Grandes respuestas para preguntas sencillas

[Faraday]

Abro este hilo con la intención de acercar la ciencia a la gente, que no cursó nada más allá de la física y química o tecnología del instituto. Hoy en día, es cierto que hay información al alcance de todos, pero también creo que youtube, los blogs magufos, e incluso la prensa hacen mucho daño. Me encuentro a muchas personas que leen cualquier barbaridad o ven un vídeo y automáticamente propagan esa desinformación por todos lados, como "experto" en ciencia básica es un poco desolador.

Mi idea con este hilo no es hablar de Física cuántica, Teoría de Cuerdas o agujeros negros (que por poder, pues bueno), sino de plantear preguntas o curiosidades asequibles y entre todos ir aprendiendo. Algún ejemplo que se me ocurre es cómo funciona la fibra óptica, una brújula, por qué se forman las Auroras Boreales, qué es el JAVA que usa el navegador en realidad... no sé, cualquier cosa que se os pase por la cabeza.

Ya digo y recalco, que me gustaría evitar (ya que somos pocos, si esto fuera un foro grande pasaba del tema porque es imposible) que empiecen a brotar vídeos de 15 min del entrelazamiento cuántico o pseudoartículos (sin ofender) sensacionalistas como el de la ralentización de la luz. Si la persona me demuestra que sabe lo que es un sistema no inercial, distingue entre velocidad de fase y de onda, y está familiarizado con Maxwell (todo esto es física de 2º, no os creáis que hay que tener un Nobel), se puede charlar un rato y aprender mutuamente, pero creo que un blog random y la magufada de turno es todo menos didáctico.

A ver qué sale y quién se anima el primero 

[Mamadou]

Fara, explícanos por qué el LHC no va a causar que explote el planeta. Adicionalmente, expón qué hacen y por qué. Piensa además que yo tengo trece años mentales y que tiene que ser una explicación para dummies, o bien no dando por sobreentendido ningún conocimiento previo más allá de lo más básico, nivel primer curso de secundaria.

[Faraday]

Fara, explícanos por qué el LHC no va a causar que explote el planeta. Adicionalmente, expón qué hacen y por qué. Piensa además que yo tengo trece años mentales y que tiene que ser una explicación para dummies, o bien no dando por sobreentendido ningún conocimiento previo más allá de lo más básico, nivel primer curso de secundaria.

Vamos a ello:

1. Partículas, energía y barreras de potencial.

Las partículas poseen una energía debido a la acción de varios fenómenos físicos. Se dice que tienen una energía debida a cualquier campo que actúa sobre ellos (gravitatorio, electromagnético), por ejemplo, o a la velocidad a la que se mueven. Hay más tipos de energía o maneras de medirla, en base al estado de los elementos que componen dicha partícula, pero es hilar fino y para entender la idea general creo que no hace falta. Bien, esta energía se puede entender como la capacidad para interaccionar con otras partículas, y, en definitiva si piensas de manera macroscópica, con el medio que la rodea.

Por otro lado, cada una ellas posee a su vez una barrera de potencial. Algo así como un campo invisible que evita que perturbaciones exteriores interactuen con la propia partícula. Obviando el efecto túnel (a través del cual lo que voy a decir a continuación puede violarse), para poder conseguir que dos partículas "choquen" y pase algo, esta energía ha de superar dichas barreras.

2. ¿Qué es un acelerador de partículas?

Como su nombre indica, es un dispositivo que sirve para acelerar las partículas, generalmente a través de campos electromagnéticos. Con esto se pretende que los electrones (o lo que sea) alcancen unas velocidades altas, lo cual se traduce en mayor energía y luego se les hace colisionar contra otros núcleos. De esta manera se puede generar radiación X, reacciones nucleares... etc. es decir, fenómenos que de manera natural no se producirían, y observar las propiedades de los mismos. Además, permite estudiar el comportamiento de dichos elementos a velocidades relativistas, lo cual es muy interesante.

En esencia, lo que se pretende es dotar a las partículas que van a colisionar de X energía, y lanzarlas contra un objetivo para ver qué pasa.

3. El LHC

Este acelerador lo que consigue es acelerar Hadrones (generalmente protones, que es un tipo de hadrón) a energías altísimas y hacerlos colisionar entre sí, intentando simular los fenómenos que se suponen ocurrieron durante el Big Bang. Esto ya es física nuclear y de partículas dura, de la cual, siendo honestos, yo no tengo ni puta idea a nivel profesional. La idea que buscan es encontrar partículas subatómicas que expliquen o validen un modelo a través del cual 3 de las 4 fuerzas generales de la física (electromagnética, nuclear débil y fuerte) queden relacionadas, o partículas que según los modelos teóricos que sustentan la física, ha sido predicha su existencia pero aún no se ha comprobado empíricamente. Muchas veces la física teórica, contempla soluciones perfectamente razonables para cierta fenomenología, pero luego es muy difícil que se den esas condiciones. Este son el tipo de cosas que se trata de buscar con el LHC, no es sino otro acelerador más potente que los anteriores pero que sigue la misma filosofía que sus predecesores.

4. ¿Y esto, para qué sirve? 

Una pregunta recurrente sobre estos asuntos es la aplicación práctica que tienen este tipo de elementos. Resumiendo, dos vertientes:

- Descubrimiento de nuevas propiedades o efectos al combinar varias partículas: técnicas en medicina como la creación de radioisótopos que sean rastreables en el torrente sanguíneo o liberen medicamentos, tratamiento contra células cancerosas... cosas del rollo. También en industria para mejorar componentes electrónicos o desarrollar materiales que bajo X circunstancias se comporten de manera más eficiente.

- Mejora del equipamiento del propio colisionador y traslado a la industria moderna. Lo que ha pasado de toda la vida en ciencia, primero se desarrolla la última tecnología para estos casos, y luego brotan millones de aplicaciones en otros campos. Como ejemplo clásico, el Teflón de las sartenes surgió para recubrir una nave espacial.

5. Antimateria, explosiones, The End is Near

Como no puede ser de otra manera, este tipo de experimentos siempre conllevan sensacionalismo. Es lo que vende, lamentablemente. Bang suena a explosión, microagujero negro a Interestellar y antimateria al fin del mundo. La prensa, magufos e iletrados en general, se hacen eco de estos términos y empiezan a propagar propaganda loca sin ton ni son. Todos estos efectos se reproducen en el laboratorio a escalas micróscopicas, en un entorno absolutamente controlado, y duran millonésimas partes de segundo. Al final este tipo de sucesos son un "pico" en un detector, que viene a confirmar lo esperado para cierta energía, y ya. Ni se forman bombas atómicas, ni va a haber un mini Big Bang en el subsuelo de Europa, ni nada parecido.

Lo que sí que es cierto es que si se llevase ese tipo de experimentos "a gran escala" y con enormes cantidades de materia, es "potencialmente" peligroso ya que se formarían partículas muy energéticas e inestables. En definitiva, lo que ha hecho la prensa es lo de siempre, coger la declaración de 4 detractores, de 3 físicos famosos que teorizan lo que ocurre en un caso límite (muy alejado del real) y hacerse eco para llamar la atención. Si de verdad hubiese un peligro potencial, Hawking no lo comentaría de pasada en el prólogo de un libro, sino que saldría a dar una rueda de prensa mundial. E igualmente, toda la comunidad científica mundial tiene trillones de veces más criterio, medidas de seguridad y conocimiento sobre la física actual que cualquier ciudadano de a pie o medio de (des) información.



Espero que más o menos me haya quedado algo claro y ameno de leer, sin meterme en muchos jardines. Cualquier cosa vais comentando y aportando, sin miedo que el hilo es más vuestro que mío.

P.D. Sé que he escrito partícula 500 veces, pero no hay realmente un sinónimo que la sustituya.

[Mamadou]

Entiendo que con partícula te refieres a partículas "compuestas", como los protones o neutrones, y descomponerlas es lo que consigue ver sus partes, otras más pequeñas, como los hadrones o mesones, o más abajo todavía, las "partículas" más pequeñas, tales como quarks, leptones y... bosones. Parece, sin embargo, que a este nivel de pequeñez no se puede hablar de estas partículas como "cosas", sino más bien, corrígeme si me equivoco, como "fuerzas" que interactúan entre sí.

Se hizo muy sensacional el descubrimiento de una partícula que la prensa llamó "la partícula de Dios", que sería el bosón de Higgs. ¿Se ha descubierto realmente con una seguridad del 100%? ¿qué supone su descubrimiento? ¿qué es en realidad?

[El Rata]

¿Qué me puedes contar sobre la muerte térmica del universo? ¿Existe alguna teoría alternativa y viable sobre el destino último del universo?

[Faraday]

Entiendo que con partícula te refieres a partículas "compuestas", como los protones o neutrones, y descomponerlas es lo que consigue ver sus partes, otras más pequeñas, como los hadrones o mesones, o más abajo todavía, las "partículas" más pequeñas, tales como quarks, leptones y... bosones. Parece, sin embargo, que a este nivel de pequeñez no se puede hablar de estas partículas como "cosas", sino más bien, corrígeme si me equivoco, como "fuerzas" que interactúan entre sí.

Se hizo muy sensacional el descubrimiento de una partícula que la prensa llamó "la partícula de Dios", que sería el bosón de Higgs. ¿Se ha descubierto realmente con una seguridad del 100%? ¿qué supone su descubrimiento? ¿qué es en realidad?

No, me refiero a partículas en general. Por ejemplo, dentro de los Hadrones tenemos bariones (protones y neutrones) formados por varios quarks, o mesones formadas por un quark y un antiquark (pion). Esto ya es física nuclear dura, pero para entendernos tendríamos partículas que forman la materia tal y como la conocemos (protón, neutrón, electrón y fotón si quieres) y partículas que son responsables o representan las fuerzas o interacciones entre los anteriores.

Realmente más que si son cosas o sí, se suele mirar si tienen "masa" o no, al igual que otras propiedades. No es algo tangible (aunque muchas tienen masa), por explicarlo de manera "sencilla" cuando hay una interacción y cambian las propiedades de una partícula, se responsabiliza a éstas otras del cambio. Me resulta muy jodido de explicar sin mates, y personalmente fue una de las asignaturas más duras de la carrera así que no me veo con soltura como para ir más allá, lo siento, no quiero dar un concepto confuso o incorrecto.

Lo que sí que puedo esquematizarte un poco es la diferencia entre tipos de partículas que has escrito por ahí y está un poco enmarañada:

Los hadrones (protones y neutrones) son partículas formadas por quarks unidos bajo la interacción nuclear fuerte. Hay otro tipo de partículas análogas a los quarks que no experimentan estas interacción, sino la débil, y se llaman leptones, dando lugar cuando se combinan al electrón (por ejemplo, hay más). 

Según otro tipo de clasificación, tanto leptones como quarks son fermiones. Esto tiene que ver con su spin, que es una característica cuántica y no voy a entrar en ella de momento. En base al mismo, también hay bosones.

Como ves, es un jaleo monumental. Todas estas clasificaciones derivan de propiedades cuánticas determinadas generalmente por los modelos matemáticos que describen a dichas partículas,y que tratan de explicar su funcionamiento. Es muy difícil narrar la cuántica, ya que es como "traducir" números. Quédate con la idea general de que:

- El núcleo de un átomo está formado por protones, neutrones y electrones. Los protones y neutrones lo componen 3 quarks, y el electrón se define como un leptón y no tiene una subestructura conocida. Aparte, hay otras particulas formadas por quarks, y hay otros leptones. En ese saco gigante están los muones, piones,positrones... etc.  y cada uno pertenece a un colectivo concreto.



En cuanto al bosón de Higgs es una partícula que trata de explicar el origen de la masa o por qué el resto tienen "masa", dentro del modelo estándar. Es como la confirmación de la teoría que sostiene por qué las partículas (y por ende, las cosas) tienen masa. Hasta donde sé han encontrado partículas que se parecen mucho o se asemejan, pero no tengo ni idea de sí es algo definitivo o está ya constatado, tendría que buscar papers y estudiarlo. Es un tema que a ese nivel se me escapa, si te soy sincero, pero espero al menos haberte arrojado algo de luz. Es complejo de explicar cuando ni tan siquiera yo lo entiendo del todo xD

[Freddie Mercury]

Soy una persona sencilla y simple que quiere saber si un día se va a poder viajar en el tiempo como hoy viajamos en taxi.

[Faraday]

¿Qué me puedes contar sobre la muerte térmica del universo? ¿Existe alguna teoría alternativa y viable sobre el destino último del universo?

No mucho, la astrofísica es una rama de la física que no he estudiado de manera académica ni profesional. Sobre la muerte térmica tengo entendido que obedece a una teoría cosmológica que aplica el Segundo Principio de la Termodinámica y poco más. 

Si hay alguien más que pueda aportar que lo haga, abrí el hilo no como preguntas a Fara, sino como entorno de debate. En este tema no puedo profundizar ya que ni sé, ni me interesa demasiado el asunto.

Soy una persona sencilla y simple que quiere saber si un día se va a poder viajar en el tiempo como hoy viajamos en taxi.

Dejando de lado la sci-fi o teorías locas, la realidad es que la física actualmente permite viajar al futuro, pero no al pasado, de manera teórica. 

¿Es el tiempo algo absoluto? ¿Qué es el tiempo?


Por definición, el tiempo es una magnitud física que determina el cambio de un sistema de un estado al siguiente ,de manera muy generalista. En la mecánica clásica, se concebía el tiempo como algo absoluto y común a todos los sistemas, es decir, tu tiempo, el mio y el del bolígrafo que tengo en mi mesa, era el mismo. Por lo tanto, si desde el punto de vista de nosotros había ocurrido un suceso anteriormente, estaba en el pasado, y si ocurrirá a posteriori, estará en el futuro. Además, este momento que vivimos tú, el boli y yo es el presente.

Sin embargo, Einstein y su teoría de la relatividad demostraron que el tiempo no es invariable, sino que depende del sistema de referencia desde el que se mida, así como de la velocidad relativa entre ambos. Si aceleramos por ejemplo el boli, a velocidades cercanas a "c", veremos que el tiempo no pasa igual para ti y para mi que para el boli respecto a nosotros. He aquí el meollo de la cuestión, para ti han pasado 15 seg, para mí también, para el boli desde su punto de vista también, pero si tratamos de medir desde el boli el tiempo que ha pasado donde estamos nosotros, veremos que el resultado es de minutos, horas o años. Es decir, el boli "ha viajado" a nuestro futuro. Esto es lo que ocurre en ciertas pelis de sci fi, y a veces el fenómeno también se cree posible por la influencia de un agujero negro.

Por último, el proceso inverso no funciona. La dilatación temporal se produce en un sistema de referencia en movimiento respecto al tuyo, no en el propio. Por lo tanto, puedes viajar "a tu futuro", pero nunca a "tu pasado", ya que para ti el tiempo que pasa es el mismo, solo aumentas el del sistema que abandonas (en este caso, la Tierra). Solo funciona en ese sentido, no puedes volver a un punto que ya has visitado, no sé si me explico correctamente.

¿Entonces son posibles los viajes en el tiempo?

En teoría, sí. Súbete a una máquina que viaje a velocidades cercanas a las de la luz, date unas vueltas por el espacio y vuelve. Todos tus amigos serán ancianos y la sociedad habría avanzado X años. La realidad es que no hay tecnología conocida que lo permita, ni visos de que vaya a ocurrir en un futuro próximo. Sin embargo, en aceleradores de partículas que permiten obtener estas velocidades, se ha verificado que este suceso se produce y que el tiempo varía según el sistema de referencia, pero lo que tiene que quedar claro es que es imposible "volver atrás".

[Jaime]

¿Qué me puedes contar sobre la muerte térmica del universo? ¿Existe alguna teoría alternativa y viable sobre el destino último del universo?

Existe una teoría infumable y completamente indemostrable de Roger Penrose, que el buen profesor expone en su igualmente infumable libro Ciclos del Tiempo. Es esencialmente un formalismo matemático más que una teoría física, aunque según él explica ciertas observaciones. Viene a decir que el BigBang es el resultado del colapso de un universo anterior por unas propiedades de conexión que, dice él, se demuestran (con cálculos y razonamientos que sólo él comprende) analizando los datos y tirando de teoría matemática de esa que tanto gusta en las facultades de exactas de todo el perro mundo.

Si tiene algún interés es el intento que hace de visualizar el Universo como una genuina variedad topológica y cómo se puede interpretar la dimensión temporal en dichos términos, que usualmente se asocian de manera intuitiva a aspectos "más espaciales" de la geometría.

Al final, la "muerte" del Universo depende esencialmente de su geometría intrínseca, lo cual depende de su curvatura y, en última instancia, de la Constante Cosmológica y de cuán constante verdaderamente sea.

[Mamadou]

Fara y otros, espero no desatar vuestras iras contra mí, yo soy solo un señor que vive en un pueblo y se entera de todo tarde y mal.

Venga, tiro la piedra y escapo a correr: ¿Estuvo el hombre en la luna?

La piedra que os tiro:

http://www.abc.es/tecnologia/redes/20141...11658.html

[Jaime]

Respuesta corta: Sí. Respuesta larga: Sííííííííííííííííííííí.

[Mamadou]

¿Y el piedro ese? ¿se les acabaron y faltaba Holanda?

[Jaime]

Uno de los temas que menos domino -si es que domino alguno- es la química y su nexo con la física nuclear. ¿Alguien puede explicarme qué es la isla de estabilidad de la Tabla Periódica y si debería creerme que pueden sintetizarse elementos ultrapesados y estables dado que, como ocurre con los extraterrestres, todo apunta a que no existen en la naturaleza?

[Faraday]

A ver si alguien me puede definir de manera sencilla el término tan de moda de "buenas prácticas". Estoy aburrido de leerlo, especialmente en pedagogía, pero me parece taaaan amplio y poco acotado que muchas veces lo veo y me quedo como... ok, "buenas prácticas", pero no sé qué narices pretendes que se haga.

[Brácula]

Buenas prácticas eran las de antes que encima eran pagadas, ahora son malas prácticas.

Piedras pequeñas, ya me marcho. Que yo de ciencia no se, estudio psicología.

[Faraday]

Me extraña que en psicología no aparezca el término, de hecho este tipo de expresiones infecciosas suelen venir de pseudociencias como la psicología o la pedagogía :p

P.D. Esto es broma, pero la pregunta inicial, no. Tengo curiosidad de verdad xD

[CulitoDeRana]

A ver si alguien me puede definir de manera sencilla el término tan de moda de "buenas prácticas". Estoy aburrido de leerlo, especialmente en pedagogía, pero me parece taaaan amplio y poco acotado que muchas veces lo veo y me quedo como... ok, "buenas prácticas", pero no sé qué narices pretendes que se haga.

Normalmente significa que es algún workflow que ha diseñado alguna organización con buen nombre, o que usa mucha gente. Nada más.

[Brácula]

Me extraña que en psicología no aparezca el término, de hecho este tipo de expresiones infecciosas suelen venir de pseudociencias como la psicología o la pedagogía :p

P.D. Esto es broma, pero la pregunta inicial, no. Tengo curiosidad de verdad xD

Sí que ha aparecido el término en alguna ocasión, en asignaturas enfocadas al aprendizaje, pero no he profundizado demasiado y no sabría responderte. La verdad es que mis dos primeros años no han sido la mejor experiencia del mundo. Demasiadas asignaturas que no me gustan.

[karissa]

A ver si alguien me puede definir de manera sencilla el término tan de moda de "buenas prácticas". Estoy aburrido de leerlo, especialmente en pedagogía, pero me parece taaaan amplio y poco acotado que muchas veces lo veo y me quedo como... ok, "buenas prácticas", pero no sé qué narices pretendes que se haga.

Es que a la práctica es tal como lo defines, amplio y muy poco acotado xD Por lo que recuerdo de la carrera, para ser considerada buena práctica, "debería" cumplir con unos requisitos (innovación, impacto tangible, sostenibilidad, permanencia en el tiempo, que sea replicable en otros lugares...) que deberían ser medidos, haciéndolo un concepto algo más ¿científico?. Pero jaja.

Todo el mundo se ha subido al carro quitándole valor. Al final es otro concepto para promocionar fácil los principios que yo creo que son correctos (a veces con algún leve intento de evidencia) y poco más, se queda en el plano literario. Yo huyo cuando lo leo.


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