31 laminas sobre el desarrollo de un espectrógrafo littrow

Este presentación es sobre la construcción de un espectrógrafo de menos de 400 dolares, la joven autora, Mary Masterman de 17 años, ha sido reconocida por su propuesta de diseño, economía y originalidad. Espero que la presentación de la científica les ayude como inspiración para hacer su espectrógrafo casero.

Los temas tratados en la presentación son:
  • difracción, rejillas de difracción
  • espectrógrafos clásicos
  • Propuesta de espectrógrafo
  • detalles técnicos de construcción
  • pruebas del instrumento

Disfrutenlo.

Presentaciones de fluidos en movimiento

Estas son dos presentaciones para introducir el tema de fluidos en movimiento. Se muestran las ecuaciones de continuidad y de Bernoulli, además, se mencionan sus aplicaciones en la vida cotidiana. Espero que les sean útiles.



Excelente presentación de mecánica cuántica

Esta presentación esta pensada para químicos de nivel licenciatura; es un resumen completo de los temas de mecánica cuántica y de la tabla periódica. Los temas presentados son:

  • Orbitales cuánticos, formas de los orbitales
  • Principios de espectroscopia
  • Tabla periódica, características de los elementos por su posición en la tabla

Presentaciones de fluidos para médicos

Estas dos presentaciones resumen las fórmulas y aplicaciones principales de los conceptos de presión, viscosidad y velocidad de un fluido. Además, presentan ejercicios de física médica bien explicados y claros. Estas presentaciones son ideales para complementar una lección del nivel medio superior en adelante.





Bases físicas para un aeronauta improvisado

Te comento sobre el rescate aéreo de un californiano sostenido por globos metereologicos. Adiciono un cálculo básico de la altura máxima que puede alcanzar un aeronauta globero.

De acuerdo con el articulo: Flying high, thinking low? What every aeronaut needs to know, de Mark P. Silverman, The physics teacher vol 36, (1998)

Un joven deseaba fervientemente flotar placidamente 10 metros arriba de su jardín trasero, comiendo emparedados y bebiendo cerveza. Para cumplir su deseo el hombre compro 45 balones metereologicos, los infló con helio y los amarro a su silla de descanso. Encadeno la silla a su Jeep pesado. Entonces, se aprovisiono de bocadillos y una pistola de perdigones con la que podría reventar los globos para poder descender.

Lamentablemente, se liberó la cadena del vehículo y el muchacho ascendió rapidísimo, como un cuete, alcanzando el equilibrio hasta aproximadamente 3 400 m. Después de 14 horas un piloto de una línea comercial lo notó; poco después, el muchacho asustado y “congelado” fue rescatado por un helicóptero. Ya en tierra el improvisado icaro fue arrestado por su intento de volar en el corredor aéreo del Aeropuerto Internacional de los Ángeles.


Te cuento esta historia curiosa, porque puede ser útil para introducir el tema de fluidos estáticos en una clase de física para nivel medio superior. Para este fin vamos a desarrollar un pequeño problema de física, pues calcularemos la altura que pudo llegar este atolondrado joven con su improvisada nave aerostática.

Primero, empleando los datos de la noticia y del artículo citado, consideremos la masa de la carga:

  • El aeronauta 85 kg
  • Silla de jardín 20 kg
  • 45 globos metereologicos inflados 10 Kg
  • Un paquete de cervezas, una pistola de perdigones y emparedados 5 kg
Entonces la masa total es de 120 kg ; el volumen estimado de la improvisada nave es 144 metros cúbicos.

Luego, empleando el principio de Arquímedes podemos encontrar la densidad de la nave; el peso (P_e) es igual al empuje (E) y recordemos que el volumen de aire desplazado (V_l) es el volumen de la nave (V_o):

,

.



Ahora empleamos la presión como función de la profundidad para encontrar una estimación de la altura que alcanzo el joven:







Despejando la altura



Estamos listos para sustituir los datos, tomamos la presión atmosférica como la estándar (P = 10^5 Pa). Por tanto, la altura máxima que puede llegar el joven aeronauta es de 12 000 m. De acuerdo con la noticia, el joven fue rescatado a una altura aproximada de 3 400 m. Esta discrepancia sucede porque la presión atmosférica no es una constante, a mayor altura disminuye la presión atmosférica.

Pero el objetivo esta cumplido, contamos con una sencilla e interesante introducción al tema de hidrostática. Puedes consultar el artículo mencionado para mejorar y ampliar tus cálculos. Esperamos que sea útil esta información.

Gigantes de la ingeniería

En esta presensación encontraras fotografías impresionantes y buenas explicaciones sobre:
  • enormes barcos
  • un parque ecológico (molinos) en medio del mar
  • colocación de torres de alta tensión
  • carreteras acuáticas y en desiertos de hielo.

Tips para mejorar tu mercadotecnia de cientifico

Larry Page, uno de los fundadores de Google llego a comentar que si bien los científicos e ingenieros pueden transformar el mundo, primero deben superar su "serio problema de mercadotecnia": tienen que aprender a navegar en un mundo en el que tienen más influencia la política, los negocios y los medios. La noticia la puedes ver en el blog nanopublic

Ciertamente los científicos deben ser expertos comunicadores, pero además deben de darse a conocer entre el publico no especializado.


Primero hablaremos donde son más expertos comunicándose: los artículos científicos. Las cualidadades de este medio son.

  • Entre los científicos de una misma área, los artículos científicos son piezas de comunicación rápida y efectiva, de redaccion seca y directa
  • Cuentan con maquinaria de bases de datos muy efectiva para encontrar el artículo del tema de interés
  • En general, se puede confiar en los trabajos realizados por una comunidad científica los diagramas, dibujos y graficas se presentan grande y bien explicados.

En los anteriores posts damos unos tips para que mejores tus habilidades al redactar tus artículos. Revisa herramienta web para mejorar la redaccion y sobre la estructura de un articulo cientifico.

Donde es variable la comunicación de los científicos: las presentaciones orales. Por ello te damos unos consejos para mejorar tu presentación oral.

  • Fíjate en tu público, no todos son avezados en el mismo tema.
  • Estas deben ser rápidas (duración máxima: una hora), concisas y enfocadas a mostrar un tema en particular.
  • Deben mostrar un diseño grafico agradable, de alto contraste, pero que no lastime los ojos. Ejemplos de diseños bonitos están en liga uno
  • Debemos destacar los puntos fuertes de nuestra investigación
  • No menospreciar nuestro trabajo
  • Aclarar los puntos donde falta mas trabajo
  • Se debe ensañar la plática para poder dominar los puntos importantes que se desean señalar; el ensaño te vuelve más histriónico, y vale la pena.
  • Es una buena idea vestir para la ocasión, pues dice sobre la importancia que le damos al público y al evento.


Los carteles que presentan los investigadores también deben ser revisados, desde el punto de vista del diseño grafico y la comunicación grafica:

  • Usa imágenes auto explicativas, un diagrama de tu arreglo experimental debe contar con letreros donde se indiquen las partes e instrumentos utilizados.
  • Emplear poco texto, para hay que revisar varias veces la idea y tratar de dar el mensaje con el mínimo de palabras
  • En general, emplear sólo las ecuaciones indispensables, pues no es el medio para mostrar nuestros talentos matemáticos. Si deseas mostrar tus poderes algebraicos, mejor escribe un libro.
  • Emplear fondos discretos en los carteles, la idea es que resalte la información no el fondo.
  • Vestir en combinación con los colores del cartel, no es exagerado, recuerda que es cuestión de imagen.
Estas son algunas ideas básicas para mejorar nuestra comunicación con los colegas. En futuros post mostraremos estas ideas extendidas

Resultados de la encuesta: ¿la física es experimental o teórica?

Te presentamos los resultados de la más reciente encuesta de este espacio: ¿la física es experimental o teórica?

La mayoría de nuestros visitantes consideran que el peso de la experiencia controlada es mayor que el del desarrollo de teorías. Efectivamente, el desarrollo real de las ciencias físicas es por medio de experimentos controlados, que después se deben explicar con teorías. La observación esta por arriba de la divagación.

Después de todo, nuestros modelos pueden ser matemáticamente correctos, pero no describir a la realidad.

Paradójicamente, resulta menos económico realizar experimentos de vanguardia, que teorías revolucionarias. Por ello, no hay por que emocionarse demasiado cuando un físico teórico, surfista expresa sus ideas sobre el universo.

Todas las imagenes del Apollo 15 al Apollo 17

Recorre la Luna completa con las imágenes que captadas desde el Apollo 15 hasta el Apollo17.

Este recurso es una joya de la liberación de información de los viajes espaciales. Pues muestran los mapas de la Luna con diferentes tonalidades y contrastes. Es muy divertido hacer acercamientos a la superficie. Tal vez tengas suerte y encuentres las huellas de los humanos en la Luna.


http://apollo.sese.asu.edu/webmap-bin/apollo.pl

Video: sencillos experimentos sobre fuerza boyante.

En base al principio de Arquímedes, estos estudiantes muestran algunos experimentos muy simples y didácticos. Por si solos videos explican el fenómeno de flotación de los cuerpos y la fuerza de empuje. Estos video puede servir para ilustrar una clase o para inspirarse para hacer experiencias más retadoras.

Aplicaciones medicas de los láseres

Te presentamos un resumen de las principales aplicaciones de los láseres en medicina. Brindamos ejemplos generales y señalamos las bases físicas por las cuales son tan útiles estas fuentes de luz para el trabajo de los galenos.

Anteriormente comentamos las bases del funcionamiento del láser. No tenemos duda que estos instrumentos son muy útiles en nuestra vida cotidiana. Por ello, hoy nos centramos en el área médica.

Casi inmediatamente del desarrollo del primer láser, aparecieron las aplicaciones médicas de este aparato. Un año después de su invención se empleó el láser para fotocoagulación en oftalmología, pero en Estados Unidos, en 1978 se aprobó el láser como herramienta en cirugías.

Los sistemas láseres son muy apreciados pues permiten una cirugía poco invasiva:

• Las incisiones son sin sangrado por la vaporización o coagulación de tejidos blandos
• Pueden penetrar hasta 300 micras
• Permiten una cirugía controlada y precisa (por el uso de computadoras y brazos robóticos)
• Se puede emplear una fibra optica realizar operaciones en el interior del cuerpo

El láser puede ser empleado como bisturí porque la energía lumínica es absorbida por la hemoglobina y la melanina, la energía es irradiada y absorbida por el tejido circundante en forma de calor lo que resulta en la necrosis coagulativa volumétrica; es decir, se puede presentar la coagulación y la vaporización del los tejidos,

Hay tejidos compuestos por un 80 % de agua y moléculas en cadena de carbono y algunos minerales. Entonces, dependiendo del tejido, sus moléculas absorben un tipo específico de radiación láser.

De acuerdo con la longitud de onda, existen varios tipos de láseres que se pueden emplear en medicina:

• El de Argon: se utiliza en oftalmología y dermatología
• El de CO_2: se emplea como bisturí y cauterizador
• El de Neodimio-YAG: se emplea para coagular y cortar tejidos
• El láser excimer: por su poder de vaporizar capas microscópicas de tejido se emplea en oftalmología para esculpir la cornea.

Además, el láser se puede emplear como sensor de tejidos cancerigenos, por ejemplo: se puede suministrar una droga fotosensitiva, que es absorbida por todo los tejidos enfermos, cuando una zona es iluminada con láser, los tejidos que absorbieron la sustancia flourescen un poquito, suficiente para ser detectados con instrumentos especiales.

De este modo revisamos algunas aplicaciones de los láseres en medicina. En próximas entradas abundaremos en técnicas y soluciones concretas que permiten estas fuentes de luz.

Vínculos interesantes:

En el proyecto Ocularis encontramos los siguientes posts, donde se explica mas profundamente el empleo de los laseres en el area de oftamologia :

Finalmente te presento un video, muy explicito, sobre una operación en un ojo empleando un láser. Si te dan asco o eres muy sensible a las escenas, sáltate el video.



En el video se emplean unas pinzas para mantener abierto el ojo, después se corta parte de la cornea. Después, se emplea el láser, el cual cuanta con un sistema automático para evaporar tejido sin importar que el ojo se mueva. La operación termina satisfactoriamente.

Presentación muy buena de los avances en la fotónica.

Excelente y completa presentación de divulgación, sobre materiales para la fotónica.

La luz es para la fotónica, como los electrones a la electrónica. La fotónica permite la trasmisión de datos más rápidamente que la electrónica, además de permitir el uso de varios canales de comunicación, por medio de la variación del color, por ejemplo.

Los puntos importantes de la presentación son los cristales fotonicos inorgánicos, las bases del proceso litográfico y los logros alcanzados.

Esta actualizada presentación te pondrá al día en muchos de las pruebas y desarrollos en esta excitante área de la física.

Video: Introducción al tema de los rayos X

Este video en ingles es una gran ilustración para mostrar la naturaleza de los rayos X. El nombre de rayos X tiene una historia simpática: Cuando se descubrió esta radiación, nadie tenia idea de que podía ser, surgieron ideas místicas y disparatadas; tanta era la consternación de esta manifestación que le pusieron el nombre de lo más misterioso en matemáticas y para los físicos teóricos, de la incógnita: X

Después de todo la “X” es el símbolo más empleado en matemáticas para designar lo desconocido.

Por otro lado, los alemanes prefirieron emplear el nombre del descubridor y compatriota; ellos les llaman a estas radiaciones “rayos Roentgen”.

Este es el video, disfrutenlo:

Video: tributo a la vida Rosalind Franklin

Te presentamos un video tributo del investigador que obtuvo las primeras imágenes claras con rayos X de la estructura del DNA. En el video los artistas presentan su versión de la imagen 51, la cual fue empleada por Watson para describir la estructura de doble hélice del DNA.

Es notable el proceso de este descubrimiento de biología molecular. Pues Watson realizaba modelos diversos y Rosalind los observaba y dictaminaba si funcionaban en base a sus imágenes de rayos X. Watson no se desanimaba de las muchas críticas de Rosalid, él era un investigador creativo y osado, ella era una persona que se basaba en las pruebas. Cuentan las malas lenguas, que él le pido a ella citas amorosas, pero ella siempre se negó, chismes de laboratorio. Cuando Watson recibió el premio Nobel, él apenas menciono mordazmente la contribución de su colega. Ella murió en 1958, a la edad de 37 años.

La historia de Rosalind Franklin muestra la discriminación contra las mujeres de ciencia. En cada uno de nosotros esta evitar la discriminación y tomar juicios en el valor y acciones de las personas.

Este es el video tributo:



La famosa foto 51. Observa la simetría de la foto, solo un modelo de doble hélice podría hacer un patrón similar.

Critica a los signos de la ciencia falaz.



Te presento a una lista que te ayudara a identificar las noticias científicas falsas, las investigaciones mal realizadas y a los mentirosos de la pseudociencia. En cada uno de los puntos citados hay error en el empleo del método científico o en la ética.

La lista esta inspirada en el trabajo de Robert L. Park The Seven Warning Signs of Bogus Science

Cada punto lo critico y analizo pues esta lista la emplearemos extensamente en el blog para el apartado los enemigos de la ciencia. Estendi la lista a partir del punto 7.

1. El autor acude directamente a los medios.

Efectivamente, la ciencia debe promover la comunicación efectiva. Pero antes de mostrar resultados al público en general, los científicos se comunican son sus pares para verificar las observaciones. Cuando la investigación es realmente relevante, esta red social de investigadores es confiable y rápida. Por ejemplo, la identificación del virus del SIDA y algunas continencias de SARS muestran que los científicos pueden compartir información y avanzar en la solución de problemas.

Por el otro lado, Cuando investigadores cegados por el deseo de obtener un resultado importante, alcanzar fama y un beneficio económico; se arrojan a presentar sus conclusiones sin la mínima comprobación. Triste ejemplo son los casos de la fusión fría y la afirmación que los “ovnis” por televisión son naves ínter-galácticas.




2. El descubridor afirma que un organismo poderoso boicotea su investigación.

Se debe ser cuidadoso con los casos de paranoia y los casos donde hay un genuino conflicto de intereses. Por ello, se debe contar con pruebas plausibles, mostrar el contexto y seguir la ruta del dinero (ahí esta la razón de todo conflicto).

Un ejemplo de conflicto entre ciencia e industria: Las investigaciones de Mario Molina, premio Nobel de química 1995, sobre los daños de la capa de ozono por los flourocarbonos de los refrigeradores y las latas con aerosol. Los industriales emplearon a los medios de comunicación, a sus investigadores asalariados y otras tácticas para refutar la conclusión del Nobel mexicano: Estas sustancias han lastimado seriamente la capa de ozono, y la energética luz ultravioleta no es filtrada.

Uno de los casos de pura paranoia más famosos: los hombres de negro. Una agencia del gobierno de EU para mantener las actividades e investigaciones del fenómeno ovni en secreto. Simplemente, no hay pruebas de que la existencia de esta organización.




3. El efecto observado esta en el límite de lo discernible.

En términos formales, En toda medición se aspira que el cociente del error asociado a la medición entre la medican sea lo más pequeño posible.

Este error asociado es una combinación del error asociado al instrumento, la desviación estándar de una serie de mediciones, las señales aleatorias, entre otras fuentes de incertidumbre. La idea es suprimir estas fuentes de duda.

Sin embargo, las mediciones no son malas por contar con altos niveles de ruido grande. Simplemente, son poco confiables en sus conclusiones. No son definitivas esta clases de mediciones y todo investigador debe ser los suficientemente inteligente para señalar el grado de confiabilidad, incluso, evitar ser alarmista o “echar las campanas al vuelo”.

Muchos estudiantes en las licenciaturas de física e ingeniería se sienten en la obligación de obtener mediciones con errores minúsculos y que empaten con los datos de sus libros de texto. Esta actitud es dogmática y es un Craso error.

En el laboratorio, la naturaleza manda; nuestra obligación es limitar las fuentes de error y concluir con los datos obtenidos. Cuando no concordemos con las referencias bibliográficas, debemos reportar nuestras mediciones, con nuestro error; señalar matemáticamente cuan grande es la discrepancia y proponer una razón ante tal diferencia en los valores. Eso es trabajar como un científico con ética y humildad.




4. Los resultados experimentales no son reproducibles.

Estudiar a la naturaleza es maravilloso porque sus fenómenos se presentan idénticos cuando idénticamente se producen las mismas condiciones que desencadenan a eso fenómenos. Entonces, los chinos, americanos, alemanes y nosotros podemos estudiar la misma ciencia, realizar los mismos experimentos, obtener los mismos resultados cuando contamos con los medios para reproducir tales condiciones.

La ciencia es un trabajo en equipo: cada grupo de investigación puede reproducir y verificar los resultados de los demás, comunicarlo y progresar a través de las observaciones de cada uno.

Cuando el resultado no es reproducible, sirve para nada. Se debe hacer los ajustes para hacerlo reproducible. Cambiar los muestras, los equipos, el diseño experimental; se debe actuar con decisión.

Sin embargo, para los astrónomos no es sencilla la repetición de eventos. Los astrónomos son observadores y no controladores. Pero estos investigadores pueden registrar sus observaciones, concluir y esperar otro evento similar en el futuro; pueden hacer simulaciones y comparar en el laboratorio con modelos a escala. Por ejemplo, el impacto de un cometa en un planeta se puede estudiar con maquetas a escala, el flujo de jets de plasma de las estrellas se puede hacer en algunos laboratorios, entre otras ideas.




5. El descubridor afirma que la una creencia vieja debe ser cierta, pues paso la prueba del tiempo.

Cuando se hace una investigación de forma deductiva, se emplea una estructura de pensamiento parecida a un edificio: se parte de una verdad evidente y que no se puede deducir de otra verdad; a partir de tal cimiento, por medio de la lógica, se deducen y demuestran otras verdades. La técnica de deducción permitió obtener la matemática euclidiana, un logro notable para la humanidad.

Sin embargo, la idea del axioma de verdad evidente es una trampa en si misma. Pues se puede creer en fundamentos falsos, por ejemplo: la creencia de una Tierra plana y la idea que el centro del Universo es la Tierra; ambas concepciones se enraizaron en la mente del medioevo europeo, creando un edificio lógico endeble complicado y deforme sobre la mecánica del movimiento de los astros.

Otro ejemplo, en la misma geometría euclidiana, el axioma sobre las líneas paralelas se puede cambiar. Este cambio de idea permitió el desarrollo de geometrías que describen mejor el movimiento de los cuerpos a velocidades cercanas a la de la luz y de muchos efectos cosmológicos.




6. El investigador no trabaja en equipo.

Los desarrollos más importantes en la ciencia y la tecnología se realizan por equipos de trabajo, donde los miembros son expertos en sus áreas y se comunican efectivamente para lograr sus metas.

Pensar en un investigador solitario, incomunicado, absorto en si mismo; es una caricatura digna de “Dexter Lab”. No es imposible, es poco probable alguien sobresalga en tales condiciones. Las redes sociales de científicos se han desarrollado y afianzado desde la fundación de la Royal Society en 1645.




7. el descubridor propone nuevas leyes para la naturaleza para ajustar sus datos experimentales.

El problema con proponer nuevas leyes naturales es que se deben explicar todos los fenómenos en base a tal modelo. No basta proponer leyes ad hoc para resolver problemas particulares.

Toda propuesta nueva de ley natural se debe someter al juicio del experimento. Se prueban para distintos fenómenos, se acota la validez de la idea, se diseñan pruebas específicas y se deducen efectos a observar.

Para ilustrar este punto, comentare brevemente dos casos paralelos:

* Primer caso, en una época en que las ideas de Newton se sobrevaloraban, se creía que la luz estaba formada por partículas. Entonces, apareció una teoría ondulatoria para la luz de un tal Young. Para refutar la propuesta ondulatoria, Poisson empleó sus amplios conocimientos matemáticos y afirmo que la idea era un dispararte, pues en ciertas condiciones la luz incidiendo en una esfera puede rodearla y crear un punto luminoso en el lado no iluminado. Bueno, pues se hace el experimento y aparece el punto luminoso en la zona oscura de la esfera, aparece el llamado “punto de Poisson”.

* Segundo caso, El nacimiento de la mecánica cuántica. Planck propuso la discontinuidad de la energía, para poder ajustar la curva de transmisión de cuerpos calientes. El notable científico forzó la teoría para que empataran a los datos experimentales, la consecuencia fue proponer un comportamiento nuevo en la naturaleza. Pero la mecánica cuántica ha sobrevivido y hasta la empleamos en los láseres de nuestras consolas de video juegos; porque las ideas propuestas explicaban fenómenos conocidos e inspiraron nuevos experimentos.




8. La teoría propuesta no se puede confrontar con ningún experimento, pues se carece de la tecnología.

Voy a diferenciar entre el experimento controlado y las observaciones sistemáticas. En los experimentos se requiere tecnología, inteligencia y mucha creatividad. Concedamos que no existe la tecnología para hacer experimentos claves; por ejemplo, experimentos en la Tierra sobre ondas gravitacionales.

Pero podemos hacer observaciones sistemáticas detalladas, también empleando tecnología, inteligencia y mucha creatividad. Por ejemplo, observamos las explosiones de las supernovas y localizamos planetas fuera del Sistema solar.

Pero si no podemos hacer le experimento controlado u la observación detallada, la solución es simple. Las teorías nuevas no son aisladas, en una circunstancia se enrederara con otra; por tanto, se puede diseñar experimentos para medir tales consecuencias.

Cuando no existe modo de lograr la medición o la observación, De otro modo, desecharemos la idea, por inútil. Hasta que alguien se le ocurra un experimento.




En conclusión, la lista no invalida a ninguna investigación, únicamente ayuda a mantener una mente escéptica ante las noticias sensacionalistas en la ciencia. Mientras más puntos se satisfagan, más precabidos debemos ser, podemos estar frente a una ciencia falaz, otro enemigo de la ciencia.

Chiste: nombres de partículas elementales



Mira, los conceptos científicos merman hasta las raíces del español. Un ejemplo de esto es en la terminación de las palabras con ón:

  • La menor cantidad de carga eléctrica la contiene el Electrón
  • La cantidad más pequeña de luz es: Fotón
  • El individuo con menos cantidad de escrúpulos es el Cabrón.
Envíanos tus palabras y significados para hacer más grande esta lista.

Nota: Disculpen el lenguaje soez y adulto de este post, pero así es el lenguaje.

Video: Compilación de bombas nucleares

Para que no sientan mucho frió, les presento un video de muchas explosiones nucleares. Espero que este calor les de los ánimos y el optimismo en la humanidad.

Webblogs en la docencia universitaria

Dos interesantes presentaciones ppt que introducen el uso de los blogs para educar a nivel universitario. Si no estás seguro de los blogs cómo herramienta educativa o si estas empezando tu blog, te serán muy útiles las presentaciones.



La paradoja particular-onda


Te presento una pregunta conceptual de física, primero los antecedentes:

* Sabemos, de la teoría de la mecánica cuántica, que en ciertas condiciones las ondas de alta frecuencia se pueden considerar partículas; por ejemplo, los rayos X.

* Por otro lado, una forma de obtener ondas electromagnéticas es por medio de la oscilación de un dipolo eléctrico.

Esta es la pregunta:

Un dipolo eléctrico oscila cada vez más rápido, aumenta la frecuencia de la emisión de la onda. Hay un momento en que el sistema emite una partícula. ¿en verdad es posible que la oscilación de dos partículas emita otra partícula?

Esperamos sus respuestas y comentarios. Recuerden que ustedes hacen grande este espacio cultural.

La ciencia que le interesa al narcotráfico.


El narcotráfico es un cáncer en muchas sociedades. Se impregna en las comunidades y familias, se convierte en pieza clave de su economía, se apropia de la estructura de gobierno y la ciencia no esta exenta de su influencia.

El narcotráfico se distingue por ser una empresa clandestina, ilícita, que utiliza la violencia y el soborno para apoderarse y mantener su influencia en mercados de adictos. La principal táctica del narcotráfico es el soborno y después la violencia hacia las autoridades, los competidores o las personas quienes no encajan en el esquema de su negocio.

Por otro lado, el narcotráfico emplea el desarrollo de producto para administrar la violencia, contar con productos más atractivos para los adictos; también, utilizan los últimos desarrollos en electrónica y telecomunicaciones para gestionar la producción, fabricación y transporte de drogas. A continuación revisaremos algunas áreas de ciencia y tecnología donde el narcotráfico ha puesto especial atención.

El narcotráfico esta interesado en el desarrollo tecnológico de las siguientes especialidades.

Botánica y manipulación genética. Los narcotraficantes apoyan el desarrollo de plantas más resistentes a los cambios climáticos y contra las plagas; plantas que se desarrollen más rápido y se cosechen con excedente. La tecnología trasgénetica les es especialmente útil para diseñar y obtener estas nuevas fuentes de droga. La prueba del esfuerzo del narco para obtener mejores cosechas, como de marihuana, es la documentación de los cambios graduales en las plantas y la localización de laboratorios.

Ingeniería química. Para el narcotráfico es importante el desarrollo de nuevos productos, es decir, nuevas drogas. Los nuevos psicotrópicos no deben ser letales inmediatamente (matar a tu consumidores rápidamente es un error de negocio). Los narcos buscan crear drogas más intensas, adictivas, que actúen más rápido en el sistema nervioso. Se encuentran bien documentada la evolución de las drogas y los efectos en sus victimas.

En cuanto a la producción, los fabricantes de drogas buscan la optimización de recursos: la obtención rápida de más producto empleando menos materias primas, máquinas pequeñas de fácil montaje, minimizar el ruido de la fabricación. El descubrimiento de los laboratorios clandestinos nos ha permitido conocer la tecnología de fabricación de estos delincuentes.

Ingeniería electrónica y telecomunicaciones

Los narcos están atentos a los nuevos gadgets para gestionar y comunicarse efectivamente. Utilizan bases de datos para administrar su negocio y organizar a su gente, utilizan los blogs, los videos por demanda para enviar mensajes diversos a sus aliados o enemigos. Sobre la tecnología de los teléfonos celulares, emplean estos dispositivos para localizar físicamente a las personas, interceptar mensajes y llamadas, se protegen por medio de la encriptación.

El interés del narcotráfico sobre la ciencia es puramente pragmático y sigue estrategias muy directas y definidas: la meta es conservar el mercado y obtener nuevos consumidores. Un modo de actuar idéntico a la industria tabacalera, fabricantes de una droga licita.

Después de que el narcotráfico es parte de la economía de una comunidad. No es de extrañar que algunos técnicos estén al servicio de los narcos para resolver sus problemas. Buscando soluciones practicas, tecnologías fáciles de obtener e implementar. El narco actúa como una empresa de vanguardia en la economía globalizada.

Éticamente hablando, El martillo no es maligno, este instrumento se puede utilizar para hacer un bien (construir una casa para huérfanos) o provocar un mal (golpear la cabeza de un enemigo). Del mismo modo, la ciencia y la técnica son instrumentos, los ponemos al servicio de actividades constructivas para las personas, o utilizamos nuestra información para provocar un mal en el prójimo.

Una prueba ética para los científicos, pues sólo una fuerte ética, valores basados en el bien común pueden hacer frente a la fuerte tentación de los muchos billetes que ofrecen estas empresas de muerte. El conocimiento es un poder que se debe manejar con responsabilidad.

Otros enlaces de interés:
La AMC prepara foro sobre narcotráfico y ciencia

Narcotráfico aprovecha Internet

Nota sobre el desarrollo del concepto de semiconductores

En 1931, El afamado físico W. E Pauli afirmo: "Nadie debería investigar sobre semiconductores. Son una porquería. ¿Quien sabe si realmente existen los semiconductores?". Revisaremos la historia del concepto de los semiconductores para entender el contexto de estas palabras lapidantes.

Actualmente, ninguna de las tecnologías que han transformado el mundo sería concebible sin los semiconductores. Computadoras, teléfonos celulares y enorme número de productos están basados en la tecnología del semiconductor. Siendo tan importantes para nuestra sociedad, decenas de miles de investigadores en cientos de laboratorios investigan sobre las propiedades y aplicaciones de los semiconductores.

Entonces, ¿Por qué alguien tan inteligente como Pauli afirmó sus dudas sobre la existencia de los semiconductores? ¿Por qué él los consideraba una porquería y no valía la pena su investigación?

16 años antes de la realización práctica del primer transistor, la opinión de Pauli sobre los semiconductores era el reflejo de un estado de ánimo en la comunidad de físicos dedicados al estudio de los sólidos. Aun en 1938 muchos investigadores calificaban de suicidio científico la decisión de trabajar sobre el carburo de silicio. Entonces, en lugar de pensar en la falta visión de Pauli, debemos considerar que el desarrollo de la ciencia no es lineal. Revisemos el contexto del desarrollo de las ideas.

La investigación en metales


A finales del siglo XIX y principios del XX, fue notable el contraste entre los rápidos avances de la física de los metales y el desconcierto en la investigación sobre semiconductores.

Así, Sobre la naturaleza de la electricidad y las propiedades eléctricas de los metales, los resultados experimentales eran reproducibles y regulares, por lo que condujeron a rápidos y significativos avances:

* En 1840, Humphry Davy observó la dependencia inversa de la conductividad con la temperatura en un gran número de metales.

* Desde 1853 (Wiedemann y Franz) se conocía la relación entre las conductividades eléctrica y térmica de los metales.

* Ya en 1821 se contaba con resultados reproducibles sobre el poder termoeléctrico de los metales, es decir, se tenían datos sobre el efecto Seebeck.

* En 1879 se registraron observaciones del efecto Hall

* En 1897 Thomson descubre el electrón. Con toda esta gran masa de resultados experimentales, se presentaron casi inmediatamente los primeros modelos de trasporte eléctrico en los metales.

* En 1899 (Riecke) y en 1990 (Drude) se presentan modelos que interpretan y predicen todos estos resultados y orientan la investigación en el campo del trasporte eléctrico en metales. Pero las limitaciones de tales modelos constituyen un estimulo y dan lugar a nuevas experiencias científicas.

* En 1929, Sommerfeld presenta una teoría cuántica de los metales, la cual es inmediatamente reconocida y aceptada. Recordemos que al principio del siglo XX se dio un contexto revolucionario para la física, las ideas de Sommerfeld se basaron en los principios y formalismos de la mecánica cuántica.

Visto a posteriori, estos rápidos avances de la física de los metales se debe a dos razones principales:

* Por un lado, el milenario e importante rol tecnológico de los metales contribuyó a la obtención de muestras con un aceptable grado de pureza, los experimentos requerían esta clase de muestras puras.

* Por otro lado, basados en los datos experimentales, se contaba con teorías que funcionaban bien para los metales y eran pésimas para los semiconductores. El hecho de que la aproximación del electrón libre funcione tan bien para bandas anchas semillenas mantuvo durante años la ilusión de que los metales son más fáciles de entender que los semiconductores.

La investigación en semiconductores


En contraste con el gran número de leyes empíricas relativas a los metales, en lo que concierne a los semiconductores, no llegó a encontrarse por muchos años ninguna propiedad que mostrara un comportamiento reproducible y permitiese dar un contenido a la propia palabra "semiconductor".

* Como antecedente, en el siglo XVIII, Volta hablaba de materiales "de naturaleza semiconductora", la utilización del término fue puramente taxonómica durante casi siglo y medio, ya que se incluía en esa categoría a todos los materiales que no eran ni aislantes ni metales.

* Hittorf (1851) fue el primero en publicar resultados sobre la variación de la conductividad de los sulfuros de plata y cobre en función de la temperatura. La trasiscion de fase del sulfuro de plata a 170 ºC, hizo que los resultados pareciesen entonces más erráticos de lo que realmente eran (de hecho, si se traza el diagrama de Arrhenius a partir de la tabla de resultados de Hittorf para el Cu2S, se obtiene una recta, y la energía de activación resultante es próxima a la mitad de la banda prohibida de ese material). Hittorf creyó estar observando conducción electrolítica, y durante años muchos investigadores centraron sus esfuerzos en verificar si se cumplía la ley de Faraday. Se trataba de una vía muerta, pero, aunque las experiencias de Riecke en 1901 habían excluido concluyentemente esa hipótesis, se siguió barajando el modelo electrolítico para los semiconductores hasta bien entrados los años 30.

* En 1908 Königsberger propuso su teoría de la disociación, según la cual, los portadores de carga que se mueven libremente en un conductor resultan de la disociación de los átomos en electrones móviles e iones positivos fijos. La disociación era regulada por una energía de activación, que debe intervenir en la dependencia de la resistividad con la temperatura. Al intentar verificar su teoría, comparando los datos experimentales con sus predicciones, pudo establecer una clasificación de los sólidos en metales (en los que la energía de disociación era nula), aislantes (en los que era infinita) y "conductores variables" (en los que era finita).

* Weiss, en 1910, quien realizó numerosas experiencias para verificar ese modelo, fue el primer autor moderno en proponer el nombre de "semiconductor".

* Baedaker, en 1908, encontró un método de preparación de semiconductores en capas delgadas que le permitía cierto grado de control de las propiedades. La interpretación que hace de sus resultados ilustra el grado de desconcierto que existía y la falta de un concepto de semiconductor aceptado por todos los investigadores. Así, sus estudios sobre el ioduro de cobre le conducen a calificarlo de "conductor metálico con concentración de electrones variable". Al interpretar los resultados de efecto Hall, considera un sólo tipo de portadores, encontrando concentraciones sorprendentemente bajas. El modelo de Riecke para el efecto Hall, propuesto nueve años antes, que consideraba posible la existencia de portadores de carga positivos y negativos, le habría permitido interpretar correctamente sus resultados.

* En 1930 era aún aceptada de manera general la opinión de Gudden de que las propiedades semiconductoras son debidas a las impurezas y que ninguna sustancia pura puede ser semiconductora (la opinión de Gudden implicaba que toda sustancia pura sería, o bien aislante, o bien metálica).

* En esta etapa de desarrollo, Frenkel en 1931 muestra la teoría de los defectos puntuales en los cristales iónicos, que permitió sistematizar un gran número de resultados, al mostrar que las vacantes de anión dan lugar a conducción por electrones y las vacantes de catión a conducción por huecos. Este modelo permitía , por una parte, correlacionar claramente en muchas sustancias la concentración de defectos con la conductividad y, por otra, dar cuenta de la existencia de sólidos en los que el efecto Hall tiene signo positivo. Así, se realizaron gran cantidad de medidas sistemáticas en muchos semiconductores, que fueron clasificados como:

** "conductores por exceso" (con vacantes de anión),
** "conductores por defecto" (con vacantes de catión), y
** "conductores anfotéricos", que presentaban uno u otro comportamiento, según las condiciones de preparación.

Entretanto, estaban encontrándose las claves que permitirían establecer la teoría cuántica de los sólidos. Desde que von Laue (1912) descubrió la difracción de rayos X y Bragg (1913) determinó la estructura cristalina del ClNa, se sabía que los átomos en los sólidos se disponen siguiendo una estructura ordenada, triplemente periódica.

* Primero Strutt y luego Bloch, ambos en 1928, tratan el problema del electrón en el campo periódico. Bloch deduce las propiedades generales de los estados electrónicos, introduciendo las funciones de onda que llevan su nombre, pero no llega a ninguna conclusión sobre el origen del carácter metálico o aislante de un sólido.

* Por fin, Alan Wilson, en 1931, fue primer autor en extraer todas las consecuencias que la teoría de bandas implica para las propiedades del transporte, mostrando que una banda llena no contribuye al transporte de carga e introduciendo rigurosamente el concepto de banda prohibida , ademas introduce los conceptos de semiconductor intrínseco, semiconductor extrínseco (y por ende, impurezas dadoras y aceptoras). De nueva cuenta, el hecho de que se formularan rigurosamente los elementos básicos de una teoría, en este caso la teoría de semiconductores, no condujo a su aceptación inmediata por la comunidad científica.

* A mediados de los 40, los trabajos de Lark-Horovitz sobre el germanio y el silicio, permitió al concepto del semiconductor ser universalmente aceptado.
Conclusiónes

La frase de Pauli es el reflejo de una época donde la investigación sobre los semiconductores estaba dispersa y no tenía una meta ni propósito. No existía una sinergia para la investigación: falta de objetivo, teorías deficientes, datos experimentales mal interpretados.

Parece que antes de mediados de los años 40, faltaba una idea detonante que orientara la actividad investigadora, un concepto capaz de dar sentido a los resultados dispersos; una percepción concreta capaz de sugerir nuevas experiencias.

De este modo, encontramos un ejemplo claro sobre el desarrollo real de la ciencia, el cual no es lineal, directo, sencillo. Por ello, sin duda, toda innovación científica y tecnológica requiere de los investigadores un trabajo oportuno en equipo, comunicación efectiva y visión innovadora.

Texto basado de la pagina web:

LOS SEMICONDUCTORES: HISTORIA DE UN CONCEPTO

La cual esta basada en el artículo:

G. Busch: "Early history of the Physics and Chemistry of Semiconductors": Condensed Matter News 2, 15 (1993).Artículo originalmente publicado en: Eur. J. Phys. 10, 254.(1989).
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