jueves, 4 de agosto de 2016

Diario de un protón


Atom Street, 20 de diciembre de 1947


Siempre me he considerado alguien positivo pero últimamente estoy preocupado. Lo he hablado con mi hermano gemelo que tan imparcial y neutro es para todas sus opiniones. Incluso con mi sobrino Elec, que se da alguna vuelta por aquí con frecuencia.

De esa cámara para legalizar extranjeros no puede salir nada bueno. Se parecería al castillo del Dr. Frankenstein si no fuese porque en este caso la niebla está en su interior.

Acaban de confirmarme que con la complicidad de esa bruma artificial, una nueva partícula acaba de conseguir sus papeles. Kaón creo que se llama.

Mi hermano Neu dice que no hay de qué preocuparse, que desaparecen pronto. No se da cuenta que llegarán más como este, y que llegarán para quedarse.

Esto es solo el principio.


Fotografía obtenida por Rochester y Butler en una cámara de niebla, donde detectaron por primera vez el mesón K o kaón: la primera partícula "extraña". La cualidad de "extrañeza" se introdujo para partículas que se creaban fácilmente mediante colisiones de partículas, pero que presentaban una vida media mayor de lo esperado. Aún así es extremadamente breve, en torno a 10-8 segundos.

jueves, 28 de julio de 2016

Homenaje científico a Gloria Fuertes

En el 99 aniversario del nacimiento de la poeta, he optado por hacer un hueco en este blog para recordar a Gloria Fuertes que, según un pareado muy suyo,

Ante las injusticias de la vida, 
salto como la leche hervida.


Una de las facetas más conocidas de esta mujer de verso en pecho fue la de enganchar a la lectura a los más pequeños a través de sus libros y de sus múltiples apariciones en los programas infantiles de los 70 y los 80, como Un globo, dos globos, tres globos o La cometa blanca.



Me he servido de uno de sus poemas infantiles, Doña Pito Piturra, para introducir a un personaje que sueña con engancharnos a todos a las lecturas sobre ciencia.

Doña Divu Divulga parece enfadada
porque la ciencia en España está fastidiada.

Doña Divu Divulga la ciencia recrea
y cada día hay alguien más que la lea.

Doña Divu Divulga escribe con mesura
para atraer a los legos a la tercera cultura.

Doña Divu divulga lo fascinante.
Doña Divu divulga, ¡lo he dicho antes!

miércoles, 13 de julio de 2016

La Física bien temperada

Müller describía el principio de conservación de la energía a sus alumnos imaginando a un albañil que, laboriosamente, carga ladrillos hasta la azotea de una casa. Su trabajo no está perdido. Permanece intacto y queda almacenado durante años hasta que un día, por casualidad, se sueltan y caen sobre la cabeza de alguien.

Esta descripción, hecha por su profesor de matemáticas en el Maximilian Gymnasium, fue inolvidable para Max Planck durante toda su vida e inspiró la elección de sus estudios. Por ello, cuando contaba 17 años, fue a pedir consejo al físico Philipp von Jolly que enseñaba en la Universidad de Múnich. El eminente profesor le respondió:

Joven, el sistema de la Física en su conjunto está concluido, y la física teórica está alcanzando el mismo grado de finalización que logró la geometría hace siglos.

Max Planck a la edad de 20 años.

Planck no se amedrentó ante el comentario. No era la primera vez que alguien trataba de desanimarlo en una trayectoria que podía ser prometedora. Durante su juventud inició una destacable carrera musical y llegó a pensar seriamente en dedicarse profesionalmente a ella. Era un excelente intérprete de piano, además de dominar el órgano y el violonchelo y de cantar en grupo ocasionalmente. Cuentan que incluso estaba dotado de oído absoluto. Compuso Lieder y piezas pequeñas, además de una opereta titulada Die Liebe im Walde (El amor en el bosque). El químico Otto Hahn, con quien compartía afición musical, cuenta que

A Planck le encantaban las pequeñas reuniones domésticas. En los años previos a la Primera Guerra Mundial, en su casa del barrio de Grunewald [Berlín], cada quince días se reunía con un grupo de damas y caballeros amantes del canto al que yo pertenecía. Formábamos un coro de cuatro voces, bajo la dirección de Planck, y cantábamos obras de Brahms y de otros.

Una vez Planck me aconsejó tomar clases regulares de canto, ya que mi técnica de respiración era mala, y como tenor podía llegar a ser bueno. Así, en julio de 1914 comencé las clases de canto y en agosto comenzó la guerra, con lo que la oportunidad del canto se desvaneció.

Con la influencia que ejercería el médico y físico Hermann von Helmholtz, Planck se ocupó de estudiar los fundamentos físico-fisiológicos de la música. En base a este tema, el futuro físico realizó un experimento que publicó en 1893 en una revista de música: La entonación natural en la música vocal moderna. Para investigar mejor este fenómeno, Planck había escrito una sucesión de acordes en do mayor, que hacía cantar a capella bajo su dirección al grupo de amigos cantantes. Así descubrió que, en comparación al do inicial, el do final se tendía a cantar muy bajo, descendiendo más de medio tono. Tras varias pruebas, el riguroso Planck realizó un contraexperimento. Si hacía cantar la sucesión de acordes al revés, desde el primero al último, ¿obtendría un do más alto? El resultado final no proporcionó el aumento esperado en el tono. Finalmente, Planck concluye:

Realicé este estudio con gran interés, refiriéndome al papel que desempeña la afinación natural en nuestra música vocal moderna. Llegué al resultado, algo inesperado para mí, de que nuestro oído prefiere la afinación temperada a la natural […]. Sin lugar a dudas, esto debe atribuirse al hábito [de escuchar] durante años y generaciones, [ya que] antes de J. S. Bach la afinación temperada era poco conocida.

Planck se había sentido atraído sobre el modo de afinación natural, inventado por Pitágoras y origen de la escala musical de siete notas. Pitágoras encontró que dos notas separadas un intervalo de quinta, por ejemplo, do y sol (do-re-mi-fa-sol), resultaban particularmente armónicas cuando sonaban simultáneamente. Además, encadenando intervalos de quinta se podían generar todas las notas de la escala.


Planck interpretando al piano.

Durante el Renacimiento se hizo patente un problema engorroso relacionado con los instrumentos de teclado. Con la afinación natural, encadenando quintas, se conseguía la mayor pureza sonora en un instrumento, pero suponía que las distancias entre notas consecutivas no eran todas iguales (figura 1). Esto no entrañaba problemas para instrumentos de cuerda como un violín, que podía interpretar una gama de tonos amplia y prácticamente continua. Sin embargo, en el piano solo pueden interpretarse tonos discretos ya predeterminados, lo cual exige que las distancias entre notas consecutivas sean todas iguales, en detrimento de la armonía sonora.

Figura 1. Diferencia de afinación entre la escala temperada y la pitagórica

Johann Sebastian Bach era muy consciente de esta dificultad al tratar de interpretar una pieza uniendo, por ejemplo, clavecín y violín, por lo que entre 1722 y 1744 compuso una de las mayores obras musicales de divulgación sobre la nueva técnica de afinación, El clave bien temperado. Es una amplia colección de composiciones (preludios y fugas) en todas las tonalidades, para mostrar una de las grandes ventajas de la afinación temperada: una melodía suena igual de armónica interpretada en cualquier tonalidad, además de constituir un criterio de afinación universal para todo tipo de instrumentos.

Con esta obra, Bach consolidó el concepto de semitono como la división elemental de la escala musical. La escala natural de Pitágoras, dividida en siete tonos, dejaba paso a la escala temperada compuesta de doce semitonos iguales. Como señalaba Planck en la conclusión de su experimento, desde Bach nuestro oído y toda la música a partir de entonces se habían “atemperado”.

El destino querría, no obstante, que Planck fijara su atención en los problemas que la física tenía pendientes de resolver. Estaba decidido a investigar a fondo la cuestión de la radiación para librarse de una paradoja tan molesta como la catástrofe ultravioleta.

Planck se sentó al piano después de encender la chimenea. Mientras ponía sobre el atril una obra de Bach, se quedó mirando las brasas que chisporroteaban en el hogar. Si la teoría física estuviera en lo cierto, la madera ardiendo, como cualquier otro cuerpo caliente que emitiera radiación, debería desprender luz azul o violeta pero no es así. El rojo anaranjado de la madera, el amarillo de una vela o el blanco azulado de una estrella recordaban tercamente que algo no encajaba.
Apoyó las manos sobre el teclado y comenzó a tocar con ritmo vivo, como el de las llamas agitándose en la lumbre.

 
En resumen, todo lo que sucedió puede describirse como simplemente un acto de desesperación […]. Para entonces llevaba seis años luchando sin éxito con el problema del equilibrio entre radiación y materia, y sabía que este problema era de importancia fundamental para la física […]. Se debía encontrar por lo tanto una interpretación teórica a cualquier coste. […] estaba dispuesto a sacrificar cada una de mis convicciones previas sobre las leyes físicas. […] Este sinsentido se puede impedir asumiendo que la energía está forzada, desde el principio, a permanecer junta en determinados cuantos. Ésta era una suposición puramente formal y realmente no reflexioné mucho sobre ella excepto que, a cualquier coste, debía proporcionar un resultado positivo.
Parecía un artificio para lograr una respuesta coherente, una artimaña como la que empleó Bach para salvar la afinación de los instrumentos de teclado. La única manera en que se solucionaba la paradoja era suponer que la energía no consistía en un flujo continuo, infinitamente divisible, sino que se transmitía en “porciones” de un tamaño determinado. Esto significaba que la energía no era como la música que brotaba de un violín, continua en toda la gama de vibraciones a medida que el intérprete desliza sus dedos a lo largo del diapasón, sino como la que se ejecuta en el piano, con frecuencias de vibración discretas al pulsar cada tecla.

El cuanto que proponía Planck representaba la cantidad elemental de energía del mismo modo que Bach determinó el semitono como cuanto de la escala musical. Como si quisiera convencerse a sí mismo, cambió la partitura en el piano y dejó que Bach le mostrase lo que acababa de imaginar, nota a nota, cuanto a cuanto.



sábado, 2 de julio de 2016

Recetas en divulgación científica

Emmy es una simpática perrita que ha acompañado a Chad desde el día en que la adoptó. En cuanto se encontró a gusto en su nuevo hogar, Emmy sintió curiosidad por cómo se ganaba la vida su nuevo dueño, quien no dudó en sacar partido a esta circunstancia. Con la intención de aplicar las extrañas consecuencias de la mecánica cuántica a las cosas importantes para Emmy, perseguir bichos, conseguir golosinas y dar paseos, surgió un libro: Conversaciones de Física con mi perro.


En 2007 Chad Orzel, profesor del Departamento de Física y Astronomía del Union College de Nueva York, extrajo una conclusión mientras leía The Best American Science Writing (una antología anual que publica los mejores artículos de divulgación científica en Estados Unidos). La “deprimente similitud” que Orzel encuentra entre la mayoría de artículos respondía a un patrón, que transcribió en forma de receta: 
  1. Anécdota que capte la atención acerca de un tema relacionado con la ciencia. 
  2. Breve apunte biográfico del peculiar investigador que trabaja en ese problema científico.
  3. Breve explicación de la historia y significación del problema científico. 
  4. Anécdota acerca del trabajo del peculiar investigador sobre ese problema científico.
  5. Breve explicación que conecte ahora con la anécdota inicial que captaba la atención del lector. 
  6. Sucinto resumen de "qué significa todo esto". 
(repítanse los puntos 2 a 4 tantas veces como sea preciso para alcanzar el número de palabras deseado del artículo)

Otra “receta” es, por ejemplo, la empleada por José Manuel López Nicolás (SCIENTIA) en su publicación “Sobre Palacios, Stradivarius y Pasteles”, en el blog de Next Door Publishers. En ella, la “piedra filosofal” que transforma objetos inconexos en un todo coherente es un compuesto llamado sabineno que, como nos aclara Moléculas diarias en Twitter, se encuentra en la pimienta negra y en la nuez moscada. 



Así es como el propio José Manuel nos resume su post: 
La pimienta negra usada en la cocina del Palacio Real de los Pasteles de Carne para la elaboración de la joya de la gastronomía murciana, contiene un compuesto llamado sabineno que también está presente en Picea abies, árbol cuya madera se emplea para fabricar los famosos Stradivarius que se encuentran en el Palacio Real de Madrid.
La magia está hecha. Dos palacios sin nada en común acaban relacionados mediante un recorrido por la arquitectura, la música, la química, la botánica y la alimentación. 

Orzel se lamenta y echa en falta algo más de originalidad y estilo personal en los que se consideran los mejores Science Writers del año, y creo que esto es una distinción necesaria, pues habla de Science Writers, no de Science Popularizers. Siendo popularizador o divulgador, Carl Sagan pudo llevar a cabo su mítica serie Cosmos: un viaje personal, pero necesitaba ser escritor de ciencia, con recursos literarios y cuidada narrativa, para lograr el Premio Pulitzer con Los Dragones del Edén


No obstante, creo que hay que echar una de cal y otra de arena en este asunto. El que existan estas “recetas” para divulgar no ha de ser necesariamente malo. El famoso pastel de carne de Murcia también responde a una receta concreta que podría hacer cualquiera. Sin embargo, solo consigue la excelencia gastronómica en el Palacio Real de los Pasteles de Carne al que se refiere López Nicolás: la murciana Pastelería Zaher que, como el propio José Manuel nos recuerda, ha cerrado sus puertas. Pienso que estas recetas facilitan a los divulgadores compatibilizar la tarea con su actividad profesional, generalmente como investigadores y/o docentes. De otra manera, la exigencia en tiempo y dedicación quizá haría inabordable este “voluntariado científico” que sigue siendo la divulgación, y supondría renunciar a la satisfacción propia y a la de sus lectores. 


Y hablando de satisfacción, creo que puedo darles a los murcianos una buena noticia relacionando, como López Nicolás, dos palacios. Según parece, el Palacio Real de los Pasteles de Carne reabrirá próximamente en otro local de la misma calle. Se trasladará del número 5 de la calle Riquelme al número 13. Curiosamente, tanto el 5 como el 13 forman parte de la sucesión de Fibonacci, matemático que fue huésped de Federico II Hohenstaufen para demostrar ante el emperador sus dotes frente a problemas de cálculo. El encuentro se celebró en julio de 1226 en el Palacio del Vicario en San Miniato (provincia de Pisa). No sería difícil imaginar que Federico II agasajara a su invitado con un pastel de carne, en este caso al estilo italiano.

domingo, 8 de mayo de 2016

Las ciencias se presentan en sociedad

En el archiconocido blog de José Manuel López Nicolás, Scientia, me topé en cierta ocasión con una entrada que solicitaba a la periodista y escritora Galiana lo siguiente:

“Señorita Galiana, ya que pierde su tiempo escribiendo sobre temáticas tan absurdas como las relaciones entre humanos, le propongo que se deje de emborronar folios y escriba sobre algo con más fundamento. Le sugiero (cuando un profesor te hace una sugerencia es casi como decir hazlo como yo te digo o atente a las consecuencias) que escriba sobre ciencia, pero CIENCIA, escrito con mayúsculas, porque así es como yo la entiendo”.

Galiana aceptó el reto, por supuesto, con un magnífico texto que podéis leer en esta entrada de Scientia. En forma de autobiografía de la Ciencia (en mayúsculas), me gustó mucho e inmediatamente lo tomé como modelo para un ejercicio dentro del curso de Escritura Científica Creativa que imparto. En este caso, propuse basarnos en el texto de Galiana para escribir una biografía similar pero de una disciplina científica en particular. He aquí dos ejercicios que describen sendas ciencias:


  

BIOLOGÍA

Mi historia marca la destrucción de un sueño. El origen divino de la vida me condicionó durante mucho tiempo, y la llegada de respuestas decepcionó a unos y maravilló a otros. Aunque existo desde antiguo, fui anónima hasta hace dos siglos, cuando dos naturalistas me pusieron el mismo nombre sin haberse puesto de acuerdo. Ya estaba en el ambiente que pronto conseguiría grandes avances.

Las criaturas más diminutas me ayudaron a mostrar que todos los seres poseen los mismos “ladrillos” y la misma manera de funcionar. Un viaje alrededor del mundo me llevó a sospechar que las especies cambian y que provienen unas de otras. Un huerto de guisantes me desveló el lenguaje con que se comunican las generaciones, y una fotografía robada, el esqueleto de ese vínculo.

Lamento que mi existencia despoje a la vida de esa condición especial. Todo lo que sois puede explicarse por una mezcla de azar, oportunidad, cooperación y supervivencia. Sí, sólo una mezcla. Pero una mezcla muy particular.



QUÍMICA

Nunca antes la codicia por el oro desembocó en un fin más noble. Nunca antes secretos mágicos habían transformado el ocultismo en conocimiento racional. Pasé mi juventud a ciegas, disolviendo, mezclando y calcinando cuanto encontraba en mi camino.

Matraces y retortas humeantes producían tintes, venenos y perfumes sin orden ni concierto, pero poco a poco fui madurando y logré que los espejismos fueran desapareciendo. Del flogisto al oxígeno, del pudin de pasas al átomo, de vitriolos y licores a moléculas y compuestos.

Aunque el verdadero golpe de timón vino de un barbudo profesor, aficionado a los solitarios, que tuve el placer de conocer. Retó a la materia a jugar a los naipes, hasta que ganó la partida de su vida. Las cartas se ordenaron en su mano, pero no quedó satisfecho, pues su oponente se había escondido algunas en la manga. Desde entonces sigo jugando partidas, hasta el día en que toda la baraja se muestre sobre la mesa.


Gracias, Galiana, por haber inspirado este ejercicio.