El XII Carnaval de la Física será organizado por este blog. Os animo a todos los lectores aficionados a la física asiduos de este blog a contribuir con vuestro granito de arena. Para participar no hace falta tener un blog. Puedes darte de alta en la web del Carnaval de la Física y publicar tu entrada allí. Por supuesto, a los que tenéis un blog lo más fácil es publicarla en vuestro propio blog. El formato de la entrada es libre: desde un elaborado artículo científico a una simple imagen, pasando por el comentario de una película, la descripción de un experimento casero, un podcast o un vídeo. La única condición es que trate sobre la física en cualquiera de sus aspectos.
La entrada debe indicar que es una participación en la XII edición del Carnaval de la Física, enlazar la página del Carnaval y mencionar que lo alberga La Ciencia de la Mula Francis (o Francis (th)E mule Science’s News). Una vez publicada es necesario comunicarlo expresamente a través de alguna de las siguientes vías:
O en los comentarios de esta entrada;
O en la web del Carnaval de la Física;
O enviándome un correo (para los que ya lo tengáis).
El plazo para publicar las entradas finaliza el 25 de octubre y el día 30 se publicará en este blog un resumen de las mismas.
Cuando Carlo (Ferri) (del blog Gravedad Cero) me pidió que alojara el XII Carnaval de la Física en octubre de 2010 no lo dudé un momento. No lo dudes tú tampoco ni un momento y contribuye. Me enteré del primer “Carnaval de la Física en Gravedad Cero” gracias a MiGUi, que a su vez se enteró en un tweet de Ciencia Kanija. Menéame y otros foros se hicieron eco de la misma y fue todo un éxito. En este blog hemos participado en casi todas las ediciones del Carnaval de la Física. Aquí va el listado de contribuciones por si alguien no se atreve a contribuir y quiere ver cómo he contribuido en el pasado.
Los dos científicos de la Universidad de Manchester que descubrieron el grafeno, Andre Geim y Konstantin Novoselov han obtenido el Premio Nobel de Física de 2010 por iniciar uno de los campos de investigación más candentes de la actualidad. Los análisis bibliométricos de Thomson Reuters han acertado este año con un pleno. Mi entrada está basada en el anuncio oficial del Premio Nobel (Prize Announcement). He visto en directo (online) el anuncio, que ha incluido una entrevista a Geim muy emotiva (se le oía muy emocionado por el premio aunque se sabía firme ganador algún día). [PS: Más información en inglés en Advanced Information y Popular Information].
El grafeno es una película de un átomo de grosor de átomos de carbono colocados en una red atómica perfecta. Esta forma del grafeno tiene unas propiedades excepcionales que se originan en las sutilezas de la física cuántica. El grafeno (igual que el diamente) es un material muy duro, aunque solo tenga un átomo de grosor, es buen conductor de la electricidad (mejor que el cobre), del calor (el mejor conductor del calor conocido), es casi transparente (ver la foto adjunta), pero tan denso que ni siquiera un átomo de helio (el átomo más pequeño de un gas) puede atravesar sus agujeros (entre los átomos de carbono).
Geim y Novoselov extrajeron el grafeno de un trozo de grafito (el mismo que se encuentra en cualquier lápiz ordinario). Utilizaron una especie de cinta adhesiva que les permitió extraer del grafito una lámina de un solo átomo de carbono. Muchos científicos creían entonces que era imposible que una lámina de un solo átomo de grosor cualquier material era imposible de fabricar porque era inestable. Geim y Novoselov lograron lo inesperado y con ello se convirtieron en firmes candidatos al Premio Nobel que ahora han obtenido.
El grafeno ha permitido a los físicos estudiar las propiedades de los materiales en solo dos dimensiones. Muchas de estas propiedades se deben a fenómenos de la física cuántica sin análogo en el mundo de los materiales en tres dimensiones. Las aplicaciones del grafeno están aumentando cada día, entre ellas, la creación de nuevos materiales y la fabricación de productos electrónicos innovadores (como transistores de grafeno) que podrían reemplazar al silicio y el germanio en muchas aplicaciones. Como es prácticamente transparente y un buen conductor, el grafeno es adecuado para la producción de pantallas táctiles transparentes, pantallas para televisores y monitores, e incluso las células solares. Mezclado con plásticos el grafeno los convierte en conductores de la electricidad, haciéndolos más resistentes al calor y más resistente mecánicamente, lo que ha permitido desarrollar nuevos materiales delgados superfuertes, con buenas propiedades elásticas y muy ligeros, con posibles aplicaciones en satélites, aviones y automóviles.
Konstantin Novoselov, de 36 años, es ciudadano británico y ruso, aunque nació en Rusia. Andre Geim, de 51 años, es ciudadano holandés, aunque también nació en Rusia. Novoselov trabajó por primera vez con como estudiante de doctorado de Geim en los Países Bajos. Posteriormente le siguió al Reino Unido. Ambos estudiaron su carrera de física en Rusia. Ahora son profesores de la Universidad de Manchester.
Por cierto, Geim y Novoselov son candidatos al Nobel desde el año pasado: ”Quién ganará el Premio Nobel de Física de 2009,” 3 Octubre 2009. Podéis leer en mi entrada “Ahora está muy de moda el grafeno así que yo personalmente acompañaría a Ijima de ANDRE GEIM y KOSTYA NOVOSELOV (tampoco son los descubridores originales del grafeno, pero sí son los más famosos codescubridores).“
Un OVNI es un Objeto Volante No Identificado (UFO en inglés). Durante las 39 semanas de funcionamiento del LHC del CERN, cerca de Ginebra, se han observado 12 pérdidas locales de los haces que han obligado a parar de forma preventiva la máquina. Su causa es un OVNI de origen aún no identificado. Estos OVNIs podrían ser pequeñas partículas de polvo que habrían entrado en el túnel. También se han observado ciertas pérdidas del nivel de vacío en el túnel; antes de la inyección de paquetes de protones la presión en el túnel es de 1’8 × 10-10 mbar y tras el llenado aumenta a 4’3 × 10-8 mbar. También se desconoce la causa de este pequeño problema. Tampoco se ha encontrado la causa dell “hump” del LHC (ver figura más abajo), una vibración en los haces de origen desconocido que lleva siendo estudiada desde principios de año y aún no se tiene ni idea de qué es. Se han hecho todas las pruebas imaginables, que han podido imaginar hasta ahora los técnicos, y su origen sigue siendo una incógnita. Estos tres problemas son los más importantes que tiene el LHC del CERN según la charla de Mike Lamont (LHC team), “LHC machine commissioning and the near future,” LHC Days, 4 octubre 2010 [PS: Program 2010 LHC Days in Split].
Por lo demás, el LHC está funcionando a las mil maravillas y su luminosidad va viento en popa. Ya se están produciendo colisiones con 200 paquetes de protones y este jueves se usarán 240. La semana que viene se alcanzará el objetivo de 336 paquetes por haz y quedarán dos semanas de reserva para seguir aumentando el número de paquetes o para realizar pruebas en busca de pistas sobre los problemas del LHC, o para lo que la comisión decida. Lamont no nos lo ha indicado en su charla.
En agosto de 2010 en la revista Human Reproduction se afirmaba que no se entendía por qué Robert Edwards no había sido nombrado Sir (caballero en el Reino Unido) por sus méritos como padre de la fecundación in vitro, que desarrolló junto al ginecólogo Patrick Steptoe (ya fallecido) en 1978. Edwards, anciano, frágil, ha recibido el reconocimiento merecido con el Premio Nobel de Medicina y Fisiología de 2010. Muchos premios Nobel se han obtenido gracias a luchar contra marea. Los primeros años de la investigación de Edwards y Steptoe fueron muy difíciles. En 1971, el Consejo Británico de Investigación Médica (MRC), la fuente principal de financiación para la investigación médica británica, por razones éticas y políticas, les negó financiación y siguió negándosela durante toda la década de los 1970. Ellos tuvieron que buscar dinero privado y gracias al mismo nació Louise Brown en 1978, transformando la investigación en obstetricia, ginecología y embriología humana. Tras el nacimiento de los dos primeros bebés probeta, el MRC cambió de opinión y apoyó de forma entusiasta estas investigaciones, como nos cuentan Martin H. Johnson, Sarah B. Franklin, Matthew Cottingham, Nick Hopwood, “Why the Medical Research Council refused Robert Edwards and Patrick Steptoe support for research on human conception in 1971,” Human Reproduction 25: 2157-2174, July 24, 2010 [el artículo es de acceso gratuito].
El primer nacimiento humano tras una fecundación in vitro representó todo un hito en la historia de la ciencias de la reproducción. Steptoe y Edwards dirigieron en 1978 el equipo médico que confirmó la eficacia del método de fecundación in vitro que habían desarrollado en 1969 el propio Edwards, Bavister y Steptoe (“Early stages of fertilization in vitro of human oocytes matured in vitro,” Nature 221: 632-635, 1969). En febrero de 1971 habían solicitado financiación para un programa de investigación sobre la fecundación humana. La solicitud fue rechazada. Siguieron trabajando en ello, en gran parte con dinero privado. Tras el nacimiento de Louise Brown, el propio Edwards y muchos medios de masas ejercieron presión sobre el MRC, que cambió su decisión y empezó a apoyar las investigaciones en fecundación in vitro. Este cambio de política puede parecer obvio, ya que el rechazo original no tenía justificación razonable, sin embargo, la decisión de 1971 se tomó tras una revisión técnica muy detallada (se dudaba sobre la seguridad del paciente en el procedimiento y sobre si los hijos nacidos por este procedimiento serían “normales”), pero la decisión de 1978 se tomó de forma precipitada por la fuerte presión de los medios. El artículo de Johnson y sus colegas afirma que han estudiado los archivos del MRC que recogieron la revisión por pares de las solicitudes de proyectos de investigación de Edwards y Steptoe, y que han realizado entrevistas a los implicados, incluyendo al propio Robert Edwards.
La idea de la fecundación in vitro (FIV) y de la transferencia de embriones ya apareció en el siglo XIX, pero se convirtió en una línea investigación a mediados de la década de 1930, gracias al trabajo del estadounidense Gregory Pincus. A finales de los 1960, se había demostrado la FIV en el conejo, el hámster y el ratón. En 1969 también se había logrado en la cabra, la oveja, el hurón, la rata y el cerdo. Parecía que era el momento de pensar en su uso en humanos (aunque algunos científicos lo veían aún como ciencia ficción).
Robert Edwards nació en 1925 en una familia de clase trabajadora en Batley, Yorkshire, estudió agricultura y zoología en la Universidad del Norte de Gales, e hizo su formación doctoral y post-doctoral en genética del desarrollo en el Instituto de Genética Animal de Edimburgo, entre 1952 y 1957. Tras varias estancias postdoctorales, se incorporó en 1963, con 38 años, a la Universidad de Cambridge. Publicó más de 40 trabajos de investigación sobre espermatozoides, la maduración del óvulo, biología embrionaria de gametos y sobre otros aspectos inmunológicos de la reproducción. A finales de los 1960 investigó las condiciones requeridas para madurar ovocitos de animales y humanos con objeto de utilizarlos para fertilizar óvulos in vitro. Edwards conoció a Patrick Steptoe en una reunión en la Sociedad Real de Medicina en 1968 después de leer uno de sus artículos. Steptoe (1913-1988), que tenía 12 años más que Edwards, se había formado en Londres en el King’s College y la Facultad de Medicina del Hospital St. George, también en Londres. Pionero en la introducción en el Reino Unido de la cirugía laparoscópica ginecológica, está considerado junto a Raoul Palmer (Francia) y Frangenheim Hans (Alemania) como uno de los tres padres fundadores de la laparoscopia. La colaboración entre Edwards y Steptoe dio su primer fruto en 1969 con el artículo en la revista Nature que publicaron junto a Barry Bavister (un estudiante de doctorado en Cambridge). El editor principal de la revista Nature era entonces el famoso John Maddox, un gran defensor de las ideas de Edwards sobre fecundación in vitro en humanos. Periódicos como The Times publicaron artículos de prensa anunciando el próximo desarrollo de bebés probeta y otros llegaron a afirmar que se podría elegir el sexo del futuro bebé. Edwards y Steptoe se convirtieron en el centro de atención del espejo público.
Las solicitudes de financiación pública de Edwards y Steptoe para recabar fondos para estudiar a medio plazo la fecundación in vitro en humanos recibieron importantes críticas, tanto por sus méritos científicos, como por sus aspectos éticos y por la magnitud de la ayuda solicitada. Aunque los revisores alabaron el alto nivel científico de la propuesta del Dr. Edwardse y su originalidad, todos tenían serias dudas sobre los aspectos éticos de las investigaciones propuestas, especialmente las relativas a la implantación en las mujeres de los ovocitos fecundados in vitro. La gran objeción es que no había habido estudios preliminares en primates y que se desconocían los posibles riesgos involucrados. También se expresaron reservas sobre el procedimiento de la laparoscopia con fines puramente experimentales. Se rechazaron las solicitudes y se propuso en varias ocasiones a Edwards que estudiara primero sus técnicas en primates. No debemos pensar que no recibió financiación alguna ya que también solicitó otros proyectos de investigación (en ratones) que sí la recibieron, además de cierta financiación con fondos privados.
Los grandes medios no olvidan, para disgusto del MRC, por lo que aparecieron múltiples artículos en prensa durante los 1970 recordando lo inminente de la fecundación in vitro en humanos. Muchos de estos artículos recibieron fuertes críticas por grandes autoridades científicas, como el Premio Nobel James Watson de la Universidad de Harvard que atacó duramente a Edwards. El embriólogo británico Anne McLaren llegó afirmar que ”temía que el Dr. Edwards podría ir demasiado lejos y demasiado rápido en su deseo de ser el primero en lograr la fecundación in vitro en humanos; aún así, en su opinión, los bebés producidos en un tubo de ensayo serían un proceso rutinario en los siguientes veinte años.” La prensa aprovechó estos comentarios para divulgar las dudas del MRC sobre el trabajo de Edwards.
Aún así, Edwards y Steptoe continuaron en sus trece y gracias a financiación privada lograron la primera inseminación in vitro. A mediados de 1978, todos los medios se hicieron eco del nacimiento inmediato de Louise Brown. Y la presión de los medios sobre el MRC aumentó después del nacimiento el 25 de julio. Un grupo de trabajo que revisó la investigación (a posteriori) tomó el 26 de octubre la decisión de aprobar científicamente la investigación de Edwards y de calificar la fecundación in vitro como un procedimiento terapéutico sometido a los requisitos éticos estándares entre médico y paciente. Un cambio radical en la política del MRC que reconoció de inmediato todo lo que le había negado a Edwards y a Steptoe. A partir de este momento el MRC se convirtió en un fuente importante de financiación en la investigación con embriones humanos y en la fecundación in vitro. Edwards y Steptoe, contra viento y marea, lograron vencer la oposición del MRC. Edwards siempre se comparaba con Pincus que también tuvo grandes problemas para desarrollar su investigación en la Universidad de Harvard en la década de los 1930. Los valores y el discurso ético son armas de doble filo. Hoy en día nos cuesta comprender los problemas éticos que los revisores del MRC argumentaron en los 1970. Pero hoy debemos alegrarnos de que Edwards, finalmente, ha logrado el tan ansiado y bien merecido Premio Nobel de Medicina.
En el laboratorio de Theo Ross de la Universidad de Michigan, en el que trabajan el postdoc Vipul Bhrigu y la doctoranda Heather Ames, se colocaron dos cámaras ocultas. Ella sospechaba que alguien saboteaba su trabajo desde hacía meses. Bhrigu fue pillado in fraganti. Heather nunca hubiera sospechado de su buen amigo Vipul. Él ya se veía en la cárcel, pero la jueza Elizabeth Pollard Hines le ha concedido la libertad condicional a cambio de pagar una multa, quizás haya influido que la mujer de Vipul está embarazada. Vipul ha violado su libertad condicional y ambos han retornado a India. ¿Por qué Bhrigu saboteó el trabajo de su amiga Ames? Quizás por envidia, la tesis doctoral de ella estaba obteniendo resultados muy interesantes. Estos hechos ocurridos en la Universidad de Michigan no son el único caso de sabotaje y acoso dentro de un laboratorio. ¿Deben tomar las universidades medidas al respecto? Nos lo ha contado Brendan Maher, “Research integrity: Sabotage!,” News Feature, Nature, 29 September 2010.
Heather Ames desarrolla su tesis doctoral sobre el cáncer en el Laboratorio Ross de la Universidad de Michigan. El 12 de diciembre de 2009 notó que algo iba mal. Parecía como si alguien hubiera intercambiado las etiquetas que pegaba en sus cultivos celulares. Decidió escribir directamente en la tapa con un rotulador imborrable. Pero entonces empezaron a aparecer manchas “raras” en sus cultivos. Las analizó y había proteínas y anticuerpos que no debían estar allí. Pensó que alguien saboteaba sus experimentos. Sus amigos le acusaron de paranoica. Bhrigu llevaba varios meses de sabotaje meticuloso del trabajo de Heather, manipulando sus experimentos y envenenando sus cultivos celulares. El 28 de febrero de 2010, Heather decidió enviarle un e-mail a su jefe, Ross, creía que tenía pruebas de que alguien había saboteado su trabajo científico. Ross dudó al principio. Consultó con varias personas que le sugirieron que Ames estaba pasando una mala racha en su trabajo y que buscaba inculpar a alguien. Pero Ames fue muy persistente, por lo que Ross decidió tomar cartas en el asunto.
Ross consultó con los servicios jurídicos de su universidad. Ray Hutchinson, vicerrector encargado de estos servicios, y Patricia Ward, la directora, nunca se habían enfrentado antes a un caso así. Tras varias reuniones, contactaron con el departamento de seguridad pública de la universidad (la policía del campus). Ames fue sometida a dos interrogatorios y a un detector de mentiras. La policía de la universidad decidió que no mentía. A las 4:00 de la mañana, el domingo 18 de abril de 2010, los policías instalaron dos cámaras ocultas en el laboratorio. Ames trabajó el domingo hasta las 5:00 pm. El lunes por la mañana en torno a las 10:15 observó de nuevo algo raro en sus cultivos del día anterior. Ross y un policía revisaron las grabaciones de las cámaras de vídeo. Bhrigu entró en el laboratorio a las 9:00 am de la mañana del lunes. De espaldas a la cámara hurgó en la nevera en la que estaban los cultivos de Ames durante 46 segundos. Ross no podía estar seguro de lo que hizo, las cámaras no lo mostraban. La policía del campus interrogó a Bhrigu. Cuando le dijeron que habían instalado cámaras ocultas en el laboratorio, pidió un vaso de agua y confesó. Dijo que había saboteado el trabajo de Ames desde febrero. Negó estar involucrado en los incidentes de diciembre y enero.
¿Por qué Bhrigu saboteó el trabajo de Ames? Ambos trabajaban en el mismo proyecto, pero no estaban en competencia directa. Bhrigu dice que sintió presión por parte de Ross. Quien había criticado la formación que recibió cuando desarrolló su tesis doctoral en otra universidad: su formación era incompleta y sus hábitos de trabajo no eran los más adecuados. Bhrigu afirma que “tenía celos de los avances de Ames y quería que aminorara su velocidad de progreso.”
La sentencia de la jueza Pollard Hines contra Bhrigu incluye pagar 8.800 dólares americanos por daños y perjuicios, más 600 dólares en multas por cargos judiciales, así como realizar 40 horas de servicio comunitario y someterse a una evaluación psiquiátrica en los próximos 6 meses. Moco de pavo comparado con los 72.000 dólares que estimó Ross, a petición del fiscal, que suponían todos los gastos del laboratorio provocados por el sabotaje de Bhrigu. En concreto, Ross incluyó todo el sueldo recibido por Bhrigu durante el año que estuvo con Ross, la mitad del de Ames, 6 meses de trabajo para un técnico que ayude a Ames a recuperar su trabajo y una cuarta parte del coste de todos los reactivos consumidos por el laboratorio durante 6 meses. La jueza consideró que 72.000 dólares era una cifra excesiva. Bhrigu y su esposa abandonaron el país para retornar a la India. Bhrigu ha violado su libertad condicional, ya que hay una nueva vista para el caso en octubre. Nadie sabe si retornará a EE.UU. Incluso es posible que si vuelve dentro de unos años, la justicia americana no haga nada por detenerlo.
En España este tipo de casos se elevan al Defensor de la Comunidad Universitaria quien tiene la obligación de mediar entre todas las partes para llegar a una solución, que puede incluir la toma de medidas legales por parte de la universidad.
Querido lector, ¿conoces algún caso similar al de Bhrigu-Ames en España o Iberoamérica? Si te apetece contarlo, puedes aprovechar los comentarios.
Una de nuestras lectoras, Eva, se ha sorprendido de que no dedicáramos en este blog unas entradas a “Passion for Knowledge” celebrado esta semana en el Museo de la Ciencia de Donosti (San Sebastián, España). Eva pudo asistir personalmente y las disfrutó con placer. ¿Por qué no nos hemos hecho eco de uno de los eventos científico-culturales más interesantes que se ha celebrado en España este año? Bueno la razón es sencilla, nuestros amigos de Amazings.es le han dedicado un tratamiento muy completo y la mayoría de los lectores de este blog también son asiduos a Amazings.es; podéis descargar/ver los vídeos online en Passion for Knowledge(Día 1), (Día 2), (Día 3), (Día 4) y (Día 5). En cualquier caso y en honor al resto de los lectores, os recuerdo a todos este ciclo de conferencias organizado por el Donostia International Physics Center (DIPC).
La masa en reposo de los neutrinos es menor de 0’05 eV y la masa del electrón es de 0’5 MeV. Hay un vacío de seis órdenes de magnitud en el que no hay partículas elementales. Podría haber un cuarto neutrino, estéril, en dicho rango de masas que podría ser la partícula responsable de la materia oscura del universo, en cuyo caso su masa debería estar en el rango entre 1’7 keV y 6’3 keV. Este neutrino estéril sería un candidato a materia oscura caliente, aunque el fondo cósmico de microondas se explica mejor con materia oscura fría. Un neutrino estéril es una partícula que no interactúa con el resto de las partículas mediante las tres fuerzas fundamentales del modelo estándar (solo con la gravedad). Si este nuevo neutrino oscilara con los otros tres neutrinos, podría ser detectado en ciertas desintegraciones tipo beta de átomos radioactivos. Personalmente no creo que la materia oscura caliente pueda desbancar a la materia oscura fría propuesta por el modelo cosmológico estándar. Aún así, da que pensar que haya seis órdenes de magnitud vacíos en el rango de masas de las partículas elementales conocidas. Podría ocurrir que hubiera otros seis órdenes de magnitud vacíos más allá de la masa del quark top, la partícula más pesada conocida. ¡Sería muy aburrido! Pero es una posibilidad que no se puede descartar. El LHC del CERN no encontraría nada nuevo en el modelo estándar (salvo quizás el bosón de Higgs con una masa algo menor que la del quark top). Aburrido, sí, pero posible, también. Para los interesados en leer el artículo con el nuevo análisis de un neutrino estéril, aunque la idea no es muy nueva, es Y.F. Li, Zhi-zhong Xing, “Possible Capture of keV Sterile Neutrino Dark Matter on Radioactive β-decaying Nuclei,” ArXiv, 29 Sep 2010.
Marko B. Popovic tras un análisis detallado de la estabilidad del Modelo Estándar hasta la escala de Planck ha conjeturado que el bosón de Higgs tiene una masa de 138’1 ± 1’8 GeV/c². Su estudio extiende un trabajo previo del Premio Nobel de Física de 1999, Martinus J. G. Veltman. La masa de las partículas elementales, como otros parámetros del modelo estándar, cambia con la energía. ¿Crece o decrece la masa en reposo del Higgs conforme la energía crece? Si decrece, puede existir una energía a la que esta masa se vuelva nula (Higgs Mass Zero Crossing (HMZC) scale). A energías mayores el bosón de Higgs se comportaría como un taquión (partícula de masa negativa). Si el Modelo Estándar es válido hasta la escala de energías de Planck el bosón de Higgs debe ser (1) más pesado de 137’0 ± 1’8 GeV/c² para que el vacío sea estable, (2) menos pesado de 171 ± 2 GeV/c² y (3) más ligero de 146’5 ± 2 GeV/c² para que haya una sola escala HMZC a una energía menor o igual que la escala de Planck. Combinando los tres resultados obtiene su conjetura en un curioso artículo de 52 páginas que me ha llamado bastante la atención. Por cierto, Marko B. Popovic hizo un doctorado en física teórica en la Universidad de Boston sobre física de partículas, pero es más conocido por sus contribuciones en biomecánica y en el desarrollo de prótesis para las piernas. Una de sus piernas biónicas con control activo fue considerada el mejor invento del año en Ciencias de la Salud y Tecnología por la revista TIME en 2007 (entonces estaba afiliado al MIT). El artículo técnico (enviado a Physical Review D) tiene un formato (tipografía) poco legible pero si alguien quiere ojearlo es ”Thanks to 2D and maybe even beyond: 115 GeV and 140 GeV almost Standard Model Higgs without problems,” ArXiv, 26 Sep 2010.
A mí me gustan leer sobre predicciones de la masa del bosón de Higgs y me encanta que un especialista en biomecánica dedicado a desarrollar prótesis avanzadas se dedique en su tiempo libre a estudiar la física de partículas elementales desde enfoques no convencionales. ¿Qué pasaría si se descubriera que el bosón de Higgs tiene una masa en el rango de 138’1 ± 1’8 GeV/c²? ¿Marko se haría famoso? ¿Sería considerado un “burro” que ha hecho sonar la flauta? Solo el tiempo lo dirá.
“Sin duda existe un fuerte sentimiento nacionalista alrededor de la ciencia de vanguardia. Al igual que en el arte o en el deporte, es estupendo ganar premios y recibir los aplausos del mundo. La física de partículas se ha convertido en algo parecido al símbolo de la virilidad nacional. Si un país lo hace bien y con un estilo espectacular, significa que no hay ningún error profundo en su ciencia e ingeniería, o en su economía. Eso infunde confianza en sus otros productos tecnológicos de variedad más exportable.” Paul Davies, “Superforce,” Simon and Schuster, New York, 1984.
La conferencia en vídeo de Andrew Strominger (Universidad de Harvard) “The Harmonic Oscillators of the 21st Century,” Harvard Physics, Monday Colloquium Series, 13 sep. 2010, merece mucho la pena si eres aficionado a la física teórica y eres de los que no tienen miedo a oir una charla en inglés de una hora sobre teoría de cuerdas y sus aplicaciones.
Strominger nos recuerda que durante el s. XX gran número de problemas de la física teórica se han resuelto gracias a aplicar el concepto de oscilador armónico: la teoría de segunda cuantización de Dirac, el modelo estándar de partículas elementales, la teoría BCS de la superconductividad, etc. La gran ventaja del oscilador armónico es que es muy fácil utilizar su versión cuántica. En teoría de cuerdas las vibraciones de las cuerdas también se comportan como osciladores armónicos (aunque son consistentes solo en espaciotiempos multidimensionales). Para Strominger la razón última del éxito del oscilador armónico en la física del s. XX ha sido su simplicidad.
Los agujeros negros comparten con los osciladores armónicos la propiedad de la simplicidad. Los agujeros negros son los objetos más simples del universo y a su vez los objetos más complejos del universo. La descripción clásica más completa de un agujero negro queda especificada por su masa (M), carga (Q) y momento cinético (J). Sin embargo, desde el punto de vista cuántico, los agujeros negros son los objetos con el mayor número posible de microestados (no sabemos aún lo que son) del universo. Su entropía es la máxima posible (la entropía de Bekenstein-Hawking es igual a un cuarto del área del horizonte de sucesos).
La dualidad simplicidad-complejidad de los agujeros negros ha hecho que durante la última década se hayan utilizado para entender gran número de procesos físicos muy complejos: física nuclear, física de la materia condensada, superconductividad de alta temperatura, etc. Gracias a la dualidad gravedad/gauge (o dualidad AdS/CFT) se utiliza la simplicidad de los agujeros negros para entender el comportamiento de ciertas teorías cuánticas de campos en el régimen de acoplamiento fuerte.
Strominger revisa la historia de los agujeros negros desde el 25 de noviembre de 1915 cuando Einstein dijo que pensaba que era imposible resolver sus ecuaciones de forma exacta, pero el 16 de enero de 1916 Karl Schwarschild lo logró. Su solución requirió más de 50 años para ser entendida en detalle (gracias a la solución de Finkelstein y Kruskal, la solución rotatoria de Kerr en 1963 y los trabajos de Penrose, Hawking y Carter en los 1960). En 1967, Wheeler bautizó a estos objetos como “agujeros negros” justo antes de que en los 1970 se desarrollaran sus leyes termodinámicas. La primera ley afirma que el área del horizonte de sucesos es proporcional a la entropía y que los agujeros negros tienen cierta temperatura no nula. La segunda ley afirma que el área del horizonte de sucesos no puede decrecer (como ocurre con la entropía). Estas leyes son clásicas e inducen a pensar en una termodinámica estadística de los agujeros negros que tenga en cuenta los efectos de la mecánica cuántica. Stephen Hawking descubrió en 1974 que los agujeros negros emiten radiación (tipo cuerpo negro) con lo que la entropía del agujero negro puede decrecer si la entropía del resto del universo (fuera del horizonte) se incrementa para compensar dicho efecto. La entropía total no puede decrecer.
La entropía cuenta el número de microestados alcanzables. ¿Qué son los microestados de los agujeros negros que cuenta la entropía de Bekenstein-Hawking? Para responder se requiere una teoría cuántica de la gravedad. En 1996, la teoría de cuerdas ofreció una respuesta para los agujeros negros supersimétricos(Strominger-Vafa). En 1997 se demostró que la teoría de cuerdas no es necesaria, toda teoría cuántica de la gravedad incluye la misma explicación de la entropía de BH. La razón es una propiedad llamada universalidad. Igual que la física estadística de Boltzmann explicó la termodinámica de los gases sin conocer los detalles (cuánticos) de la tabla periódica de los elementos y de la física de las moléculas, la termodinámica de los agujeros negros se puede entender sin entender sin conocer los detalles íntimos de la teoría cuántica de la gravedad correcta (sea la teoría de cuerdas u otra). La llamada catástrofe ultravioleta está detrás de esta universalidad estadística de la termodinámica, tanto en la física de los gases como en la de los agujeros negros.
Strominger nos presenta algunos resultados sobre agujeros negros tipo Kerr extremos: los que rotan a la velocidad de la luz (la máxima velocidad de rotación posible). Estos agujeros negros no emiten radiación de Hawking (su temperatura es nula). Su entropía es proporcional a su momento cinético o angular, que es J= G M². La física de los agujeros negros extremos es muy sencilla y hace 25 años, Cardy mostró que su entropía de Bekenstein-Hawking se podía calcular gracias a una teoría de campos conformes 1+1 en el entorno de su horizonte. Esta dualidad entre una teoría de la gravedad y una teoría de campos conformes se denomina dualidad holográfica: los microestados en el interior del horizonte del agujero negro vienen descritos por una teoría de campos en el área del horizonte.
La dualidad holográfica tiene aplicaciones en el modelado de superconductores de alta temperatura, transiciones cuánticas, líquidos cuánticos que no son líquidos de Fermi, e incluso en mecánica de fluidos. En ciertos fluidos aparece un horizonte similar al de un agujero negro y se puede aprovechar la matemática de la gravedad para tratar de entender la generación de la turbulencia en dicho fluido. Hace solo diez años estas aplicaciones de la dualidad holográfica eran inimaginables. Hoy en día hay predicciones que se pueden verificar de forma experimental y que podrán refutar/ratificar estas ideas.
Alrededor del minuto 50 de su charla, Strominger nos argumenta su opinión sobre la teoría de cuerdas de “teoría de todo” a “teoría de nada” y finalmente “teoría de algo” (resuelve ciertos problemas pero no otros). En su opinión el camino para entender la naturaleza (quizás parafraseando a Roger Penrose) pasa por la física de los agujeros negros. Se esperan muchas sorpresas en esta rama de la física desde el nuevo enfoque de la dualidad holográfica.
Los Premios Ig Nobel de 2010 se anunciaron la noche del 30 de septiembre. Para algunos, el Premio Ig Nobel 2010 más llamativo es el de Biología que ha premiado un estudio sobre el sexo oral entre murciélagos (Sebastián Cabezas nos lo cuenta en “Sexo oral entre murciélagos ganó premio “Ig Nobel” a la ciencia absurda,”01 oct. 2010; visto en Menéame). El artículo se publicó en PLoS ONE el año pasado, fue noticia en muchos medios hace un año (“La felación entre los murciélagos de la fruta prolonga la cópula,” 29 oct. 2009; visto en Menéame) y casi siempre que hablamos en este blog de PLoS ONE a alguien le viene a la memoria dicho artículo (por cierto, Min Tan, Gareth Jones, Guangjian Zhu, Jianping Ye, Tiyu Hong, Shanyi Zhou, Shuyi Zhang, Libiao Zhang, “Fellatio by Fruit Bats Prolongs Copulation Time,” PLoS ONE 4: e7595, 28 Oct. 2009. Gareth Jones es de la Universidad de Bristol, GB, y el resto de los autores están afiliados a instituciones chinas. El artículo incluía el vídeo que abre esta entrada. Poco más se puede decir sobre este artículo de etología.
En este blog (21 enero 2010) ya nos hicimos eco del trabajo de los ganadores del Premio Ig Nobel a la Planificación del Transporte (TRANSPORTATION PLANNING PRIZE) concedido a varios japoneses y dos británicos liderados por Toshiyuki Nakagaki (que ya ganó otro Ig Nobel en 2008) por su “protozoo “ingeniero” capaz de diseñar una red de ferrocarriles,” trabajo que se publicó en la prestigiosa Science. ¿Logrará ganar Nakagaki su tercer Ig Nobel?
También nos hicimos eco en este blog sobre “como combatir contra el principio de Peter,” 3 julio 2009, un trabajo que ha permitido a los italianos Alessandro Pluchino, Andrea Rapisarda y Cesare Garofalo (Universidad de Catania, Italia) obtener el Ig Nobel de Gestión de Negocios (Management). Me hice eco del preprint en ArXiv, que fue aceptado y se publicó como “The Peter Principle Revisited: A Computational Study,” Physica A 389: 467-72, February 2010.
No hay dos sin tres y el Premio Ig Nobel de Ingeniería también ha sido concedido al campo de la biología, en concreto, a una curiosa aplicación de la robótica aérea, el análisis de la respiración de los cetáceos (ballenas) gracias a un helicóptero teledirigido, desarrollado por tres biólogas marinas: Karina Acevedo-Whitehouse, Agnes Rocha-Gosselin (ambas en la Sociedad Zoológica de Londres, GB) y Diane Gendron (Instituto Politécnico Nacional, Baja California Sur, México) publicado como “A Novel Non-Invasive Tool for Disease Surveillance of Free-Ranging Whales and Its Relevance to Conservation Programs,” Animal Conservation 13: 217-225m April 2010. La foto de arriba aparece en su artículo, donde también se describen los detalles del sensor utilizado para analizar el chorro de ballenas azules (que está compuesto de aire caliente, vapor de agua y pequeñas gotas de varios aceites).
Si te tienes asma (y eres mujer), los síntomas se reducen si te montas en una montaña rusa, como han descubierto los holandeses ganadores del Ig Nobel de Medicina, Simon Rietveld (Universidad de Amsterdam, Holanda) e Ilja van Beest (Universidad de Tilburg, Holanda). En realidad basta con que te sometas a un estrés psicológico y el método debería funcionar también en hombres. Los autores del estudio sometieron a un par de sesiones de montaña rusa durante dos días a 25 mujeres con asma grave y a 15 mujeres de control. El estrés al que fueron sometidas las asmáticas condujo a una reducción de algunos de sus síntomas. Los interesados en más detalles pueden ojear el artículo técnico “Rollercoaster Asthma: When Positive Emotional Stress Interferes with Dyspnea Perception,” Behaviour Research and Therapy 45: 977–987, 2006.
Hay premios Ig Nobel que “cantan” mucho, han sido buscados a propósito. Presentan investigaciones que solo a quien busca un Ig Nobel se le pueden ocurrir. Este es el caso del Ig Nobel de Física de 2010: llevar los calcetines por fuera de las botas evita caídas cuando se anda sobre calles o aceras heladas. Más obvio imposible. Y se ha publicado en una revista de medicina, claro, porque el objetivo es destacar que se previenen caídas con esta recomendación facultativa. En países donde las caídas cuando hay heladas son numerosas, los médicos deberían recomendar esta práctica, como así concluyen las doctoras Lianne Parkin, Sheila Williams y Patricia Priest de la Universidad de Otago, Nueva Zelanda, “Preventing Winter Falls: A Randomised Controlled Trial of a Novel Intervention,” New Zealand Medical Journal 122: 31-38, July 3, 2009.
Gritar, maldecir o perjurar alivia el dolor como han demostrado los ganadores del Ig Nobel de la Paz en un estudio en el que han estudiado el dolor de hombres al sumergir sus manos en un cubo de hielo. Los que tenían que aguantarse sin proferir ningún “taco” o exclamación malsonante fueron capaces de aguantar menos tiempo que los que se explayaron con toda la parentela de los investigadores, los británicos Richard Stephens, John Atkins y Andrew Kingston (Universidad de Keele, GB), “Swearing as a Response to Pain,” Neuroreport 20: 1056-1060, 2009.
El Ig Nobel de Salud Pública ha sido concedido a Manuel Barbeito, Carlos Mathews y Larry Taylor, de la Oficina de Seguridad e Higiene Industrial en Fort Detrick, Maryland, EE.UU., por descubrir mediante un experimento que los microbios se adhieren más a los científicos con barba. El estudio es muy antiguo (1967) e incluye recomendaciones sobre cómo los científicos con barba han de asearse tras los experimentos en laboratorio (abajo una foto con dos métodos para lograrlo). El artículo está gratuito en la web y lleva por título “Microbiological Laboratory Hazard of Bearded Men,” Applied Microbiology 15: 899-906, July 1967, pp. 899–906. Si algún microbiólogo que lea esto tiene barba y no conoce estas prácticas debería leérselo con urgencia. Por cierto, Manuel S. Barbeito no pudo acudir a la ceremonia de entrega de premios porque estaba … enfermo (la edad no perdona).
El Premio Ig Nobel más esperado de este año, que había sido anunciado a gritos por diferentes fuentes, es el de Economía, concedido a los ejecutivos y directivos de las empresas Goldman Sachs, AIG, Lehman Brothers, Bear Stearns, Merrill Lynch, y Magnetar por crear y promover nuevas maneras de invertir el dinero, nuevas formas de maximizar la ganancia financiera y de minimizar los riesgos para la economía mundial, o al menos para ellos mismos. Obviamente, ninguno quiso acudir a la ceremonia.
El Premio Ig Nobel de Química ha sido para Eric Adams (MIT), Scott Socolofsky (Universidad de Texas A & M), Stephen Masutani (Universidad de Hawai) y a la compañía BP (British Petroleum) por desmentir la vieja creencia de que el petróleo y el agua no se mezclan en su artículo de revisión “Review of Deep Oil Spill Modeling Activity Supported by the Deep Spill JIP and Offshore Operator’s Committee. Final Report,” 2005. Todos ya conocemos este efecto que hemos visto en las imágenes submarinas del escape de crudo en el Golfo de México a principios de este año. Quizás por ello el comité Ig Nobel que concede este premio haya buscado un estudio que corrobore lo que todos estábamos viendo en cada telediario o noticiario.
PS (3 oct 2010): La noticia de la concesión de los Ig Nobel aparecida en el servicio de noticias de la revista Science, escrita por John Bohannon, “Whale Snot, Fruit Bat Fellatio Take Home This Year’s Ig Nobels,” ScienceNOW, 1 October 2010, nos aclara algo que no había leído en otras fuentes, este año los Ig Nobel están dotados de un premio en metálico: un billete de 100 billones de “dólares” de Zimbabwe, resultado de la hiperinflación en dicho país (y que recibió el Ig Nobel 2009 de Matemáticas, como ya contamos en este blog). Aunque el valor del billete al cambio actual a euros o dólares (de EEUU) es nada (el billete ya no está en circulación), atesorar un billete así debe ser objetivo de muchos numismáticos. Quizás algún premiado este año lo sea o quizás decida vender su billete por eBay para convertirlo en cash.
La Ciencia de la Mula Francis
(Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear, Consolider-Ingenio 2010).
