Descubriendo la Física - Contribuciones del usuario [es]

¿Qué es la Física?

2023-06-04T00:00:49Z

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La física es la ciencia básica dedicada al descubrimiento y comprensión de los fenómenos fundamentales de la naturaleza. Su objetivo es obtener una descripción consistente y unificada de los fenómenos naturales en base a un conjunto reducido de leyes fundamentales y posibilitar el aprovechamiento tecnológico de los mismos. Abarca tanto la investigación experimental como teórica.

Las áreas históricas tradicionales de la física comprenden el estudio del movimiento de los objetos (mecánica), el sonido (acústica), el calor (termodinámica), la electricidad y el magnetismo, la luz (óptica) y los sistemas atómicos y nucleares. Pero en la actualidad las áreas de frontera de la física son muy diversas y comprenden entre otras el estudio de las partículas elementales y sus interacciones, la teoría de la relatividad y la cosmología, la mecánica cuántica, la mecánica estadística, la materia condensada, incluyendo los sistemas nanoscópicos y ciencias de materiales, la teoría del caos, y también áreas interdisciplinarias tales como información cuántica, óptica cuántica, biofísica, econofísica, sistemas dinámicos, redes complejas etc.

Hay mucho por descubrir...

¿Qué es Caos?

2023-06-04T00:00:49Z

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La posición de un cuerpo o sistema es conocida en todo momento, si uno conoce las condiciones iniciales (valores iniciales de la posición y la velocidad) y las denominadas ecuaciones de movimiento que nos dan la evolución del cuerpo o sistema con el tiempo. Por ejemplo en Mecánica Clásica, las ecuaciones de movimiento para un cuerpo resultan de la ley de Newton <math>\vec{F}=m \vec{a}</math>, donde <math>\vec{F}</math> es la fuerza que actúa sobre el cuerpo,<math>\vec{a}</math> la aceleración y <math>m</math> la masa del cuerpo.

Por esta razón, es decir el hecho de poder conocer totalmente el futuro en base a conocer el pasado, se dice que la Dinámica (la disciplina que estudia el movimiento de los cuerpos y sistemas) es determinista.

Sin embargo existen ciertos sistemas (llamados no lineales) que pueden ser muy sensibles a las condiciones iniciales. Esto quiere decir que condiciones iniciales muy parecidas producen trayectorias muy diferentes.

Si tenemos en cuenta que cualquier magnitud física es conocida salvo un error, concluimos que en el caso de estos sistemas, el error inicial se amplifica enormemente cuando el tiempo transcurre. Dicho de otra manera, el conjunto de condiciones iniciales del intervalo determinado por el error, genera trayectorias muy diferentes entre si, aumentando la incertidumbre sobre el sistema para tiempos posteriores al inicial.

En forma adicional a esta situación, aparecen los errores de redondeo por el uso de computadoras. Estos errores también pueden magnificarse debidos a las características de estos sistemas.

Conclusión: un sistema determinista parece comportarse como un sistema dominado por el azar
(aunque no lo esté). '''Esto es Caos'''.

=='''Un poco de historia'''==

Desde Newton y hasta el siglo XX, la Física estudió los sistemas lineales. La diferencia entre sistemas no lineales y lineales está dada simplemente por la presencia de potencias o no de la posición y el impulso (y otras posibles variables equivalentes), en las ecuaciones de movimiento. Sin embargo la presencia de estas potencias dificulta enormemente los cálculos, por lo que recién con la aparición de las computadoras se pudo estudiar el problema con las herramientas adecuadas. Es así que si bien Henri Poincaré (anecdóticamente, primo de un presidente francés), notó las características de estos sistemas a principios del siglo XX, recién a mediados del siglo el tema empieza a tomar la relevancia que tiene actualmente.

Edward Lorenz fue uno de los pioneros. Su interés en el Caos surgió en 1961, cuando registró accidentalmente la presencia de este fenómeno mientras estaba trabajando en un problema de predicción del clima. Por esto Lorenz dijo que era tan difícil predecir el tiempo. Esta situación se conoce con el nombre de efecto mariposa por una charla de Lorenz con el título "¿Puede el batir de las alas de una mariposa en Brasil dar lugar a un tornado en Texas?".

== Atractor extraño de Lorenz ==

'''''Un caso ilustrativo del concepto de "dependencia sensible sobre las condiciones iniciales".'''''

En la ventana siguiente se puede ver lo que observó Lorenz en sus investigaciones sobre el clima. Si bien se grafican ciertas variables correspondientes al problema en cuestión (las cuales no resulta útil aclarar aquí), a los fines ilustrativos podemos pensar que se ''representa el movimiento de una partícula''.

----

''Clickear sobre un punto en la ventana, implica elegir un conjunto de condiciones iniciales de la partícula.''

<div style='background:white;text-align:center; font-size:small;'>
<applet style="background:black;" codebase="/divulgando/caos" code="Lorenz" width=400 height=300 style="background-color:black"><PARAM NAME="x" VALUE="32"><PARAM NAME="y" VALUE="6.4"><PARAM NAME="z" VALUE="58"></applet>
<small>

Clickea en un punto de la ventana para comenzar el movimiento de la partícula.

Clickea de nuevo muy cerca de donde clickeaste la primera vez. Debes ver una nueva partícula que estará muy cerca de la primera por un rato, pero a medida que el tiempo pasa, la distancia entre las partículas aumenta hasta que resultan trayectorias no-relacionadas entre si.

Used with permission. Copyright 1996, James P. Crutchfield. All rights reserved.
</small>
</div>

'''¿Se ha observado?, ¿donde?:''' En el laboratorio el comportamiento caótico se ha observado en una variedad de sistemas incluyendo circuitos eléctricos, lásers, reacciones químicas y dinámica de fluidos. En la naturaleza se ha observado en la dinámica de satélites en el Sistema Solar, en la evolución temporal del campo magnético de cuerpos celestes, en el crecimiento de la población en ecología, etc.
Ejemplos diarios de sistemas caóticos incluyen el clima.

'''¿Quienes fueron?:''' Entre otros han estudiado el tema

* Mitchell Feigenbaum
* Brosl Hasslacher
* Michel Hénon
* Edward Lorenz
* Aleksandr Lyapunov
* Benoît Mandelbrot
* Henri Poincaré
* Otto Rössler
* James A. Yorke

¿Que son los Superconductores?

2023-06-04T00:00:48Z

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¿Que es la magnetoresistencia gigante?

2023-06-04T00:00:48Z

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La resistencia magnética gigante o magneto resistencia gigante es un '''fenómeno de naturaleza mecánico cuántica''' que surge por efecto de la interacción del campo magnético de un material magnetizado y el momento magnético interno (espín) del electrón y se observa cuando se juntan películas muy delgadas de material ferromagnético y no magnético dispuestas en forma alternada.
La resistencia eléctrica aparece por efecto de los choques que sufren los electrones con las irregularidades e impurezas presentes en las redes cristalinas que conforman la estructura microscópica de los sólidos. Cuando el número de choques aumenta los electrones son más desviados de su trayectoria y la resistencia aumenta. En el caso de un material magnético la resistencia es afectada por la dirección del campo magnético presente debido a la magnetización del material. La resistencia magnética gigante se origina debido a la orientación relativa del espín del electrón con el campo magnético, es decir si es paralela o antiparalela al campo magnético. [[Imagen:mag5.png|framed|100px|left|Dispositivo de tres capas.]]
Un sistema muy simple donde se puede observar este efecto se obtiene uniendo dos placas de material ferromagnético (indicadas con FM en la figura) y colocando entre ambas una placa de material no magnético (NM). En el interior de esta estructura tipo sándwich los electrones son dispersados en forma diferente dependiendo de la orientación de su espín con respecto al campo magnético en cada placa. Es decir que si las dos placas están magnetizadas en la misma dirección (figura a), aquellos electrones que posean su espín paralelo al campo de las placas pasarán en su mayoría sin ser prácticamente desviados (en color rojo en la figura) y esto dará lugar a una resistencia muy baja. En cambio si las placas están magnetizadas en direcciones opuestas (figura b) todos los electrones se encontrarán en alguna de las placas con sus espines opuestos al campo de modo que esto producirá una resistencia eléctrica elevada. El primer prototipo de esta clase fue desarrollado por medio de capas monocristalinas por '''Albert Fert''' y '''Peter Grunberg''', quienes descubrieron el fenómeno en forma independiente '''en 1988''' recibiendo el '''premio Nóbel de Física en 2007 ''' y se conoce como modelo epitaxial.
En el disco duro de una computadora se almacena la información en áreas de tamaño microscópico, magnetizadas en diferentes direcciones.
La cabeza lectora extrae la información al escanear el disco duro de la computadora y registrar los cambios en la magnetización, de modo que cuando más pequeño sea el disco, más pequeñas y débiles serán las áreas magnéticas y por lo tanto requeriran cabezas lectoras más sensibles.
Rápidamente se reconoció que el fenómeno descubierto por Fert y Grunberg podría ser empleado para aumentar la sensibilidad de la cabeza lectora del disco duro de una computadora, donde la magnetización de una placa puede ser fija y la otra variable de modo de controlar el paso de la corriente por el dispositivo al variar la resistencia. Como el modelo epitaxial era muy costoso para ser producido en forma industrial en 1989 se comenzó a estudiar el empleo de capas multicristalinas. En el año 1997 estos dispositivos se pudieron producir empleando una tecnología mucho más económica denominada spputering que es la que se usa actualmente para fabricar discos duros en forma estándar. Esta técnica ha permitido no solo generar discos de computadora de gran capacacidad de almacenamiento de información y tamaño reducido sino también otros dispositivos tales como teléfonos celulares, cámaras digitales o reproductores de música de muy pequeñas dimensiones y menor costo. Este es un claro ejemplo de investigación básica en física cuántica que en un plazo de sólo 10 años dió lugar a una aplicación tecnológica de gran impacto y difusión.

¿Por qué vuelan los barriletes?

2023-06-04T00:00:47Z

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Los barriletes se remontan cuando tiramos de la cuerda hacia adelante, ¿por qué?
Todo aquel que sepa responder a esta pregunta puede explicarse también por qué vuelan los aviones, por qué se trasladan por el aire las semillas de algunas plantas, e incluso, cuales son las causas que determinan los extraños movimientos del bumerang.
Todos estos movimientos son del mismo género. El mismo aire que se opone a que vuelen las balas y los proyectiles, es el que hace posible el vuelo, no sólo de las ligeras semillas y las cometas de papel, sino también de los pesados aviones que transportan decenas de pasajeros.

[[Imagen:Figcometas1.jpg]]

Fig. 1.

Para explicar cómo se eleva la cometa, recurriremos al dibujo simplificado de la Figura 1. Supongamos que la línea MN representa el corte de la cometa. Cuando al echar la cometa tiramos de su cuerda, aquélla avanza en posición inclinada, debido al peso de la cola. Convengamos en que este avance se realiza de derecha a izquierda; designemos el ángulo de inclinación del plano de la cometa, respecto al horizonte, con la letra a, y examinemos qué fuerzas actúan sobre la cometa al efectuarse este movimiento. El aire, como es natural, debe entorpecer el avance, ejerciendo cierta presión sobre la cometa.
Esta presión está representada en la Figura 1 por medio de la flecha OC. Como quiera que el aire presione siempre en dirección perpendicular al plano, la línea OC formará en el dibujo un ángulo recto con la MN. La fuerza OC se puede dividir en dos, construyendo lo que se llama el paralelogramo de fuerzas. Hecho esto, en lugar de la fuerza OC tendremos las dos fuerzas OD y OP. De ellas, la fuerza OD empuja nuestra cometa hacia atrás, y, por consiguiente, disminuye su velocidad inicial. La otra fuerza, es decir, la OP, tira del artefacto hacia arriba, disminuye su peso y, si es suficientemente grande, puede vencer el peso de la cometa y elevarla. Esta es la explicación de por qué se remonta la cometa, cuando tiramos de su cuerda hacia abajo.
El avión es lo mismo que la cometa, con la única diferencia de que la fuerza motriz que actúa en él no es la de nuestra mano, sino la de una hélice o de un motor a reacción, la cual impulsa hacia adelante el aparato y, por lo tanto, hace que éste se eleve de forma semejante a como lo hace la cometa. El esquema que acabamos de dar está muy simplificado. Hay otras circunstancias que también influyen en la elevación de los aviones, las que trataremos en otro árticulo.

Adaptado desde “Física Recreativa” por Yakov Perelman.

¿Por que vuelan los barriletes?

2023-06-04T00:00:47Z

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Los Barriletes se remontan cuando tiramos de la cuerda hacia adelante, ¿por qué?.

Todo aquel que sepa responder a esta pregunta puede explicarse también por qué vuelan los
aviones, por qué se trasladan por el aire las semillas de algunas plantas, e incluso, cuales son las
causas que determinan los extraños movimientos del bumerang.

Todos estos movimientos son del mismo género. El mismo aire que se opone a que vuelen las balas y los proyectiles, es el que hace posible el vuelo, no sólo de las ligeras semillas y las cometas de papel, sino también de los pesados aviones que transportan decenas de pasajeros.

[[Imagen:Figcometas1.jpg]]

Fig 1.

Para explicar cómo se eleva la cometa, recurriremos al dibujo simplificado de la Figura 1. Supongamos que la línea MN representa el corte de la cometa. Cuando al echar la cometa tiramos de su cuerda, aquélla avanza en posición inclinada, debido al peso de la cola. Convengamos en que este avance se realiza de derecha a izquierda; designemos el ángulo de inclinación del plano de la cometa, respecto al horizonte, con la letra a, y examinemos qué fuerzas actúan sobre la cometa al efectuarse este movimiento. El aire, como es natural, debe entorpecer el avance, ejerciendo cierta presión sobre la cometa.

Esta presión está representada en la Figura 1 por medio de la flecha OC. Como quiera que el aire presiona siempre en dirección perpendicular al plano, la línea OC formará en el dibujo un ángulo recto con la MN. La fuerza OC se puede dividir en dos, construyendo lo que se llama el paralelogramo de fuerzas. Hecho esto, en lugar de la fuerza OC tendremos las dos fuerzas OD y OP. De ellas, la fuerza OD empuja nuestra cometa hacia atrás, y, por consiguiente, disminuye su velocidad inicial. La otra fuerza, es decir, la OP, tira del artefacto hacia arriba, disminuye su peso y, si es suficientemente grande, puede vencer el peso de la cometa y elevarla. Esta es la explicación de por qué se remonta la cometa, cuando tiramos de su cuerda hacia abajo.

El avión es lo mismo que la cometa, con la única diferencia de que la fuerza motriz que actúa en él no es la de nuestra mano, sino la de una hélice o de un motor a reacción, la cual impulsa hacia adelante el aparato y, por lo tanto, hace que éste se eleve de forma semejante a como lo hace la cometa. El esquema que acabamos de dar está muy simplificado. Hay otras circunstancias que también influyen en la elevación de los aviones y de las cuales trataremos en otro lugar.

* Adaptado desde “Física Recreativa” por Yakov Perelman.

¿Por que son cómodas las sillas y las camas?

2023-06-04T00:00:46Z

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¿Por qué resulta más duro el asiento de un banco que el de una silla, aunque los dos sean de madera? ¿Por qué se está cómodo acostado en una hamaca, aunque sus mallas estén tejidas con cordones bastante duros? ¿Por qué es blando el somier de alambre?. Como en el artículo anterior, interviene aquí el concepto de Presión.

El asiento del banquillo, es plano, y cuando nos sentamos en él, nuestro cuerpo sólo tiene una pequeña superficie de contacto, en la cual se concentra todo su peso. La silla, por el contrario, tiene el asiento cóncavo, lo cual hace que su superficie de contacto con el cuerpo sea mayor y que por toda esta superficie se distribuya el peso. En este caso, cada unidad de superficie soporta menos carga y, por lo tanto, menos presión. Cuando descansamos en una cama blanda, en el colchón se forma un hueco que se adapta a la forma de nuestro cuerpo. La presión se distribuye bastante regularmente por toda la superficie de nuestra mitad inferior, con lo cual, cada centímetro cuadrado soporta solamente unos cuantos gramos. No es de extrañar que, en estas condiciones, estemos cómodos.

Esto puede expresarse fácilmente en cifras. La superficie del cuerpo de una persona adulta es igual, aproximadamente, a 2 metros cuadrados ' ó 20 000 centímetros cuadrados. Supongamos que, cuando estamos tendidos en la cama, la parte de nuestro cuerpo que está en contacto con ella, y que siente la presión, es aproximadamente igual a 1/4 de la superficie total del mismo, es decir, a 0,5 metros cuadrados, ó 5 000 centímetros cuadrados. Por término medio, el cuerpo humano pesa unos 60 kg ó 60 000 g, esto quiere decir, que cada centímetro cuadrado soporta solamente 12 g. En cambio, cuando nos tendemos sobre una tabla lisa, nuestro contacto con la superficie de apoyo se reduce a varias partes pequeñas, cuya área suma en total un centenar de centímetros cuadrados. Por consiguiente, sobre cada centímetro cuadrado recae ahora una presión de medio kilogramo, en vez de una decena de gramos. La diferencia es considerable y nuestro cuerpo la siente inmediatamente; por eso decimos que la tabla «está dura».

Pero hasta el lecho más duro puede parecer blando, siempre que la presión; de nuestro cuerpo se distribuya regularmente sobre una gran superficie. Supongamos, por ejemplo, que nos tendemos sobre arcilla blanda y que la huella de nuestro cuerpo queda grabada en ella. Si nos levantamos y dejamos que se seque la arcilla (al secarse, la arcilla se contrae en un 5-10%, pero admitamos que esto no ocurre), hasta ponerse dura como la piedra, y después volvemos a echarnos en el hueco que antes dejamos en este molde pétreo, nos sentiremos en él lo mismo que en un colchón de plumas, a pesar de su dureza.

'''Los astronautas ...'''

Durante el despegue y el aterrizaje de los cohetes. Los cosmonautas soportan grandes sobrecargas. Su peso puede aumentar de 10 a 14 veces. Para que puedan resistir estas sobrecargas sin perjuicio para su salud, sus asientos se fabrican con un plástico especial, al que se le da la forma exacta del cuerpo.

* Adaptado desde “Física Recreativa” por Yakov Perelman.

¿Por que se forman las pompas de jabón?

2023-06-04T00:00:46Z

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Las burbujas (o pompas de jabón) son películas con forma de esferas muy finas de jabón y agua cuyo interior es hueco. Ahora la pregunta es...¿Por qué se forman?
Para responder a esta pregunta es necesario introducir el concepto: El de "Tensión superficial".
[[Imagen:Tension_superf.jpg‎|right|200px|Burbujas]]
La tensión superficial es un fenomeno cuyo origen se debe a que las fuerzas que existen entre las moléculas en un fluido, son distintas en el interior y en la superficie. Por esto es que la superficie de un líquido se comporta como si fuera una delgada película elástica.
Una pompa puede existir porque la capa superficial de un líquido (normalmente agua) tiene cierta tensión superficial, lo que hace que la capa se comporte parecido a una hoja elástica. El hecho de que la burbuja no se contraiga hasta desaparecer, se debe a que existe otra fuerza que se origina en la diferencia entre las presiones interna y externa y es la que equilibra la tensión superficial, permitiendo que la burbuja pueda existir.
Por otro lado, una pompa hecha sólo con líquido puro no es estable y se necesita un ingrediente extra, como el jabón, para estabilizarla. El jabón, los detergentes, champús y productos para limpiar el polvo forma, son sustancias tensoactivas llamadas emulgentes. Una equivocación común es creer que el jabón aumenta la tensión superficial del agua. En realidad, el jabón hace todo lo contrario, disminuyendo la tensión superficial hasta aproximadamente un tercio de la tensión superficial del agua pura. El jabón no refuerza las pompas, sino que las estabiliza mediante el mecanismo llamado efecto Marangoni. Al estirarse la película de jabón, la concentración de jabón disminuye, lo que hace que aumente la tensión superficial. Así, el jabón refuerza selectivamente las partes más débiles de la pompa y evita que se estiren más.
[[Imagen:burbujas.jpg|left|240px|Burbujas]]
Las pompas de jabón tienen esa forma esférica tan perfecta debido a que la película que las forma está sometida a una tensión que trata de reducir el área de la pompa lo más posible, y la superficie que posee el área mínima es la de una esfera. Esta forma puede distorsionarse vísiblemente por las corrientes de aire, y por supuesto por un soplido.

¿Por que se forman las burbujas?

2023-06-04T00:00:45Z

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Las burbujas (o pompas de jabón) son películas con forma de esferas muy finas de jabón y agua cuyo interior es hueco. Ahora la pregunta es...¿Por qué se forman?
Para responder a esta pregunta es necesario introducir el concepto: El de "Tensión superficial".

La tensión superficial es un fenomeno debido a las fuerzas que existen entre las moleculas en un fluido, son distintas en el interior y en la superficie. Por esto es que la superficie de un líquido se comporta como si fuera una delgada película elástica.[[Imagen:Tension_superf.jpg‎|right|200px|Burbujas]]

Una pompa puede existir porque la capa superficial de un líquido (normalmente agua) tiene cierta tensión superficial, lo que hace que la capa se comporte parecido a una hoja elástica. Sin embargo, una pompa hecha solo con líquido puro no es estable y se necesita un tensoactivo disuelto, como el jabón, para estabilizarla. Una equivocación común es creer que el jabón aumenta la tensión superficial del agua. En realidad, el jabón hace justo lo contrario, disminuyendo la tensión superficial hasta aproximadamente un tercio de la tensión superficial del agua pura. El jabón no refuerza las pompas, sino que las estabiliza mediante el mecanismo llamado efecto Marangoni. Al estirarse la película de jabón, la concentración de jabón disminuye, lo que hace que aumente la tensión superficial. Así, el jabón refuerza selectivamente las partes más débiles de la pompa y evita que se estiren más.
[[Imagen:burbujas.jpg|left|240px|Burbujas]]
Las pompas de jabón tienen esa forma esférica tan perfecta debido a que la elacticidad de su piel trata de reducir su área lo máximo posible y la superficie que minimiza el área es el de una esfera. Esta forma puede distorsionarse visiblemente por las corrientes de aire, y por supuesto por un soplido.

¿Dónde Estudiar?

2023-06-04T00:00:45Z

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En el ámbito de La Plata, la carrera de Licenciatura en Física se estudia en la
[http://www.exactas.unlp.edu.ar Facultad de Ciencias Exactas] de la Universidad Nacional de La Plata. La dirección del Departamento de Física es 49 y 115, La Plata (1900).

Existen carreras similares en otras Universidades Nacionales.

¿Donde está el grillo?

2023-06-04T00:00:44Z

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Con frecuencia, lo que determinamos erróneamente no es la distancia, sino la dirección en que se encuentra el objeto que suena. Nuestros oídos distinguen bastante bien si un disparo suena a nuestra derecha o a nuestra izquierda (Fig. 1).

[[Imagen:Fig1_grillo.jpg]]

Fig. 1. ¿Por qué lado se hizo el disparo, por el derecho o el izquierdo?

Pero son impotentes para determinar la situación de la fuente del sonido, cuando éste se encuentra directamente delante o detrás de nosotros (Fig. 2).

[[Imagen:Fig2_grillo.jpg]]

Fig. 2. ¿Dónde dispararon?

Suele ocurrir, que un disparo hecho por delante, le oímos como si hubiera sonado por detrás. En estos casos somos capaces de distinguir solamente, por la fuerza del sonido, si el disparo fue hecho cerca o lejos.

Citaremos un ejemplo que puede servirnos de enseñanza. Sienta a un amigo cualquiera, con los ojos vendados en el centro de una habitación y dile que se esté quieto y que no mueva la cabeza. Después, toma dos monedas y haz sonar la una sobre la otra, procurando permanecer siempre situados en el plano vertical que pasando entre los ojos, divide por la mitad la cabeza del que está sentado. Hecho esto, preguntad a vuestro amigo, en qué sitio sonaron las monedas.
El resultado será increíble: en lugar del ángulo en que se produjo el sonido, señalará el punto opuesto.

Pero si te apartas del antedicho plano de simetría de la cabeza, los errores no serán tan grandes. Esto es comprensible, porque en este caso, el sonido llegará antes y con más fuerza al oído que está más cerca, y, gracias a esto, vuestro amigo puede determinar el sitio de donde procede el sonido.

Este experimento explica, entre otras cosas, por qué es tan difícil encontrar un grillo que chirrea entre la hierba.
Su agudo sonido se oye a dos pasos de nosotros, a la derecha de la calle. Miramos hacia allá, pero no vemos nada; el sonido se oye entonces por la izquierda. Volvemos la cabeza hacia allí, y el sonido nos llega desde un tercer punto. Y cuanto más rápidamente miremos hacia el lado del chirrido, con más agilidad parece que salta este músico invisible.

Sin embargo, el insecto está quieto en su sitio; sus maravillosos saltos son fruto de nuestra imaginación y consecuencia de una ilusión acústica.

Nuestro error consiste, en que al volvernos, colocamos la cabeza de tal forma, que el grillo se encuentra en el plano de simetría. En estas condiciones, como ya sabemos, no es difícil equivocar la dirección del sonido. El chirrido del grillo suena delante de nosotros, pero nos parece, erróneamente, que suena por el lado contrario.

De aquí podemos sacar una conclusión práctica: si queremos determinar de dónde procede el chirrido de un grillo, o el canto de un pájaro u otro sonido lejano cualquiera, no debemos girar la cabeza hacia el lado por el cual suena, sino, al contrario, volverla hacia otra parte. Esto precisamente es lo que hacemos cuando, como suelo decirse, aguzamos el oído.

Adaptado de “Física Recreativa” por Yakov Perelman.

Wolfgang Pauli

2023-06-04T00:00:44Z

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'''[1900-1958]'''
Nació en Viena, Austria, donde realizó sus estudios secundarios, sus estudios superiores los realizó en la universidad Ludwig-Maximilian de Munich, Alemania.
Allí presentó su trabajo de tesis bajo la dirección de Sommerfeld, en el tema
teoría cuántica del hidrógeno molecular ionizado, doctorándose en 1921.
Trabajó luego en Göttingen, Alemania, con Max Born y también en el instituto Niels Bohr de Copenhagen, lugar donde conoció a Niels Bohr con quien mantendría una amistad de por vida. Entre 1923 y 1928 se desempeñó como profesor en Hamburgo, Alemania, realizando contribuciones fundamentales para el desarrollo de la Mecánica Cuántica moderna, como la formulación del famoso '''principio de exclusión''', que lleva su nombre, así como la '''teoría no relativista del espín''' [[Imagen:Pauli2.jpg|framed|left|100px]].
Con posterioridad es nombrado profesor en
en la Escuela Politecnica de Zurich, Suiza, lugar que transforma en un importante centro de investigación en los años anteriores a la segunda guerra mundial. En 1931 realiza otro notable aporte al postular '''la existencia ''' de una partícula sin masa y sin carga, denominada luego '''neutrino''' por Enrico Fermi, para explicar el decaimiento beta del Radio. La existencia del neutrino sería confirmada experimentalmente recién en 1956. En 1940, ya comenzada la segunda guerra mundial, viaja a los Estados Unidos, y es nombrado profesor en Princeton. Este cargo lo que ejerce hasta 1946, año en el que regresa a Zurich. ''' Pauli recibe el premio Nobel de Física en 1945 ''' por su contribución al descubrimiento de una nueva ley de la naturaleza con el principio de exclusión. El mismo Einstein lo nominó para recibir el premio.

Visitá Tecnópolis

2023-06-04T00:00:44Z

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Una nueva partícula compatible con el bosón de Higgs

2023-06-04T00:00:43Z

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Los experimentos del CERN observan una partícula consistente con el tan
buscado bosón de Higgs.
[[Imagen:CandidatoHiggs.png|400px|right|]]
Tal como fue oportunamente anunciado, y en coincidencia con el inicio de la conferencia de altas energías
ICHEP2012, la más importante en su especialidad, que este año se realiza en Melbourne, Australia, los experimentos
ATLAS y CMS del LHC presentaron el 4 de julio en el CERN, un seminario
especial con los resultados preliminares más recientes en la búsqueda del bosón
de Higgs. Los dos experimentos han observado fuertes indicios de la presencia de
una nueva partícula en el entorno de masas de 125-126 GeV, es decir una partícula cuya masa sería
133 veces la masa del protón, que es de
938,272 MeV.
[1 GeV= 1.000.000 MeV, y 1 MeV= 1.000.000 eV. A su vez 1 eV (1 electronvolt) es la energía que adquiere la carga de un único electrón cuando se mueve a través de una diferencia de potencial eléctrico de 1 Volt.]

Esta medida se usa indistintamente como unidad de masa y energía,
ya que en relatividad ambas magnitudes se refieren a lo mismo.)
Esta observación realizada, con un error muy pequeño, en la región
de masas de 126 GeV es muy relevante,
dado que éste es el umbral necesario para declarar el descubrimiento de una nueva
partícula. Sin embargo, los resultados presentados durante el seminario son aún
preliminares. Ambos experimentos dedicarán un tiempo más al análisis,
necesario para realizar pruebas adicionales de los datos colectados en el 2012,
antes de la publicación científica que se espera a finales de Julio.
[[Imagen:Higgsevent.jpg|300px|left|]]

El siguiente paso será determinar la naturaleza precisa de esta nueva partícula y
su relevancia en nuestro entendimiento de la naturaleza. El camino a seguir para
comprobar si se trata o no del bosón de Higgs predicho en 1964, el ingrediente
que falta para completar el Modelo Estándar de las partículas fundamentales y
sus interacciones[[http://descubriendo.fisica.unlp.edu.ar/descubriendo/index.php/Interacciones_Fundamentales]], o si se trata de alguna partículas más exótica, consiste en
estudiar las propiedades de esta nueva partícula. Para esto se requieren muchos
más datos experimentales, los que serán colectados hasta fin de este año por los
experimentos ATLAS y CMS a partir de las colisiones entre protones en el LHC.
La observación de una partícula consistente con el bosón de Higgs abre una
ventana a la era de las medidas de las propiedades del “Higgs”, lo que permitirá
avanzar, de forma sin precedentes, en el conocimiento de la estructura
fundamental de la materia.

La Argentina participa en el experimento ATLAS a través de los grupos de altas
energías de la UBA, dirigido por el Dr. Ricardo Piegaia y del IFLP (CONICET-UNLP),
dirigido por la la Dra. María Teresa Dova, con el apoyo institucional de
dichas Universidades, el CONICET y el MINCyT. Los grupos mencionados cuentan
con investigadores, becarios y estudiantes, quienes juegan un rol relevante en las
investigaciones con la colaboración ATLAS para la búsqueda de nuevas
partículas e interacciones, no sólo el bosón de Higgs, sino también aquellas
predichas en extensiones del Modelo Estándar.

Texto13

2023-06-04T00:00:43Z

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Test

2023-06-04T00:00:42Z

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Tesis de Licenciatura

2023-06-04T00:00:42Z

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[[Quantum Discord: Una nueva medida de correlaciones cuánticas]]

[[Caracterización de micelas unimoleculares]]

Teoría de la Relatividad (en construcción)

2023-06-04T00:00:42Z

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En 1905, Albert Einstein [http://descubriendo.fisica.unlp.edu.ar/descubriendo/index.php/Albert_Einstein] publica una teoría controversial, con la que se proponía mostrar una nueva forma de entender las leyes de la física. Para darnos una idea de que se trata, debemos retrotraernos al nacimiento de lo que hoy llamamos física. En el siglo XVI, Isaac Newton
[http://descubriendo.fisica.unlp.edu.ar/descubriendo/index.php/Isaac_Newton] se propone encontrar una explicación común al movimiento de los cuerpos celestes y al de los objetos que observamos en la tierra. El precursor de estas investigaciones había sido Galileo [http://descubriendo.fisica.unlp.edu.ar/descubriendo/index.php/Galileo_Galilei].Para eso formulará una serie de hipótesis (las tres leyes de la mecánica) que de alguna manera representan más que una descripción del mundo físico, un método para pensarlo. A partir de esas tres leyes, de las observaciones astronómicas y de experimentos de laboratorio encontrará una ley simple (la ley de la gravitación universal) que permitirá explicar todos esos fenómenos.

Tecnópolis inició sus actividades en 2011

2023-06-04T00:00:41Z

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La feria de ciencia y tecnología Tecnópolis abrió sus puertas al público el 15 de julio y funcionará hasta el 27 de noviembre de este año, de martes a domingos de 12 a 21 hs., al cabo de los cuales será presentado el Parque Tecnópolis, un museo permanente que se terminará de erigir en mayo del año próximo. El predio, de 50 hectáreas, se encuentra en la localidad de Villa Martelli, sobre la avenida General Paz, entre Constituyentes y Ricardo Balbín. Está abierta a todo público y la entrada es gratuita

[[Imagen:imagina.jpg|300px|center||]]

En la feria podrás visitar 5 continentes con diferentes temas para que conozcas y te sorprendas. Ellos son:
tierra, agua, aire, fuego e imaginación.
[[Imagen:fuego.jpg|200px|left||]]
[[Imagen:aire.jpg|200px|right||]]
[[Imagen:agua.jpg|200px|left||]]
[[Imagen:ener.jpg|200px|right||]]

En esta feria el CONICET participa con dos salas. Una de ellas está dedicada a la proyección de una línea del tiempo con la historia de la ciencia y la tecnología desde el origen del mundo hasta hoy, mediante un sistema de proyecciones multimedia.

En la otra sala se desarrollarán diálogos entre algunos investigadores del Conicet y el público, que además podrá seguir las actividades a través de las redes sociales y también con un sistema de transmisión en vivo.

Twitter: http://twitter.com/ConicetDialoga
Facebook: http://www.facebook.com/conicet
YouTube: http://www.youtube.com/user/ConicetDialoga

Tecnópolis

2023-06-04T00:00:40Z

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[[Imagen:tecno12.jpg|200px|left||]]
La feria de ciencia y tecnología Tecnópolis 2012 abrió sus puertas al público por segundo año consecutivo, el 14 de julio pasado, y funcionará de martes a domingos de 12 a 20 hs. El predio, de 50 hectáreas, se encuentra en la localidad de Villa Martelli, sobre la avenida General Paz, entre Constituyentes y Ricardo Balbín. Está abierta a todo público y la entrada es gratuita. [[Tecnópolis inició sus actividades en 2011]]
con gran éxito de público de todas las edades.

Para más detalles visita el sitio:
http://www.tecnopolis.ar

Durante este año el eje central de la muestra será la energía, y se podrán visitar diez parques temáticos dentro del predio.
Entre ellos: el parque de la energía; el parque solar, y el parque del conocimiento.

[[Imagen:ener.jpg|200px|left||]]
[[Imagen:psolar12.jpg|200px|left||]]
[[Imagen:pconoc12.jpg|200px|left||]]

'''COMO LLEGAR:'''

Tecnópolis tiene tres entradas: por Constituyentes, por Juan Bautista de La Salle y por Zufriategui, con sendos estacionamientos

'''Colectivos:'''

GENERAL PAZ Y AV. SAN MARTÍN:
Líneas: 25, 57, 78, 87, 105, 123, 168 (ex 90), 169.
GENERAL PAZ Y CONSTITUYENTES:
Convergencias líneas: 15, 28, 111, 112, 117, 127, 140, 142, 175, 176.

'''Tren:'''

FF.CC. MITRE Ramal José Suarez - Estación Migueletes
FF.CC BELGRANO Estación Padilla - FF.CC MITRE Ramal Mitre Estación J.B.Justo
DISTANCIAS Migueletes > 2.7 km Padilla > 2.7 km J.B. Justo > 2.0 km

'''En auto:'''

Desde el este: tomar la Avda. General Paz, salir en la segunda bajada después de pasar la autopista Panamericana, salida Avda. de Los Constituyentes-CITEFA. Tomar Constituyentes, la muestra está inmediatamente a la derecha.

Desde el Norte (1): tomar la autopista Panamericana hasta la Avda. General Paz, a l derecha, dirección Riachuelo. Salir en la segunda bajada (Avda. de Los Constituyentes-CITEFA). La muestra está inmediatamente a la derecha.

Desde el Norte (2): por Crisólogo Larralde hasta su finalización. Pasar a la derecha, hacia provincia, por debajo de la Gral. Paz. Tomar Constituyentes, la muestra queda inmediatamente a la derecha.

Desde el oeste: tomar la Avda. General Paz, salir en Avda. de Los Constituyentes- CITEFA. Pasar a la izquierda, hacia provincia, por debajo de la Gral. Paz. Tomar Constituyentes, la muestra queda inmediatamente a la derecha.

Spin nospin

2023-06-04T00:00:40Z

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Sidebar

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Relationships - Break Up or Make Up

2023-06-04T00:00:39Z

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Rayos Cósmicos

2023-06-04T00:00:39Z

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¿Qué son los rayos cósmicos?

[[Imagen:Shower1.jpg|300px|right]]La tierra está constantemente sometida al bombardeo de partículas que proceden del espacio. Esta partículas son protones, núcleos de átomos o electrones, y constituyen los llamados ''rayos cósmicos''. La mayoría de ellas posee baja energía y se sabe que provienen de algún punto de nuestra galaxia. Otras partículas poseen energías muy grandes, millones de veces mayores que las energías que cualquier partícula podría alcanzar en el acelerador de partículas más potente que existe sobre la Tierra actualmente, y se los denominan rayos cósmicos ultra-energéticos. Su origen es desconocido aunque existen muchas especulaciones sobre su procedencia. Se cree que podrían provenir de la explosión estelar de una supernova en la propia Vía láctea, o también desde sitios aún más lejanos fuera de la propia Vía Láctea.

Estas partículas al entrar en la alta atmósfera y chocar con moléculas de aire producen fragmentos, los que a su vez producen nuevas colisiones y más fragmentos generando una ducha de miles y miles de partículas. Cada una de ellas ha adquirido a raíz de estos choques una pequeña fracción de la energía de la partícula original, la que de esa forma se ha distribuido entre esa enorme lluvia de fragmentos.

[[Imagen:Tank.jpg|300px|left]]Precisamente, el Proyecto Pierre Auger, tiene como objetivo determinar el origen de estos rayos cósmicos. Para ello dispone de dos arreglos superficiales, cada uno con 1600 detectores, (tanques de 12000 litros de agua purificada que detectan radiación Cerenkov), y que se extienden sobre una superficie de 3000 km cuadrados Estos detectores están complementados con telescopios que detectan la radiación ultravioleta que emiten estos rayos. Uno de los observatorios está instalado en el hemisferio sur, precisamente aquí en Argentina, en el sur de la provincia de Mendoza en las cercanías de la localidad de Malargüe. Y el otro en el hemisferio Norte, en Utah y Colorado, Estados Unidos. [[Imagen:Map.jpg|320px|right]]
Con estos detectores se espera medir estas duchas de millones de partículas que se originan al chocar los rayos en al alta atmósfera y de esta forma conocer cual es el origen de los rayos ultra energéticos, su naturaleza, etc. Se estiman que se producen alrededor de 30 eventos anuales con energías en la escala de estos rayos ultraenergéticos. Trabajando en este proyecto hay mas de doscientos científicos de todos el mundo, y en particular, la Dra. María Teresa Dova del Departamento de Física de la UNLP y su grupo de colaboradores.

Radiofrecuencia ¿La Solución Contra La Celulitis Y La Flaccidez

2023-06-04T00:00:38Z

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Que hace un físico

2023-06-04T00:00:38Z

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En esta sección irán los vídeos sobre cómo es el trabajo de un físico, a qué se puede dedicar, quién le paga, por qué tiene que haber físicos y otras videopreguntas que fuimos recopilando.
La mejor manera quizas de entender esto, es presentar preguntas e intentar responderlas usando respuestas de investigadores obtenidas en entrevistas.

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Volver a [[¡Bienvenidos!]]

Quantum Discord: Una nueva medida de correlaciones cuánticas

2023-06-04T00:00:37Z

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'''Quantum Discord: Una nueva medida de correlaciones cuánticas'''

Tesis de Licenciatura (Trabajo de Diploma) de Leonardo Ciliberti,
presentada en Abril de 2010 en el Departamento de Física de la
Facultad de Ciencias Exactas de la UNLP.

Directores: R. Rossignoli, N. Canosa.

[[Imagen:qee5.png|left|220px|]]
[[Imagen:Leo1.png|right|200px]]
Esta Tesis incursiona en la nueva área de investigación denominada Información Cuántica,
investigando un tipo de correlaciones que sólo están presentes
en sistemas cuánticos y que son esenciales para el funcionamiento de
ciertas computadoras cuánticas. Estas computadoras lograrían
una reducción drástica del número de operaciones necesarias para llevar
a cabo ciertas tareas.

En esta tesis se investiga una nueva medida de estas correlaciones, denominada Quantum Discord, no
equivalente a las medidas corrientes en uso (tales como el entrelazamiento cuántico)
en el caso de los llamados estados cuánticos no puros. Esta medida puede ser
no nula aún cuando el entrelazamiento es nulo, siendo capaz de detectar correlaciones
esenciales para algoritmos cuánticos basados en estados no puros.
Se examina la presencia de estas correlaciones en sistemas físicos de interés
para la computación cuántica y la física de estado sólido
(denominados cadenas de espines), analizándose su comportamiento en la vecindad de las
llamadas transiciones de fase cuánticas.

Entre otras peculiaridades, esta nueva medida no es monógama, en contraste
con el entrelazamiento: El entrelazamiento cuántico se dice que es monógamo pues
si un partícula está fuertemente entrelazada con otra, no puede entonces estar
fuertemente entrelazada con una tercera partícula. El Quantum Discord está, en cambio,
"liberado" de esta restricción.

Por ejemplo, en la figura derecha se muestra el comportamiento del entrelazamiento cuántico (E) y del Quantum Discord
(D) de un par de espines con separación L en una cadena de 100 espines con interacción de Heisenberg
tipo XY, en función del campo magnético aplicado. Se pueden apreciar las importantes diferencias
cualitativas entre ambas, y en particular el alcance completo del Discord de pares en el llamado campo factorizante,
resultado mostrado por primera vez en este trabajo.

Los resultados de la Tesis de Licenciatura fueron aceptados para su publicación en
una de las revistas científicas internacionales más importantes especializadas en el
tema (Physical Review A 82, 042316 (2010)).

Quantum Discord: Una nueva medida de correlaciones cuántica

2023-06-04T00:00:37Z

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Puntos cuánticos

2023-06-04T00:00:37Z

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Los denominados puntos cuánticos (del inglés "quantum dots") son pequeñísimos cristales formados por
unos pocos cientos y hasta unos miles de átomos de
una clase especial de material conocido como semiconductor.

Estos materiales
poseen importantes propiedades que los hacen elementos claves
de la industria electrónica moderna y que han hecho posibles
numerosas aplicaciones. Los semiconductores poseen la propiedad de
poder alterar su conductividad eléctrica y variar la misma en
forma notable bajo la influencia por ejemplo, de un voltaje externo,
o un haz de luz, siendo por esta razón las piezas indispensables de
diferentes circuitos
eléctricos y aplicaciones ópticas.

Los puntos cuánticos representan
una clase única de semiconductores debido a que sus dimensiones son
muy pequeñas, entre los 2 y los 10 nanometros (1 nm es igual
a la millonesima parte de 1mm). Algunos son del orden de 10 a 50 atomos.
[[Imagen:pc1.jpg|framed|100px|left|Los colores dependen del tamaño.]]

En esta escala tan pequeña la materia se
comporta en forma muy diferente de lo que ocurre con una muestra del mismo material pero de tamaño normal, permitiendo aplicaciones sin precedentes para la
ciencia y tecnología.

'''Pantallas planas'''

Una de las aplicaciones más impactantes es la posibilidad de emplearlos
para pantallas planas de computadoras o TV. Los puntos cuánticos pueden
emitir luz de diferentes colores de acuerdo a su composición química
y tamaño. En la imágen se observa que ha medida que disminuye el tamaño la luz
toma un tono azulado, correspondiente a longitudes de onda más corta y por lo
tanto con mayor energía. A medida que aumenta el tamaño del nanocristal
la coloración emitida varía y tiende al rojo, que corresponde a longitudes de onda más largas y a un haz de menor energía.
[[Imagen:pc2.jpg|framed|100px|right|visores basados en puntos cuánticos.]]

Es decir, un punto cuántico por ejemplo de
cadmio puede, dependiendo de su tamaño, cambiar sus propiedades ópticas emitiendo
luz en distintas longitudes de onda (colores). Los puntos cuánticos
pueden ser depositados en áreas extensas dentro o entre láminas
de semicondcutores orgánicos (o inorgánicos) mediante
técnicas especiales y son capaces de emitir
luz en una amplia gama de colores cuando son estimulados por
una corriente eléctrica. De esta forma se podrían emplear en un futuro cercano para construir pantallas planas.

'''Celdas solares'''

La creciente necesidad de contar con nuevas fuentes de energía limpia
ha motivado que un campo muy activo de investigación sea el de las celdas
de energía solar no convencionales.

Las actuales celdas solares no son capaces de absorber toda la
energía solar que reciben y al mismo tiempo no son demasiado eficientes a la hora de transformar esta energía en energía eléctrica.
[[Imagen:pc3.jpg|framed|100px|left|celdas solares]]

Por este motivo se están investigando celdas solares basadas en
puntos cuánticos.

Mediante el empleo de distintas clases de puntos cuánticos,
es posible diseñar celdas solares que puedan captar eficientemente
toda la energía solar que reciben.

Estas celdas se podrían construir a bajo costo
mediante la incorporación de los puntos cuánticos en polímeros semiconductores
o tintas que serían depositadas o impresas sobre sustratos mediante
modernas técnicas.

Premio Nobel en Física 2007

2023-06-04T00:00:36Z

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Premio Nobel en Física 2007 - Albert Fert (Francia) y Peter Grünberg (Alemania)

"Por el descubrimiento de la magnetorresistencia gigante"

Los dispositivos de memoria de las computadoras, por ejemplo, están basados en descubrimientos realizados por los galardonados sobre una nueva forma de emplear el magnetismo para controlar el flujo de corriente eléctrica a través de "sandwiches" de metales de tamaño nanoscópico.

El físico y matemático William Thomson (Lord Kelvin, 1824-1907) había observado pequeños cambios en las propiedades eléctricas de un metal situado en un campo magnético, fenómeno que denominó magnetorresistencia. Una de las aplicaciones de este fenómeno es la lectura de memorias de computadora mediante fluctuaciones de corriente inducidas magnéticamente. En 1988 Fert y Grünberg observaron en un dispositivo de capas muy finas alternadas de hierro y cromo, que los cambios en la resistencia eléctrica eran muy grandes. Este efecto novedoso tuvo rápida alplicación tecnológica, permitiendo la miniaturización y notable aumento de capacidad de los dispositivos electrónicos de almacenamiento de información.

Se trata de un efecto esencialmente cuántico que depende de las propiedades del spin (momento magnético intrínseco) de los electrones de los átomos de los metales. Si el campo magnético aplicado al dispositivo causa que los electrones de átomos de capas metálicas alternadas tengan spines opuestos, se produce una disminución del paso de corriente eléctrica; en cambio, si el campo magnético alinea los spines electrónicos de capas distintas, la corriente pasa más fácilmente.

Fuente: nobelprize.org

Portal de la comunidad

2023-06-04T00:00:36Z

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Por qué estudiar Física

2023-06-04T00:00:35Z

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Paul Dirac

2023-06-04T00:00:35Z

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'''[1902-1984]'''
Nació en Bristol, Inglaterra en un hogar modesto. Su padre era originario del cantón suizo de Valais y daba clases de frances para mantener a la familia. Dirac estudió en la Universidad local, donde se graduó primeramente de ingeniero en electricidad en 1921, profesión que ejerció por poco
tiempo ya que posteriormente decidió estudiar matemáticas. En 1923 se graduó
en matemáticas en la misma universidad, y consiguió una beca para realizar investigaciones en Cambridge, donde primeramente trabajó en mecánica estadística y luego en mecánica cuántica, bajo la dirección de R. Fowler, motivado por los trabajos de Heisenberg. En 1926 presentó su tesis doctoral en la que unió los trabajos de Schroedinger y Heisenberg en un único modelo matemático. Tenía 11 trabajos en prensa en ese momento.
[[Imagen:dirac3.jpg|framed|left|100px]]

En 1928 introduce la relatividad en la formulación de la mecánica cuántica para describir
el comportamiento del átomo de Hidrógeno y obtiene la denominada ecuación de Dirac del
electrón. La misma predice la existencia del positrón, una particula con idéntica masa y propiedades que el electrón pero con carga positiva. La comunidad científica permaneció un tanto excéptica a esta osada hipótesis, hasta que en año 1932, Charles Anderson realizando experimentos de choques entre partículas y rayos cósmicos detectó la traza de una partícula similar a la predicha por Dirac, confirmando la existencia del positrón y dando un firme sustento a la teoría de Dirac.
[[Imagen:dirac25.gif|framed|right|80px]]
'''En 1930 publica los Principios de la mecánica cuántica y por este trabajo recibe el premio Nobel de Física en 1933, que compartió con Schrödinger.''' Dirac fue designado Profesor de la universidad de Cambridge en 1932, en el cargo Lucasian Professor y
desempeñó el mismo durante 37 años. En 1933 publicó otro trabajo fundamental que fue
la base sobre la cual Richard Feynman desarrolló su teoría de la integral de camino.
Dirac unificó con sus trabajos, que se destacaron por su belleza matemática, la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica. Tambien hizo importantes contribuciones
en áreas tales como monopolos magnéticos, longitudes fundamentales, la función
delta (conocida como delta de Dirac), etc.
En 1969 Dirac se retira de su cargo en Cambridge y en 1971 es nombrado profesor en la Universidad de Florida, Estados Unidos, donde transcurren los últimos años de su vida.

Objetivos

2023-06-04T00:00:34Z

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'''PROYECTO "PORTAL DE DIVULGACIÓN DE LA FÍSICA"'''

El objetivo del proyecto es difundir la Física al público en general y a la comunidad educativa, en lenguaje accesible.

Nos proponemos:
* Difundir la Física a la comunidad, destacando su relevancia en el desarrollo del conocimiento y la tecnología.
* Divulgar los temas de frontera de mayor interés actual dentro de las ciencias físicas, en términos accesibles.
* Fomentar el interés en Física en los alumnos del nivel medio y primario, y del público en general.
* Contribuir a la alfabetización científico-tecnológica de las nuevas generaciones.
* Brindar apoyo a los educadores del nivel medio y primario, en temas relacionados con la Física.
* Difundir a la comunidad las actividades de investigación en Física desarrolladas en el Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Nacional de La Plata, así como en otros centros de investigación en la Argentina.

Los integrantes del proyecto son alumnos y docentes-investigadores de la Universidad Nacional de La Plata.

El portal está alojado en el sitio web http://descubriendo.fisica.unlp.edu.ar y es parte de un proyecto de extensión universitaria acreditado por la Facultad de Ciencias Exactas de la UNLP.

Niels Bohr

2023-06-04T00:00:34Z

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'''[1885-1962]'''
Nació en Copenhague, Dinamarca, donde se educó y pasó la mayor parte de su vida.
Después de doctorarse en 1911 viajó a Inglaterra para trabajar con J.J. Thomson,
quien había descubierto el electrón 15 años antes. Comenzó a trabajar en estructura
atómica siguiendo el modelo atómico sugerido por Rutherford, el cual presentaba algunos
problemas. [[Imagen:bohr2.jpg|framed|left|180px]] De acuerdo con la teoría clásica, toda partícula cargada que es acelerada emite energía, por lo tanto los electrones atómicos al moverse alrededor del núcleo deberían
perder energía y caer en espiral hacia el núcleo haciendo colapsar el átomo.
Para resolver este dilema Bohr propuso agregar al modelo la idea del "cuanto
de energía" postulada en 1901 por Planck. De esta forma los electrones existen en niveles de energía bien determinados y cuando el átomo absorbe energía el electrón salta a otro nivel más alejado del núcleo, eventualmente si el átomo pierde energía el electrón regresa a su órbita anterior emitiendo la energía sobrante en forma
de radiación.
[[Imagen:bohratf.png|framed|right|170px]] Esta hipótesis, si bien padecía de algunas imprecisiones, permitió dar un
gran paso adelante al compatibilizar la teoría con el experimento.
'''Por este aporte Bohr recibió el Premio Nobel en Física en 1922.'''
Otras de sus importantes contribuciones fueron la descripción del núcleo por medio
de la teoría de la gota líquida y la teoría de la complementaridad, sobre el
comportamiento dual de la materia como onda o como partícula, pudiendo percibirse un aspecto a la vez y no ambos simultáneamente.

Neutrinos viajando a velocidades mayores que la de la luz

2023-06-04T00:00:33Z

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[[Imagen:neutrino.jpg|160px|left]]
Un equipo de alrededor de más de 150 cientificos que trabajan en el llamado proyecto Opera en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas, CERN, en Suiza, donde también se halla el LHC o Gran Colisionador de Hadrones, realizaron experimentos que demuestran que unas partículas diminutas, los neutrinos, viajan más rápido que la velocidad de la luz —un resultado que podría desafiar a las leyes de la naturaleza. Un neutrino es una partícula subatómica eléctricamente neutra, una componente elemental del Universo. Los neutrinos, que se emiten durante el proceso de desintegración radiactiva, sólo tienen una masa minúscula y por lo general atraviesan la materia sin interactuar con alguna otra cosa, lo que los hace muy difíciles de detectar. [[Imagen:luz.jpg|160px|right]]
El resultado del equipo Opera se basó en la observación durante tres años de más de 15.000 grupos de neutrinos que se enviaron entre el CERN y el Laboratorio Gran Sasso en Italia. Los neutrinos, que viajaron bajo tierra a lo largo de los 730 kilómetros que separan ambos laboratorios, llegaron una fracción de segundo antes de lo que deberían haberlo hecho si hubiesen viajado a la velocidad de la luz. Los resultados parecen demostrar que los neutrinos viajan a una velocidad que supera en 6 kilómetros por segundo a la velocidad de la luz, que como sabemos es aproximadamente igual a 300.000 km por segundo (299.792,458 km/s). Los físicos aseguran que las mediciones de la distancia y del tiempo se llevaron a cabo con gran precisión, con un margen de error 10 nanosegundos (1 nanosegundo = 1 millmillonésima parte de segundo)
[[Imagen:esquemasasso.jpg|180px|left]]

Este hallazgo ha sorprendido a la comunidad científica internacional, ya que parece desafiar la teoría de la relatividad de Albert Einstein, que establece que nada puede viajar más rápido que la luz. Segun la opinión de algunos expertos, el descubrimiento “para nada puede encajar actualmente en las teorías estándar”, por lo que se tiene que confirmar con otro experimento —para asegurar que no exista un sutil error sistémico— antes de que se pueda avalar el descubrimiento. La medición de neutrinos es un experimento extremadamente difícil, lo que dificulta la verifición de los resultados en forma independiente.

Por su parte, el equipo ha preferido ser prudente debido a la aparente magnitud de su descubrimiento y se anunció que seguirán investigando. Dado el enorme impacto que dicho resultado podría tener para la física, se necesitan mediciones independientes para que el efecto observado pueda ser refutado o bien formalmente establecido.

Cabe agregar que algunas mediciones anteriores realizadas sobre neutrinos provenientes [[Imagen:supernova2.jpg|180px|right]]del decaimiento de piones habían dado como resultado una velocidad muy ligeramente superior a la velocidad de la luz, pero la desviación caía dentro de los márgenes de error del experimento.

Una objeción en principio importante es que los neutrinos provenientes de la explosión de la supernova SN 1987A, situada en la Nebulosa de Tarántula a 168.000 años luz, fueron detectados en la Tiera (en 1987) al mismo tiempo que la luz proveniente de dicha supernova. De haber tenido la velocidad aparentemente detectada en el experimento Opera, los neutrinos tendrían que haber llegado a la tierra 4 años antes.

Neutrinos superlumínicos

2023-06-04T00:00:33Z

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Navigation

2023-06-04T00:00:32Z

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Nanotecnología(en construcción)

2023-06-04T00:00:32Z

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La nanotecnología es un campo de las ciencias dedicado al control, desarrollo y manipulación de la materia a tamaños muy pequeños, incluso de unos pocos átomos y moléculas.
Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas, demuestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas

===Transporte en nanoestructuras===

[[Puntos cuanticos]]

[[Nano hilos]]

[[Spintronica]]

Nanopartículs magnéticas y la lucha contra la enfermedad

2023-06-04T00:00:32Z

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Un área activa de investigación de enormes posibilidades, aunque aún en etapa experimental, está representada por el empleo de las nanoparticulas magnéticas para combatir tumores.

Las nanopartículas son pequeñísimas particulas de material magnético cuyo tamaño es
de unos pocos nanometros (1 nm es igual
a la millonesima parte de 1mm). Algunas de estas NP alojan sólo unas centenas
de átomos.

En esta escala tan pequeña la materia se
comporta en forma muy diferente de lo que ocurre con una muestra de idéntica composición
química pero de tamaño normal, permitiendo aplicaciones sin precedentes para la
ciencia, la tecnologia y la biomedicina.
En este último campo las nanopartículas magnéticas son
de gran interés por sus diversas e importantes aplicaciones.
Estas partículas pueden tener dimensiones que oscilan entre
unos pocos nanómetros y unas decenas de nanometros, y por lo tanto
son de dimensiones comparables a diversas entidades
biológicas, entre ellas: la célula, con un tamaño del orden de 10-100 micrometros;
un virus, cuyo tamaño varía entre unos 20 a 450 nanometros; una proteína, con dimensiones entre 5 y
50 nanometros; o un gen, con un tamaño entre 10 y 100
nanometros de largo y 2 nanometros de ancho.

Uno de los mayores problemas que se plantea en los tratamientos
médicos que implican transporte de drogas o radioisótopos por el organismo, es la
distribución inadecuada de los medicamentos, ya que al distribuirse por torrente
sanguíneo pueden atacar también a las células sanas, dañando los tejidos.
Ya hacia finales de los 70 los científicios propusieron la idea de
usar portadores magnéticos para llevar la droga enlazada con la PN al sitio
específico donde puede estar el tumor, disminuyendo de esta forma
los efectos colaterales dañinos y reduciendo las dosis.
Este complejo en forma de fluido se inyecta al paciente y se impulsa por
el torrente sanguíneo con el auxilio de campos magnéticos.

Una técnica que también emplea las nanopartículas se denomina hipertermia.
Consiste en un tratamiento
terapéutico basado la elevación de la temperatura
de una región del cuerpo, afectada por un tumor maligno, con el fin de eliminarlo.
Este tratamiento puede ser usado para combatir tumores ya que al elevar la
temperatura y llevarla a 42 o 43 grados centígrados en la región del tumor, las celulas tumorales mueren, pero las sanas no son en general afectadas a estas temperaturas.

La hipertermia puede ser realizada mediante el empleo de las particulas
magnéticas las cuales son llevadas a la zona afectada y
producen un aumento de temperatura mediante diferentes mecanismos

Más información

2023-06-04T00:00:31Z

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Premio Nobel en Física 2007

Albert Fert (Francia) y Peter Grünberg (Alemania)

"Por el descubrimiento de la magnetorresistencia gigante"

Los dispositivos de memoria de las computadoras, por ejemplo, están basados en descubrimientos realizados por los galardonados sobre una nueva forma de emplear el magnetismo para controlar el flujo de corriente eléctrica a través de "sandwiches" de metales de tamaño nanoscópico.

El físico y matemático William Thomson (Lord Kelvin, 1824-1907) había observado pequeños cambios en las propiedades eléctricas de un metal situado en un campo magnético, fenómeno que denominó magnetorresistencia. Una de las aplicaciones de este fenómeno es la lectura de memorias de computadora mediante fluctuaciones de corriente inducidas magnéticamente. En 1988 Fert y Grünberg observaron en un dispositivo de capas muy finas alternadas de hierro y cromo, que los cambios en la resistencia eléctrica eran muy grandes. Este efecto novedoso tuvo rápida alplicación tecnológica, permitiendo la miniaturización y notable aumento de capacidad de los dispositivos electrónicos de almacenamiento de información.

Se trata de un efecto esencialmente cuántico que depende de las propiedades del spin (momento magnético intrínseco) de los electrones de los átomos de los metales. Si el campo magnético aplicado al dispositivo causa que los electrones de átomos de capas metálicas alternadas tengan spines opuestos, se produce una disminución del paso de corriente eléctrica; en cambio, si el campo magnético alinea los spines electrónicos de capas distintas, la corriente pasa más fácilmente.

Fuente: nobelprize.org

Microscopio de efecto tÃƒÂºnel

2023-06-04T00:00:31Z

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El Microscopio de efecto túnel fue inventado por Binning y Rohrer en 1981, quienes fueron '''galardonados con el Premio Nóbel en 1986'''. Este microscopio es capaz de revelar la estructura atómica de las partículas con un detalle sin precedentes. Por ejemplo, la imagen nos muestra un arreglo de átomos de carbono.

[[Imagen:image003.jpg|left|frame|200px| Atomos de Carbono]]
Emplea una técnica conocida como barrido túnel que se basa en un fenómeno de orígen puramente cuántico: el efecto túnel. El microscopio posee una punta que se acerca a la superficie realizando un barrido durante el cual captura los electrones que escapan del material analizado por efecto túnel. La corriente de electrones generada permite reconstruir una imagen en tres dimensiones de la estructura atómica de la materia, con una resolución tal que cada átomo se puede distinguir de otro, e incluso se pueden obtener una imagen de átomos y moléculas en movimiento. Estos microscopios también han sido utilizados para modificar la composición molecular de las sustancias. Constituyen actualmente un instrumento fundamental en el área de la nanotecnología

[[Imagen:atomos.gif|left|frame|220px|Atomos de Germanio]]'''Mirando como se mueven los átomos'''
En cada uno de los paneles de la figura de la izquierda, obtenida por medio de un microscopio de '''efecto túnel''', se pueden ver los cambios que ocurren en una superficie de Germanio de la cual se ha removido un único átomo. En la primera fila, en el panel correspondiente al instante inicial (t=0 seg.) se ha iniciado el proceso removiendo un átomo y dejando un lugar vacante. En la figura siguiente correspondiente al tiempo t=46 seg. se ve como esta vacante ha sido ocupada por un átomo adyacente, que deja a su vez una vacante, la cual es sucesivamente ocupada por otro átomo vecino, el cual deja a su vez otra vacante... según se aprecia en la secuencia completa de figuras para los instantes de tiempo indicados en las imágenes. Cada rectángulo mide 5,5nm x7nm. (Artículo científico publicado por P. Molinàs-Mata, A. J. Mayne, and G. Dujardin, en Phys. Rev. Lett. 80 3101 (1998))

[[Imagen:micele.gif|right|frame|0.4px|microscopio electrónico]]

'''Microscopio electrónico'''

Recordemos también que las propiedades ondulatorias de los electrones permiten obtener imágenes de objetos microscópicos, consiguiendo aumentos 500 veces mayores que los mejores microscopios ópticos. Estos aumentos se obtienen debido a que la longitud de onda de los electrones es del orden de 0,004 nm por lo tanto mucho menor que la de los fotones (400-800 nm)esto permite ¨enfocar¨ objetos muy pequeños. Los electrones son acelerados
por medio de un voltaje elevado y luego enfocados mediante lentes magnéticas,
ya que son partículas cargadas.

La imagen es amplificada por medio de lentes magnéticas y luego se transfiere a una pantalla. La imagen original es en blanco y negro debido que no se está empleando luz visible, sino la propiedad ondulatoria de los electronesEn las figuras siguientes vemos un clip enganchado en una hoja de papel. El primer microscopio electrónico fue diseñado por Ernst Ruska y Max Knoll entre 1925 y 1930.
[[Imagen:clip.gif|right|frame|350px|. clip]]
[[Imagen:semilla.gif|left|100px|frame|superficie de una semilla]]
[[Imagen:hojas.gif|left|frame|100px|fibras de un vegetal]]

Max Planck

2023-06-04T00:00:30Z

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'''[1858-1947]'''
Nació en Kiel, Alemania, siendo su padre profesor de leyes en la Universidad local. Más tarde se mudó junto a su familia a Munich debido a que su padre había sido designado profesor en esa universidad. En 1894 comenzó a estudiar física en la Universidad de Munich y al preguntar a uno de sus profesores por las perspectivas de la investigación en física este le dijo que ''la física era una ciencia casi completa en ese momento y que habia poco futuro para desarrollos nuevos '', afortunadamente Planck no se dejo desalentar por estos comentarios. Como era costumbre en esa época continuó sus estudios de física en Berlín, siendo sus profesores Weierstrass, Kirchhoff y Helmholtz, los cuales ejercieron una gran influencia sobre el. Por ese entonces se sintió también muy impresionado por los artículos de Rudolf Clausius sobre termodinámica. Planck retornó a Munich y allí recibió su doctorado a la edad de 21 años, siendo el tema de su tesis ''la segunda ley de la termodinámica''. En 1880 es designado profesor en la universidad de Munich y en 1885 es nombrado profesor en la universidad de Kiel. Durante esa época se dedicó al estudio de la termodinámica, publicando excelentes trabajos que lo calificaron para ser designado en 1888 profesor en la universidad de Berlin en el cargo que habia quedado vacante al morir Kirchhoff. Paralelamente es designado director del Instituto de Física Teórica. Planck continúa investigando la termodinámica especializándose en la naturaleza de la radiación emitida por los cuerpos calientes y en particular en la distribución de energía en relación con la longitud de onda. [[Imagen:planck.jpg|framed|left|80px|]]
Para el año 1900 Planck ya había desarrollado una teoría completamente revolucionaria sobre la radiación postulando que esta no se realizaba de manera continua sino en forma de ''paquetes de energía o cuantos'' cuya energía se podía expresar como '''E= h f''' donde h, representaba una constante y f la frecuencia de la radiación. Esta teoría reproducía con gran precisión resultados experimentales que no podían ser explicados por la
física clásica. Combinando las formulas de Wien y de Rayleigh y el concepto de cuanto de energía presenta en el año 1901 la hoy denominada ''ley de la radiación de Planck ''. Esta nueva teoría desarrollada por Planck implicaba dejar de lado la idea aceptada en ese momento de que la segunda ley de la termodinámica era una ley fundamental de la naturaleza y adoptar la postura de Boltzmann que le da a esta ley una interpretación estadística. Estas ideas al principio generaron bastante rechazo entre los científicos pero posteriormente los éxitosos trabajos de Niels Bohr, quien empleó los resultados de Planck para estudiar las lineas espectrales de distintos elementos, hicieron que la teoría de Planck fuera ampliamente aceptada. La misma fue también en los años sucesivos la base para el desarrollo de la mecánica cuántica a través de los trabajos de Einstein, Bohr, Heisenberg y Dirac entre otros científicos. En su homenaje la constante''' h''' que es la unidad de medida del mundo microscópico se denomina '''constante de Planck'''. Planck '''fue galardonado con el premio Nobel de Física en 1918.'''[[Imagen:planck2.jpg|framed|right|120px]]
Planck fue un abierto opositor al régimen nazi,
en repudio a las persecuciones contra los judíos renunció en 1937 al cargo de director del Instituto Kaiser Wilhelm, que ocupaba desde 1930. Duranta la guerra uno de sus hijos fue acusado de tratar de asesinar a Hitler y fue ejecutado por la Gestapo. Al concluir la guerra el centro de investigación pasó a ser denominado Instituto
Max Planck y si bien para esa epoca Planck contaba ya con 87 años, volvió a ocupar la dirección del mismo desde 1945 hasta 1946, para trata de apoyar a la ciencia alemana durante un dificil período.

Max Born

2023-06-04T00:00:30Z

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'''[1882-1970]'''
Nació en Breslau, Alemania, realizando sus estudios universitarios
en Breslau, Heidelberg, Zurich y Göttingen donde se graduó, presentando su tesis sobre
estabilidad de cables elásticos y cintas. Por una corta temporada
trabajó en Cambridge bajo la dirección de J.J. Thomson, regresando luego a
Alemania, donde comienza a trabajar en relatividad. Se establece luego en
Gottigen donde Minkowski lo había invitado a colaborar con el, pero en 1909 Minkowski fallece súbitamente y Born es encargado de clasificar y publicar sus trabajos inconclusos. Poco después y en reconocimiento por sus trabajos sobre el electrón relativista es nombrado profesor en Göttingen. [[Imagen:Born2.jpg|framed|left|100px]] Posteriormente viaja a Estados Unidos invitado por Michelson. Durante la guerra trabaja en una oficina de las fuerzas armadas y publica su primer libro sobre la dinámica de las redes cristalinas. En 1921 regresa a Göttingen como profesor, junto con James Franck y permanece allí durante 12 años. Durante ese período trabaja en redes cristalinas y en el desarrollo de la mecánica cuántica, colaborando con Pauli, Heisenberg, Fermi, Jordan y Dirac, y otros destacados físicos.
En 1926 publica junto a Heisenberg y Jordan los ''Principios de la mecánica cuántica''. En 1933, al igual que otros científicos alemanes, emigra a Inglaterra y se establece en Cambridge, donde dicta clases y colabora con Infeld en la teoría de la electrodinámica no lineal.
Durante 1935-1936 viaja a Bangalore, India, donde trabaja junto a Raman y sus discípulos.
A su regreso en 1936 es nombrado profesor en Edinburgo donde trabaja hasta su retiro en
1953. '''En 1954 recibe el premio Nobel de Física, compartido con Walter Bothe''',
por sus contribuciones de carácter fundamental para la mecánica cuántica y por proponer la interpretación probabilística de la función de onda.

Magnetoresistencia gigante

2023-06-04T00:00:30Z

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La resistencia magnética gigante o magneto resistencia gigante es un '''fenómeno de naturaleza mecánico cuántica''' que surge por efecto de la interacción del campo magnético de un material magnetizado y el momento magnético interno (espín) del electrón y se observa cuando se juntan películas muy delgadas de material ferromagnético y no magnético dispuestas en forma alternada. Un material ferromagnético se caracteriza porque todos los momentos magnéticos o espínes presentes en el material se pueden orientar en una misma dirección y sentido dando lugar a un ordenamiento magnético.
La resistencia eléctrica aparece por efecto de los choques que sufren los electrones con las irregularidades e impurezas presentes en las redes cristalinas que conforman la estructura microscópica de los sólidos. Cuando el número de choques aumenta los electrones son más desviados de su trayectoria y la resistencia aumenta. En el caso de un material magnético la resistencia es afectada por la dirección del campo magnético presente debido a la magnetización del material. La resistencia magnética gigante se origina debido a la orientación relativa del espín del electrón con el campo magnético, es decir si este es paralelo o antiparalelo al campo magnético. [[Imagen:mag5.png|framed|100px|left|Dispositivo de tres capas.]]
Un sistema muy simple donde se puede observar este efecto se obtiene uniendo dos placas de material ferromagnético (indicadas con FM en la figura) y colocando entre ambas una placa de material no magnético (NM). En el interior de esta estructura tipo sándwich los electrones son dispersados en forma diferente dependiendo de la orientación de su espín con respecto al campo magnético en cada placa. Es decir que si las dos placas están magnetizadas en la misma dirección (figura a), aquellos electrones que posean su espín paralelo al campo de las placas pasarán en su mayoría sin ser prácticamente desviados (en color rojo en la figura) y esto dará lugar a una resistencia muy baja. En cambio si las placas están magnetizadas en direcciones opuestas (figura b) todos los electrones se encontrarán en alguna de las placas con sus espines opuestos al campo de modo que esto producirá una resistencia eléctrica elevada. El primer prototipo de esta clase fue desarrollado por medio de capas monocristalinas por '''Albert Fert''' y '''Peter Grunberg''', quienes descubrieron el fenómeno en forma independiente '''en 1988''' recibiendo el '''premio Nóbel de Física en 2007 '''[http://163.10.1.116/divulgando/nobel2/nobel2000.html] y se conoce como modelo epitaxial.
En el disco duro de una computadora se almacena la información en áreas de tamaño microscópico, magnetizadas en diferentes direcciones.
La cabeza lectora extrae la información al escanear el disco duro de la computadora y registrar los cambios en la magnetización, de modo que cuando más pequeño sea el disco, más pequeñas y débiles serán las áreas magnéticas y por lo tanto requeriran cabezas lectoras más sensibles.
Rápidamente se reconoció que el fenómeno descubierto por Fert y Grunberg podría ser empleado para aumentar la sensibilidad de la cabeza lectora del disco duro de una computadora, donde la magnetización de una placa puede ser fija y la otra variable de modo de controlar el paso de la corriente por el dispositivo al variar la resistencia. Como el modelo epitaxial era muy costoso para ser producido en forma industrial en 1989 se comenzó a estudiar el empleo de capas multicristalinas. En el año 1997 estos dispositivos se pudieron producir empleando una tecnología mucho más económica denominada spputering que es la que se usa actualmente para fabricar discos duros en forma estándar. Esta técnica ha permitido no solo generar discos de computadora de gran capacacidad de almacenamiento de información y tamaño reducido sino también otros dispositivos tales como teléfonos celulares, cámaras digitales o reproductores de música de muy pequeñas dimensiones y menor costo. Este es un claro ejemplo de investigación básica en física cuántica que en un plazo de sólo 10 años dió lugar a una aplicación tecnológica de gran impacto y difusión.

Magnetismo Cuántico

2023-06-04T00:00:29Z

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== Magnetización y mecánica cuántica ==

El magnetismo que observamos en un medio material tiene su origen microscópico en el comportamiento magnético de los átomos que lo constituyen. Cada átomo se comporta como un pequeño imán, capaz de ejercer fuerzas sobre otros imanes y de ser a su vez afectado por ellos. Se dice que cada átomo tiene asociado un momento magnético. Cada elemento químico tiene un momento magnético (que incluso puede ser nulo) producido por los momentos magnéticos de las partículas más elementales que lo constituyen (protones, neutrones, electrones). Describir un medio material en las condiciones accesibles en un laboratorio no es, sin embargo, complicado dado que no es necesario tener en cuenta todos los detalles, sino que es suficiente considerar la contribución de los electrones de la capa externa de cada átomo.

[[Imagen:Fig1.jpg|left|framed|100px|Material casi unidimensional.]]

En el caso de materiales con estructura cristalina, en el cual cada átomo ocupa un lugar determinado en una red periódica, y que además no son conductores eléctricos, todos los electrones están fuertemente ligados a los núcleos atómicos y no hay posibilidad de desplazamiento. En ellos los momentos magnéticos, igual que la aguja de una brújula, pueden cambiar de orientación según el campo magnético externo en el cual se encuentren inmersos. En tanto el comportamiento que se observa en estos sistemas se deba exclusivamente a la orientación de los momentos magnéticos, se dice que el material es un sistema puramente magnético. Un modelo útil para describir estos sistemas magnéticos es el '''''modelo de Heisenberg''''' [http://www.cienciahoy.org.ar/ln/hoy59/modeloheisenberg.htm], en el cual los momentos magnéticos están localizados en los sitios de una red periódica que representa la estructura cristalina del material y se usan como variables relevantes las orientaciones de los momentos magnéticos individuales. En este, como en cualquier otro sistema físico, el material adoptará la configuración (conjunto de orientaciones de sus momentos magnéticos individuales) de menor energía posible.

Artículo original de D. C. Cabra, M. D. Grynberg y G. L. Rossini

La publicación completa de este artículo puede verse en la revista Ciencia Hoy, Volumen 10 Nº 59 (Octubre-Noviembre 2000) [http://www.cienciahoy.org.ar/ln/hoy59/magnetismo.htm]

Ludwig Prandtl

2023-06-04T00:00:29Z

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[1875–1953] [[Imagen:pra.gif|framed|right|60px|Ludwig Prandtl|]]

fue un físico alemán que realizó importantes trabajos pioneros en el campo
de la aerodinámica, y durante la década de 1920 desarrolló la
base matemática que da sustento a los principios fundamentales
de la aerodinámica subsónica. En sus estudios identificó la capa
límite, y elaboró la teoría de la línea sustentadora para alas
esbeltas. El número de Prandtl, que desempeña un importante papel en el
análisis de problemas de fluidos, ha sido nombrado en su honor.
También destacaron sus trabajos en mecánica de sólidos y estructural,
en particular su contribución a la teoría de la torsión mecánica,
la teoría de membranas, la capacidad portante de los terrenos y sus
aplicaciones al diseño de cimentaciones,
además de sus aportaciones a la teoría de la plasticidad.

Los primeros pasos hacia una gran teoría: la Mecánica Cuántica

2023-06-04T00:00:28Z

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== La ley de radiación de Planck ==

Las primeras pasos se dieron para explicar un problema candente de finales del siglo XIX: '''el espectro de radiación del cuerpo negro'''. [[Imagen:negro2.png|left|framed|80px|Radiación de Cuerpo negro]]
[[Imagen:planck30.jpg|framed|right|80px|Planck]] Un objeto a una dada temperatura T emite energía en forma de ondas electromagnéticas de distintas frecuencias llamada energía radiante. También absorbe parte de la radiación que recibe de su entorno y en parte la refleja. Las características de la radiación dependen de la temperatura y de las propiedades del objeto. El problema era entender la distribución de la radiación emitida por un objeto ideal,
cuya superficie fuera capaz de absorber toda la radiación electromagnética que incidiera sobre el, sin reflejar nada. Este objeto se vería de color negro y por este motivo se lo denominó cuerpo negro. Las predicciones teóricas para el espectro de emisión de la radiación de este objeto dadas por la física clásica no podían ajustar los resultados experimentales y daban lugar a un resultado completamente erróneo en la región de las altas frecuencias que se conoció como catástrofe ultravioleta. [[Imagen:einstein8.jpg|framed|left|90px|Einstein]]
El problema fue resuelto por '''Planck''' en '''octubre de 1900''', quien postuló un modelo según el cual la energía emitida no toma valores continuos sino que está cuantificada:
''' E=n h f''' donde f es la frecuencia, h la constante de Planck, y n=0,1,2,3,…, son números naturales. Con este modelo desarrolló una ecuación teórica que logró reproducir con absoluta fidelidad los resultados experimentales para la distribución de la radiación en función de la frecuencia (o la longitud de onda) es decir una curva como la de la figura. Esta idea de Planck condujo luego a '''Einstein''' en '''1905''' a dar una explicación teórica del '''efecto fotoeléctrico''': considerando a la luz compuesta por partículas (fotones) cada uno con energía hf. El efecto fotoeléctrico se produce cuando luz de una determinada frecuencia incide sobre un metal y arranca electrones del mismo generando una corriente electrica medible. El efecto había sido descubierto por '''Hertz en 1887''', pero no se había podido explicar mediante la física clásica. [[Imagen:bohr30.jpg|framed|right|100px|Bohr]][[Imagen:debroglie30.jpg|framed|right|80px|de Broglie]]
En '''1913''' '''Bohr''' extiende estas ideas de Planck y Einstein y sobre la base del modelo atómico propuesto por Rutherford introduce el llamado '''Modelo de Bohr''' del átomo de hidrógeno con el que logra explicar los niveles de energía y espectros atómicos '''De Broglie''' en su tésis doctoral en '''1924''' postula que la materia se comporta también como una onda, dando un gran paso adelante.
En '''1927 Heisenberg''' introduce Principio de Incertidumbre: Cuanto más
preciso sea el conocimiento de la posición de una partícula, más impreciso será el de su velocidad (o impulso P= m V) [http://descubriendo.fisica.unlp.edu.ar/mediawiki/index.php/El_principio_de_Incertidumbre aquí.]
[[Imagen:heisenberg31.jpg|left|framed|80px|Heisenberg]]
[[Imagen:schrodinger30.jpg|framed|left|80px|Schrodinger]]
[[Imagen:dirac30.jpg|rigth|framed|80px|Dirac]]
La formulación general de la Teoría Cuántica la realizan '''Heisenberg-Schrodinger y Dirac''' entre '''1925 y 1926''' dando un Marco general para describir sistemas físicos, desde partículas elementales, núcleos y átomos.... y hasta estructura estelar.
La teoría implica limitaciones a la precisión con que se puede caracterizar el estado de un sistema, pero realiza predicciones muy precisas sobre los
valores medibles de cantidades físicas (energía, spin, etc.) asignando valores discretos (en lugar de continuos)

Los diez descubrimientos más importantes de la física en 2011

2023-06-04T00:00:27Z

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Los 10 descubrimientos más importantes de la física en 2011
según una selección realizada por el equipo editorial de Physics World.

'''Primer premio: Nuevas posibilidades en mediciones cuánticas.'''

El primer premio lo recibió un grupo de físicos de la Universidad de Toronto, Canadá, por un importante trabajo experimental relacionado con los fundamentos de la mecánica cuántica. Esta teoría da cuenta, entre otras cosas, del comportamiento dual de la luz, que exhibe propiedades tanto ondulatorias (que originan, por ejemplo, el conocido fenómeno de interferencia al pasar un haz por dos rendijas muy próximas) como de partículas (fotones).
Es sabido que si en el experimento de las dos rendijas se determina con certeza por cual rendija pasa el fotón, el efecto de interferencia desaparece. Steinberg y demás colegas consiguieron, mediante una técnica nueva denominada “ medida débil” obtener información parcial sobre la trayectoria del fotón sin destruir por completo el patrón de interferencia.
El experimento abre nuevas posibilidades para obtener información sobre sistemas cuánticos.

[[Imagen:wafu.jpg|150px|left|]]
'''Segundo premio: medición de la función de onda.'''

Otro equipo de investigadores del National Research Council of Canada, en Ottawa, realizaron investigaciones en Física Cuántica, empleando la técnica anterior de medida débil, y lograron obtener información sobre la función de onda de un conjunto de fotones idénticos sin destruirlos. La función de onda representa en mecánica cuántica el estado de una partícula (en este caso un fotón) o de un conjunto de partículas, y determina todas las propiedades del mismo, pero no es posible medir completamente el estado sin destruirlo o modificarlo. El experimento abre pues la posiblidad de obtener información parcial sobre sistemas cuánticos sin modificarlos sustancialmente.

'''Tercer premio: El manto de invisibilidad espacio temporal se vuelve realidad.'''

Recientemente investigadores de la universidad de Cornell, Estados Unidos, lograron realizar experimentalmente un dispositivo que permite que ciertos eventos no puedan ser detectados. El dispositivo comprende dos lentes separadoras temporales. La primera toma un haz de luz y los separa en dos haces, uno de ellos es retrasado temporalmente y el otro adelantado. Esto crea una brecha temporal de modo que cualquier evento que ocurra en esa franja de tiempo no puede ser detectado por el haz. La segunda lente realiza una operación inversa sobre el haz de modo de cerrar la brecha temporal.

'''Cuarto premio: midiendo el universo mediante agujeros negros.'''

investigadores de de la Universidad de Copenhage, Dinamarca, y de la Universidad de Queensland, Australia, desarrollaron una forma de realizar medidas precisas de distancias cósmicas empleando agujeros negros supermasivos, con núcleos galácticos activos. Estas estructuras están presentes en cualquier punto del universo y la luz procedente de ellas perdura más que la de las supernovas usadas corrientemente.

'''Quinto premio: Transformando la oscuridad en luz.'''
[[Imagen:casimir.jpg|150px|right|]]

Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, en Suecia, junto con colaboradores en Japón, Australia y Estados Unidos han conseguido visualizar en el laboratorio la dinámica del efecto Casimir. Este efecto tiene lugar cuando un espejo se mueve tan rápido en el espacio que los pares de fotones “virtuales” que usualmente se crean y se aniquilan rápidamente, en este caso sobreviven. Los fotones que forman el par son apartados uno del otro de tal forma que dan lugar a fotones reales que pueden ser detectados.

'''Sexto premio: Midiendo la temperatura del universo temprano.'''

Justo después del Big Bang, el universo era una complicada sopa de gluones y quarks libres que eventualmente condensaron para formar los protones y neutrones de hoy en dia. Un equipo de físicos de la India, China y Estados Unidos pudo realizar la mejor medición de esta temperatura de condensación: 2 trillones de grados Kelvin. También pudieron proporcionar nuevos aspectos del universo temprano de gran importancia para la cromodinámica cuántica que describe propiedades de los hadrones, protones y neutrones.

'''Séptimo premio: Detección de cambios en el “sabor” de los neutrinos.'''

Un equipo de físicos de Japón que trabajan en el experimento Tokai-to-Kamioka (T2K) dispararon un haz de neutrinos muónicos, 300 km bajo tierra, a un detector, donde descubrieron que 6 neutrinos habían cambiado a neutrinos electrónicos. Recordemos que existen 3 tipos (denominados “sabores”) de neutrinos: neutrinos muónicos, neutrinos electrónicos y neutrinos tau, cada uno con su correspondiente antipartícula (antineutrino). El experimento aporta evidencia de que el sabor de un neutrino puede cambiar (u oscilar) a otro diferente.

'''Octavo premio: laser viviente.'''
[[Imagen:Cell.laser.jpg|150px|left|]]
Un equipo de biofísicos de la Escuela Médica de Harvard, Estados Unidos, lograron producir un laser a partir de una célula viva. Iluminando con luz azul intensa proteinas moleculares verdes fluorescentes, dentro de una célula embrionaria de riñon, observaron que la molécula genera luz muy intensa, monocromática y direccional. Este descubrimiento podría ser utilizado para distinguir células cancerosas de otras sanas.

[[Imagen:pcvonneumann.jpg|150px|right|]]
'''Noveno premio: Computadora cuántica completa hecha de un solo chip.'''

Investigadores de la Universidad de California, Santa Barbara, Estados Unidos, han sido los primeros en implementar una versión cuántica de la denominada “arquitectura de von Neumann” presente en las computadoras convencionales. El dispositivo está basado en un circuito superconductor integrado en un único chip, y pudo ser empleado para procesar dos algoritmos de computación cuántica. Este desarrollo representa un avance importante hacia la creación de una computadora cuántica capaz de resolver problemas reales.

'''Décimo premio: Reliquias del Big Bang. '''

Científicos de la Universidad de California, Santa Cruz, y del Saint Michael's College en Vermont han sido los primeros en visualizar nubes de gas que son reliquias del Big Bang. Diferentes de otras nubes en el universo distante que parecen ser creadas por estrellas, estas nubes contienen sólo hidrógeno, helio y litio creado por el Big Bang.

Los cuasicristales

2023-06-04T00:00:27Z

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[[Imagen:nobelq2011.jpg|100px|left]] Daniel Shechtman, un científico israelí, investigador del Departamento en Ingeniería de los materiales del Technion Institute, en Haifa, Israel y profesor de Ciencias de Materiales de la Universidad del Estado de Iowa, Estados Unidos, recibió el premio Nobel de Química 2011 por su descubrimiento de una nueva e inesperada forma de organización de la materia sólida: los cuasicristales.
La pregunta que surge es ¿de cuántas formas distintas puede ordenarse la materia? A primera vista parecerían ilimitadas, pero si lo que se pretende es rellenar ordenadamente un espacio repitiendo periódicamente una misma pieza, las opciones no son muchas. Por ejemplo, si queremos cubrir una superficie lo podemos hacer con rectángulos, con triángulos, con cuadrados o con hexágonos, pero no con pentágonos. Por eso no son comunes las baldosas o azulejos pentagonales, y si se utilizan, se deben combinar con rombos para completar los huecos entre pentágonos. Desde el siglo XIX, se sabe en cristalografía que existen únicamente 17 formas distintas de cubrir una superficie, con una única pieza que se repita. [[Imagen:cuasic.jpg|140px|left]] Este número total de formas ya era conocido por los geómetras árabes. Los mosaicos del palacio de la Alhambra, en Granada, España, como los de la figura de la izquierda reflejan ese conocimiento.

Pero ¿qué sucede en un volumen? También se demuestra que sólo existen 230 formas distintas de empaquetar periódicamente un volumen con unidades idénticas.
Este orden se comprueba en el laboratorio cuando se ilumina un cristal con un haz de electrones, neutrones o rayos X. Entonces el cristal difracta la luz, es decir desvía el rayo de luz, generando un patrón de puntos que muestran la simetría del ordenamiento de la estructura cristalina. Y siempre estos patrones coinciden, de acuerdo con la teoría, con una de las 230 formas distintas de empaquetamiento. Siempre la simetría es de orden uno, dos, tres, cuatro o seis, pero nunca de orden cinco, ni más de seis.
[[Imagen:difraccion.gif|140px|right]]
Pero el cristalografo Daniel Shechtman realizando un estudio de difracción en abril de 1982, hace casi 30 años atrás, en Maryland, Estados Unidos, observó una imagen de 10 puntos que tenía una simetría pentagonal, como se aprecia en la figura de la derecha, es decir que la estructura cristalina estaba constituida por pentágonos. Un cristal de ese tipo no estaba incluido en la Tabla Internacional de Cristalografía, ni por supuesto en ningún libro de texto sobre el tema, ya que se trataba de un tipo de cristal que no existía. Shechtman revisó sus cálculos una y otra vez y repitió los experimentos, comprobando nuevamente los resultados. Aunque le llevó dos años, finalmente logró publicar estos resultados en un artículo en Physical Review Letters en 1984. Sin embargo, la comunidad científica encabezada por el dos veces Premio Nobel Linus Pauling rechazó su descubriento. Estos resultados contradecían una teoría probada durante más de un siglo. No obstante, Shechtman prosiguió sus investigaciones con mucho empeño y tenacidad. Años más tarde, en 1987, otros colegas empleando un microscopio electrónico observaron el mismo patrón de difracción, que rompia las reglas de la cristalografía.

La explicación al fenómeno la habian dado los matemáticos, quienes habían encontrado unos años antes que las superficies y los volúmenes pueden rellenarse completamente siguiendo pautas regulares pero no necesariamente, periódicamente perfectas. El descubrimiento de Shechtman había confirmando las predicciones hechas por los matemáticos al encontrar un material desconocido hasta el momento, que estaba ordenado cuasi periódicamente: un cuasicristal.

Aunque muchos cuasicristales han sido producidos en laboratorios, también se han encontrado en la naturaleza, como en muestras de minerales halladas en Rusia, en el río Khatyrka. También aparecen en uno de los tipos de acero más duros del mundo, que se usa para producir hojas de afeitar y finísimas agujas para operaciones oculares.

Los científicos experimentan en la actualidad con los cuasicristales en otros productos como sartenes y motores diesel, y se emplean además para recubrimientos protectores antiadherentes por su condición de extrema dureza y por ser malos conductores de la electricidad.