Entrevista al "padre" del Bosón de Higgs

     El pasado domingo 18 de Diciembre, el periódico Público incluyó en sus páginas una entrevista a David Gross, premio nobel de Física en 2004, que comparte con H. D. Politzer y F. Wilczek , por descubrir una nueva propiedad de los quarks denominada "color". Ahora este científico ha conseguido causar un gran revuelo en la sociedad, debido a que recientemente se han descubierto en el colisionador de partículas LHC en el CERN lo que podría ser el Bosón de Higgs, partícula que él teorizó en 1973. Esta partícula se encuentra entre los quarks (partículas fundamentales de la materia que forman los protones y neutrones) y los mantienen unidos, de forma que cuando se intentan separar, esta fuerza de unión se intensifica.

David Gross

   Gross se muestra escéptico ante los resultados, pero afirma que serán necesarios varios años de experimentos para confirmar su existencia y propiedades. Según éste, su descubrimiento abrirá nuevas fronteras en la física cuántica, ya que según la idea de la supersimetría toda partícula fundamental tiene una "hermana simétrica" o supercompañera, así que su descubrimiento permitiría profundizar más si cabe en los fundamentos de la materia. Proclamado ateo, se muestra en contra de la denominación del Bosón como "La partícula de Dios", tachando el nombre de puramente comercial. En la entrevista también se le preguntó sobre el camino que lleva la Teoría de Cuerdas (defiende que las partículas fundamentales son cuerdas que giran en  un determinado número de dimensiones, lo que las hace ser de un tipo u otro), ya que Gross es uno de los mayores expertos e investigadores en esta teoría, a lo que responde que es una teoría difícilmente demostrable hoy día, por lo que habrá que esperar un tiempo hasta que se pueda estudiar adecuadamente.

Imagen obtenida en el LHC (Large Hadron Collider)

Las energías renovables en peligro

Años atrás España presumía de ser el tercer país del mundo en fabricación de aerogeneradores, además de el segundo en instalación de paneles fotovoltaicos y primeros en producción de biocarburantes. Pero la situación de crisis actual ha podido frenar el gran auge de estas fuentes de energía renovables.

La energía eólica representa el 0.34% del Producto Interior Bruto en España, ocupa a 30000 personas, y exporta tecnología por valor de 2000 millones de euros anuales. Pese a todo esto, con motivo de reducir gastos para hacer frente a la crisis el gobierno ha impulsado un decreto que entrará en vigor el 1 de enero del 2013, que reduce de 20 a 12 años la subvención de los parque eólicos y de 1500 a 2000 las horas de funcionamiento de éstos para recibir primas. Desde la Asociación Empresarial Eólica (AEE), principal patronal en este sector, se dice que este decreto hará que se pierdan la mitad de empleos actuales y el 40% de sus retribuciones; y esperan que el nuevo gobierno que ha surgido de las elecciones del 20-N tome medidas al respecto. También se ha pronunciado acerca de este caso la Comisión Nacional de la Energía (CNE), que critica en especial un punto del borrador, el que habla de la variación del precio del megavatio a lo largo del tiempo, lo cual dicen que dificulta las inversiones en el sector.

Parque eólico

La energía fotovoltaica ha sufrido más la crisis, siendo el blanco de tres leyes distintas, aunque pese a esto a nivel internacional ha crecido en desde 2006 a un ritmo 80% del anual. Desde las asociaciones del sector afirman que con estas medidas están perdiendo el 26% de sus ingresos, aunque el gobierno sostiene que son unas leyes razonables y sin mucha pérdida.

Paneles fotovoltaicos

En cuanto a los biocarburantes, el gobierno ha decidido tomar las medidas de incrementar la producción de hidrocarburos de un 5.9% a un 7% e importar biodiésel a un precio más barto que el coste de producirlos aquí cosa que no ha gustado a las principales empresas productoras del sector.

Surtidor de biodiésel

Las radiaciones ionizantes

La radiación se define por la energía que se propaga a través de ondas por el espacio. El ser humano ha estado continuamente expuesto a la radiación, ya que hay fuentes tanto en la Tierra (elementos radiactivos), como en el Universo (radiación cósmica). En este caso vamos a hablar de radiaciones ionizantes, que son aquellas que surgen de la liberación de energía al romperse núcleos atómicos inestables (con un número anómalo de neutrones), y que hacen que la materia se ionize, es decir, pase a estar formada por átomos con exceso o falta de electrones. Esta radiación aparece en forma de "chorros" de partículas o de energía, y podemos distinguir:

• Radiación Alfa: formada por partículas pesadas integradas por dos protones y dos neutrones, proceden de la desintegración de elementos pesados (uranio), y es capaz de recorrer grandes distancias ni de atravesar una hoja de papel.

• Radiación Beta: formada por partículas similares en masa a los electrones, por lo que pueden atravesar varios metros de aire y centímetros de agua, aunque no recorren grandes distancias y no atraviesan láminas de metal.

• Radiación Gamma: tiene una carácter electromagnético y mucha energía, por lo que se desplaza grandes     distancias, y sólo puede ser detenida por densas barreras de hormigón o plomo.

• Radiación X: es similar a la radiación beta, pero se obtiene en tubos de vacío a partir de materiales no radiactivos, por lo que es controlable.

• Radiación de neutrones: es la producida en las reacciones nucleares de fisión, formada por neutrones, y  se consigue detener con gruesas y numerosas barreras de hormigón (como en las centrales nucleares de fisión)

Esquema de las tres radiaciones clásicas (alfa, beta y gamma)

La radiación alfa no produce daño alguno sobre los seres vivos, ya que no atraviesa la epidermis. Sin embargo, la radiación beta, produce daños en la piel por una exposición continuada a ella; la radiación beta, debido a su gran poder de penetración y energía, provoca daños graves daños en tejidos internos; y la radiación de neutrones también provoca daños graves en los seres vivos, por lo que sólo se confina a la industria nuclear. La radiación X no tiene ningún efecto probado sobre los seres vivos, debido a que hasta ahora se ha experimentado con ella en entornos seguros de los que no escapa.

Medalla dada a los liquidadores de Chernobyl,
donde se representan las radiaciones clásicas

Accidente de Chernóbil

        El 26 de octubre de 1986 se produjo el considerado mayor accidente nuclear y el mayor desastre medioambiental de la historia en la central nuclear de Chernóbil, una ciudad próxima a Kiev, en Ucrania.

      El día del accidente se estaba realizando un simulacro de corte de suministro, cuando de repente se produjo un aumento súbito de potencia en el cuarto reactor que causo un sobrecalentamiento del núcleo del reactor nuclear, que hizo que explotara el hiudrógeno del interior. El accidente causo la muerte directa de 31 personas y el desalojamiento de 116000. Tras el accidente se inició un gran proceso de descontaminación, llevada a cabo por los llamados liquidadores, de los cuales casi todos murieron por cánceres. En la actualidad la zona sigue cerrada al público, y en la población de los alrededores han aparecido casos de mutaciones y tumoraciones.

Liquidadores, personas de descontaminar las zonas de la central

Reactor del accidente

                             

Pilas de carne y hueso

      Cada día nuestro cuerpo realiza muchos movimientos, como puede ser el caminar, y acciones involuntarias, como el latido cardíaco, en los que, sin darnos cuenta, desperdiciamos energía. Y precisamente es esta energía la que quieren aprovechar multitud de científicos e ingenieros que en la actualidad trabajan en sistemas que, a partir de esta energía, permiten cargar dispositivos, iluminar luces... A continuación muestro algunos elementos de la vida cotidiana a los que se les han aplicado estas tecnologías de aprovechamiento de energía: 

• Mochila: con cada paso el cuerpo pivota sobre la pierna de apoyo, el lado correspondiente de la cadera se desplaza varios centímetros. Esto es lo que unos biólogos de la Universidad de Pensilvania han aprovechado a través de una mochila con una placa que sigue este movimiento, el cual transmite a un generador. El único inconveniente es que para generar un voltaje razonable hay que llevar entre 20 y 40 Kg de peso en la mochila.

• Rodillera: diariamente flexionamos nuestras rodillas, bien sea para sentarnos, como para andar. Esto es lo que llevo al canadiense Max Donelan a crear una rodillera que convierte la extensión de la rodilla en energía eléctrica, a través de un generador, de 4 a 7 W por pierna. El handicap del invento resulta su peso de casi 1 Kg.

Rodillera ideada por Max Donelan

• Camisa: es evidente que nuestro cuerpo libera calor para regular su temperatura, como es evidente que el calor es energía. Pues en base a esto, expertos españoles han encontrado la forma de "captar" ese calor: entre dos placas de cerámica se sitúan semiconductores con cargas positivas y negativas, de forma que cuando haya diferencia de temperatura entre placas, se genere una diferencia de voltaje (efecto Seebeck).

Dispositivo para aprovechar el efecto Seebeck

• Zapatos: cuando pisamos ejercemos una presión sobre el talón, que se ha descubierto que puede se puede convertir en energía eléctrica a través de zirconato titanato de plomo (PZT), un material que crea una diferencia de potencial al ejercer presión sobre él. Esa diferencia de potencial se aprovecha para cagar dispositivos o iluminar el propio zapato (zapatos luminosos

Zapato luminoso de la firma Nike,

 inspirado en la película "Regreso al futuro"

• Baldosas: al pisar generamos una potencia que cedemos al suelo, lo que han conseguido captar algunos científicos e ingenieros instalando generadores electromagnéticos en baldosas del suelo, de forma que con cada paso cedan unos centímetros y se genere energía eléctrica. Este método se ha aplicado en la ciudad de Toulosse para iluminar unas lámparas led de la acera, y en la discoteca holandesa Club Watt, donde la energía que genera cada baldosa se emplea en su propia iluminación.

Club Watt, en Róterdam, Holanda

         En resumen, todos somos en fundamento energía, cuyo aprovechamiento supondría un ahorro en el  consumo energético. De esta forma, podríamos utilizar una energía que realmente es nuestra para acciones del día a día como pueden ser cargar un móvil o mantener encendido un audífono o un marcapasos, siendo autosuficientes en gran parte. Pero estos sistemas actuales tan solo consiguen aprovechar de un 20 a un 30 % de la energía aportada, por lo que todavía hay que trabajar mucho más en el desarrollo de estas tecnologías.

Usos de la radiactividad

      La radiactividad es un fenómeno físico por el cual algunos elementos químicos emiten radiaciones de forma natural, por lo que se denominan radiactivos. Este tipo de elementos son los que se desechan en las centrales nucleares, pero existen otros elementos radiactivos que, lejos de desecharse, se emplean en diferentes campos, entre los que destacan:

-Medicina: existe una rama de la medicina denominada medicina nuclear que consiste en el empleo de isótopos radiactivos, las radiaciones nucleares , las variaciones electromagnéticas de un núcleo atómico para la prevención, diagnóstico, terapia de enfermedades e investigación médica. Los procedimientos más conocidos en medicina nuclear son:

• La diagnosticación de patologías en distintos órganos, administrando al paciente previamente un    radiofármaco, bien por vía oral o intarvenosa. El radiofármaco está diseñado para dirigirse a un órgano específico, donde se detecta mediante aparatos capaces de detectar la radiación emitida por esta sustancia.

Gammagrafía ósea (radiación gamma)

obtenida al administrar isótopos de tecnecio o galio.

• La terapia de tumores y cánceres (radioterapia), que consiste en exponer el tumor a una fuente de radiación externa intensa de radiación beta, normalmente. Con este proceso se consiguen eliminar el tumor en un alto porcentaje de enfermos, pero tiene efectos secundarios como quemaduras o cansancio, debido a que la radiación, aunque se focaliza en un solo punto, también afecta al resto del cuerpo, produciendo daños leves en muchos órganos.

Máquina empleada para la 

aplicación de la radioterapia

-Investigación: se emplean en el entorno científico para llevar a cabo experimentos y pruebas (un famoso ejemplo es el experimento de la lámina de oro llevado a cabo por el científico E. Rutherford y que le llevo a enunciar su modelo atómico, en el que bombardeo con partículas alfa una lámina de oro para saber su comportamiento), en el de la datación de objetos históricos (huesos, obras de arte...), y la industria alimenticia para mejorar las propiedades de alimentos (manipulación genética), entre otros.

Actualmente existe un fuerte debate por 

la modificación de alimentos genéticamente para mejorar 

sus propiedades (alimentos transgénicos)

-Industria siderúrgica: se emplean radiaciones (normalmente gamma) para detectar posibles grietas en los materiales o para comprobar si está bien hecha la soldadura. Esto supone un gran ventaja, ya que se puede saber la resistividad de una pieza sin necesidad de dañarla, pero también conlleva otra desventaja como es el alto precio de las instalaciones (tanto las de seguridad como las de emisión de radiación) necesarias.

Las soldaduras se someten a radiaciones

para comprobar su calidad.

El carbón, ¿una energía de futuro?

      El carbón es el principal combustible fósil empleado en la producción de energía eléctrica a nivel mundial desde la revolución industrial. Los principales productores de carbón en el mundo son China, EE.UU., e India , produciendo en conjuntó unas 3000 millones de toneladas de carbón. Esta fuente de energía presenta una gran rentabilidad económica pero tiene una serie de desventajas:

 - En su proceso de extracción se perjudica el ambiente: las máquinas empleadas emiten CO₂ (efecto          invernadero), se contaminan aguas al limpiar utensilios de extracción, y se modifica el terreno, con las consiguientes consecuencias para ecosistemas próximas.

- Su combustión produce CO₂ y compuestos de azufre que contaminan la atmósfera produciéndo efecto invernadero y lluvia ácida, entre otros problemas.

- El carbón es un recurso fósil, y por tanto tiene un límite. Habrá un día en el que el recurso se acabará, y tendremos que enfrentarnos a una gran crisis energética a nivel mundial. Por ello debemos apostar ahora por energías renovables como la biomasa, la maremotriz y la eólica, para evitar problemas en el futuro.

      En definitiva, el carbón es una buena fuente de energía en cuanto a la relación rendimiento energético-precio, pero no tiene cabida en un futuro, debido a su limitacón. En mi opinión debemos apostar ahora por energía renovables que aseguren un futuro en el que la sociedad pueda disponer de la energía para su desarrollo tecnológico.

Diferencias entre fisión y fusión nuclear

     La energía nuclear es la energía que se obtiene de procesos de combinación de las partículas subatómicas o de nucleos atómicos. Según como es la combinación, tenemos la energía nuclear de fisión y la energía nuclear de fusión.

     La energía de fisión nuclear es aquella obtenida de la división de un núcleo pesado en otros más ligeros. En este proceso además de energía se pueden desprender neutrones libres, fotones y otras partículas. Este proceso es el empleado en las centrales nucleares, bombardeando núcleos de plutonio o uranio con dos o tres neutrones de manera que se produce una reacción en cadena (del proceso se liberan neutrones que bombardean otros núcleos). 

     En la imagen de la izquierda vemos el proceso de fisión más empleado, en el que el combustible es el uranio 235 (tiene un periodo de vida mayor que el plutonio), que al ser bombardeado por un neutrón, se convierte en el isótopo uranio 236, el cual, debido a su poca estabilidad, se rompe produciendo una gran cantidad de energía, un núcleo de kriptón 92 y otro de bario 141, y tres neutrones.

     La energía de fusión nuclear es la que se obtiene de la unión de varios núcleos ligeros para dar uno pesado. La energía liberada es muy superior a la obtenida por fisión nuclear, por eso actualmente se están realizando numerosos experimentos, llegándose a recrear el fenómeno, pero empleando una energía superior a la producida. Además, en este proceso no se producen residuos nucleares como en el proceso de fisión, siendo así la fusión nuclear la forma de obtención de energía del futuro.

     En la imagen de la derecha se muestra la reacción de fusión típica, la cual se da en las estrellas, y que consiste en la unión de los núcleos del isótopo hidrógeno 2 (deuterio) y del isótopo hidrógeno 3 (tritio), que da como resultado, aparte de gran cantidad de energía, helio 4 y un neutrón.

Vídeo de explicación de la fusión y fisión nuclear.

Premio Nobel de Física 2011

     El pasado martes 4 de octubre, el comité Nobel de Física de la Real Academia de las Ciencias sueca, otorgó el galardón Nobel en Física 2011 a los científicos Saul Perlmutter, Brian Schmidt y Adam Riess, por el descubrimineto de la expansión acelerada del Universo.

Los científicos Saul Perlmutter, Brian Schmidt y Adam Riess, respectivamente

     

      El descubrimiento se remonta a 1998, cuando el grupo de Perlmutter (Supernova Cosmology Project) y el de Schmidt y Riess (High-Z Supernova Research Team) empezaron a rastrear el Universo, de forma independiente, en busca de unas supernovas del tipo 1a, las cuales tienen un todas un brillo similar. Bajo esta característica, comenzaron a ver que muchas de las supernovas de este tipo no tenían el brillo esperado, lo que indicaba su lejanía. Esto llevó a los científicos a deducir que el Universo estaba expandiéndose, no como afirmó Einstein, el cual dijo que la expansión del Universo se ralentizaba, siendo estable. Esto lo demostraba con una constante cosmológica que se trataba de una fuerza de repulsión, contraria a la fuerza de la gravedad, la cual han empleado actualmente para explicar el fenómeno descubierto. Esta constante la han asignado los científicos con la denominada energía oscura del Universo, que forma el 72% del cosmos. Si esta teoría fuera cierta el Universo acabaría congelado.

Mapa de la energía oscura en el Universo

Steve jobs, the co-creator of Apple, dies at the age of 56

       Steve jobs, the co-founder and ex-CEO of Apple, died this last Wednesday, at the age of 56, because of the pancreatic cancer that he had since 2004.

     Steve, before born, was adoptated by a couple of Silicon Valley, where he spent his childhood. After finish his high school studies, he enrolled in Reed College in Portland, Oregon, but he left it after a few months. In 1974 he gets a job in Atari, the videogame company. Then he left his job to find spiritual enlightenment.

     When he back home, in 1976, he founded with Steve Wozniak Apple company. They want to do cheaper, intuitive and lighter computers to allow costumers use the technology. They started with the Apple I, a computer which was built in the Jobs' garage, and sold by 666.666 $. Then they created the Apple II, the computer that launch the company, being in 1980 one of the richest companies in America.

Steve Jobs and Steve Wozniak with the motherboard of their Apple II

     After the success of the company, it starts to came down, because of the competition of IBM products. This situation took Jobs to left the company. Then he started an informatic company called NeXT. He also bought an animation company of George Lucas, that after it was named as Pixar Animation Studios, that has made animation films like Toy Story and Finding Nemo.

     In 1997, Apple company acquire NeXT, so Jobs back to his first company. The years after, he had totally change technology has we known, creating products like the iMac, the iPod, the iPhone and the iPad, which had relaunch the company as one of the most important companies in the world and the most valorated by customers.

Invents of Steve Jobs

       In 2004, Jobs discovered that he had a weird pancratic cancer, that was removed the same years successfuly. But the cancer growed again, and Jobs get ill, leaving definitely the company tihs last july. This last Wednesday 6th, he left her wife Laurene Powell, his four children and each person in the world.

Steve Jobs life in images

Steve Jobs Stanford Speech (part 1)

Steve Jobs Stanford Speech (part 2)

"Let's make a dent in the universe"

Explosión de un horno de la central nuclear de Marcoule

    El pasado martes 19 a las 11:45 explosionó uno de los hornos de la central de residuos de Centraco en Marcoule, Francia , dejando un muerto y cuatro heridos, uno de ellos grave. Esta planta tiene cuatro reactores inactivos, dedicándose a tratar residuos nucleares de baja y muy baja radiactividad, como aparatos radiológicos hospitalarios y de investigación. Las causas de la explosión están todavía por determinar, aunque se apunta hacia una posible reacción química en uno de los hornos donde se incineran los residuos como parte de su proceso de almacenamiento. Varias autoridades francesas y de la central aseguran que no ha habido fuga alguna de carácter radioactivo.

    Central de residuos de Centraco en Marcoule, Francia.

    El accidente ha hecho reaparecer la sombra de la catástrofe de Fukushima, reavivando de nuevo el debate acerca del futuro de la energía nuclear. También el gobierno español movió ficha, convocando el Consejo de Seguridad Nuclear (CSN) ante la alerta francesa, debido a la poca distancia entre la central y la frontera española. Tras desactivar el consejo al conocer que no había peligro, se ha puesto sobre la mesa la intención de trazar una hoja de ruta para desmantelar la energía nuclear en España.