Cuando el LHC se ponía en marcha, algunos hablaron de que se podían crear monopolos magnéticos.

“Desde el punto de vista teórico, uno se siente inclinado a creer que los monopolos han de existir, debido a la belleza matemática de su concepción. Aunque se han hecho varias tentativas de hallarlos, ninguna ha tenido éxito. Debiera deducirse de ello que la belleza matemática en sí no es razón suficiente para que la naturaleza aplique una teoría. Nos queda aún mucho que aprender en la investigación de los principios básicos de la naturaleza.”

P. A. M. DIRAC, 1981

En los años treinta del pasado siglo Paul Dirac realizó unos cálculos teóricos que indicaban que si existieran los monopolos magnéticos, entonces se podría cuantizar fácilmente la carga del electrón. Bastaría que existiera un sólo monopolo magnético en el Universo para que los electrones tuvieran la carga que tienen y no otra.

La imagen de arriba vino acompañada de la noticia siguiente: “Afirman haber podido detectar por primera vez monopolos magnéticos como un estado de la materia que se daría a partir de una disposición especial de los momentos magnéticos dentro de un cristal a baja temperatura.”

En realidad, cohabitamos una naturaleza llena de fenómenos enigmáticos. Uno de estos fenómenos es la asimetría insólita que se observaba entre el magnetismo y la electricidad: no hay cargas magnéticas comparables a las cargas eléctricas. Nuestro mundo está lleno de partículas cargadas eléctricamente, como los electrones o los protones, pero nadie ha detectado jamás una carga magnética aislada. El objeto hipotético que la poseería se denomina monopolo magnético.

         Montaje experimental. Foto: HZB, D.J.P. Morris y A. Tennant.

El grupo de investigadores dispuso un montaje experimental especial para poder detectar estas cuerdas de Dirac. Hicieron que un chorro de neutrones impactara sobre una muestra a la que aplicaban un campo magnético. En el interior de la muestra se formaban cuerdas de Dirac que dispersaban los neutrones con un patrón específico que delataba su presencia.

La muestra era un cristal de titanato de disprosio. La estructura cristalina de este compuesto tiene una geometría notable, de tal modo que los momentos magnéticos de su interior se organizan en lo que se llama un “espagueti de espines”. El nombre viene de la ordenación de los dipolos, que forman una red de tubos contorsionados (cuerdas) por los que se transporta flujo magnético.

Estos tubos pueden “hacerse visibles” cuando los neutrones interaccionan con ellos; pues los neutrones, aunque no tienen carga eléctrica, sí tienen momento magnético. El patrón de dispersión de los neutrones obtenido es una representación recíproca de las cuerdas de Dirac contenidas en la muestra. Con el campo magnético aplicado los investigadores podían controlar la simetría y orientación de las cuerdas. A temperaturas de entre 0,6 a 2 grados Kelvin los investigadores pudieron ver pruebas de la existencia de monopolos magnéticos (la temperatura suele ser la peor enemiga del magnetismo, pues tiene a desordenarlo todo) en forma de este tipo de cuerdas según se acaba de describir.

Además pudieron ver la firma que en la capacidad calorífica dejada el gas de monopolos, viendo que estas cuerdas interaccionan de manera similar a como lo hacen las cargas eléctricas, lo que era de prever para el caso de monopolos magnéticos. En este resultado los monopolos no son partículas, sino que emergen como un estado de la materia, en concreto a partir de un arreglo especial de los dipolos que forman parte del material.

Para hacernos una idea de cómo sería un monopolo magnético si existiera, imaginemos una barra imantada que, como sabemos, posee en cada extremos un «un polo magnético» por el cual se atraen o se repelen. Estos polos son de dos tipos, llamados «norte» y «sur», y se comportan como las cargas eléctricas, positiva y negativa. Esa configuración del campo es un ejemplo de «campo bipolar», y sus líneas de campo no paran: giran y giran interminablemente. Si partimos por la mitad la barra imantada, no tenemos dos polos, el norte y el sur, separados, sino dos imanes. Un polo norte o sur aislado (un objeto con líneas de campo magnético que sólo salgan o que sólo entren) sería un monopolo magnético. De hecho, es imposible aislar una de estas cargas magnéticas. Nunca se ha detectado monópolos magnéticos, es decir partículas que poseyeran una sola carga magnética aislada. Puede que ello se deba a razones no aclaradas, o bien la naturaleza no creó monopolos magnéticos o creó poquísimos.

Todos sabemos que hay cargas eléctricas de distinto signo, tanto positivas como negativas. De este modo podemos reunir unas cuantas cargas de un signo dado en un recinto espacial y ver cómo todas las líneas de campo entran o salen del mismo a través de su superficie. Esto viene dado por la ley de Gauss del campo electrostático, que es una de las leyes de Maxwell. En su forma diferencial se escribe de la siguiente forma:

Donde E es el campo eléctrico. Mientras que en su forma integral viene dada por:

O lo que es lo mismo: si sumamos las líneas de campo E que salen y entran en una superficie cerrada nos dará la distribución de carga total encerrada dentro de esa superficie. Para situaciones con geometría esférica este problema es trivial, pues el campo será equivalente al generado por una carga puntual, pero no lo es tanto si es de otro modo. También nos dice que el campo dentro de una esfera hueca cargada es nulo, puesto que cualquier superficie cerrada interior no contiene ninguna carga.

En cambio, los monopolos eléctricos (partículas que llevan carga eléctrica) son muy abundantes. Cada chispa de materia contiene un número increíble de electrones y protones que son auténticos monopolos eléctricos. Podríamos imaginar las líneas de fuerza del campo eléctrico surgiendo de una partícula cargada eléctricamente o convergiendo en ella y empezando o acabando allí. Además, la experiencia ha confirmado la ley de conservación de la carga eléctrica: la carga monopólica eléctrica total de un sistema cerrado no puede crearse ni puede destruirse. Pero en el mundo del magnetismo, no existe nada similar a los monopolos eléctricos, aunque un monopolo magnético sea fácilmente concebible.

[?]

 El próximo día 11 de febrero ha sido nombrado día Internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia. Es lo cierto que, a lo largo de nuestra Historia, en todos los campos que la Ciencia ha tocado, siempre han estado presente mujeres que, con sus aportaciones, se hicieron merecedoras del reconocimiento del Mundo.

 De los hombres, de los científicos todos hemos oído hablar con frecuencia y en la mente de todos están los nombres de muchos de ellos que, con sus ideas cambiaron el mundo. Pero ¿qué hay de las mujeres científicas? ¿De las mujeres que a lo largo de la historia han realizado espectaculares avances en las ciencias? Cada año, las universidades forman miles y miles de futuras científicas, pero a la hora de ocupar la primera plana, lo cierto es que nuestra sociedad las relega. Por eso es que hoy te presento esta lista con las mujeres científicas más importantes de la historia.

Hipatía de Alejandría fue la primera mujer en realizar una contribución sustancial al desarrollo de las matemáticas. Es necesario colocarla en esta lista pues fue una verdadera precursora y hasta una mártir como mujer de ciencias. Nació en el año 370, en Alejandría (Egipto), y falleció en el 416, cuando sus trabajos en filosofía, física y astronomía fueron considerados como una herejía por un amplio grupo de cristianos, quienes la asesinaron brutalmente.

Marie-Sopjie Germain fue una matemática francesa que se destacó por su aporte a la teoría de números. Nació en París, Francia, en el año 1776 y falleció en 1831, dejando una amplia serie de aportes sumamente importantes sobre la teoría de la elasticidad y los números, entre otros: el de los números primos de Sophie Germain.

Amakie Emmy Noether podría considerarse como la mujer más importante en la historia de las matemáticas y de hecho, vale destacar que entre otros tantos, así la consideraba Einstein. Nació en Erlangen, Alemania, en el año 1882 y falleció en el 1935 en EEUU, luego de ser expulsada por los nazis unos años antes. La figura de Noether ocupa un imprescindible lugar en el ámbito de las matemáticas, especialmente en la física teórica y el álgebra abstracta, con grandes avances en cuanto a las teorías de anillos, grupos y campos. A lo largo de su vida realizó unas 40 publicaciones realmente ejemplares.

Barbara McClintonck nació en Hartford en el año 1902 y falleció en 1992, dejando un importante descubrimiento en el campo de la genética. Barbara se especializó en la citogenética y obtuvo un doctorado en botánica en el año 1927. A pesar de que durante mucho tiempo, injustamente sus trabajos no fueron tomados en cuenta, 30 años más tarde se le otorgó el premio Nobel por su excepcional e increíblemente adelantada para su época: teoría de los genes saltarines, revelando el hecho de que los genes eran capaces de saltar entre diferentes cromosomas. Hoy, este es un concepto esencial en genética.

Lise Meitner nació en la Viena del Imperio Austrohúngaro, hoy Austria, en el año 1878 y falleció en 1968. Fue una física con un amplio desarrollo en el campo de la radioactivbidad y la física nuclear, siendo parte fundamental del equipo que descubrió la fisión nuclear, aunque solo su colega Otto Hahn obtuvo el reconocimiento (imaginen el por qué). Años más tarde, el meitnerio (elemento químico de valor atómico 109) fue nombrado así en su honor.

Susan Jocelyn Bell Burnell es la astrofísica británica que descubrió de la primera radioseñal de un púlsar. Nació en el año 1943, en Belfast, Irlanda del Norte y su descubrimiento fue parte de su propia tesis. Sin embargo, el reconocimiento sobre este descubrimiento fue para Antony Hewish, su tutor, a quien se le otorgó el premio Nobel de Física en 1974. Este injusto acto, que aunque como ya vimos no es nada nuevo, fue cuestionado durante años, siendo hasta hoy un tema de controversia.

Rosalind Elsie Franklin nació en 1920 en Londres y falleció en el año 1958. Fue biofísica y cristalógrafa, teniendo participación crucial en la comprensión de la estructura del ADN, ámbito en el que dejó grandes contribuciones. No obstante y a la vez, volvemos a encontrarnos con bochornosos actos dentro de la comunidad científica, uno de sus más grandes trabajos: hizo posible la observación de la estructura del ADN mediante imágenes tomadas con rayos X, tampoco fue reconocido. Por el contrario y como ya sabemos, el crédito y el premio Nobel en Medicina se lo llevaron Watson (quien más tarde fue cuestionado por sus polémicas declaraciones racistas y homofóbicas) y Crick.

Como muchos esperarían, el primer lugar lo ocupa la química y física polaca Marie Solomea Sklodowska Curie, mejor conocida por el apellido de su esposo simplemente como Marie Curie, la mujer que dedicó su vida entera a la radioactividad, siendo la máxima pionera en este ámbito. Ella nació en el año 1867 y murió en 1934, siendo la primera persona en conseguir dos premios Nobel, para los cuales literalmente dio su vida y hoy, a más de 75 años de su muerte, sus papeles son tan radiactivos que no pueden manejarse sin un equipo especial. Su legado y sus conocimientos en física y química impulsaron grandes avances.

 Desde que todas estas heroinas de la ciencia dejaron sus contribuciónes, muchas han sido las mujeres que se incorporaron a las distintas ramas de la ciencia, y, hoy en día las tenemos ocupando puestos de relieve en los mejores Centros científicos del todo el Mundo.

 Hay que reconocer que el homenaje que le dedican el próximo día 11 de febrero es más que merecido. No pocas veces, las mujeres por su condición femenina se vieron postergadas en muchos de los ámbitos reservados a los hombres y, con ello, perdimos muchas oportunidades de aprovechar grandes cerebros y las ideas que generaban

 No creo que la mujer esté por debajo del hombre en ningún terreno intelectual, y, su condición de madre, la ha impedido muchas veces crecer en el área escogida para que pudieran llegar a niveles muy destacados en las disciplinas científicas escogidas por ellas.

 Tenemos que fomentar que las chicas tengan las mismas oportunidades que los muchachos y, en todas las Universidades el Mundo, puedan tener acceso a cualquier carrera que les pueda llamar la atención, ya que, nunca se sabe donde radica un gran cerebro y, la Humanidad, no se puede permitir el lujo de perderlos.

Este ramillete de grandes científicas que, con sus contribuciones hicieron un mundo mejor

¡El Día Internacional de la MUJER y la NIÑA en la CIENCIA! Las mujeres han contribuido a la Ciencia desde sus inicios, aunque no hayan sido reconocidas por ello. Historiadores interesados en ciencia y género han mostrado las contribuciones hechas por mujeres, las barreras con las que se toparon y las estrategias que desarrollaron para que su trabajo fuese aceptado.

Esperemos que a partir de ahora, las cosas sean diferentes y que, tanto mujeres como hombres sean valorados por el mismo rasero: Sus intelectos.

emilio silvera

[?]

La NASA ya planea el primer viaje interestelar de la Historia

El periodista José Manuel Nieves habla sobre los planes que se barajan para recorrer una distancia de 4,6 años luz hasta las estrellas más cercanas al Sol

El primer viaje interestelar de la Historia podría ser una realidad en 2069. Esa es, en efecto, la fecha apuntada por un equipo de investigadores del Jet Propulsion Laboratory para el lanzamiento de la primera misión de la Humanidad a Alpha Centauri, la estrella más próxima al Sol.

Por supuesto, se trata por ahora de un simple esbozo, que enumera los objetivos y, sobre todo, las tecnologías que habrá que desarrollar en las próximas décadas para llevar la misión del papel a la realidad. Tecnologías de propulsión, por ejemplo, que sean capaces de recorrer los 4,6 años luz (41 billones de kilómetros) que nos separan del objetivo en un tiempo razonable. Hoy, y con los motores actuales, tardaríamos cerca de 30.000 años en cubrir esa distancia.

Motores nucleares, de antimateria… los investigadores proponen varias opciones, aunque la más prometedora parece ser la de velas solares impulsadas por un haz láser desde la Tierra, que permitirían a una nave acelerar hasta el 10 por ciento de la velocidad de La Luz. O lo que es lo mismo, llegar a Alpha Centauri después de «solo» unos 40 años de viaje.

Una vez allí, la sonda exploraría otro sistema solar, con especial atención al planeta Próxima b, del mismo tamaño que la Tierra y situado a la distancia precisa de su estrella para que las temperaturas de su superficie permitan la existencia de agua líquida. La sonda, incluso, llevaría sistemas para detectar la posible presencia de actividad industrial o iluminación artificial…

Aún es pronto para saber si la misión pasará de la simple teoría, pero de lo que no cabe duda es que sería una forma perfecta para celebrar los primeros cien años de la llegada del hombre a la Luna…

[?]