El fotón, neutrino, electrón, protón, neutrón, muón, tau, kaón, sigma, omega, W y Z, gluón, quarks, gravitón, etc, son nombres muy familiares y, cada uno de ellos nos trae una imagen o un recuerdo a nuestras mentes que, los asocia a aquello de lo que forma parte.

El fotón es el cuanto de luz, radiación electromagnética de una longitud de onda comprendida entre 380 y 780 nm, que produce percepción visual.  Se define como el producto de visibilidad por el poder radiante, siendo éste último la intensidad de propagación de la energía lunimosa.

El fotón, como partícula, con masa en reposo nula que recorre el espacio vacío a 299.792.458 metros por segundo, puede ser considerado como una unidad de energía igual a hf, donde h es la constante de Planck y f es la frecuencia de la radiación en hertzios.  Son necesarios para explicar el fenómeno fotoeléctrico y otros fenómenos que requieren que la luz tenga carácter de partícula.

De la luz, nos podríamos estar hablando horas y horas, de sus propiedades en fotónica, fotoquímica, fotosfera y otros muchos ámbitos del saber humano con la luz relacionados, como por ejemplo, la claridad luminosa que irradian los cuerpos en combustión, ignición o incandescencia.

Newton nos descubrió que la luz del Sol o luz blanca, era el producto de la mezcla de todos los componentes coloreados, hizo pasar un rayo de luz por un prisma y, la habitación donde hacía el experimento, sus paredes, se llenaron de luciérnagas luminosas de muchos colores, el arcoiris estaba allí, del rojo al violeta, descompuestos en mariposas luminosas.

Aunque el tema de la luz me fascina, no quiero repetirme, y, hace poco, en uno de mis últimos trabajos, traté ampliamente el tema.  El estado natural (último) de la materia, no será sólido, líquido, gaseoso, plasma o materia oscura, el estado final de la materia, cuando pase por todas las fases y trascienda a un estado superior de conexión total con el Universo, será la LUZ.  Ahí, dentro de los rayos luminosos, estarán gravados todos los recuerdos, toda la conciencia de la Humanidad que, para entonces, será otra cosa y, sonreirá al ver que un día muy lejano, discutían de tiempo, de materia, de………

Si hablamos de neutrinos, estaremos hablando de Leptones.

El electrón es la partícula principal de la familia y está presente en todos los átomos en agrupamientos llamados capas electrónicas alrededor del núcleo.  Tiene una masa en reposo (m_e) de numeración 9,1093897(54)X10^–31 Kg y una carga negativa de 1,602 17733(49)x10^-19 culombios.  La antipartícula es el positrón que, en realidad, es copia exacta de todos sus parámetros, a excepción de la carga que es positiva.

La familia de Leptones esta formada por:

Electrón,  muón, y la partícula tau.

Neutrino electrónico,  Neutrino múonico, y neutrino tauónico.

Si el electrón se considerara como una carga puntual, su autoenergía es infiníta y surgen dificultades de la ecuación de Lorentz-Dirac.  Es posible dar al electrón un tamaño no nulo con un radio r_o‘ llamado el radio clásico del electrón, dado por (Fórmula )  cm, en donde e y m son la carga y la masa del electrón y c la velocidad de la luz. (Página 86 del original )

El electrón es muy importante en nuestras vidas, es un componente insustituible de la materia y los átomos que son posibles gracias a sus capas electrónicas alrededor de los núcleos positivos que se ven, de esta forma equilibrados por la energía igual, negativa, de los electrones.

Los protones, como los neutrones, son de la familia de los Hadrones.  El protón es una partícula (no elemental) que tiene carga positiva igual en magnitud a la del electrón y posee una masa de 1,672614×10^–27 kg, que es 1836,12 veces la del electrón.  El protón aparece en los núcleos atómicos, por eso, junto al neutrón, también son conocidos como nucleones.

La familia de los Hadrones es la clase de partícula subatómica que interaccionan fuertemente, e incluye protones, neutrones y piones.  Los hadrones son o bien bariones, que se desintegran en protones y que se cree están formados por tres quarks, o mesones, que se desintegran en leptones o fotones o en pares de protones y que se cree que están formado por un quark y un antiquark.

La materia bariónica, es la que forman planetas, estrellas y Galaxias, y la podemos ver por todas partes.  Nosotros mismos estamos hechos de Bariones.  La otra materia, esa que no podemos ver y que, nuestra ignorancia nos ha llevado a llamar oscura, esa, de momento no sabemos lo que es.

Las partículas conocidas como bosones: fotón, gluón,gravitón, partícula W⁺ W^– y Z^º son las que median en el transporte de la s fuerzas fundamentales de la naturaleza. 

El Fotón (sí, ese que según Shabriar S.Afshar, no existe), transporta el electromagnetismo, la luz.  El Gluón (sí, el de la libertad asintótica de David Politzer, Frank Wilczed y David Gross), transporta la fuerza nuclear fuerte que se desarrolla en el núcleo del átomo.  El Gravitón (Sí, ese que aún no hemos localizado), nos trae y nos lleva, la Gravitación Universal, haciendo posible que nuestros pies estén bien asentados sobre la superficie del planeta. Y, por último, las partículas W y Z, responsables de la radiación natural y espontánea de algunos elementos como el Uranio.

Este pequeño repaso a modo de recordatorio, es algo inevitable, si hablamos de materia, las partículas se nos cuelan y, como si tuvieran vida propia (que la tienen), nos obliga a hablar de ellas, lo que, por otra parte no esta mal.

Como la única verdad del Universo es que todo es lo mismo, la materia ni se fabrica ni se destruye, sino que, en cada momento, cada cosa ocupa su lugar exacto por la evolución, la entropía y el paso del tiempo, resulta que, al final, se hable de lo que se hable, aunque sea de la conciencia y del ser, venimos a parar al mismo sitio: El Universo, la materia, la luz, el tiempo…….

Parece mentira como a veces, cuando estoy inmerso en mis más profundos pensamientos, y tengo una conexión directa con algo que instuyo superior, lo veo todo más claro, todo es más fácil.  Haber si en uno de estos momentos puedo enganchar esas fluctuaciones de vacío en la 5ª dimensión.  Me parece que debe estar cerca, ronda mi cabeza, me induce ideas nebulosas y se va corriendo a toda leche.  A ver si finalmente me pasa a mí como le pasó a un amigo al que su padre le decía: “Felipe, la inteligencia te persigue, corre detrás de ti. Pero tu, eres mucho más rápido.”

¡ Ya veremos en que desemboca todo esto !

Decíamos al principio que somos conscientes y aplicamos nuestra razón natural para clasificar los conocimientos adquiridos mediante la experiencia y el estudio para aplicarlos a la realidad del mundo que nos rodea.

También hemos dicho que el mundo que nos rodea es el que nos facilita nuestra parte sensorial, la mente, y que este mundo, siendo el mismo, puede ser muy diferente para otros seres, cuya conformación sensorial sea diferente a la nuestra.  Parece que, realmente es así, lo que es para nosotros, para otros no lo será y, tenemos que tener en cuenta esta importante variable a la hora de plantearnos ciertos problemas que, de seguro, tendremos que afrontar en el futuro.  Hay diferentes maneras de resolver el mismo problema, solo tenemos que tratar de entenderlos.

Como la información fluye a mi mente a velocidad de vértigo, a veces, como ahora me ha pasado, estoy hablando de una cosa y me paso a otra distinta.

Estaba comentando el cometido de las partículas y me pase a otros asuntos sin haber comentado datos de interés:    En 1.897, J.J.Thomson, descubrió el electrón

 En 1.911, Rutherford, descubrió el núcleo atómico y el protón

  En 1.932, Chadwick, descubrió el neutrón.

Así quedó sentado que, el modelo atómico estaba completo basado en un núcleo consistente en protones y neutrones rodeados en su órbita, de un número suficiente de electrones que equilibraba la carga nuclear y lo hacía estable.

Pero este modelo no era suficiente para explicar la gran estabilidad del núcleo, que claramente no podía mantenerse unido por una interacción electromagnética, pues el neutrón no tiene carga eléctrica.

En 1.935, Yukawa sugirió que la fuerza de intercambio que lo mantenía junto estaba mediada por partículas de vida corta, llamadas mesones, que saltaban de un protón a un neutrón y hacía atrás de nuevo.  Este concepto dio lugar al descubrimiento de las interacciones fuertes y de las interacciones débiles, dando un total de cuatro interacciones fundamentales.

También dio lugar al descubrimiento de unas 200 partículas fundamentales de vida corta.  Como antes comentaba, en la clasificación actual existen dos clases principales de partículas: Leptones, que interaccionan con el electromagnetismo y con la fuerza nuclear débil y que no tienen estructura interna aparente, y los Hadrones (nucleones, piones, etc.), que interaccionan con la fuerza nuclear fuerte y tienen estructura interna.

Fue el modelo de Murray Gell-Mann, introducido en1.964, el que fijó la estructura interna de los hadrones que, estarían formado por minúsculas partículas elementales a las que llamó quarks.  Este modelo, divide a los hadrones en bariones (que se desintegran en protones) y mesones ( que se desintegran en leptones y fotones).  Ya decía antes que los bariones están formados por tres quarks y los mesones por dos quarks (quark y antiquark)

En la teoría quark, por tanto, las únicas partículas realmente elementales son los leptones y los quarks.

La familia quarks esta compuesta por seis miembros que se denominan up (u), down (d), charmed (c), strange (s), top (t) y, bottom (6).  El protón siendo un barión está constituido por tres quarks, uud (dos quarks up y un quark dowm), y, el neutrón por udd (un quark up y dos dowm).

Para que los quarks estén confinados en el núcleo dentro de los nucleones, es necesario que actúe una fuerza, la nuclear fuerte que, entre los quarks se puede entender por el intercambio de ocho partículas sin carga y sin masa en reposo, llamadas Gluones (porque mantienen como pegados a los quarks juntos).  Aunque los Gluones, como los fotones que realizan una función similar entre los leptones, no tienen carga eléctrica, si tienen una carga de color. Cada Gluón transporta un color y un anticolor.  En una interacción un quark puede cambiar su color, pero todos los cambios de color deben estar acompañados por la emisión de un Gluón que, de inmediato, es absorbido por otro quark que automáticamente cambia de color para compensar el cambio original.

El universo de los quarks puede resultar muy complejo para el no experto y como no quiero resultar pesado, lo dejaré aquí y paso de explicar el mecanismo y el significado de los sabores y colores de los quarks que, por otra parte, es tema para los expertos.

Esta teoría de los quarks completamente elaborada está ahora bien establecida por evidencias experimentales, pero como ni los quarks ni los Gluones han sido identificados nunca en experimentos, la teoría no se puede decir que haya sido directamente verificada.  Los quarks individuales pueden tener la curiosidad propiedad de ser mucho más masivo que los Hadrones que usualmente forman (debido a la enorme energía potencial que tendrían cuando se separan), y algunos teóricos creen que es, en consecuencia, imposible desde un punto de vista fundamental que existan aislados.  Sin embargo, algunos experimentales han anunciado resultados consistentes con la presencia de cargas fraccionarias, que tendrían los quarks no ligados y en estado libre.

emilio silvera

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En el año 1.927, en un Congreso de Física celebrado en Como (Lago de Italia, provincia de Como, en Lombardía, al pie de los Alpes, atravesado por el río Adda y rodeado por colinas cubiertas de bosques que lo hacen muy pintoresco), Niels Bohr habló por primera vez del “Principio de complementariedad”, una idea que tuvo fortuna científica y fortuna literaria.  Esta mezcla suele poner de los nervios a los científicos, que consideran escandaloso, y con razón, que se usen conceptos científicos fuera de su contexto.  Todos hemos visto aplicar las ideas de relatividad, caos, fractales, indeterminación, singularidad (que no tienen sentido fuera de su expresión matemática) para hablar de todo lo divino y lo humano.

Aquel Congreso quedó inscrito en los anales de la historia de la Física.  Asistieron Born, Compton, Fermi, Heisemberg, Lorentz, Millikan, Pauli, Planck, Sommerferld, es decir, lo más reluciente del ingenio humano en la Física del momento, a excepción de Einstein que, por motivos personales, no asistió.

En su enunciado Bohr dijo que quería resolver las diferencias insalvables que había entre la descripción clásica de los fenómenos físicos y la descripción cuántica.  La diferencia fundamental (dicho en plan coloquial) era que la Física clásica creía en la realidad de los fenómenos, mientras que la cuántica pensaba que el estado del sistema depende del observador.

Puso como ejemplo la naturaleza de la luz.

¿ Es una onda o una partícula ?

Para explicar los fenómenos de interferencia hay que considerarla onda, pero para explicar la interacción entre radiación y materia, conviene considerarla corpúsculo.  Bohn propuso su “Principio de complementariedad”.  El fenómeno depende del sistema de observación y, en último término, la realidad no sería más que el resultado de todos los sistemas posibles de observación.

Muchos años después, Richar Feynman, con su contundencia habitual dijo: “La dualidad de la luz es el único misterio de la Física”. Bueno, añadió otra cosa: “La teoría cuántica está simplemente más allá de cualquier explicación”.

A partir del Congreso de Como, todos los físicos (menos Einstein) se hicieron Kantianos.  Recordad que Kant había separado la “cosa en sí” de las cosas tal y como aparecen en nuestro conocimiento, es decir, de los fenómenos.  Nosotros sólo podemos conocer los fenómenos, nunca las cosas tal como son en realidad.  Esto ha suscitado muchas disputas entre los físicos, que no saben si la realidad sometida al Principio de complementariedad es la última realidad, o hay otra más real por debajo, escondida allí donde no podemos verla.  Es interesante seguir el proceso de invención de ese Principio, porque demuestra una vez más que un científico no llega a una teoría por un procedimiento racional, sino por una especie de golpe de intuición que salta en su cerebro y le sugiere la solución.

¿ Saltará en mi cabeza, por fin, el secreto de las fluctuaciones de vacío en esa dichosa quinta dimensión, donde está escondida la materia oscura que nos envía gravitones a nuestra dimensión para hacerse sentir?

Jerome Bruner, un avispado psicólogo del pasado siglo, contó una conversación que había mantenido con Bohr acerca de la complementariedad del pensamiento y la emoción. El físico le confesó que su Principio se le había ocurrido meditando sobre si debía castigar o no a su hijo que había hecho una trastada.  “Me di cuenta de que no se puede juzgar al mismo tiempo a la luz del amor y a la luz de la justicia”.  En fin, había caído en el mismo problema en que se habían enfrascado los teólogos medievales al preguntarse si Dios podía ser a la vez justiciero y misericordioso.

Todo esto viene a cuento porque acabo de leer un artículo sobre un tal Shabriar S. Afshar y sus experimentos en el Institute for Radiation Induce Studies (Boston).  Este señor, cree haber encontrado, o mejor, dice haber demostrado que Borh estaba equivocado.  Dicho más técnicamente, se puede seguir el rastro de un fotón sin alterar el patrón de interferencias.  Considera que la realidad tiene propiedades definidas y evaluables.

Pero da un paso más.  Entre el fotón y la onda, escoge la onda.  Más aún, piensa que si el resultado de sus experimentos se repite usando otras partículas, es la mecánica cuántica entera la que está en dificultades.  Y ya en el disparadero, obtiene una última consecuencia.  Si el fotón no existe, habría que retirarle a Einstein el Premio Nobel que ganó en 1.921.

Desde luego algunos no se paran en barra a la hora de ganar notoriedad, y, además, siempre encuentran una cohorte de acólitos que están dispuestos a seguirles.  Llama la atención el editorial que ha publicado “New Scientist”.  Reconociendo que los experimentos de Afshar tienen que ser corroborados, sin embargo, aplaude fervorosamente su intento.  “La ortodoxia cuántica ha sido aceptada durante demasiado tiempo sin cuestionar su autoridad.  Afshar, continúa, sigue el mejor camino de la tradición científica: explorar los misterios, no oscurecerlos.

Es increíble la cancha que le dan al tal Afshar, me gustaría saber qué dicen los físicos al respecto.

¿ Tendremos que cantar el réquiem por el fotón ?

Sería un auténtico contratiempo, yo estoy encariñado con él.

Está claro que es la condición humana, siempre estaremos dispuestos para hacerles la puñeta a los otros.  ¡ Mira que pretender quitarle a Einstein el Nobel !   ¡ Sí, el que le dieron por el Efecto Fotoeléctrico !

Hay veces en las que está bien tomarse las cosas desde el punto de vista más distendido y coloquial, no siempre podemos estar tan serios.

 emilio silvera

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Pienso en un mundo mucho más avanzado, dentro de 500 ó 1.000 años. ¿Qué habrá pasado con los robots?, máquinas cada vez más perfectas que llegaron a autofabricarse y repararse. ¿Cómo evolucionarán a partir de esos procesadores inteligentes de la nanotecnología? ¿Llegarán algún día a pensar por sí mismos? Ahí puede estar uno de los grandes peligros de la Humanidad.

La invención del robot (del checo, robota, trabajo) se debe al esfuerzo de las sociedades humanas por liberarse de las labores más ingratas y penosas a que se ven obligados algunos de sus individuos. En un principio, la apariencia de los robots sólo atendía a las razones prácticas de las funciones que cada modelo tenía que desempeñar, o sea, su morfología estaba aconsejada por criterios funcionales y prácticos.

Una vez superada la primera fase, el hombre trata de fabricar robots que cada vez sean más semejantes a su creador, y aunque las primeras figuras han sido algo groseras y poco hábiles en sus movimientos, poco a poco se va perfeccionando la imitación de los humanos.

Un robot se diferencia fundamentalmente de una máquina por su capacidad para  funcionar de modo automático sin la acción permanente del hombre. Los primeros robots se mostraron especialmente válidos para llevar a cabo aquellos trabajos sencillos y repetitivos que resultaban tediosos y pesados al hombre (al Ser Humano mejor). También son ideales para el trabajo en el que se está expuesto a cierto peligro o se trabaja con materiales peligrosos en lugares nocivos para los seres vivos.

Una de las condiciones esenciales que debe tener una máquina-robot para ser considerada como tal es la posibilidad de ser programada para hacer tareas diversas según las necesidades y la acción que de ellos se requieran en cada situación.

Dentro de algunas decenas de años, por ejemplo, no será necesario que ningún astronauta salga al espacio exterior para reparar estaciones espaciales o telescopios como hacen ahora, con riesgo de sus vidas, con el Hubble.

El miedo a los robots del futuro que antes citaba está relacionado con el hecho de que la robótica es el estudio de los problemas relacionados con el diseño, aplicación, control y sistemas sensoriales de los robots.

Ya van quedando muy viejos aquellos robots de primera generación (en realidad brazos mecánicos), muy utilizados en labores de menos precisión de la industria automovilística. Hoy día, los robots que se fabrican, están provistos de sofisticados sistemas “inteligentes” que son capaces de detectar elementos e incluso formas de vida rudimentarias. El proyecto de la NASA en el río Tinto es un ejemplo de ello; allí han utilizado pequeños robots capaces de comunicar datos científicos de los hallazgos en el fondo de un río. Actúan mediante programas informáticos complejos o no, que hacen el trabajo requerido.

Las necesidades de la industria aeronáutica, poco a poco, han ido exigiendo sistemas de mayor precisión, capaces de tomar decisiones adecuadas en un entorno predefinido en función de las condiciones particulares de un momento dado. Estos ingenios, llamados de segunda generación, poseen instrumentos propios y programación informática dotada de medios de autocorrección frente a estímulos externos variables.

Los sensores utilizados por los sistemas robóticas de segunda generación son, con frecuencia, equipos de cámaras electrónicas digitales que convierten la imagen luminosa recibida desde el exterior en impulsos eléctricos que se comparan con patrones almacenados en un pequeño núcleo de memoria informática. Así mismo, disponen de instrumentos táctiles de alta sensibilidad y de detección de pesos y tensiones.

Los robots de tercera generación emplean avanzados métodos informáticos, los llamados sistemas de inteligencia artificial, y procedimientos de percepción multisensorial (estoy leyendo una maravillosa tesis doctoral de un ingeniero de materiales – hijo de un buen amigo – que es fascinante, y me está abriendo la mente a nuevos campos y nuevos conceptos en el ámbito de la inteligencia artificial. Su nombre es A. Mora Fernández, y tiene la suerte de ser, además, un físico teórico matemático, con lo cual, según lo que puedo deducir de su trabajo, le espera grandes empresas y mi deseo personal es que triunfe en ese complejo mundo de fascinantes perspectivas al que pertenece).

Estos ingenios de tercera generación adoptan algunas características del comportamiento humano al contar con la capacidad para percibir la realidad del entorno desde varias perspectivas y utilizar programas que rigen su propia actuación de modo inteligente. Conscientes de su situación espacial, los robots de tercera generación comprenden directamente el lenguaje humano y lo utilizan para comunicarse con las personas.

La ciencia robótica, basándose en avanzados principios de la electrónica y la mecánica, busca en la constitución y modo de funcionamiento del cuerpo y del cerebro humano los fundamentos con los que diseñar androides de posibilidades físicas e intelectivas semejantes a los del ser humano.

Nada de esto es ciencia ficción; es lo que hoy mismo ocurre en el campo de la robótica. Aún no podemos hablar de robots con cerebros positrónicos capaces de pensar por sí mismos y tomar decisiones que no le han sido implantados expresamente para responder a ciertas situaciones, pero todo llegará. Ya tienen velocidad, flexibilidad, precisión y número de grados de libertad. ¿Qué hasta donde llegarán? ¡Me da miedo pensar en ello!

Mecánicamente, el robot ya supera al ser humano; hace la misma tarea, con la misma velocidad y precisión o más que aquél, y tiene la ventaja de que no se cansa, puede continuar indefinidamente desempeñando la tarea.

Menos mal que, de momento al menos, el cerebro del ser humano no puede ser superado por un robot, ¿pero será para siempre así? Creo que el hombre es un ser que, llevado por sus ambiciones, es capaz de cometer actos que van encaminados a lograr la propia destrucción y, en el campo de la robótica, si no se tiene un exquisito cuidado, podemos tener un buen ejemplo.

Antes de dotar a estas máquinas de autonomía de obrar y de pensar, debemos sopesar las consecuencias y evitar, por todos los medios, que un robot pueda disponer como un ser humano del libre albedrío, como artificial que es, siempre debe estar limitado y tener barreras infranqueables que le impidan acciones contrarias al bienestar de sus creadores o del entorno.

Es muy importante que los sistemas sensoriales de los robots estén supeditados a los límites y reglas requeridas por los sistemas de control diseñados, precisamente, para evitar problemas como los que antes mencionaba de robots tan avanzados y libre pensadores e inteligentes que, en un momento dado, puedan decidir suplantar a la Humanidad a la que, de seguir así, podrían llegar a superar.

Pensemos en las ventajas que tendrían sobre los humanos una especie de robots tan inteligentes que ni sufrirían el paso del tiempo ni les afectaría estar en el vacío o espacio exterior, o podrían tranquilamente, al margen de las condiciones físicas y geológicas de un planeta, colonizarlo fácilmente, aunque no dispusiera de atmósfera, ya que ellos no la necesitarían y, sin embargo, podrían instalarse y explotar los recursos de cualquier mundo sin excepción.

¡Menuda ventaja nos llevarían!

Además, lo mismo que nosotros nos reproducimos, los robots se fabricarán unos a otros.

Ni las famosas tres leyes de Asimos me tranquilizan… ¿Las recuerdan?

• Ningún robot puede dañar a un ser humano, ni permitir con su inacción que un ser humano sufra daño, etc., etc.

Pero, ¿quién puede asegurar que con los complejos y sofisticados sensores y elementos tecnológicos avanzados con los que serán dotados los robots del futuro, éstos no pensarán y decidirán por su cuenta?

¡Creo que nadie está en situación de asegurar nada!

La amenaza está ahí, en el futuro, y el evitarla sólo depende de nosotros, los creadores.

¡Es tanta nuestra ignorancia!

Es curioso cuando mi mente está libre y divagando sobre una gran diversidad de cuestiones que, sin ser a propósito, se enlazan o entrecruzan las unas con las otras, y lo mismo estoy tratando de sondear sobre el verdadero significado del número 137 (sí, ese número puro, adimensional, que encierra los misterios del electromagnetismo, de la luz y de la constante de Planck – se denomina alfa (α) y lo denotamos 2πe²/hc), que me sumerjo en las profundidades del número atómico para ver de manera clara y precisa el espesor de los gluones que retienen a los quarks. Sin embargo, mi visión mental no se detiene en ese punto, continúa avanzando y se encuentra con una sinfonía de colores que tiene su fuente en miles y miles de cuerdas vibrantes que, en cada vibración o resonancia, producen minúsculas partículas que salen disparadas para formar parte en otro lugar, de algún planeta, estrella, galaxia e incluso del ser de un individuo inteligente.

Me pregunto por el verdadero significado de la materia, y cuanto más profundizo en ello, mayor es la certeza de que allí están encerradas todas las respuestas. ¿Qué somos nosotros? Creo que somos materia evolucionada que ha conseguido la conquista de un nivel evolutivo en el que ya se tiene conciencia de ser.

Pienso que toda materia en el universo está cumpliendo su función para conformar un todo que, en definitiva, está hecho de la misma cosa, y que a partir de ella surgen las fuerzas que rigen el cosmos y toda la naturaleza del universo que nos acoge. La luz, la gravedad, la carga eléctrica y magnética, las fuerzas nucleares, todo, absolutamente todo, se puede entender a partir de la materia, tanto a niveles microscópicos como a dimensiones cosmológicas, todo son aspectos distintos para que existan estrellas y galaxias, planetas, árboles, desiertos, océanos y seres vivos como nosotros, que somos capaces de pensar en todo esto.

Mirando a mi alrededor, de manera clara y precisa, puedo comprobar que el mundo está compuesto por una variedad de personas que, siendo iguales en su origen, son totalmente distintas en sus mentes. Está bien la diversidad pero, también estaría bien que nos pudiéramos entender bajo un prisma esperanzador de un nivel superior en el que, todos los humanos tuvieran una visión del mundo en la que prevalecieran los derechos de los demás.

emilio silvera

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Nuestros cuerpos contienen aproximadamente diez mil billones de unos bichos llamados mitocondrias, que invadieron a los antepasados de nuestras células hace alrededor de mil millones de años. Las mitocondrias están acostumbradas a vivir dentro de nosotros, y nosotros nos hemos acostumbrado de tal manera a tenerlas por todas partes, que ahora no podemos vivir separados. Ellas forman parte de nosotros y nosotros formamos parte de ellas.

Producen casi toda nuestra energía y nosotros nos encargamos de alimentarlas y cobijarlas. Nuestras mitocondrias tienen todavía su propia ADN, heredado sólo de nuestras madres, por lo que este ADN podría proceder de una única mujer que estaría en el origen de los seres humanos actuales: una Eva mitocondrial.

Pero estos huéspedes celulares que parecen vivir pacíficamente en simbiosis con el resto de las células, puede ser también ser un enemigo que mata silenciosamente desde dentro. Siempre que una célula muere, hay una serie de pistas que conducen a las mitocondrias y que muestran como están implicadas en enfermedades devastadoras e incapacidades físicas o mentales, así como en el propio proceso de envejecimiento. El invitado indispensable se convierte en asesino en serie de proporciones mostruosas.

Casi todas las células de nuestro cuerpo contienen mitocondrias –alrededor de mil cada célula-. El “mitocondrión” es una bestia incansable que no cesa de adoptar formas distintas. Si se captara su aspecto en una única foto instantánea poco favorecedora, se vería algo parecido a un gusano, pero un gusano que se retuerce, se divide en dos y se fusiona con otros gusanos. Así pues, en ocasiones podemos captar un mitocondrión que parece un zepelín, y otras veces algo parecido a un animal con múltiples cabezas o colas, o bien podríamos ver una red de tubos y láminas que se entrecruzan. El mitocondrión es un monstruo antiguo y maternal – un dragón con un apetito monstruoso, que se come a su vez todo lo que nosotros hemos comido y lo respira a continuación en forma de fuego.

Las mitocondrias consumen prácticamente todo el alimento y el oxígeno que se introduce en el cuerpo, y producen la mayor parte del calor que éste genera. Sin embargo, este monstruo es diminuto –su tamaño es de una micra, es decir, una milésima de milímetro: mil millones de mitocondrias cabrían en el interior de un grano de arena.

Las mitocondrias tienen su propio ADN y su propia identidad, pero esto no significa ningún litigio entre ellas y nosotros. En parte somos mitocondrias; ellas constituyen aproximadamente un décimo del volumen de todas nuestras células juntas, una décima parte de cada uno de nosotros.

Dado que son prácticamente la única parte de la célula que tiene color, las mitocondrias constituyen el color de nuestras células y nuestros tejidos. Si no fuera por la melanina de nuestra piel, la mioglobina de nuestros músculos y la hemoglobina de nuestra sangre, seríamos del color de las mitocondrias, es decir, de un rojo amarronado. Además, si esto fuera así, cambiaríamos de color cuando hiciéramos ejercicio o corriéramos hasta perder el aliento, de tal forma que podría decir si alguien está usando mucha o poca energía..

Las mitocondrias son las centrales eléctricas de nuestras células y producen casi toda nuestra energía. No obstante, son unas centrales eléctricas con bastantes fugas de energía, lo cual tiene unas consecuencias terribles.

“Llegué a creer (dice Guy Brown, autor de todas estas ideas e investigaciones) que los productos del diseño biológico (evolutivo) –la vida y todas sus manifestaciones- eran mucho más eficientes y eficaces que algunos productos de la creatividad humana, tales como las máquinas y la cultura. Nos han enseñado que mil millones de años de evolución han perfeccionado el diseño de la célula hasta tal punto que ningún diseñador humano podría mejorarlo, ningún avaro podría economizar más en el uso de energía, ningún técnico de gestión podría mejorar la adjudicación de recursos, ningún ingeniero podría lograr que hubiera menos fallos en el funcionamiento. Está apliamente difundida la creencia de que la cultura humana no debería interferir con la naturaleza, porque la naturaleza está mejor diseñada que la cultura, y esta creencia causa el temor de que los cintíficos se entrometan en la naturaleza, como sucede en la medicina, la ingenieria genética, la clonación o los pesticidas.”

Sean cuales sean los méritos de esas creencias, lo cierto es que,  nuestras células ciertamente no son tan eficientes como creíamos que eran. Un ejemplo sería lo que parece un defecto espectacular en el diseño de nuestras mitocondrias: tienen fugas. La electricidad de electrones se escapan de las mitocondrias para producir radicales libres no tóxicos, y la electricidad de protones se escapan produciendo calor: no se trata de fugas pequeñas o insignificantes, sino que son grandes y constituyen una amenaza para la vida.

En la Universidad Iberoamericana de La Rábida (Huelva), tuve el honor de estar preswente en una conferencia que dió una eminente bióloga norteamericana. Me gustaría estar de nuevo frente a Lynn Margulis para hacerle algunas preguntas.

emilio silvera

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¡La Física!

Un día de 1.900, se publicó un artículo de ocho páginas que sentaron las bases de la Mecánica Cuántica. Su autor, Max Planck, cambió conceptos clásicos para traernos una nueva visión del universo infinitesimal (10 con exponente -35 m.)a una distancia conocida como límite de Planck donde los Quarks están confinados en tripletes formando protones y neutrones y la fuerza nuclear fuerte tiene su dominio y se deja sentir a través de los bosones portadores, los Gluones.

Planck, nos habló del “cuanto” de acción h, y nos dijo que la energía se transmite en paquetes de manera discontinua. Aquello, asombró al mundo y el mismo Planck fue consciente de que, sus creencias sobre la Física, a partir de ese momento, serían otras.

Inspirado en el trabajo de Planck, Albert Einstein desarrollo un trabajo sobre el “Efecto Fotoeléctrico ” – que le valió el Nobel de Física de 1.921 – y, contribuyó de manera activa al desarrollo de la Mecánica Cuántica que, más tarde, combatió.

 Llegaron nuevos Físicos como Werner Heisenberg, Schrödinger, Dirac, Feynman y otros que, desarrollaron lo que hoy conocemos como Mecánica Cuántica. Heisenberg con su Principio de Incertidumbre nos demostró que no podíamos saberlo todo al mismo tiempo. Si queremos conocer la situación de un electrón y para ello utilizamos un microscopio electrónico, el mismo hecho de su utilización transformará el medio observado, ya que, los fotones enviados por el microscopio cambiarán la dirección de dicho electrón. De esta manera, podemos saber dónde está, pero no sabremos a donde se dirige.

 Schrödinger, con su función de onda, nos dio una buena herramienta para buscar la partícula mediante un sistema de alta probabilidad de su situación.

 La Mecánica Cuántica ha alcanzado unas cotas increíbles de consistencia y experimentalmente, es una de las teorías más acreditadas. Sin embargo, mi parecer es que siendo una herramienta muy útil para los Físicos, no es la definitiva, en un futuro próximo tendremos muchas sorpresas de la mano del LHC que en este mismo año nos dará alguna alegría importante para el mundo de la Física.

El otro gran pilar en el que se apoya la Física, se llama Relatividad Especial. Todos sabéis lo que fue para la Física el año 1.905. Esa primera parte de la teoría relativista de Einstein, nos legó conocimientos muy importantes, tales como que un objeto viajando a velocidades cercanas a la de la luz aumenta su masa o que el hipotético viajero de una nave espacial que viaje a ésas velocidades relativistas, habrá conseguido ralentizar su tiempo. El tiempo pasa más lento cuando la velocidad es grande. Y, el otro logro importante que fue resumido en la ecuación más famosa de la historia de la Física, fue el hecho de descubrir que la masa y la energía son dos aspectos de la misma cosa. E=mc2 ¡cuánta belleza y profundidad expresado en tan poco espacio!

 La Humanidad ha conseguido logros increíbles en el campo de la Física, siempre acompañada de las matemáticas, han llegado a dejar al descubierto cuestiones misteriosas y muy bien escondidas en lo más profundo de la materia y de las fuerzas fundamentales que interaccionan con ella.

Ahora nos podemos plantear preguntas que nadie sabe contestar e incluso algunas que no sabemos ni plantear, nos faltan conocimientos para hacer tales preguntas. Sin embargo, en el futuro, las respuestas llegaran.

¿Cómo podría haber preguntado Pitágoras por el significado de  m=E/c2 (E=mc2), si Einstein nació más de 2.000 años más tarde?

De la misma manera estamos hoy haciendo preguntas o formulando teorías que no pueden ser contestadas o comprobadas. La energía de Planck (10 con exponente 19 GeV) nos vendría muy bien para poder comprobar la teoría M que ha unificado todas las teorías existentes sobre la teoría de cuerdas. Sin embargo, nuestra civilización actual no tiene la posibilidad de alcanzar dicha energía y habrá que esperar mucho tiempo para que eso sea posible.

No podemos dejar por ello de continuar de trabajar en ese campo de las cuerdas, es prometedor e ilusionante, allí, en las más altas dimensiones, parece que es posible hermanar a la Mecánica Cuántica y a la Relatividad General. Esta teoría nos promete por fin una teoría cuántica de la gravedad.

 Puede parecer ciencia ficción hablar y exponer hechos y conceptos que no pueden ser demostrados, sin embargo, Einstein esperó largos años con su teoría de la Relatividad General bien asentada en su cabeza, sin poder exponerla al mundo por no tener las matemáticas necesarias para ello, y, cuando su amigo Marcel Grossman, al que había pedido ayuda, le envió algunos documentos entre los que se encontraba la famosa Conferencia de Riemann, Einstein quedó paralizado ante el Tensor Métrico de Riemann, allí tenía la herramienta que estaba buscando y que le permitía formular de manera precisa los espacios curvados de la relatividad general.

 De la misma manera, un día, alguien surgirá y nos traerá las matemáticas necesarias para que, la teoría M se pueda exponer de manera clara y completa. ¿Serán las funciones modulares de Ramanujan las que nos sacará del atolladero? Todos sabéis que las matemáticas topológicas de la Teoría M, son extremadamente difíciles, pocos tienen acceso a ellas, y, de momento, parece que nadie está en posesión de los conocimientos matemáticos que se precisan  ¿Que dice Perelman al respecto?

 Tendremos que esperar un poco.

 Como nuestra curiosidad es inagotable, nos empuja a preguntar, trabajar, estudiar, investigar y profundizar en todas estas cuestiones que atrae a todos aquellos que, como yo, enamorados de la Física, saben que, algún día lejano en el futuro, nuestra Civilización alcanzará el nivel requerido para poder abrir esas puertas que ahora tenemos cerradas y de las que no tenemos las llaves para poder abrirlas. Encima de estas puertas, los letreros dicen: Teoría M, Materia Oscura, Densidad Crítica, Universos paralelos, Viajes en el Tiempo, Singularidades, etc.

 Me gustaría estar presente cuando pasados algunos siglos, nuestra especie tenga como fuente de energía inagotable la que generan los Agujeros Negros. Esa energía nos dará la posibilidad de viajar a las estrellas y de llegar al fondo de la teoría M.

 Pero no corramos tanto. Pensemos en cuestiones más cercanas y con posibilidades, como la localización del Bosón de Higgs. Pero, ¿Que es el campo de Higgs? ¿Y, el Bosón de Higgs?

 Estamos preguntando por el campo de fuerzas y energías donde se generan las partículas llamadas bosones de Higgs que, hipotéticamente proporciona masa a todas las demás partículas y se encuentran en este campo virtual o de vacío que aún nadie ha podido encontrar. Por eso la puesta en marcha del LHC en el CERN (Ginebra), ¡nos produce tanta ilusión! Allí pueden estar las repuestas a todas esas preguntas aun no contestadas.

Todo lo grande está hecho de cosas pequeñas.

 Así es. Al menos hasta donde sabemos, los planetas, las estrellas y Galaxias y demás objetos estelares (nosotros también), están hechos de infinitesimales objetos: Quarks y Leptones. Todo lo que podemos ver en el Universo está hecho de materia bariónica, existe otra clase de materia que aún no sabemos lo que es, dónde está o como se genera y de qué está hecha (esa que nuestra ignorancia denomina Materia Oscura).

¡Nuestra imaginación! algo que solo puede ser comparada con la grandiosidad del Universo que… es casi tan grande como ella.

 La Mecánica Cuántica.

 La Relatividad Especial y la Relatividad General.

 El Modelo Estándar.

 Las fuerzas Fundamentales.

 Las Constantes Universales.

 Las familias de partículas: Quarks (u, d, s, c, t, b), Hadrónes (bariones y mesones), los  Leptones (electrón, muón, tau y sus respectivos neutrinos).

 La Teoría M y antes la de Supersimetría, Supergravedead, la de cuerdas, la cuerda heterótica.

 En su día la teoría de Kaluza-Klein (la primera de más altas dimensiones)

 Y, de esta manera podríamos continuar exponiendo ejemplos enormes de la imaginación que poseemos y que es el don que la humanidad tiene para descubrir los misterios del Universo. Einstein llamaba a esto hacer ejercicios mentales. Está bien que nuestras mentes no tengan barreras a la hora de imaginar. Creo que, a excepción de las imposibilidades y barreras impuestas por nuestro físico, todo lo demás, con el tiempo podrá ser posible.

 Alguien dijo que Genio es aquel que es capaz de plasmar en realidad sus pensamientos. Pues, amigos, en la Física han sido muchos los genios que han aportado su imaginación.

 La pregunta que hay que responder aquí es lo que se entiende por Física. Por mi parte, Física es todo lo que aquí he dejado escrito y muchísimo más. Creo firmemente que la Física es el arma más poderosa con la que cuenta la Humanidad para resolver todos los problemas que tiene planteados a plazo fijo en el futuro lejano.

 ¿Habéis pensado alguna vez que el Sol tiene una cantidad de combustible nuclear – hidrógeno – limitado? El día que se acabe, dentro de 4.000 millones de años ¿dónde iremos?

 La pregunta parece tonta, sin embargo, no lo es. No debemos descansar en el avance del saber científico de la Física y las matemáticas (además de en los otros campos), ya que, en ese no parar estará la solución a todos nuestros problemas presentes y futuros, y, la llave que abrirá la puerta principal, se llama Física (siempre acompañada por la llave maestra de las matemáticas).

 emilio silvera

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