viernes, 28 de julio de 2006

Efecto coriolis en el váter o en un embudo

Hace un tiempo me contaron unos maigos que en un viaje a un pais africano, un nativo (del pais fricano, los otros eran nativos de España), les enseñó como al dejar caer agua en un embudo giraba en una dirección. Luego les enseñaron cómo, tras andar unos pasos hacia el sur y atravesar el ecuador, giraba en otro sentido, y si se quedaba en el ecuador, caía a borbotones.
¡Increible, pero cierto!
Suponiendo que el efecto coriolis hiciese girar el agua de un embudo en un sentido o en otro, el hecho de que se desplace unos pocos metros no infuiría absolutamente en nada.
Sin embargo mucha gente cree que los desagües funcionan en un sentido en el hemisferio Norte y en otro en el hemisferio Sur. Analicemos la situación.
El efecto Coriolis se produce cuando algo "cae" atraído por la gravedad terreste. Al caer lo hace hacía el centro del planeta, teniendo en cuenta las condiciones iniciales. Es decir, que si lo lanzamos con una cierta velocidad inicial, el objeto se moverá según una trayectoria que define, por un lado la gravedad, y por otro la velocidad inicial. Una componente, según la dirección que une el objeto con el centro de la tierra, y la otra perpendicular.
¿De que depende cómo es el movimiento en cada componente? Cómo ya se ha dicho, hay que estar más atentos, de la velocidad inicial (vectorialmente hablando) y de la gravedad.
Si nos centramos en caída libre, el objeto se desplaza una cierta distantica en función de la altura a la que lo soltemos.
El efecto Coriolis aparece cuando tenemos en cuenta que durante la caída del objeto, la tierra sigue girando, y cuando el objeto llega al suelo, la superficie de aquella se ha movido, respecto al objeto. Para un observador que está en la superficie de la Tierra (un nativo distinto de cero, por ejemplo) es el objeto el que se ha desplazado. Es algo parecido a lo que ocurre con la "fuerza centrífuga". Para un observador dentro de un coche, la fuerza existe, para un observador externo, es la centrípeta la que mantiene al coche girando, en lugar de seguir inercialmente por la tangente de la trayectoria.
Este desplazamiento depende de dónde estemos en el Hemisferio Norte, la "fuerza" de Coriolis desplazará el objeto a la derecha, mientras que en el Hemisferio Sur sucederá exactamente lo contrario.
¿cuánto se desplaza? Si calculamos el desplazamiento de un objeto al que se deja caer desde una altura de un metro (que ya es, mi retrete no mide tanto), se desplaza aproximadamente 2,9x10^-5 m, es decir, 0,03mm... ¡ni de coña lo podemos detectar a ojo!.
Si tenemos en cuenta otros factores, como la geometría del retrete, o la bañera, la velocidad inicial, la mierda pegada las paredes el objeto, etc... el efecto queda totalmente oculto.

¿Las ventanas transmiten ultravioleta? ¿Y los parabrisas?

¿Nunca os habeis preguntado si te pones moreno detrás de una ventana? ¿Cómo sería el munndo si viéramos en ultravioleta?
El rango de radiación ultravioleta corresponde a longitudes de onda del espectro electromagnético de entre:
• UVA 315-400 nm
• UVB 280-315 nm
• UVC 180-280 nm
¿Cuánto absorbe el vidrio? La respuesta correcta está clara: depende del tipo de vidrio. No es el mismo el que se usa en ventanas normales que el de los parabirsas de los coches, por poner dos ejemplos. Si nos metemos en los vidrios usados en el material de laboratorio o fotografía, cambia aún mas.
Pero en general podemos decir que el vidrio común absorbe cerca del 95% de la radiación a partir de 350nm. Podemos ver un par de gráficas ofrecidas por fabricantes que permiten ver a que nos referimos con ésto:

Los cristales laminados de los coches detienen cerca del 98% de la radiación ultravioleta, están diseñados precisamente para eso.
En resumen, los vidrios tienen una banda de absorción en las frecuencias mayores del espectro visible, como por ejemplo en el ultravioleta. Si viéramos con luz ultravioleta, los vidrios serían tan opacos como una pared.
Respecto a lo de ponerse moreno, los UVA son los que activan los mecanismos de oscurecimiento de la piel, así que como parte de estos sí que pasan (van desde 315 a 400nm)es posible que te puedas poner moreno detrás de una ventana, pero no parece el procedimiento más rápido.
Tenía razón Feynman, cuando participando en el proyecto Manhatan fué la única persona que miró sin gafas oscuras la explosión, cómodament sentado en su coche, a través del parabrisas. Precisamente las radiaciones más perjudiciales se pararon en el parabrisas.
¿Qué podríamos deducir de éste último punto si fuésemos biólogos? Está claro, los mosquitos tienen una longitud de onda asociada de menos de 350nm. :-)

viernes, 21 de julio de 2006

¿Para que sirve un físico?

Cosas que puede hacer un Físico

Como físico podrías:


Es genial, pero yo añado algunas cosas:

  • Podrás trabajar como informático, ingeniero de teleco o lo que sea, pero tus compañeros te mirarán con cara rara cuando digas que eres Físico. A mi incluso me han preguntado que dónde estudié informática, je, como si la informática se tuviera que estudiar.
  • Podrás alucinar con los cálculos que realizan tus compañeros ingenieros, como el uso de los percentiles con 6 datos, medias, y otras relaciones lineales...

jueves, 20 de julio de 2006

miércoles, 12 de julio de 2006

Investigación nuclear sobre el origen del Universo

Según la nota de prensa publicada por la Universidad de Santiago de Compostela:
Físicos de la USC estudian reacciones nucleares de interés astrofísico para conocer cómo se formaron los elementos químicos que constituyen el universo
Las tecnologías desarrolladas para llevar a cabo estas investigaciones podrían tener en un futuro próximo importantes aplicaciones médicas e industriales
.
Es decir, podrían (o no) tener aplicaciones, pero ahora no... Esto es típico, ya no existe la investigación per se, siempre han de encontrarse aplicaciones, incluso cuando se están estudiando reacciones nucleares relacionadas con el origen del universo.
Volviendo al contenido de la noticia: se trata de una forma de relacionar la Física Nuclear con la Astrofísica que está cada vez más desarrollada. Hasta no hace mucho, algunas áreas de investigación del origen del universo se quedaban fuera del área experimental. Sin embargo, al relacionar lo más pequeño con lo más grande podemos hacer estudios de este estilo.
En este caso se estudian reacciones nucleares de nucleo-síntesis, intentando determinar en qué fase del origen del universo se crearon ciertos elementos o si se crearon en las estrellas, tras las explosiones de supernovas.
Se utiliza el acelerador de partículas de Alemania para la parte experimental de la comprobación de los diferentes modelos.

martes, 11 de julio de 2006

Variables Ocultas y Desigualdad de Bell


Curiosamente no todo el mundo tiene claro qué sucede con la "teoría" de variables ocultas y el choque que existía con la interpretación de la mecánica cuántica.
Este asunto está resurgiendo gracias al interés que se está despertando por el "entrelazamiento" en los procesos de computación cuántica. De este tipo de procesos hablaré más adelante, en otro "Post"
Intentaré hacer un resumen, sin mucho rigor matemático (más que nada porque no es nada sencillo).
En el año 1964 John Bell propuso una forma matemática para poder comprobar la paradoja EPR, es decir la paradoja planteada por Albert Einstein, Boris Podolsky y Nathan Rosen en 1935.
Bell demostró matemáticamente que ciertas desigualdades son ciertas si las críticas de EPR son correctas y no se cumplían si eran falsas. Por otro lado se demostró que las propuestas de la teoría de variables ocultas y las de la cuántica eran mutuamente excluyentes. Es decir, o bien existen variables ocultas o bien el artículo de EPR es falso, y existe la posibilidad de colapso de una función de onda entrelazada, independientemente del envío de señales de un punto a otro de la misma.
Juntando ambos resultados tenemos que si conseguimos montar experimentos que demuestren que las desigualdades de Bell son ciertas o son falsas, conseguiremos por fin librarnos o no de la cuántica.
Se han propuesto y montado varios experimentos que probaban el test de BELL, algunos ejemplos son:
Freedman and Clauser, 1972. Los primeros en probar la desigualdad.
Aspect, 1981-2. Se hicieron tres test de BELL, usando Calcio.
Tittel and the Geneva group, 1998. Aquí se demostró qeu la distancia no afecta al "entrelazamiento"
Weihs. En 1998, Gregor Weihs y un equipo de Innsbruck, liderado por Anton Zeilinger, se realizó un ingenioso experimento que cerraba definitivamente el bucle de localidad, mejorando el de Aspect en 1982. Se seleccionó un detector que usaba un procedimiento cuántico que garantizaba la aleatoriedad. Se comprobó que se violaba la desigualdad en 30 ordenes de magnitud, y las curvas de coincidencia coincidían con las predichas por la mecánica cuántica.
El artículo original de este último experimento está disponible en Phys. Rev. Lett. 81, 5039–5043 (1998)
Aún así podreis ver muchos sitios en los que se dice que la cuestión no está aún cerrada, y, aunque en la ciencia nunca se puede decir que algo es seguro completamente, parece bastante razonable continuar con la mecánica cuántica tal y como la conocemos.

En el esquema tenemos un experimento modelo para proba la desigualdad de Bell. La fuente S emite un par de fotones entrelazados, en dos direcciones opuestas. Cada fotón se encuentra a un polarizador cuya orientación puede ser determinada por el observador. Las señales de salida son detectadas y las coincidencias se cuentan con el monitor CM.
Otros enlaces de interés:
Artículo Original EPR
Artículo de Bell
Artículo de Aspect
Artículo del grupo de Innsbruck
Explicación del teorema de BELL

lunes, 10 de julio de 2006

Correlación cuántica para medir ondas gravitacionales

Ye Yeo y sus colaboradores de la Universidad de Singapur proponen en un trabajo teórico que unos electrones correlacionados con una definición precisa del estado de spin inicial podrían ser usados para detectar las ondas gravitatorias.
Los cálculos muestran que la fuerza gravitatoria pasando en forma de onda cambia el momento de las partículas correlacionadas alterando el estado cuántico virginal que tenían. En principio el efecto se podría detectar experimentalmente, pero es tan pequeño que nadie sabe la manera de medirlo. Lo que propone este grupo es amplificar el efecto usando un truco que llaman “barrido cuántico”, que permite a los pares de partículas que nunca han estado en contacto estén correlacionados. El spin y el momento terminan estando altamente correlacionados de tal modo que cambiar algo en una partícula produce un cambio incluso mayor en la otra.
Artículo Original

Modelo que mide el éxito de las películas de cine


Adaptación de un modelo de física estadística para determinar el éxito de las películas de cine.
Según un estudio de Física Estadística realizado por unos investigadores la popularidad de una película cinematográfica depende de las recomendaciones entre iguales, es decir, del boca a boca.
César Hidalgo de la Universidad de Notre Dame y sus colaboradores además han desarrollado un indicador cuantitativo del éxito de una película que podría ser usado por productores y estudios cinematográficos para estimar el valor comercial de la misma.
Estos investigadores han desarrollado un modelo que puede explicar los diferentes tipos de comportamiento entre los asistentes a las salas de cine. El modelo tiene en cuenta cuánta gente va al estreno de una película y si van en grupo o en solitario. Además describe el ritmo al cual los espectadores pierden interés en un film una vez se ha estrenado con lo que la probabilidad de ir al cine a ver dicha película decrece.
Usando estos parámetros los investigadores encontraron un indicador cuantitativo que suministra una buena estimación del valor comercial de la película. Este indicador no tiene en cuenta ningún dato acerca de la película en relación a las demás, como si pertenece o no a las 10 películas más vista, y esta basado más bien en cuánta gente va a ver una película en particular durante el tiempo en el que es proyectada en las salas.
Según este investigador el indicador podría ayudar a los productores a decidir si merece la pena o no filmar la secuela de una determinada película basándose en el éxito de la primera medidad de este modo.
El grupo escribió dos ecuaciones principales en su modelo considerando dos cosas. La primera es que los individuos en general no van a ver una película por segunda vez y la segunda que la probabilidad de que alguien vaya a ver una película en particular depende de sus interacciones con otras personas que ya han visto dicha película. O lo que es lo mismo, si a esa persona le gustó la película animará a la segunda a ver dicha película o lo contrario si no le gustó.
El modelo funciona bastante bien si usamos datos reales. En la gráfica se muestran dos películas de gran presupuesto de 2003 como ejemplo. Una de ellas es “El señor de los anillos” (círculos rojos) que funcionó muy bien en las taquillas y la otra “Blade 2” (círculos azules) que funcionó pobremente. El gráfico muestra cómo el modelo (líneas azules) concuerda con los datos. Los círculos son, naturalmente, los datos reales.
Este modelo se podría aplicar a otros casos como conciertos, exposiciones en museos, la compra de un determinado CD o la venta de libros.
Según este investigador el artículo presentado pertenece que a un grupo de estudios que se están realizando ahora que demuestran que el comportamiento humano no es tan aleatorio e impredecible como algunas personas creen.
Aunque puede ser que los espectadores que vamos al cine ya supiésemos todo esto.

Referencia: New J. Phys. 8 52.
NeoFronteras

Pesadilla de Einstein


Algo de Humor....

Juguetes físicos



Por fin, si teneis un hijo, en cuanto cumpla una edad que permita justificar la compra, podeis conseguir un magnífico y genuino juego sobre el magnetismo, o una camiseta de "e=mc^2"

o un paquete de experimentos con luz solar,
o radios de galena, juegos de meteorología, etc...
en Sciences Supplies, Kits, Toys and Gifts.

Olimpiada internacional de Física

Eset año se celebra en Singapur
Web oficial de la Olimpiada Internacional de Física", y serán desde el 8 al 17 de julio.
Se trata de una competición para estudiantes de 1º o 2º de Bachillerato o segundo curso de formación profesional.




viernes, 7 de julio de 2006

Cursos de Verano sobre Física 2006

Hay pocos interesantes, desde mi punto de vista. Ya no hay cursos del estilo de "Enseñanza de la relatividad", pero aún así pongo el enlace:
Cursos de Verano en Universidades Españolas, según "Física y Soiedad"
Hay uno en la UNED que tiene muy buena pinta:
Radiaciones, medio ambiente y salud, pero ha sido anulado, evidentemente.
Casi todos los cursos que se dan deben tener aplicaciones inmediatas...

Libro sobre Topología y Cosmología



Os recomiendo (si es que me lee alguien)un libro sobre el estudio de modelos cosmologícos desde un punto de vista matemático, aplicación de la Topología en la búsqueda de la estructura y tamaño del universo. Mezclado con el diario personal de una investigadora. Refleja algunos aspectos bastante reales de la vida del científico profesional.
Se llama "Cómo le salieron las manchas al universo" de Janna Levin.

Investigadores de Ramón y Cajal de Astrofísica

Se supone que las becas de Ramón y Cajal iban a recuperar a grandes investigadores que se habían ido de España, parece que al realidad es otra:
Blog de Astrofísica, artículo sobre Ramón y Cajal
Extracto:
Los investigadores del programa Ramón y Cajal en el área de Astrofísica
David Barrado y Navascués

¿El programa Ramón y Cajal? La panacea, según prometía la administración en su momento. Un desastre, según otros. Un puente hacia lo desconocido, al decir de la mayoria.

Congreso internacional de Matemáticas en España

Se celebra cada cuatro años, va variando el pais en el que se celebra, y es la priemra que se celebra en España. En el congreso se entregan las medallas
Congreso Internacional de Matemáticas 2006
El pirmer año del congreso fué en 1897, y es la primera vez, en sus 25 ediciones celebradas y en sus más de cien años de historia, que tendrá lugar en España. En la asamblea general del Comité Internacional de la IMU celebrada en Shanghai en 2002 durante la celebración del anterior congreso en Pekín (que contó con la asistencia de 4270 matemáticas de 101 países), se eligió la candidatura de España para organizar el Congreso Internacional de Matemáticos, ICM2006, en Madrid.
Se entregan varios premios, el más importante es la medalla Fields:
* MEDALLA FIELDS. Estas medallas, que deben su nombre a su creador e impulsor, el matemático canadiense John C. Fields, son el máximo reconocimiento científico en Matemáticas, el equivalente al premio Nóbel de Matemáticas. En cada Congreso se otorgan habitualmente cuatro medallas, nunca más de cuatro, aun ritmo de una para cada año.
* PREMIO NEVALINNA. El premio Nevanlinna se concede cada cuatro años desde 1982 para ensalzar los avances más destacados en los aspectos matemáticos de la Sociedad de la Información (como ciencia de la computación, lenguajes de programación, criptología, análisis de algoritmos…).
* PREMIO GAUSS. El premio Gauss, que se entregará por primera vez en Madrid, quiere destacar aquellos progresos matemáticos que más repercusión hayan tenido en el desarrollo de la tecnología y la vida cotidiana.

Cursos de Física en el Caltech

Aquí podeis ver varios cursos completos que imparte el Instituto Californiano de Tecnología:
Physics Courses at Caltech
Sobre cuántica, métodos matemáticos de la física, electrodinámica, topología, supersimetrías, etc.
Es un sitio bastante completo (igualito que las universidades españolas (sarcasmo)).
Sobre física estadística y térmica hay un curso interesante en Draft chapters of Thermal and Statistical Physics