Una gran pérdida. Un gran homenaje.

El viernes pasado falleció Heinrich Rohrer, físico suizo y ganador del Premio Nobel de Física por crear el microscopio de efecto túnel, premio que compartió con Ernst Ruska, inventor del microscopio electrónico. Estudió y se doctoró en el Instituto Suizo de Tecnología, en Zurich. Trabajó en el laboratorio de investigación que la empresa IBM posee en Zurich.

Su encuentro con la Física fue algo accidental, ocurrió cuando tuvo que ingresar en el Instituto Federal de Tecnología en el otoño de 1951. Fue alumno del Premio Nobel W. Pauli.

El microscopio permite ver átomos individualmente, obteniendo una imagen muy precisa de la superficie de un material, como el ‘hombre molecular’ que aparece encabezando este post, ‘dibujado’ con 28 moléculas de monóxido de carbono: sirva como homenaje a su pérdida.

¿Einstein era un manta en matemáticas?

Todos damos por sentado, a estas alturas de la película, que Napoleón era bajito, que lo de “elemental, querido Watson” lo decía Sherlock Holmes, que los piratas llevaban pata de palo y un loro en el hombro, que los cascos de los vikingos tenían cuernos o que Albert Einstein, a pesar de que era mal estudiante y sacaba malas notas en matemáticas, luego acabó revolucionando la física (o precisamente por eso, apostillan algunos).

Sin embargo, las afirmaciones anteriores son falsas. Absolutamente todas. Sí, también la de que Einstein era mal estudiante.

Al contrario, Einstein sacaba buenas notas. Bien, no se conservan las notas en primaria del pequeño Albert, pero uno de sus profesores de secundaria recordaba que sacaba buenas notas en Latín, por ejemplo.

La idea de que Einstein era mal estudiante parece haber nacido de una confusión de uno de sus primeros biógrafos, al descubrir su etapa escolar en Aarau, Suiza. Cuando Einstein, en 1895, llevó a cabo el examen de acceso al Instituto Politécnico Federal de Zúrich, lo suspendió, en efecto. Pero aparentemente lo hizo porque el examen incluía una prueba en francés, idioma que Einsten no dominaba.

Al regresar al secundaria para preparar de nuevo el examen de acceso, Einstein sacaba notas de 1 y 2… sin embargo, en la escala de notas de aquel momento, 1 era la máxima nota, y 6 la mínima. Más tarde, se invirtió la escala de las notas, y Einsten empezó a obtener notas de 6 y 5… siendo 6 la nota máxima.

Los biógrafos describían rutinariamente que Einstein repetía curso (en realidad lo hacía para preparar de nuevo el examen de acceso) y que sacaba notas que no pasaban del 2 o del 6 (cuando esas notas eran de las más altas).

Los historiadores, pues, no fueron especialmente cuidadosos en la documentación: supongo que el hecho de que Einstein sacara notas tan bajas, junto a sus repeticiones de curso, les hicieron olvidar una simple comprobación del baremo de notas en Suiza en aquella época.

Otra cosa es que los profesores no tuvieran buen concepto de Einstein, pero eso puede también explicarse en el sentido de que el sistema escolar de la época otorgaba preponderancia a la memorización y la autoridad de los profesores, lo que creaba tensiones cuando el alumno mostraba ideas contrarias al respecto.

Tampoco Einstein era torpe con las matemáticas. No es cierto que al tocar el violín, Einstein se perdiera porque era incapaz de contar las notas. Además, de ser cierto, de ello tampoco podemos deducir que fuera un negado para las matemáticas.

Otra afirmación einsteniana que se ha desvirtuado en el ámbito de la charla de bar es que “todo es relativo”. Einstein no dijo tal cosa, al menos no lo dijo de forma tan ramplona. La teoría de la relatividad es compleja y difícil de entender, pero resumidamente afirma que, en todo caso, el tiempo y el espacio son relativos, que dichas entidades no absolutas, no son inamovibles.

A la vez que afirmaba esto, también decía que la velocidad de la luz no era relativa, sino absoluta. Es decir, si medimos la velocidad a la que va una pelota, su velocidad será relativa: si la pilota la tiramos entro de un tren, y yo también estoy en dicho tren, mediré una velocidad que no será excesiva.

Pero si lo miro todo desde fuera, parecerá que va más deprisa. Y ya no digamos si hacemos la medición desde otro tren que se desplaza en dirección contraria. Es decir, que debemos especificar respecto a qué medimos la velocidad de la pelota. Su velocidad es relativa respecto al observador. Sin embargo, ello no se puede aplicar a la velocidad de la luz. Y, por tanto, la luz no es relativa, sino absoluta.

El Gran Colisionador de Hadrones visto a través de las Google Glasses

Los científicos son un fraude; la ciencia, no

Entre los científicos se halla, en principio, la misma proporción de mentirosos, falsificadores, negligentes, estúpidos, egoístas o inmorales que en cualquier otra profesión. En consecuencia, la solución frente a los fraudes científicos no consiste en asumir que todo es un desastre y, por tanto, uno debe, por ejemplo, medicarse con lo que considera más oportuno (léase homeopatía), sino por exigir que los controles en la investigación científica se vuelvan más estrictos (es decir, prohibiendo la comercialización de medicamentos que, como la homeopatía, no ha pasado por los filtros apropiados).

Si debemos confiar en la ciencia es porque, si bien los científicos son seres humanos, más o menos igual de falibles que cualquier ser humano, los protocolos de la ciencia son tan estrictos (o deberían serlo) que la mala praxis se minimiza. Como os contaba en la historia de la Universidad Invisible, la mejor forma de que un científico sea honesto no es pidiéndole honestidad, de motu proprio, sinoexigiendo que los científicos se vigilen y controlen entre sí, y aquéllos que consigan destapar el fraude de otros, sean debidamente recompensados.

El método científico es la mejor manera que conocemos para obtener conocimiento objetivo y acumulativo, sin embargo los científicos constituyen, a grandes rasgos, un gran lastre para que este mecanismo funcione correctamente (aunque hay otros lastres aún más gravosos, naturalmente, como medios de comunicación que añaden ruido a las evidencias científicas, o la falta de financiación de la investigación).

Uno de los libros que más profundamente nos adentra en la mala praxis científica, concretamente en el ámbito de la investigación médica, es sin duda la última obra de Ben Goldacre: Mala Farma. Después de su lectura, uno se pregunta cómo diablos la medicina consigue curar… aunque también advierte con horror cuán cruento podría ser el mundo si ni siquiera existieran los protocolos científicos que hoy en día se exigen (y que resultan, al parecer, tan fáciles de esquivar con suficiente dinero y mala fe).

Lo peor es que una gran cantidad de fraudes son detectados de manera fortuita, casual o como consecuencia de sospechas in situ. Para evitar esto, Goldacre propone algunas medidas, como mejor vigilancia rutinaria, mejor comunicación entre los editores de publicaciones relativa a los trabajos sospechosos que rechazan, mejor protección de denunciantes, comprobaciones al azar de datos importantes por parte de las publicaciones especializadas…

A este último respecto, una forma eficaz de descubrir adulteraciones de resultados es comprobando los números supuestamente aleatorios presentados en la investigación. El cerebro humano, es un generador muy imperfecto de números al azar.

Primer dispositivo tridimensional de invisibilidad cuántica

La ley científica que fue ocultada en un anagrama

A pesar de que hoy en día la idea del genio individual cada vez está más desprestigiada por los académicos, que, por el contrario, apuestan por el genio colectivo o por la concepción de que los avances científicos son responsabilidad de diversas personas e incluso de un paradigma mental vigente, algunos científicos han sido extremadamente celosos de sus descubrimientos, temiendo sobremanera que otro se les adelante o que incluso se apropien del mismo. Esa obsesión fue la que condujo al físico inglés Robert Hooke, allá por 1676, a presentar su hoy célebre ley de Hooke de una forma un tanto diferente. En vez de hacerlo de forma que todo el mundo pudiera entenderla (incluidos sus colegas), la presentó a modo de acertijo, mediante un anagrama, quebrando esa regla universal ya en la ciencia de que los científicos deben expresar sus descubrimientos de la forma más inteligible posible. Al anunciar que había descubierto “la verdadera teoría de la elasticidad o fuerza de los muelles”, la encriptó con el siguiente anagrama: “ceiiinosssttuu”. Transcurridos dos años, cuando Hooke ya estaba más convencido de sus resultados, publicó la solución del anagrama en Lectures de potentia restitutiva, or of spring: dicho anagrama significaba “Ut tensio sic vis”, es decir, “como la extensión, así la fuerza”

Un paso hacia los ordenadores cuánticos.

Científicos de la Universidad de Yale han descubierto una nueva forma de manipular señales de microondas que podrían ayudar, todo a largo plazo, a desarrollar una computadora cuántica, una potente herramienta que revolucionaría el tratamiento de la información a través de una velocidad y un poder sin precedentes. Al igual que las clásicas, las computadoras cuánticas deben ser capaces de recibir, almacenar y manipular la información con el fin de realizar cálculos. Pero la frágil naturaleza de la información cuántica, que existe como un 0, 1 o ambos al mismo tiempo, plantea desafíos. En la investigación, publicada en la revista Nature, los físicos de Yale reportan un avance en el desarrollo de mecanismos de memoria. El avance consiste en fotones, las unidades más pequeñas de señales microondas, que pueden servir como memoria de una computadora cuántica, al igual que la memoria RAM de un ordenador normal. Los fotones pueden transportar y almacenar información cuántica durante mucho tiempo, debido a que interactúan débilmente con el medio de comunicación (cables, aire) por el que normalmente viajan. La debilidad de estas interacciones evita que los fotones sean absorbidos por el medio y conserven la información cuántica, una vez que se hayan codificado. En el artículo de Nature, los investigadores informan que la creación de un medio artificial hace que los fotones repelan a otros fotones, permitiendo una eficiente codificación no destructiva y, por consiguiente, la manipulación de la información cuántica.

Temperaturas bajo cero absoluto.

Científicos lograron una temperatura más baja del cero absoluto por primera vez en la historia. La temperatura se logró utilizando un gas cuántico compuesto de átomos de potasio. Con una modificación del campo magnético, la temperatura bajó un “pocas millonésimas de Kelvin” del cero absoluto. El campo magnético inverso en combinación con láseres se utilizó para mantener los átomos de potasio en una formación de enrejado. La alteración del campo magnético causó la atracción de los átomos, donde en una disposición normal se repelen. Ulrich Schneider de la Universidad Ludwig Maximilian explica el proceso a continuación. “Esto de pronto cambia los átomos de su más estable, bajo estado de energía, al estado de energía más alto que es posible, antes de que puedan reaccionar. Es como caminar por un valle, y a continuación, en un instante estás en la cima de la montaña. “¿Cuáles son los beneficios de este logro? Esta es la base sobre la cual invenciones cuántica se pueden formar. Algunos dicen que esto podría conducir a la formación de nuevos tipos de materia. Estados de alta energía se estabilizan en temperaturas sub-cero, por ejemplo, mientras que posiblemente reaccionarían en otras formas. Achim Rosch, un físico teórico, dice que nubes de átomos podrían viajar hacia arriba en lo que parecería ser una violación de la gravedad. Otra peculiaridad del gas sub-cero absoluto es que imita la fuerza misteriosa “energía oscura” que causa que el universo se expanda a un ritmo cada vez más rápido en contra de la fuerza centrípeta de la gravedad. Schneider señala que los átomos atractivos del gas producido por el equipo también tienden a contraerse hacia dentro, pero no lo hacen porque la temperatura negativa absoluta los estabiliza. “Es interesante que esta característica extraña aparece en el Universo y también en el laboratorio”, dice. “Esto puede ser algo que los cosmólogos deberían mirar más de cerca.”

La antimateria

La materia es todo aquello que nos rodea con lo que podemos interactuar. Está compuesta por átomos, que a su vez están compuestos por partículas como  el protón, el neutrón y el electrón. Hay muchísimas otras partículas más que también son materia, pero para el propósito de esta entrada solo hablaremos de estas 3. Todas las partículas tienen ciertas características que las definen, como la masa, la carga eléctrica, o el espín (que es lo que le da propiedades magnéticas a la materia).

La antimateria es exactamente lo mismo pero al revés. Es como si viéramos la materia a través de un espejo, donde lo que antes era Norte ahora es Sur, lo que antes era positivo ahora es negativo y lo que antes era izquierda ahora es derecha. Así pues, a cada partícula de materia le corresponde una antipartícula que comparte características como la masa, pero que tiene carga o espín opuestos. Por ejemplo, la antipartícula del electrón es el positrón que tiene carga positiva. La antipartícula del neutrón, es el antineutrón, que aunque también tiene carga neutra, tiene sus  polos norte y sur magnéticos invertidos.

La antimateria se comporta exactamente igual que la materia, siguen las mismas reglas. Nada impide que existan mundos, estrellas, galaxias o universos de antimateria, donde todo sea exactamente igual, a excepción de la carga. De hecho ya se han logrado crear átomos de anti-hidrógeno y anti-helio.

La 'partícula de Dios' abre la puerta a un nuevo universo científico y económico.

El hallazgo del que puede ser el tan buscado bosón de Higgs supone el comienzo de una nueva era en la física de partículas. Los científicos no pueden adivinar el alcance del nuevo campo, pero sí saben que el dinero invertido en este proyecto ha tenido, y tendrá, un importante retorno económico.

La comunidad científica todavía está noqueada con el anuncio del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) del hallazgo de una partícula que "si no es el bosón de Higgs, se le parece mucho". Tal vez se haya encontrado la respuesta a la propuesta realizada en 1964 por el físico Peter Higgs para explicar el origen de la materia.

Aunque el CERN no admite abiertamente que lo hallado sea la 'partícula de Dios', la presencia de un emocionado Higgs en la conferencia del CERN para comunicar el descubrimiento deja a la duda un mínimo margen.

A partir de ahora, tal vez se puedan resolver enigmas como la naturaleza de materia oscura y  cabe esperar futuros desarrollos tecnológicos.

Al margen del entusiasmo científico, este proyecto tiene un extraordinario impacto económico. Como recuerda Carlos Pajares, catedrático de la Universidad de Santiago de Compostela y hasta hace una semana delegado científico de España en el consejo del CERN, "la participación española ha sido relevante en numerosos aspectos. Por una parte, los directores durante este año de los experimentos que han llevado al descubrimiento han sido Martine Bosman, de la Universidad Autónoma de Barcelona, y Teresa Rodrigo, de la Universidad de Cantabria. Además, en la construcción del LHC han participado 35 empresas españolas, y algunos han obtenido otros contratos a partir de los desarrollos alcanzados en el CERN". En este sentido, apunta que "la energía del aeropuerto de Ginebra procede de unas placas solares desarrolladas por una compañía española para el CERN".

Pero también, muchas de las empresas que han participado en el CERN han conseguido contratos para la construcción del ITER, la gran estructura europea de investigación en energía nuclear.

Con estos ejemplos, Pajares quiere mostrar el interés económico que tiene para nuestro país no perder el ritmo de inversión en el proyecto europeo en estos momentos de recortes económicos. "La contribución de cada uno de los 20 países miembros (europeos) está en función de su PIB. Hasta ahora, España, junto con Alemania, Francia, Italia y Reino Unido, figura entre los que más aportan. Con la caída del PIB también se ha reducido la contribución (ahora estamos en poco más de 70 millones de euros). Pero para no perder fuerza, "nuestro país podría aportar capital humano.

De momento, hay muchas expectativas. ¿Para que servirán? Como respondió Faraday al ministro británico de Hacienda cuando le preguntó sobre el uso que tendrían sus trabajos: "no lo sé, pero seguro que sus sucesores cobrarán impuestos por ello". Así fue. Y así será con las aplicaciones derivadas del conocimiento de esta partícula", afirma Carlos Pajares.

Bibliografía: http://www.expansion.com