Quantum fracture ataca de nuevo

Si hay una web con vídeos didácticos para ampliar un poco nuestras miras fuera de la mecánica clásica, es ésta. Dos ejemplos para hacerse una idea de qué va.

Este coche NO mide lo que parece

Lo alucinante de la FÍSICA CUÁNTICA explicado en un minuto

Rompetechos

Uno de los personajes más famosos de los tebeos (cómics de los años 70 y 80), era Rompetechos, caracterizado porque no veía tres en un burro: era corto de vista, muy pero que muy miope.

La miopía se ha corregido tradicionalmente con cristales, más gruesos cuanto mayor el número de dioptrías a corregir (las llamadas con toda la mala intención del mundo "gafas de culo de vaso"). Actualmente se corrige de forma permanente con técnicas láser, y con resultados espectaculares, de los que soy testigo ya que hace más de quince años me quitaron cinco dioptrías en cada ojo.

En el simulador se ve cómo se corrigen los defectos ópticos mediante gafas: moviendo el deslizador cambia la curvatura de la lente y se consigue que la letra se vea totalmente nítida.

La solución al problema energético mundial

¡Y parece mentira que esto no se haya difundido por todo el mundo mundial! Debe ser que las multinacionales energéticas bloquean la patente o algo por el estilo ...

El caso es que el otro día buscando material interesante dí con un vídeo que me llamó la atención por aquello de bobinar sobre una llave inglesa. Cuando terminé de verlo aluciné en colores, se lo mandé a mis amigos a ver si es que yo estaba espeso, y busqué si había más inventos parecidos. ¡Y vaya si los hay! Solamente pongo dos, que merece la pena ver en la Física de 2º de BAC para que el personal comente la jugada.

Una reacción muy a la moda

Las reacciones nucleares de fisión y de fusión son bien conocidas. Carlos Pazos (molasaber.org) hace un dibujo muy sencillo para dejar claro el concepto de cada una de ellas, pero incluye con mucha gracia una "reacción" nueva.

Mecánica, sonido y óptica

El canal de Twitter de Becario en Hoth suele destacar entradas con vídeos que son muy útiles para el aula. Aquí van tres:

- Mecánica: retroceso brutal al disparar un fusil (que conste que es tan exagerado que me da qué pensar, aunque sólo sea para justificar por qué sucede tan a lo bestia). Va bien para 1º de Bachillerato

- Sonido: se hace oscilar una pelota de ping-pong cuando dos diapasones entran en resonancia. Muy espectacular y fácil de hacer en el laboratorio. Genial para la Física de 2º de Bachillerato, porque además se visualiza como las ondas generan energía mecánica al propagarse.

- Óptica: con la pelota que tiene dos mitades pintas de color diferente se ve como al oscilar delante de un espejo cóncavo se invierte la imagen. El problema para hacerlo en el laboratorio es que estos espejos con caros: en Aliexpress uno de menos de 40 cm de diámetro cuesta casi 100 euros, ¡y el del vídeo es mucho mayor! Estupendo para la Física de 2º de BAC.

Nota.- Como no localizo estos vídeos en Youtube, no me queda otra que bajarlos de Twitter y subirlos a mi canal de Youtube, para poder insertarlos en este blog. 

El examen de Física de la EVAU 2020 en Cataluña

Como supongo que ha sucedido en todas las autonomías, se han propuesto ocho preguntas para responder las cuatro que cada estudiante quiera. 

Lo que me ha gustado especialmente ha sido su planteamiento, porque es muy de agradecer que salgan del problema típico y tópico para que el alumnado tenga que leer y entender lo que se plantea, con textos contextualizados en aspectos de interés para los temas de la asignatura.

¡Y además, con las soluciones en la web el mismo día en el que se ha hecho la prueba!

Particularmente interesantes son los problemas 1 (el cantante Freddie Mercury), 3 (La sonda solar Parker) y 6 (misión Apollo15).

Como lo mejor es ver el examen, desde aquí puedes acceder a los dos documentos.

Examen           Examen resuelto

El vaso que desaparece

Este es un experimento muy sencillo: se coloca un vaso dentro de otro y se añade un líquido (no cualquier líquido, ojito). 

Conforme va subiendo el nivel, se va dejando de ver el vaso interior. ¿Por qué? ¡Sólo tienes que tener en cuenta el índice de refracción de las sustancias!

¡Un sable laser real!

¡Eso es un sueño hecho realidad! Hay que ser muy friki para dedicar recursos a fabricar un sable láser funcional, incluso más peligroso que los que aparecen en las pelis de Star Wars.

Eso sí, no es portátil, porque necesita una fuente de alimentación constante, y tiene un  color anaranjado que no se puede cambiar. ¡Pero es un trasto genial!

Si quieres ver toda la información publicada, entra aquí.

Desafiando a la Termodinámica

El titular de la noticia, publicada el 22 de abril de 2019, se las trae: desafío a la Física ya que un aparato funciona sin consumir energía. Todo el mundo sabe que el calor fluye espontáneamente entre dos cuerpos que están a temperatura distinta, desde el que está a mayor hacia el que está a menor, hasta que sus temperaturas se igualan. 

Pues parece ser que se ha conseguido que el proceso funcione al revés sin gastar energía (consumiendo energía eléctrica ya tenemos los frigoríficos).

Habrá que esperar para ver si es una falsa alarma como ha pasado otras veces con noticias sobre superar la velocidad de la luz, bajar del cero absoluto de temperaturas y más historias por el estilo.

Un dispositivo que desafía a la Física enfría sin consumir energía

"Un simple dispositivo que permite que el calor fluya temporalmente desde un objeto frío a uno caliente sin una fuente de alimentación externa ha sido desarrollado por físicos de la Universidad de Zurich. Curiosamente, el proceso inicialmente parece contradecir las leyes fundamentales de la física. 

Si se coloca una tetera con agua hirviendo sobre la mesa de la cocina, se enfriará gradualmente. Sin embargo, no se espera que su temperatura caiga por debajo de la de la mesa. Es precisamente esta experiencia cotidiana la que ilustra una de las leyes fundamentales de la física, la segunda ley de la termodinámica, que establece que la entropía de un sistema natural cerrado debe aumentar con el tiempo. O, más sencillamente: el calor puede fluir solo de un objeto más cálido a uno más frío, y no al revés. 

Los resultados de un experimento reciente llevado a cabo por el grupo de investigación del profesor Andreas Schilling en el Departamento de Física de la Universidad de Zurich (UZH) parecen cuestionar la segunda ley de la termodinámica. Los investigadores lograron enfriar una pieza de cobre de nueve gramos desde más de 100 ° C hasta una temperatura significativamente inferior a la de la habitación sin una fuente de alimentación externa. "En teoría, este dispositivo experimental podría convertir el agua hirviendo en hielo, sin usar energía", ... dice Schilling en un comunicado.

Para lograr esto, los investigadores utilizaron un elemento Peltier, un componente comúnmente utilizado, por ejemplo, para enfriar los minibares en las habitaciones de los hoteles. Estos elementos pueden transformar las corrientes eléctricas en diferencias de temperatura. Los investigadores ya habían utilizado este tipo de elemento en experimentos anteriores, en relación con un inductor eléctrico, para crear una corriente de calor oscilante en la que el flujo de calor entre dos cuerpos cambiaba de dirección de manera perpetua."

El bosón de Higgs ataca de nuevo

Cada muy poco tiempo aparece en los medios de comunicación un artículo sobre el bosón de Higgs. Y para hacer más llamativo el asunto, suelen comenzar con una referencia a "la partícula de Dios". Hasta aquí, lo normal.

Pero el artículo del "El País digital" del 20 de julio de 2018 tiene dos características que hay que destacar: en primer lugar, que siendo divulgativo, entra en el meollo de la cuestión, y, por último, quién lo firma:

Mariam Tórtola. Doctora en Física. Instituto de Física Corpuscular. CSIC-Universidad de Valencia.

Coordinación y redacción. Victoria Toro

Nosotras respondemos es un consultorio científico semanal que contestará a las dudas de los lectores sobre ciencia y tecnología. Serán científicas y tecnólogas, socias de AMIT (Asociación de Mujeres Investigadoras y Tecnólogas), las que respondan a esas dudas. Envía tus preguntas a nosotrasrespondemos@gmail.com o por Twitter #nosotrasrespondemos.

Y como lo mejor es transcribir su contenido, ahí va:

A una partícula fundamental, el bosón de Higgs, se le ha llamado la partícula de Dios a menudo. A los físicos no nos gusta ese nombre. Nunca oirás a un físico o una física que lo use. Pero en 1993 el premio Nobel de Física Leon Lederman escribió un libro de divulgación sobre las partículas elementales que se llamó así: “La partícula de Dios: si el universo es la respuesta, ¿cuál es la pregunta?”. Y en él, Lederman cuenta el origen de ese apodo para el bosón de Higgs. El autor quería llamar a su libro La maldita partícula (The Goddamn Particle) porque su detección se resistía con tozudez, pero los editores pensaron que podía resultar ofensivo y se inclinaron por “La partícula de Dios” (the god particle) que les pareció mucho más comercial. El libro fue un éxito y popularizó esa fórmula para referirse a un bosón, el Higgs, tan esquivo para la ciencia y del que se esperaba que resolviera una buena parte de lo que se desconocía sobre los primeros instantes del universo. Se llame como se llame al bosón de Higgs lo que es innegable es que tiene una gran historia detrás.

El Higgs es una de las partículas elementales que predice el modelo estándar. Vayamos por partes. El modelo estándar es para la física como la tabla periódica de los elementos para la química. En él están todas las partículas básicas de las que está formada la materia. Es decir, los componentes más pequeños de todo lo que existe en el universo, aquellos que, según suponemos, no pueden dividirse más. A esos componentes básicos los llamamos partículas elementales o fundamentales.

Quienes nos dedicamos a investigar esta rama de la física pensamos, porque así lo dicen los mejores modelos que tenemos, que cuando el universo acababa de nacer, solo una millonésima fracción de segundo tras su inicio, eso era lo que había. Nada más que esas partículas fundamentales y una gigantesca energía, o lo que es lo mismo, calor, y el espacio y el tiempo que acababan de nacer. De las interacciones entre esas partículas surgió todo lo que ahora forma el universo.

Las partículas fundamentales pueden ser de dos tipos: fermiones y bosones. Los fermiones son los que constituyen la materia, es decir, los electrones y sus primos pesados, muones y taus, y los quarks. Eso quiere decir que los fermiones son los constituyentes básicos de, por ejemplo, tú que estás leyendo esto, las estrellas, la silla en la que te sientas, este periódico, las nubes, la cerveza o esta mosca tan pesada.

Los bosones no son constituyentes de nada pero son los que hacen que el resto de las partículas interaccionen, son los que hacen que pasen cosas. Por ejemplo, para que existan interacciones electromagnéticas, como los fenómenos eléctricos, se necesita una de estas partículas, el fotón.

El bosón de Higgs es tan importante dentro del modelo estándar porque él es el que ayuda a que todas las partículas tengan masa. La masa es aquella característica de la materia que medimos con los kilos. Aunque las partículas elementales son tan diminutas que su masa es muy cercana a cero, pero no es cero. Sin el Higgs la teoría no funcionaba. En el modelo estándar se había predicho, y uno de los que hizo fue un físico llamado Peter Higgs en 1964, un mecanismo mediante el que las partículas elementales habrían obtenido su masa. A eso se le llamó “mecanismo de Higgs” y a la partícula que lo provocaría, bosón de Higgs. La explicación era muy elegante pero con el paso de los años apareció un problema. El bosón de Higgs no aparecía. Se realizaban experimentos para buscarlo pero la maldita partícula seguía sin detectarse. El desánimo había empezado a cundir cuando ocurrió: el 4 de julio de 2012, una institución europea que investiga la física de partículas, el CERN, anunciaba, por fin, que lo había conseguido. En sus instalaciones del LHC (Gran Colisionador de Hadrones por sus siglas en inglés) se había observado una nueva partícula fundamental: el bosón de Higgs. Así que, por el momento, el modelo encaja.

El enigma Agustina

Dicho así, ¿pero qué puede tener que ver esto con la ciencia? Pues ya puedes prepararte, porque diciendo que mucho me estoy quedando muy muy corto.

Al grano. En primer lugar, se trata de una película documental que dura algo más de hora y media, pero ese tiempo pasa que ni te enteras: la vi de un tirón el otro día por la noche y repetí al día siguiente por la mañana. Vamos, que me gustó una barbaridad, así que LA RECOMIENDO A FULL, sobre todo teniendo en cuenta lo útil que es en el aula, tanto para Física y química como para Cultura científica (los alumnos de Bachillerato son los que pueden apreciarla mejor). Se presentó al público en marzo de 2018, hace un año ¡y yo sin enterarme!

‘El enigma Agustina’ está dirigido por el Instituto de Astrofísica de Andalucía y cuenta con la financiación de la Fundación Española de Ciencia y Tecnología (MINECO FECYT) y la colaboración de la Sociedad Española de Astronomía (SEA), la Consejería de Cultura de la Junta de Andalucía, y el Instituto Andaluz de la Mujer (IAM).

Y como no quiero dejarme llevar por el entusiasmo y hacer un spoiler brutal, me limito a transcribir lo que se dice en la sinopsis de la película.

"Madrid, 1980. En las obras de remodelación del Palacio del Pardo, aparece un baúl lleno de objetos y documentos que no guardan ninguna relación aparente entre sí: fotos antiguas, discos de pizarra, programas de un espectáculo de copla de los años veinte, cartas, artículos científicos y una tesis doctoral firmada por una mujer de la que no se tiene noticia, llamada Agustina Ruiz Dupont. Nace así el enigma Agustina."

¡MUY IMPORTANTE! Primero se ve la película y después se busca en la web todo lo que apetezca: se disfruta más.

Para verla, no hay otra que descargarla o que te la pasen. Está en la plataforma VIMEO, ocupa 2,86 Gb y puedes bajarla en el enlace

https://divulgacion.iaa.csic.es/node/add/descarga-video-enigma-agustina

donde se piden datos personales y del centro para permitir la descarga.

Aquí sí que hago spoiler (¡espero que no se enfade nadie, porque el propósito es facilitar la acción educativa!), ya que puedes saltarte el paso anterior desde el siguiente enlace:

https://vimeo.com/268363972

Contraseña pepinbello, botón download para descargar ¡y a disfrutar viendo la peli!

Star Wars en problemas

Uno de los objetivos principales que debe tener todo profesor es plantear centros de interés atractivos para los alumnos de manera que el trabajo en el aula sea más agradable para todos. 

Hace poco se dio mucha difusión al examen preparado por una profesora de Física de 2º de Bachillerato teniendo como recurso las películas de Star Wars, con cinco problemas sobre campos (gravitatorio, eléctrico y magnético).

Ha recibido alabanzas y parabienes por todos los lados, pero hay que analizar el examen a fondo: cada problema presenta una introducción relacionada con Star Wars, y después una enunciado absolutamente tradicional cuya relación con la introducción esta cogida casi por los pelos en los problemas 2 a 5.

La verdad es que no resulta sencillo preparar un examen en el que lo que se pregunte venga condicionado por un enunciado que provenga de una situación real o imaginaria, como sucede con las películas de ciencia ficción, pero por lo menos hay que agradecer el intento.

La energía del Sol

Que conste que este vídeo lo incluyo porque la historia de la energía nuclear de fusión se ha convertido, al menos para mí, en un asunto cuasifriki: a principios de los años 90 se decía que para 2020 se produciría energía de fusión de forma comercial, y aquí lo tenemos, a la vuelta de la esquina, pero el proceso está todavia en fase de investigación, en sus inicios iniciales.

Por lo demás, la información es interesante. Se publicó en El País digital en mayo de 2018.

Viendo rayos láser

Los rayos láser no pueden verse en el vacío (¡menudo palo a las películas de ciencias ficción!) ni tampoco en el aire. Para poder ver la trayectoria de un láser tiene que haber un medio material que lo permita, y aquí hay cuatro ejemplos: en una probeta con agua, con el láser vertical o inclinado, con un spray en el aire, a través de una varilla de vidrio doblada y por una fibra óptica bien retorcida. ¡Absolutamente espectacular!

Mundo levitante

Todo el mundo sabe que los polos iguales de los imanes se repelen y que los contrarios se atraen. En este dispositivo la corriente eléctrica produce un campo magnético que contrarresta el peso del globo terráqueo, que queda levitando.

En realidad, al desconectar la corriente, además de apagarse las luces LED, el globo queda atraído por el imán de la parte superior, y se queda pegado arriba. El efecto magnético de la corriente compensa en parte esa interacción, de manera que se iguala al peso a aproximadamente 3 cm de la parte superior: colocando allí el globo, queda flotando, y si se le da un pequeño impulso gira durante un buen rato, ya que el rozamiento es muy pequeño.

Además de la aplicación didáctica que supone ver un objeto levitando, queda muy bien como elemento decorativo, y es un aparato asequible: se encuentra en Internet a partir de unos 20 euros, dependiendo del modelo.

El misterio del mundo cuántico

Partamos de que me gustan los cómics. A lo mejor porque desde crío he leído los tebeos del Capitán Trueno, del Jabato, del Guerrero del Antifaz, de Hazañas Bélicas, ..., y más tarde los cómics de los superhéroes de Marvel, tan famosos ahora en el cine, y revistas gráficas como Hermano Lobo, El Jueves y el Papus.

Y como me gusta ir de librerías (un muy sano ejercicio intelectual), siempre acabo echando un vistazo a la sección de cómics y comprando algo. 

El otro día encontré un libro recién editado en diciembre pasado que es una auténtica maravilla, porque conjuga la aventura gráfica con la Física Cuántica, y eso no es precisamente una tontería. 

Os dejo la reseña que hace la editorial para promocionar el libro, que es un regalo genial para quien sepa apreciarlo.

UN VIAJE A LOS RINCONES MÁS BELLOS Y APASIONANTES DE LA FÍSICA CUÁNTICA

"La física cuántica nos rodea por todas partes. Está en los cimientos de nuestra comprensión actual de las leyes de la naturaleza, desde el comportamiento de los átomos hasta el del universo entero. Pero el mundo cuántico sigue rodeado de misterio, al sugerir que una partícula puede estar en dos lugares al mismo tiempo o que un gato puede estar a la vez vivo o muerto. Embárcate en una aventura hacia la comprensión de una de las ciencias más misteriosas del Universo.

Thibault Damour es físico teórico, profesor en el Instituto de Altos Estudios Científicos francés y miembro de la Academia de Ciencias. Ha recibido numerosos reconocimientos, entre ellos la prestigiosa medalla Einstein. Junto a Mathieu Burnat nos presenta una novela gráfica que nos hará viajar al interior de la multiplicidad del mundo cuántico."

¡Ah! He comprado el libro para regalarlo, y ahora es como que NO quiere salir de mi casa.¡Es que con viñetas como las que os enseño hay que comprar varios y quedarse uno!

La magia y el gato de Schrödinger

El experimento del gato de Schrödinger es uno de los más famosos de la Física, aunque en realidad, es más teórico que experimental: el gato que está vivo y muerto a la vez (o como diría en su balada Roberto Carlos, que está triste y azul) desafía todas las leyes de la física cotidiana.

Beatriz Palacio es una maga zaragozana que ilustra la paradoja de Schrödinger con un juego de cartas, muy curioso y cuyo truco no alcanzo a ver (nada raro por otra parte, porque nunca me entero de los trucos cuando hay cartas de por medio). Así que si alguien lo ve, ¡por favor, que nos lo cuente!

Vídeos sobre el gato de Schrödinger hay en youtube para aburrir; aquí tienes tres perspectivas diferentes como ejemplo.

El efecto Doppler

El efecto Doppler es uno de los más curiosos que podemos observar en relación con el sonido: cuando una fuente sonora se acerca, el sonido se hace más agudo, y se vuelve más grave conforme se va alejando (no tienes más que comprobarlo cuando pase a tu lado una ambulancia, un coche de la policía o un camión de bomberos, como puedes ver en el vídeo siguiente).

En uno de los capítulos de The Big Bang Theory Sheldon Cooper se disfraza de efecto Doppler, y obviamente la lía, como era de esperar.

Con esa excusa, Miguel Ángel Sabadell explica en Muy Interesante su significado y  aplicaciones más importantes.

¡Vaya movimientos periódicos chulos de verdad!

Desde que se empiezan a ver  los movimientos, en 2º de ESO y hasta 2º de Bachillerato, se habla de movimientos periódicos, y siempre se recurre a los mismos ejemplos: el muelle, el péndulo, los planetas y satélites en órbita, ... Vamos, lo más tradicional.

Pues aquí tenemos unos cuantos casos mucho más interesantes: visuales, didácticos, atractivos ... y periódicos. Las siete animaciones son geniales y sobran los comentarios.

Un motor homopolar

Esta es una de las tonterías más espectaculares que pueden hacerse con una pila, un imán de neodimio, un clavo y un cable de conexión.

La explicación física no es sencilla, y tiene que ver con la interacción magnética producida por la corriente eléctrica. Pero aquí se trata de construir, manipular y ver cómo gira el clavo. Que conste que los de 2º de ESO se lo pasan genial cuando montan el aparato.

En el vídeo podéis ver una gran variedad de motores homopolares. Lo mejor es construir el primero, que funciona sí o sí, y ver qué pasa en el resto (que no siempre funcionan cuando te pones a montarlos).