénea de materia con una estructura atómica ordenada y definida y con forma externa limitada por superficies planas y uniformes simétricamente dispuestas. Los cristales se producen cuando un líquido forma lentamente un sólido; esta formación puede resultar de la congelación de un líquido, el depósito de materia disuelta o la condensación directa de un gas en un sólido. Los ángulos entre las caras correspondientes de dos cristales de la misma sustancia son siempre idénticos, con independencia del tamaño o de la diferencia de forma superficial.
Enlace en los sólidos:
Los sólidos cristalinos se clasifican en categorías distintas de acuerdo con los tipos de partículas en el cristal y el enlace e interacciones entre ellos. Las cuatro categorías son:
Ø Sólidos metálicos.
Ø Sólidos Iónicos.
Ø Sólidos moleculares.
Ø Sólidos covalentes.
Sólidos metálicos:
Los sólidos metálicos están formados por iones positivos rodeados de electrones, esto hace que sean buenos conductores de la electricidad, así como duros y tenaces, con altos puntos de fusión y ebullición. El cobre o el oro son sólidos metálicos.
Sólidos Iónicos:
Los sólidos iónicos están formados por iones positivos y negativos alternos, que se atraen por tener cargas opuestas. Como la atracción eléctrica es fuerte, los sólidos son duros, pero frágiles y no conducen la electricidad. La sal es un típico sólido iónico.
Sólidos moleculares:
Si las partículas son moléculas, se trata de un sólido molecular, las moléculas se unen entre sí por fuerzas de Van der Waals, que son muy débiles y poco dirigidas, por lo que los sólidos moleculares son blandos y tienen puntos de fusión y ebullición bajos. El azúcar es un sólido molecular típico.
Sólidos covalentes:
Son sólidos formados por redes de átomos unidos por enlace covalente. Estas redespueden ser tridimensionales, bidimensionales (láminas) ó monodimensionales (cadenas), aunque sólo lasprimeras componen sólidos puramente covalentes. Los sólidos covalentes tridimensionales tienenelevados puntos de fusión y ebullición por las fuerzas extremadamente fuertes que los unen. En los bi– y monodimensionales, las láminas ó cadenas se atraen por fuerzas débiles de Van der Waals
Teoría de bandas:
La idea central que subyace en la descripción de la estructura electrónica de los sólidos metálicos es la de que los electrones de valencia de cada átomo se distribuyen a través de toda la estructura. Este concepto se expresa, de una manera más formal, haciendo una simple extensión de la Teoría de Orbitales Moleculares, en la que el sólido se trata como molécula infinitamente larga. Estos principios pueden también aplicarse a la descripción de sólidos no metálicos como los sólidos iónicos o los sólidos moleculares.
Formación de la banda mediante el solapamiento orbital:
El solapamiento de un gran número de orbitales atómicos conduce a un conjunto de orbitales moleculares que se encuentran muy próximos en energías y que forman virtualmente lo que se conoce como una banda. Las bandas se encuentran separadas entre sí mediante espacios energéticos a los que no les corresponde ningún orbital molecular
Para poder visualizar la formación de una banda considérese una distribución lineal de átomos (sólido unidimensional), separados todos a la misma distancia (a), en los que cada átomo posee un orbital de tipo s. Cada orbital de tipo s de un átomo solapará con el orbital s del átomo vecino. Así, si sólo hubiera dos átomos en el conjunto el solapamiento conduciría a la formación de 2 orbitales moleculares, uno de enlace y otro de antienlace. Si tenemos 3 átomos, el solapamiento de los 3 orbitales de tipo s originaría la formación de 3 orbitales moleculares, de enlace, de no enlace y de antienlace. A medida que se van añadiendo átomos al conjunto cada uno contribuye con su orbital molecular al solapamiento y en consecuencia se obtiene un nuevo orbital molecular. Así, cuando el conjunto está formado por N átomos se obtienen N orbitales moleculares. El orbital molecular de menor energía no presenta ningún nodo entre los átomos vecinos, mientras que el orbital molecular de mayor energía presenta un nodo entre cada par de átomos vecinos.
Los restantes orbitales van teniendo sucesivamente 1, 2, 3... nodos internucleares y sus energías están comprendidas entre la del orbital más enlazante (de menor energía) y la del más antienlazante (mayor energía). La diferencia de energía entre los N orbitales moleculares es tan pequeña que se forma una banda o continuo de niveles de energía. La anchura total de la banda depende de la fuerza de la interacción entre los orbitales atómicos de los átomos vecinos, de forma que, cuanto mayor sea la interacción, mayor será el solapamiento entre los orbitales y mayor será la anchura de la banda resultante (o separación entre el orbital molecular más enlazante y el más antienlazante). La anchura de una banda es, por lo general, una medida del grado de localización del enlace. Una banda estrecha representa un alto grado de localización de un enlace y a medida que se va haciendo más ancha los enlaces se hacen más deslocalizados.
La banda que se ha descrito se ha formado a partir del solapamiento de orbitales s y se denomina, por tanto, banda s
Si en los átomos existen orbitales de tipo p disponibles, éstos pueden solapar originando una banda p Como los orbitales p poseen mayor energía que los orbitales s de la misma capa, se observa a menudo la separación entre la banda s y la banda p. Pero si las bandas son anchas y las energías de los orbitales s y p de la misma capa no difieren mucho entonces ambas bandas se solapan. Este solapamiento es el responsable de que los elementos del grupo 2 de la Tabla Periódica tengan un comportamiento metálico. De la misma forma, la banda d está formada por el solapamiento de orbitales atómicos.
El nivel de Fermi
A la temperatura T = 0 K los electrones ocupan los orbitales moleculares que forman la banda siguiendo el principio de construcción citado en la lección 2. Si cada átomo del modelo (distribución lineal de átomos) contribuye a la banda s con 1 electrón entonces, a T = 0 K la mitad de los orbitales que forman la banda (1/2 N) estarán ocupados. El orbital molecular de mayor energía que se encuentra ocupado se conoce como el nivel de Fermi y, en este caso, estará situado en el centro de la banda. La banda de menor energía que se encuentra ocupada o semiocupada se conoce como banda de valencia. La banda de menor energía que se encuentra vacía se conoce como la banda de conducción.
A una temperatura superior a 0 K, la población de los orbitales moleculares que forman la banda, P, viene dada por la distribución de Fermi-Dirac, que es una versión de la distribución de Boltzmann, y que tiene en cuenta que cada nivel de energía de la banda sólo puede estar ocupado por 2 electrones como máximo. Esta distribución P tiene la siguiente forma:
P = 1/(e(E-μ)/kT + 1)
donde μ es el potencial químico o energía del nivel para el cual P = 1/2. La forma de la distribución de Fermi-Dirac se muestra en la Figura 7. Cuando la banda no está completamente ocupada los electrones que se encuentran próximos al nivel de Fermi pueden, fácilmente, promocionarse a niveles vacíos que se encuentran inmediatamente por encima de éste. Como resultado, los electrones gozan de movilidad y pueden moverse libremente a través del sólido. Este fenómeno origina que la sustancia sea un buen conductor eléctrico. Como se ha visto, en un metal la conductividad eléctrica disminuye con la temperatura; este hecho se debe a las interferencias (los electrones se pueden describir como ondas) que se producen entre los electrones que se mueven por el sólido y las vibraciones de la red cristalinas, provocadas por el movimiento de los átomos, vibraciones que aumentan al hacerlo la temperatura.
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