tecnología nuclear

La tecnología nuclear: 

Tecnología relacionada con las reacciones de núcleos atómicos de ciertos elementos, creando dispositivos para medicina, creación de energía .. también se han desarrollado miras de armas, detectores de humo, armas. Una nueva aplicación es una batería nuclear, del tamaño de un pulgar, con una duración de 20 años, de la empresa City Labs Inc. Si queréis mas información podéis visitar este blog:  http://elchapuzasinformatico.com/2013/01/ya-a-la-venta-las-baterias-nucleares-20-anos-de-energia-sin 

En el ámbito de la aviación  por ejemplo, encontramos varios aviones con propulsión nuclear, como el CONVAIR X-6, un prototipo cuyo proyecto fue abandonado en 1957 por el desarrollo de los ICBM (misiles balístico intercontinentales)

Por otro lado los soviéticos crearon un avión en respuesta al Convair X-6 estadounidense:

TUPOLEV-119. aunque el proyecto parecía muy prometedor, resultaba muy caro y al enterarse de que los estadounidenses habían abandonado su proyecto ellos también lo desecharon.

En medicina podemos encontrar las llamadas "nano-cajas de oro" que emiten una radiación, procedente de el oro-198, en forma de luz que se acumula en los tumores permitiendo su tratamiento.

Hablando de cosas pequeñas se ha desarrollado una maquina de rayos x de bolsillo que permitira crear scanners en el momento, luchar contra el terrorismo... aunque por ahora solo es un proyecto se dice que dentro de tres años tendrán un prototipo viable. También los rusos han creado un detector de cáncer del tamaño de un bolígrafo.
las posibilidades de la energia nuclear son infinitas pero es un nuevo recurso que aun se sigue investigando.




bibliografia:
- news.google.es
- wikipedia
- noticias de tecnologia y ciencia
- youtube

Todo pende de un hilo

Luis-Alberto Schuers Garrido 1ºBachillerato A nº25

La teoría de las cuerdas.

Como ya sabéis, la materia consta de partículas elementales, con una masa fija y constante; sin embargo, a finales del siglo XX se produjo un cambio radical en toda la física conocida por entonces: la teoría de las cuerdas.

Esta, llamó la atención de unos pocos y nunca se tomó en serio. Pero desde mediados de los 80 hasta hoy, se ha hecho cada vez más popular.

El modelo estándar, que domina la física actual, sigue planteando muchos interrogantes y algunas contradicciones, a las cuales la teoría de cuerdas parece dar respuestas;el problema es que  resulta muy difícil de verificar.

Esto hace que muchos científicos la rechacen, por considerarla una teoría filosófica más que física. En el mundo científico, tiene numerosos defensores y detractores.

Las teorías clásicas que hasta ese momento se creían que explicaban todo el mundo dieron paso a una mentalidad completamente diferente que condujo a la formulación de la mecánica cuántica y la relatividad, los dos grandes pilares de nuestra física actual.

La mecánica cuántica describe el mundo de lo infinitamente pequeño, explicando las interacciones tan singulares que actúan a escala de las partículas. La teoría de la relatividad general establecida por Einstein, se aplica a lo infinitamente grande. Unifica el espacio y el tiempo en una única entidad (el espacio-tiempo), cuya deformación explica la gravitación universal entre los grandes objetos galácticos y estelares del Universo.

El mayor desafío de la física actual, es establecer un puente de unión entre estos dos enfoques, y formular una nueva teoría unificada, a la que los científicos han atribuido ya la denominación de “gravedad cuántica”.

Pues bien, la teoría de cuerdas nos muestra que las partículas elementales no son puntos fijos en el espacio, sino líneas de espacio-tiempo o cuerdas con energía que vibran en más de 4 dimensiones.

                                               

Partícula en forma de filamentos.

Antes, la física consideraba a una partícula como a un punto que podía moverse en un espacio tridimensional (arriba, abajo, derecha e izquierda), pero una cuerda en forma de lazo, tiene otras posibilidades de movimiento, como por ejemplo, la oscilación (que consiste en la variación del movimiento de un sistema o de un móvil).

Según como sea esta oscilación, es ese el movimiento característico que diferenciaría una partícula de otra; así, un electrón oscilando de determinada manera en el espacio-tiempo podría convertirse en un fotón(partícula portadora de radiación electromagnética) o en cualquier otra partícula, según sea la frecuencia oscilatoria, su masa y su carga características.

 

 Estructura de las cuerdas de un electrón

Esto demostraría que todo lo que hay en el universo como galaxias, planetas, gases, líquidos, sólidos, objetos que vemos, animales, plantas, etc., serían todas manifestaciones formadas por una serie de un solo objeto básico: una cuerda unidimensional vibrando y oscilando.

Para un mejor entendimiento veamos el siguiente vídeo:

 

Comentario personal:

Cada día se realizan descubrimientos extraordinarios gracias a las ciencias, pero la teoría de las cuerdas supone un hallazgo, que de confirmarse, cambiaría radicalmente la manera de entender el universo, ya que siempre nos hemos considerado como seres ``fijos´´, sin estar formados por una sucesión infinita de filamentos.

                                                               Bibliografía.

 

http://www.nuclecu.unam.mx/~alberto/physics/cuerdas.html

http://www.astrofacil.com/Articulos/Teoria_cuerdas/teoria_cuerdas.html

http://www.cienciapopular.com/n/Ciencia/La_Teoria_de_Cuerdas/La_Teoria_de_Cuerdas.php

http://www.astrofisicayfisica.com/2010/09/importante-avance-en-la-teoria-de.html

http://www.elecodelospasos.net/article-posible-prueba-empirica-de-la-teoria-de-cuerdas-57069794.html

 

 

La mecánica cuántica  ------  ESTUDIO DEL MUNDO SUBATÓMICO

 

INTRODUCCIÓN

 

 

¿Cuál es su aplicación?

 

Es el conocimiento de la propia realidad, como se desarrolla nuestro universo, en un mundo infinitamente menor y menos conocido, cuyo descubrimiento cambiaría mucho nuestra percepción de la propia realidad y elaborar numerosos avances en cuanto a la física se refiere, y además utilizar los conocimientos para nuestros avances tecnológicos porque ¿Quién sabe que podríamos hacer con estas partículas?

 

 

¿Qué es la mecánica clásica?

 

Es una gran aproximación a la realidad dentro de unos límites, ya que cuando se tratan de velocidades muy elevadas, cercanas a la velocidad de la luz, se debe recurrir a la teoría de la relatividad. (Ya explicada con anterioridad en mi blog)

 - Teoría de Newton - Explica las diversas leyes de Newton acerca de los movimientos e incluso los planetas. Más tarde vino la relatividad especial para resolver el problema de las grandes velocidades - Teoría de la relatividad. 

Autores de la teoría de la gravedad a la izquierda encontramos a Galileo Galilei y a la derecha a Newton si queremos referirnos a los autores relevantes que dieron lugar a la mecánica cuántica habría que añadir a Einstein pionero y creador de la teoría de la relatividad.

Posturas de los autores ante la sociedad y solución ante este problema:

• Niles Bohr va a decir: "los que no quedaron en shock cuando enfrentaron este tema por primera vez, no pudieron entenderlo".
 
• Richard Feynman dirá: "Yo creo que es seguro decir que nadie entiende la mecánica cuántica. Pero... ¿será eso posible? ¿cómo? será una labor nuestra salir de esta calle ciega de la que nunca nadie ha escapado hasta ahora". Feynman impuso la "hipótesis atómica" según la cual todas las cosas están hechas de átomos: pequeñas partículas en movimiento perpetuo que se atraen mutuamente cuando están a poca distancia y se repelen al ser apretadas unas contra otras. Los átomos son las partículas más pequeñas - La teoría de Feynman parece ser cierta ya que está demostrado que todo está hecho de átomos y existen las partículas subatómicas.
 




Imagen de un átomo según la teoría de Feynman. Partícula que está en un movimiento perpetuo que al estar junto a otra de estas partículas a poca distancia se atraen y se repelen unas contra otras. DESARROLLO DE LA MECÁNICA CUÁNTICA   ¿Cuales son las preguntas más frecuentes? ¿Será que cada electrón es como un planeta en miniatura? ¿Será que podremos comprender las leyes que gobiernan este micro universo? Probablemente la respuesta sea no. Pero lo que sí se puede asegurar es que el mundo subatómico es muy diverso.   Esta imagen representa el micro universo, como son aquellas partículas de las que nosotros ni siquiera nos percatamos un mundo en una escala inferior a la de un átomo. ¿Cuál es su objeto de estudio? En la escala microscópica los fenómenos físicos solo pueden estudiarse por medio de la mecánica cuántica. En la explicación de los electrones, protones, neutrones y todo lo referido a las partículas subatómicas la relatividad deja de funcionar por ello debemos recurrir a la mecánica cuántica. Debemos tener en cuenta, cuando los elementos forman enlaces químicos se provocan por el intercambio de las partículas subatómicas. También tenemos que tener en cuenta que la carga es positiva en los protones y neutrones y la carga es negativa por parte de los electrones (las cargas han sido establecidas por convención por parte de los científicos) y además las partículas subatómicas son iguales en todos los elementos y lo que hace ser al elemento es la cantidad en la que se presentan dichas partículas subatómicas. En el enlace químico dentro del átomo la ruptura de los enlaces es muy complicada y se provoca gracias a las reacciones nucleares, en el núcleo del átomo. Esta imagen demuestra el gran alboroto entre las partículas subatómicas y la gran diversidad  entre las partículas y sobre todo el mundo caótico que se nos presenta. AQUÍ ES DONDE ENTRA EL REINO DE LA MECÁNICA CUÁNTICA. - Un viaje imaginario a otro mundo, mundo que es ultra microscópico, muy en el interior del átomo. Para ello debemos abrir la mente porque no sabemos lo que nos podemos encontrar. Todo se comporta de una manera extraña. A este mundo lo llamamos universo cuántico. ¿Qué es el Universo cuántico? Al llegar a ese mundo nos ocurrirá algo parecido como le pasó a Alicia cuando llegó al "país de las maravillas". Nos encontraremos en un mundo muy extraño. Gobernado por otras leyes. En el mundo cuántico todo funciona distinto ni Galileo, Newton, Einstein y todos los de su época no supieron aplicar sus leyes a este mundo. Visión de un mundo subatómico que contiene unas leyes muy diferentes a nuestro mundo actual.   ¿Cuáles son las Leyes de la mecánica cuántica? La mecánica cuántica no tiene ningún papel en nuestro mundo, sólo en el mundo de cada átomo donde las partículas: Pueden comportase como partículas y como ondas. Como la luz, que cuando se desplaza se comporta como una onda pero cuando interactúa con la materia se comporta como un haz de partículas llamados fotones. Pueden poseer simultáneamente dos o más valores de una cantidad observable, es decir, pueden tener, por ejemplo, dos posiciones a la vez. Mejor dicho, pueden estar en varias partes al mismo tiempo. A esto se lo llama superposición cuántica. Pueden estar conectadas a grandes distancias (entrelazamiento).   Tema de las leyes Según la mecánica cuántica los objetos microscópicos pueden, bajo ciertas condiciones, exhibir un comportamiento ondulatorio y bajo otras condiciones pueden comportarse como partículas (objeto que se puede localizar en una región concreta del espacio) - Es la famosa dualidad onda - partícula Es el momento de hablar sobre el experimento de la doble rendija (en este experimento nos muestra como una partícula puede, en teoría, estar en dos sitios, o mejor en dos estados, de manera simultánea).                             vídeo que explica el experimento de la doble rendija CONCLUSIÓN Este es un mundo muy complejo en el que nuestra mente se colapsa un mundo desconocido donde las leyes de nuestro mundo se desconoce, un mundo que está en pleno estudio, por lo que aún nos falta mucho por descubrir estos grandes enigmas. Espero que al leer esto entendáis como se nos plantea la física en nuestra realidad y actualidad, un tema muy espeluznante que aún queda por descubrir.    BIBLIOGRAFÍA http://astroverada.com/_/Main/T_quantum.html http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/cuantica/index.htm http://www.interciencia.org/v20_05/ensayo01.html http://www.nuclecu.unam.mx/~vieyra/cuant1.html http://es.wikiquote.org/wiki/Mec%C3%A1nica_cu%C3%A1ntica http://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_cu%C3%A1ntica https://www.google.es/imghp?hl=es&tab=ii (para imágenes)

 

 

La lluvia artificial

La lluvia artificial

En esta entrada voy a hablar de la lluvia artificial que es uno de los fenómenos naturales creados por los científicos hace décadas, alcanzando su importancia en la actualidad, que permite aliviar sequías  de las zonas más áridas y secas del planeta, apagar los incendios que pudiesen existir en las islas de calor (zonas que desprenden calor, explicado después) o, simplemente, despejar el cielo de nubes mediante la lluvia. También se utiliza en ciertas ocasiones para eliminar la niebla que pueda existir en los aeropuertos, aunque en este caso se realiza mediante dióxido de carbono.

¿Cuando surgió? Y su desarrollo inicial

Este hallazgo se descubrió en 1946 y se empezó a utilizar en Israel, China y EEUU, aunque con diferentes elementos y métodos que los utilizados en la actualidad. Se trataba de cargar las nubes con anhídrido carbónico sólido. En la década de los setenta tuvo un considerable esplendor debido a, entre otras cosas, el ofrecimiento por parte de distintas empresas comerciales la posibilidad de sembrar nubes a los países con importantes problemas de agua. Estas siembras eran producidas, o bien desde aviones, o bien desde el suelo.

Islas de calor: zonas óptimas para la creación  de lluvia artificial

 Para poder llevar a cabo este fenómeno, los investigadores se basaron en las llamadas "islas de calor", regiones que se caracterizan por una determinada superficie, con una zona asfáltica con una extensión de aproximadamente dos kilómetros cuadrados, y una temperatura excesivamente superior a la de sus alrededores producida por una acumulación de materiales que absorben el calor como es el caso del hormigón. Con este aumento de la temperatura el objetivo es que se produzcan corrientes de vientos cercanas y que aumente el vapor de agua, produciendo nubes y estas, a su vez, precipitaciones.

En la siguiente imagen se puede observar que la temperatura aumenta cuando la línea se acerca a las zonas urbanas:

Métodos para la producción de lluvia ácida:

1º) yoduro de plata: En la actualidad, este proceso se lleva a cabo bombardeando las nubes de un cierto tipo con yoduro de plata, o bien con avionetas, o desde el suelo con la ayuda de generadores o cohete, al cristalizar con el agua, forma precipitaciones en forma de copos de nieve o granizo de pequeño tamaño. Cuando se lleva a cabo desde el suelo significa que las lluvias se quieren producir en lugares de menor altitud. Este fenómeno trajo consigo factores positivos pero, a su vez, considerables inconvenientes negativos como es el caso del coste excesivo comparándolo con la rentabilidad que se pudiera obtener de este tipo de lluvia.

2º) El láser: el método del yoduro de plata no es el único. Al parecer, varios científicos de Alemania y Suiza han desarrollado un método basado en ráfagas de láser para provocar la lluvia artificial. El objetivo de esta investigación fue demostrar que al disparar un haz de láser de alta potencia fuera capaz de condensar el agua presente en la atmósfera en estado gaseoso. Este proceso tiene algún inconveniente debido a que, debido al ozono y los óxidos de nitrógeno, se podría contaminar el agua resultante. Según estos investigadores, los láseres controlarán el clima en un futuro con el fin de reducir las sequías en las distintas partes del mundo.

Lugares donde se ha producido esta lluvia:

Uno de los principales ejemplos donde se haya utilizado esta lluvia artificial es China. En el año 2009 la capital amaneció cubierta por una intensa nevada para aliviar la sequía que afectaba en ese momento al país. También en Pekín se utilizó este método para apagar un incendio que afectaba a un bosque.

En el siguiente vídeo se explica cómo, mediante este sistema israelí, los bombardeos a las nubes con yoduro de plata. Este compuesto forma gotas de agua y su posterior precipitación, eso sí, tienen que ser unas nubes que tengan unas características determinadas como es la temperatura. Pero también hay que tener en cuenta diferentes inconvenientes como puede ser la humedad. Se llega a la conclusión que las zonas altas son las más adecuadas para esto. En este caso, se explica  el fenómeno en china.

                            

Otro ejemplo en el uso de la lluvia artificial constituye el caso de Chile. En esta ciudad se produjo como solución a los problemas agrícolas ya que las sequías estaban causando estragos a los agricultores. El caso de las sequías también afectó a México, por lo que se utilizó este sistema.

Noticias actuales sobre este tema

http://www.cubadebate.cu/noticias/2009/11/01/nevada-artificial-en-china-para-alivar-sequia-fotos/    ------  noticia sobre la nevada artificial en china, con yoduro de plata

http://noticiascuriosas.info/Categorias/Ciencia/Cientificos-estudian-el-uso-del-laser-para-provocar-la-lluvia.html -----noticia sobre la investigación de la lluvia ácida con láser

http://newsfeed.time.com/2011/01/03/scientists-create-52-artificial-rain-storms-in-abu-dhabi-desert/ ----- noticia sobre lluvia artificial en Abu Dhabi

Bibliografía:

http://www.sitiosargentina.com.ar/notas/JULIO_2004/lluvia_artificial.htm

http://comunidadcfv.foroes.net/t4368-china-hace-que-llueva-artificialmente

http://www.madrimasd.org/blogs/remtavares/2006/06/29/33206

http://www.20minutos.es/noticia/34551/0/lluvia/artificial/litoral/

http://www.taringa.net/posts/ecologia/15614936/Quieren-hacer-que-llueva-con-un-L_SER.html

http://www.mundo-geo.es/green-living/provocar-lluvia-artificial-solucion-contra-el-calentamiento-global

http://www.madrimasd.org/blogs/universo/2012/02/29/140272

http://maldonado.eltiempo.es/la-lluvia-artificial/

http://www.lavanguardia.com/vida/20110417/54142528049/china-crea-lluvia-artificial-para-apagar-un-incendio-en-un-bosque.html

http://www.freshplaza.es/news_detail.asp?id=60146

http://www.youtube.com/watch?v=3cWGXtV_AA0

La física nuclear y la bomba nuclear

La física nuclear es, básicamente, una parte de la física que se dedica a estudiar las propiedades principalmente energéticas del átomo. La física nuclear nos da los conocimientos necesarios para obtener energía relativamente barata de las centrales nucleares, pero también nos da la capacidad de crear armas increíblemente destructivas. 

Nube de humo tras la explosión
de Hiroshima

La obtención de energía nuclear se basa en estrellar neutrones, contra núcleos atómicos para romperlos. en esa separación se produce energía. Aunque este tipo de reacciones también son muy peligrosas, muchos de los grandes desastres de las últimas décadas están relacionadas con la energía nuclear (residuos, explosiones de centrales, etc.).

Los procesos que se dan en las bombas nucleares son muy parecidos a los que se dan en los reactores de las centrales nucleares, una reacción en cadena. Los neutrones liberados al romperse un núcleo atómico, realizan la misma función de romper otros núcleos. La diferencia está en que en las centrales nucleares se hace de una forma controlada y en las bombas no, lo que hace que explote liberando grandes cantidades de energía.

Posiblemente, el caso más conocido de explosiones de bombas nucleares sean las bombas lanzadas en la II Guerra Mundial a las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki por dos bombarderos estadounidenses, que causaron la rendición inmediata de Japón (vídeo histórico abajo).

Enola Gay, avión desde el qeu se lanzó la
 bomba sobre Nagasaki

Estos dos ataques, la bomba "Little Boy" sobre Hiroshima y la "Fat Man" sobre Nagasaki constituyen los dos únicos ataques nucleares de la historia. Se estima, que en 1945, unas 220.000 personas habrían muerto en estas ciudades, unas 110.000 los días de los bombardeos en un radio de unos 12 kilómetros al lugar de la explosión. El resto de personas murieron más tarde, entre el 15% y el 20% por envenenamiento radiactivo y el resto por diversos cánceres causados por la radiación.

Actualmente, se siguen detectando casos de radiación en niños que nacen en estas ciudades o asentamientos muy cercanos, lo que nos puede dar una idea de las terribles consecuencias que estos ataques tuvieron y tienen.
También son muy conocidas otras catástrofes nucleares como la de Chernobyl o más reciente como la de Fukushima, que nos muestran lo potente y devastador que puede llegar a ser la energía nuclear.

Video histórico acerca de los bombardeos.

BIBLIOGRAFÍA:
http://www.slideshare.net/Jorgego/la-fsica-nuclear-y-la-bomba-nuclear
http://www.portalplanetasedna.com.ar/hirohima.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Bombardeos_at%C3%B3micos_sobre_Hiroshima_y_Nagasaki
Libro "La Energía Nuclear" de la colección "Grandes Ideas de la Ciencia", de RBA.

Un hallazgo extraordinario

Luis-Alberto Schuers Garrido 1ºBachillerato A nº 25

LA ANTIMATERIA.

Todos y cada uno de los seres vivos que componemos el universo estamos constituidos por la materia. Esta, se compone de partículas elementales muy simples: protones (con su carga positiva), neutrones, electrones (con carga negativa); y estas, a su vez, de leptones y quarks.

Esta manera de entender la composición del universo era única hasta hace unos pocos años, cuando se descubrió algo fascinante: la antimateria.

La antimateria fue postulada casi con la aceptación del modelo del universo formado por partículas por el físico Robert L. Forward.

La antimateria es una clase de materia constituida por antípartículas: positrones(antielectrones), antiprotones y antineutrones...etc; su diferencia estriba básicamente en la carga eléctrica, del signo opuesto al ordinario, con lo que sus movimientos giratorios en torno a sí mismos, o espín, son también inversos.

Para entender mejor el concepto de antimateria veamos el siguiente vídeo:

 

En esta imagen se muestra a un antiprotón de un átomo de antihidrógeno con una carga negativa, mientras que en el protón del átomo de hidrógeno es positiva.

Ahora bien, este hallazgo presenta grandes complicaciones, ya que si un antiprotón y un protón impactan entre sí, se liberará un inmensa cantidad de energía en forma de luz, de rayos gamma y numerosas partículas elementales, dependiendo de quienes realicen este contacto; tal es así que la aniquilación de una partícula con una antipartícula generaría una energía unas 5000 veces superior a la fisión nuclear.

Además, el tiempo que se consigue mantener esta antimateria, por medios como campos magnéticos o radiofrecuencia, se incrementa con los años.

En el año 2011, se lograron almacenar 300 átomos de antihidrógeno durante 1.000 segundos. Dada la elevada complejidad de la antimateria por su naturaleza, grandes cantidades de energía para su creación y complicados sistemas de almacenamiento, es considerada la sustancia más cara del mundo, con un costo estimado de unos 60.000 millones de dólares por cada miligramo.

Por ello, un equipo internacional de científicos liderado por investigadores de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) ha conseguido manipular un átomo de antihidrógeno utilizando ondas diminutas.

El antihidrógeno es el átomo de antimateria equivalente al hidrógeno común, con las mismas propiedades pero con sus cargas eléctricas invertidas. Dado que se desintegra instantáneamente al entrar en contacto con la materia ordinaria su estudio había sido imposible hasta ahora.

Aquí se muestra una irradiación de luz sobre átomos de antihidrógeno.

Comentario:

Gracias a la ciencia y a la tecnología, cada día se realizan nuevos descubrimientos que nos ayudan a comprender el universo y los elementos que lo constituyen.

La antimateria supone alcanzar un grado mayor de conocimiento y demostrar la existencia de antipartículas; por ello, podemos preguntarnos: ¿Existe alguien que sea idéntico a nosotros pero compuesto de antipartículas?

Bibliografía:

http://www.eduardpunset.es/19420/punset-en-los-medios/que-es-la-antimateria

http://www.europapress.es/ciencia/noticia-cern-logran-manipular-atomos-antimateria-20120307190158.html

http://www.rtve.es/noticias/20110606/logran-capturar-por-largo-tiempo-atomos-antimateria-para-estudiarlos/437260.shtml

http://www.espacioprofundo.com.ar/verarticulo/%BFQue_es_la_antimateria%3F.html