¿SÓLO URI GELLER TIENE ELECTROMAGNETISMO?

¿Nunca os habéis preguntado cómo hacía Uri Geller para doblar las cucharas?. ¿Habéis conseguido doblar alguna? (Me refiero usando vuestra "fuerza electromagnética, no vuestros "Julios"). Desgraciadamente, en esta entrada no podré desvelaros ningún secreto sobre cómo doblar cucharas, pero sí hablar de la (*) fuerza fundamental que estaría implicada en el asunto, (*) el electromagnetismo.

En el Universo hay cuatro fuerzas fundamentales, o (**) fuerzas que no se pueden explicar en función de otras más básicas. Estas fuerzas son: (*) la gravedad, la interacción nuclear fuerte, la interacción nuclear débil y el electromagnetismo.

El electromagnetismo es la fuerza involucrada en las transformaciones físicas y químicas de los átomos y moléculas.  Afecta a los cuerpos eléctricamente cargados. Es mucho más intensa que la fuerza de la gravedad. Tiene dos sentidos ( +) y (-) y su alcance es infinito.

El eletromagnetismo, como rama de la Física, auna dos campos o fenómenos: el magnetismo y la electricidad.  Ambos fenómenos se describen en una sola teoría unificada, fundamentada por (*) Faraday y formulada por primera vez por (*) Maxwell.

La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales (definición : http://es.wikiversity.org/wiki/Ecuaciones_diferenciales_ordinarias). Estas ecuaciones relacionan el campo eléctrico y el el campo magnético con sus respectivas fuentes materiales (*): Corriente eléctrica, polarización eléctica y polarización magnética. Conocidas como "Las ecuaciones de Maxwell".

Dentro de nuestro mundo cuántico nos encontramos con un pequeño problema y es que el electromagnetismo describe fenómenos físicos a nivel macroscópico. Fenómenos en los que intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre sustancias en estado sólido, líquido o gaseoso. Como es una teoría "macro" es sólo aplicable a un número muy elevado de partículas y a distancias grandes. Por lo tanto, no describe fenómenos atómicos y moleculares, para lo que es necesario acudir a la Física Cuántica para conseguir esa descripción.

Las ecuaciones de Maxwell (1850) vienen a decir que existen portadores de cargas eléctricas, y que las lineas del campo eléctrico parten desde las cargas (+) y terminan en las cargas (-). No existen portadores de carga magnética. Lo que significa que el número de líneas del campo magnético que salen desde un volumen dado, debe ser igual al número de líneas que entran a dicho volumen. Un imán en movimiento, genera una corriente eléctrica llamada (*) corriente inducida.Cargas eléctricas en movimiento generan campos magnéticos.

¿Qué es un campo magnético? (**) Un campo magnético es un campo de fuerza creado como consecuencia del movimiento de cargas eléctricas (flujo de la electricidad).

La fuerza (intensidad o corriente) de un campo magnético se mide en (*) Gauss (G) o Tesla (T).El flujo decrece con la distancia a la fuente que provoca el campo.

Los (*) campos magnéticos estáticos son campos magnéticos que no varían con el tiempo (frecuencia de 0 Hz).

Se generan por un imán o por el flujo constante de electricidad, por ejemplo en los electrodomésticos que utilizan corriente continua (CC), y son distintos de los campos que cambian con el tiempo, como los campos electromagnéticos generados por los electrodomésticos que utilizan corriente alterna (AC) o por los teléfonos móviles, etc. Fuente definición: www.greenfacts.org

Recordar que estas entradas son breves introducciones a temas que o nos son todavía desconocidos o muy lejanos. Para saber más, os recomiendo estas páginas:

Webs recomendadas: 

- http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/teoria/A_Franco/elecmagnet/elecmagnet.htm (Inciso pedagógico: esta es una muy buena demostración de en qué consiste una página web orientada a la teleformación)

- http://www.monografias.com/trabajos14/electromag/electromag.shtml ( Muy técnica, pero muy bien explicada)

- http://foro.ekiria.net/index.php?topic=5431.0;wap2 (Curiosidades de la física cuántica - foro)

Fuentes:

- http://www.astromia.com/astronomia/fuerzasfundamentales.htm

- http://mx.answers.yahoo.com

- http://es.wikiversity.org/wiki/Ecuaciones_diferenciales_ordinarias

Bibliografía recomendada:

- "Electricidad y Magnetismo". Alicia Ródriguez Pérez. Ed. Parramón (2002) ISBN:8434225077 

- "Quantum Theory of Magnetism". Ramakanth Nolting. Ed Springer Publishing (-)  Map ISBN:3540854150

Imágenes: Uri Geller; Tesla (http://elrinconemprendedordehoy.blogspot.com/)

Noticia Cuántica de la semana: 

- Por primera vez en la historia se vende un ordenador cuántico. Se puede leer en:

http://francisthemulenews.wordpress.com/2011/06/06/por-primera-vez-en-la-historia-se-vende-un-ordenador-cuantico-d-wave-one/

Video: Las ecuaciones de Maxwell (primer video de tres)

CIENTÍFICAMENTE HABLANDO, SOY FÍSICAMENTE ATRACTIVO!!

El dibujo de "The boring world of Niels Bohr" está extraído de "Los Simpsons". Se nota ¿verdad?. Esto me ha dado una idea para una próxima entrada, "la física cuántica en los Simpsons". ¿Os habéis fijado en la cantidad de referencias que hacen de este campo de la ciencia así como de sus científicos más significativos?.
De vuelta a la entrada de hoy.... Quiero explicaros el (*) Modelo Atómico de Bohr pero para hacerlo más entendible debemos hacer tres pasos muy necesarios:
1) Entender la (*) Ley de la Gravitación de Newton (A lo que dedicaremos la entrada de hoy).
2) Tener alguna noción de lo que es el (*) Electromagnetismo. Y finalmente 3) Conocer la teoría atómica de Rutherford.
¿Listos? ¡Empecemos!. Una de las aportaciones más importantes de Isaac Newton (1642-1727) No fue sólo la de ser receptor de un manzanazo en toda la cabeza. Descubrió una de las leyes más increiblemente sencillas y a la vez más importantes de nuestra historia científica. La Ley de la Gravitación. Una ley que es capaz de explicar desde la caída de un cuerpo hasta los movimientos planetarios. La ley dice así (**) : Todos los cuerpos se atraen entre sí y la fuerza de atracción depende de una propiedad de los cuerpos llamada masa pesante o gravitatoria y de la distancia que los separa. La fuerza es directamente proporcional al producto de las masas de los cuerpos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Esta última es también conocida como (*) Relación de la raíz cuadrada invertida.
 La constante de Newton (o de proporcionalidad) suele denominarse como (*) G
(!) Valor de G: 6,67259(85) x 10 a la menos 11 UI (Unidades Internacionales).
(**) La fórmula de la Ley de la Gravedad sería así: F (Fuerza) = G (Constante de Newton) x (m (masa 1er objeto) x m' (masa del 2º objeto) / r (distancia entre masas) elevada a su cuadrado
Esta relación se ha llegado a conocer como la Ley de Gravedad Universal de Newton. Es universal porque todos los objetos del Universo se atraen entre sí de acuerdo a esta relación. Dos personas sentadas en extremos diferentes de un banco del parque se atraen entre sí de acuerdo a esta relación.  Afortunadamente, los objetos de tamaño humano no se chocan entre sí por esta fuerza, pero esta fuerza existe, aunque sea mínima
Esta Ley de Gravitación permitió a Newton explicar los fenómenos relacionados con la caída de los cuerpos en la proximidad de la superficie terrestre (p.e la famosa manzana con gusano incluído) y las leyes que explican los movimientos de los planetas en su recorrido alrededor del Sol. (Previamente planteadas por Kepler en sus tres leyes).
El punto de partida de  Newton para la elaboración de esta Ley fue la teoría de Kepler de que los planetas se mueven describiendo órbitas elípticas.
Recordar: (**) La fuerza de gravedad entre dos objetos es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la distancia que les separa  Usaré la información extraída de la página : http://www.visionlearning.com/ para ejemplificar esta Ley. Utilizan el siguiente supuesto:
" Partimos de la luz irradiada desde la superficie solar. Esta luz tiene una intensidad determinada  (n) en la superficie de la estrella. A medida que la luz se aleja del Sol esta va perdiendo intensidad. La intensidad de la luz a cualquier distancia del Sol es igual a la fuerza de su fuente dividida por  por el área de la superficie de la esfera que rodea el Sol en ese radio.
A medida que la distancia del Sol (r) se duplica, el área de la esfera alrededor del Sol se cuadruplica. De esta manera, la intesidad de la luz del Sol depende de manera invertida de la raíz cuadrada de la distancia del sol. Newton creía que la fuerza gravitacional radiaba igualmente en todas las direcciones del cuerpo central".
El hecho de plantearse como una Ley sencilla no quiere decir que la descripción del conjunto de los planetas en su movimiento alrededor del Sol sea fácil. Más bien todo lo contrario. Cada uno de los cuerpos se atrae mutuamente con todos los demás y para calcular la trayectoria de cada uno de ellos habría que resolver un complicado sistema de ecuaciones diferenciales. Incluso sucede que las trayectorias planetarias, pese a su aparente inmutabilidad, podrían ser muy inestables llegando a situaciones de caos. Cuando el sistema físico no son unos cuantos planetas, sino sistemas mucho más complejos, hay que acudir a métodos estadísticos. Algo terriblemente cuántico!.
Fuentes:
 - "Del átomo al quark". Ramón Pascual. Ed. Vicens Vives (1999) ISBN: 84-316-5051-6
-   http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=118&l=s
Bibliografía recomendada:
-  "Newton y la gravedad" Paul Strathern. Ed. Siglo XXI (1999) ISBN: 9788432309847
Bibliografía cuántica recomendada:
- "Quantum II" Alicia Capetillo. Ed Equipo Sirius (2007) ISBN: 9788495495693
- "La puerta de los tres cerrojos" Sonia Fernández-Vidal Ed La Galera (2011) ISBN: 9788424635770
   Os adjunto enlace al primer capítulo:
http://images.cyberclick.es/s/sfernandez/inteligencia-cuantica.es/default/downloads/LaPuertaDeLosTresCerrojos.pdf
Noticia cuántica de la semana: El CERN retiene átomos de antimateria durante 16 minutos.
- http://www.lne.es/sociedad-cultura/2011/06/08/antimateria-cae-trampa/1086256.html
http://noticiasdelaciencia.com/not/1404/el_cern_retiene_atomos_de_antimateria_durante_mas_de_16_minutos/

Imagen: Manzanas de Newton http://fisicacf.blogspot.com/2010/01/que-sucederia-si-la-fuerza-de-la.html
(Os recomiendo este blog!!)
Video: Explicación de la fuerza de la Gravedad explicada por Carl Sagan. Muy interesante!:
http://youtu.be/VKhOhHWP6Lc
El video que pondremos hoy es del documental "El Universo Elegante". Explicará la Ley de la Gravedad Universal de Newton de forma clara y didáctica. ¡Sed curiosos!

CREO QUE ME MUEVO CUANDO EN REALIDAD, YA ME HE MOVIDO

"El espacio estaba negro; negro en todo el entorno, en todas direcciones. No se veía nada; ni una sola estrella.
Y no era porque no hubiera estrellas...
La verdad es que la idea de que quizá no hubiera estrellas, ninguna estrella, literalmente, había helado las entrañas de Per Hanson. Era la vieja pesadilla que acechaba subliminalmente en el cerebro de todo explorador del espacio profundo.
Cuando uno daba el Salto a través del universo taquiónico, ¿qué seguridad tenía de dónde emergería? Aunque la distribución y cantidad de energía invertida se controlara tan estrictamente como se quisiera y el fusionista que le acompañara a uno fuese el mejor del espacio. El principio de incertidumbre campaba por sus fueros y siempre había la posibilidad, y acaso la certeza inevitable, de un error de dirección debido al azar.  Y en el terreno de los taquiones, un error del grueso de un papel podía equivaler a un millar de años luz"

Del cuento "Coja una cerilla" de Isaac Asimov (Gracias, taringa.net)
Hablar de taquiones es hablar de ciencia- ficción en estado puro. Es hablar de viajes en el tiempo. De relatos de Asimov. De series míticas en la televisión como "Star-Trek", "Flashforward" o de la serie que me impulsó a hacer esta entrada; "Journeyman".

El diccionario de Astronomía define al (*) Taquión como (**) Partícula hipotética cuya velocidad supera a la de la luz. Las propiedades que tendría una partícula así se obtienen analizando las expresiones de energía y momento que aparecen en la Relatividad General. Ya sé, ya sé. Esto no nos dice nada. Sigamos avanzando. Os acordáis de la célebre fórmula de Einstein, ¿verdad? E= MC a su cuadrado. (E= energía) (M= Masa) (C= Velocidad de la luz, es decir 300.000.000 metros por segundo).

Inciso: os recomiendo esta página para entender lo que significa esta formulación: http://refugioantiaereo.com/2006/08/emc2-la-teoria-de-einstein-explicada 

Una vez tenido en cuenta esta fórmula podemos proseguir. Sabemos que  un requisito que debe cumplir cualquier magnitud medible es que se trate de un número real  (Aquellos que poseen una expresión decimal e incluyen a los números racionales: 3,7, 21, 1/2, 3,23, como a los números irracionales; p.e raíz cuadrada de dos) . Al introducir una velocidad para esta partícula mayor que la de la luz se obtiene una masa imaginaria. Debido a que su velocidad es mayor que la de la luz, esta masa no es directamente medible.

Una propiedad fascinante de nuestros imaginarios (todavía) taquiones es que su energía disminuye cuando su velocidad aumenta. Y el valor mínimo de su momento lineal (como si hubiera sido capturado por una foto) es mínimo cuando su velocidad es infinita.

Cabe decir que se ha intentado una búsqueda experimental de los taquiones todavía sin resultado alguno.

¡Llevemos toda esta información a nuestro mundo de letras! Tenemos a una partícula imaginaria (es decir, proviniente de la física teórica), que tiene la virtud de ir más rápido que la luz, y no sólo eso si no que a más velocidad alcanza menos energía tiene. Por el momento, nos quedaremos sólo con esta información. A medida que vayamos avanzando, podremos relacionarlo con (*) La Teoría de Cuerdas.  Para los osados que quieran aprender más les dejo los siguientes enlaces que me parecen extraordinarios y terriblemente didácticos:

Páginas Web recomendadas:

- http://www.xatakaciencia.com/fisica/el-frisbee-taquionico : Con un ejemplo de la dinámica de los taquiones que gustará especialmente a los amantes de Hayao Miyazaki. Por favor, leeros también los comentarios.

- http://singularidad.wordpress.com/2008/10/ : Con un ejemplo explicando lo que significa los taquiones, según el mundo del observador, y como funcionan "viajando atrás en el tiempo".

- http://refugioantiaereo.com/2006/08/emc2-la-teoria-de-einstein-explicada : Os la comentaba anteriormente. Página que explica de forma muy sencilla la (*) Teoría de la Relatividad de Einstein. Con breve exposición sobre la (*) Antimateria.

Ejercicio propuesto: Nos queda todavía mucho por recorrer en este viaje cuántico. De hecho, todavía estamos haciendo las maletas. Y ese es el ejercico que os propongo. Hacer las maletas con los elementos que conocéis ya sobre la Física Cuántica; sólo proposiciones. No hace falta que sepáis definirlo pero si tener una idea aproximada. Por ejemplo; Partícula, Cuanto, Universos Paralelos, Espacio-Tiempo, Gato de Schrödinger. Quiero que las escribáis en un papel, si puede ser en forma de dibujo mejor que mejor. Una vez lo tengáis, quiero que busquéis alguna relación entre los elementos , por ejemplo, Universos Paralelos con Espacio- Tiempo. Unir las relaciones con rotulador rojo. Una vez lo tengáis, datad el ejercicio. Esto será una especie de Mapa Conceptual, que nos servirá para ir viendo cómo vamos avanzando en el conocimiento de lo cuántico.

Bibliografía recomendada:

- "La Física de lo Imposible" Michio Kaku . Ed Debate (2009) ISBN 9788483068250

Imágenes: Gráfico Nadal- del Potro : singularidad.wordpress.com

Video: Documental del Discovery Channel. Primera parte de seis del documental "Viajes a través del tiempo"

Accesibilidad: (*) Concepto importante (**) Definición