Las Gacetas de Física, es una revista independiente de divulgación científica, que pretende; acercar, promover e incentivar la discusión, en torno a la Educación, las Ciencias en general, y la Física en particular. Las Gacetas de Física es una iniciativa de docentes del departamento de Física de la Universidad de Santiago de Chile y Universidad Central. La Educación como la Libertad, es un Derecho. (ISSN 0719-109X, Abrev. Gac. fís.)
Somos más... nuevos amigos y amigas se han sumado a la iniciativa, y en el próximo número es posible que la cantidad de artículos, también seamos mas...
Al visitar el blog podrás encontrar las novedades de este nuevo número, hemos incorporado podcast a la editorial, al artículo central y a la entrevista, estos los puedes oir directamente de la página o descargarlos a tu mp3.
Para presentar esta incorporación, la presentación de la revista Nº4, la realizamos desde el podcast.
Este es de cálculo 1, pero cálculo al fin... muy bueno =)
¿Derivando el pan Integral, es posible obtener el harina que lo produjo?
Este otro la idea la tomamos de la web... pensando, talvés deberíamos editar el solucionario de algunos chistes... Ustedes saben que cuando intersectan dos planos nos da una recta.
Pero, ¿qué ocurre si uno de los dos planos es curvo?
y la última pregunta, para pensar antes de dormir...
¿Se han imaginado alguna vez como sería el mundo sin preguntas hipotéticas?
The Principia
Es contrario a las buenas costumbres hacer callar a un necio, pero es una crueldad dejarle seguir hablando Benjamin Franklin (1706 - 1790)
El genio es un uno por ciento de inspiración, y un noventa y nueve por ciento de transpiración Thomas Alva Edison (1847 - 1931)
En los momentos de crisis, sólo la imaginación es más importante que el conocimiento.
El Gran Acelerador de Hadrones (LHC en sus siglas en inglés) es el mayor y más poderoso acelerador de partículas del mundo, diseñado para colisionar haces de partículas (generalmente protones) a una energía de 7 tera electrónVoltios. El colisionador está contenido en un túnel circular con 27 kilómetros de circunferencia, bajo la frontera suizo-francesa, cerca de Ginebra.
Se espera que el LHC ayude a responder preguntas fundamentales de la física de altas energías y corrobore o descarte modelos más allá de nuestro actual modelo de física de partículas, denominado Modelo Estándar.
Dentro de los objetivos más importantes del LHC destacan:
- ¿Es realmente el mecanismo de Higgs la explicación a cómo y por qué las partículas que conocemos adquieren masa? Mediante la observación de la partícula asociada a este mecanismo – denominada bosón de Higgs – se espera corroborar (o descartar) esta teoría.
- ¿Es supersimetría la extensión natural de nuestro modelo estándar? Supersimetría postula que cada una de las partículas que conocemos tiene asociado un “compañero supersimétrico”. Estas nuevas partículas no han sido observadas debido a su gran masa.
- ¿De qué está compuesta la materia oscura? Actualmente el 23% de la masa del universo (las partículas que conocemos hasta ahora sólo conforman el 4%) está compuesta de una “sustancia” desconocida, denominada materia oscura.
Mientras esperamos una respuesta a estas importantes preguntas abiertas de la física actual, el LHC ha contribuido de manera indirecta a la observación de un fenómeno que nos ha dejado por estos días, literalmente, con la boca abierta: existen partículas que viajan a una velocidad mayor a la de la luz!. Miles de interrogantes surgen enseguida: ¿Puede ser esto cierto y cuáles son las consecuencias?, ¿Cuáles son las propiedades de estas partículas?, ¿Es posible que todo sea producto de un error experimental, sistemático?.
Comencemos por conocer estas partículas, llamadas neutrinos. El neutrino fue postulado por Wolfgang Pauli en 1930 como una “salida desesperada” al problema de la aparente no conservación de la energía en el decamiento beta. Citando a Pauli: “Vengo con una solución despesperada, dentro del núcleo puede existir una partícula electricamente neutra que yo denominaré neutrino... el espectro del decaimiento beta puede entenderse si la emisión de un electrón es acompañada por la emisión de un neutrino”. El temerario Pauli tuvo que enfrentar su teoría ante la explicación más popular de ese entonces: la ley de la conservación de energía no es absoluta, sino que aproximada. Sólo 30 años después de la salida despesperada de Pauli, pudo confirmarse experimentalmente la existencia del neutrino. Además, el neutrino no es único, existen tres “sabores” diferentes de neutrinos: electrónico, muónico y tau.
Desde su descubrimiento, estas fascinantes partículas no han dejado de sorprendernos: recientemente se comprobó que ellas tienen la habilidad de intercambiarse entre sí (oscilaciones) esto significa que si en un punto se emite un neutrino electrónico, existe la posibilidad que en otro punto lo detectemos como neutrino muónico o tau!, para poner aún más condimento en la historia del neutrino, se ha observado que el comportamiento de los neutrinos es diferente al de los anti-neutrinos (la antipartícula del neutrino) esto contradice uno de los principios fundamentales de la física!.
Finalmente, la guinda de la torta es el reciente hallazgo de neutrinos superluminales que viajan a velocidades mayores a la de la luz.
¿Cómo se llegó a este descubrimiento?
Desde el LHC es posible “producir” un haz de neutrinos muónicos, los cuales viajan a traves de la tierra (el neutrino interactua tan debilmente con la materia que puede atravesar la tierra sin problemas) una distancia de 730 kilómetros y son detectados en el Laboratorio Nacional del Gran Sasso, en Italia, en un detector bajo tierra, llamado OPERA. El objetivo de este detector es estudiar las oscilaciones de neutrinos muónicos a neutrinos tau y ser el primer laboratorio del mundo en observar este fenómeno.
El segundo objetivo del experimento es medir de manera muy precisa la velocidad del haz de neutrinos, estudio que fue dado a conocer la semana pasada. En el artículo elaborado por la colaboración de OPERA se reporta que los neutrinos llegan al detector 60 nanosegundos antes de lo que permite la velocidad de la luz, y este resultado es independiente del sabor de neutrino. El polémico descubrimiento está en contradicción con experimentos anteriores, que usaron un haz de neutrinos menos energético que el producido en el LHC. Dos experimentos de neutrinos, uno en Estados Unidos y el otro en Japón, ya han aunciado que están en condiciones de repetir el experimento y chequear las observaciones de OPERA.
De confirmarse este resultado, ¿qué consecuencias tiene para la física como la conocemos?
Pareciera que las posibles respuestas, abren mas dudas. ¿Enviar un mensaje en el tiempo con neutrinos?, ¿Efecto antes de la causa?. Una consecuencia de la exitosa teoría de la relatividad general es que el límite de velocidad en nuestro espacio-tiempo es la velocidad de la luz, y esta teoría ha probado ser cierta con gran precisión, hasta ahora. ¿Debemos abandonar nuestras creencias o existirá otra salida desesperada a este problema?.
Hace un poco mas de 20 años se inició una investigación que permitió medir distancias con un margen de error lo suficientemente preciso, para poder medir la desaceleración del Universo, esta investigación se desarrolló en el marco del proyecto Calán/Tololo (1990 a 1996) iniciado por el astrónomo Mario Hamuy(perteneciente a la Universidad de Chile) y José Maza (Investigador asociado de Núcleo Milenio de Estudios de Supernovas). Posteriormente dos grupos de investigadores astrónomos aplicaron esta técnica a supernovas lejanas (explosiones de estrellas al final de su vida), en estos grupos destacaban Brian Schmidt de High-z Team, y Saul Perlmutter de Supernova Cosmology Project.
Al combinar los datos obtenidos de las investigaciones de los grupos de Schmidt y Perlmutter, con datos de las investigaciones del proyecto Calán/Tololo en 1998, se encontraba cierta anomalía, esta era que las supernovas se encontrarían 20% más lejanas, de lo que se esperaba. La posible explicación abría un nuevo horizonte en la astrofísica (casi de manera literal), el Universo en vez de frenarse… se expandiría aceleradamente producto de una energía oscura en el Universo.
El día 4 de Octubre de 2011 en Suecia, la Real Academia de Ciencias dictamina quién es el acreedor del premio Nobel de Física número 104, correspondiente al año 2011, y esta vez es otorgado a tres astrónomos por la investigación sobre la Expansión acelerada del Universo a través de observaciones de Supernovas distantes, y los ganadores fueron: Brian Schmidt (Australian National University), Adam Riess (Johns Hopkins University) y Saul Perlmutter (Lawrence Berkeley Laboratory) este último se lleva el 50% del premio correspondiente a 10 millones de coronas suecas, cerca de un millón de euros, el restante 50% lo comparten Schmidt y Riess.
En el documento de la Real Academia de Ciencias se destaca que la mitad de las supernovas que llevaron al descubrimiento de la expansión acelerada, provinieron del trabajo desarrollado desde el proyecto Calán/Tololo desde Chile.
Además en el documento se realiza una breve síntesis cronológica desde hace cerca de 14.000 millones de años atrás, cuando se habría originado el Big-Bang, ya desde hace un siglo que se sabe que el universo efectivamente se expande, pero lo que no se sabía, es que este lo hacía aceleradamente. El documento lo puedes visualizar y descargar desde el blog de las Gacetas o desde el muro de Facebook.
Parecía correcto mencionar en el anecdotario la asignación del premio Nobel de Física 2011, y más aún destacar la participación de la base que sustentaría la investigación de la expansión acelerada, iniciadas desde tierras chilenas con el proyecto Calán/Tololo por los doctores Mario Hamuy, y el Premio Nacional de Ciencias Exactas José Maza.
"Los de Utopía se maravillaban de que un hombre cuerdo pudiera arrobarse ante el vano resplandor de una piedrecilla, pudiendo mirar la hermosura y belleza de los astros y aún el mismo Sol. O de que hubiese hombres tan vanos que se figuren que son más nobles porque vistan telas más finas y lujosas, cuando la verdad es que la más fina lana tuvo su principio y se crió en la oveja."
(Tomás Moro, "Utopía", 1516)
Fue primero o segundo medio, no lo recuerdo bien. Cuando nuestro profesor de historia, recién egresado nos hizo leer "El Príncipe", de Nicolás Maquiavelo y "Utopía" de Tomás Moroen paralelo. Es común escuchar los términos utópico y maquiavélico como algo idealizado y el otro como algo inherente al comportamiento torcido del ser humano, guiado básicamente por el egoísmo. Ambos textos, del área completamente llamada ciencias sociales o humanas no contribuyen directamente a desarrollar un aparato ultra tecnológico ni a crear "física de frontera", pero contribuyen a algo mucho más básico en la formación de un adolescente, sirve para tener una formación integral con un espíritu crítico, cualidades que hoy en día no existen en nuestra realidad y que se está echan
do mucho de menos.
Por otro lado, las palabras utópico y maquiavélico están tan insertas en nuestro lenguaje que las utilizamos sin ningún reparo sólo como lo indica la definición, pero debo afirmar que significan mucho más de lo que se acepta en el diccionario, por lo que son textos que recomiendo leer encarecidamente.
A veces ocurre que se cree ir en el camino correcto y observamos resultados que así lo sugieren, pero quedan algunos problemas sin resolver que son esa piedrecita en el zapato que nos indica que hay que hacer algo al respecto.
Esto me recuerda, cuando a fines del siglo XIX se creía que la física clásica tenía todas las explicaciones del comportamiento de la naturaleza, se estaba cerrando el círculo, salvo por algunos problemas que quedaban sin resolver como la catástrofe ultravioleta en el modelo de Rayleigh-Jeans y las series espectrales discretas que presentaban distintos elementos químicos. Para buscar la respuesta a esto debió surgir una nueva física, un nuevo paradigma dentro del mundo de las ciencias como lo indica Kuhn y con ello nuevas interrogantes, nuevos desafíos… en fin, debió cambiarse de modelo para poder dar una respuesta satisfactoria. Pero para eso debió ponerse atención a una situación no resuelta como las ya mencionadas. Actualmente, tenemos un modelo político y social que nos deja contentos en muchos aspectos, pero muy carente en otros, es la gran roca en el zapato, un indicador de que tenemos cosas que cambiar. La educación es prioritaria en ese aspecto, una formación como es debida, sin egoísmos, sin juegos torcidos en medio. Para encontrar el ajuste correcto hay que trabajar, hay que arriesgarse a buscar la respuesta a lo que aún no la tiene, y para ello se debe cambiar de paradigma, de otra manera estaremos buscando un desarrollo utópico dentro de un entorno maquiavélico, algo que, por supuesto, por decir lo menos, es contradictorio e imposible.
"Para encontrar el ajuste correcto hay que trabajar, hay que arriesgarse a buscar la respuesta a lo que aún no la tiene, y para ello se debe cambiar de paradigma"
Esta vez, nos contactamos con Paola Arias; Doctora en Física de la Universidad de Santiago, luego realizó su postdoctorado en Alemania, ya en Chile nos cuenta sobre su tema de investigación.
Paola, nos puedes introducir en el tema, contando ¿como llegaste a hacer el postdoctorado a Alemania?
Bueno, fuí a Alemania como mencionas, a realizar mi postdoctorado, el financiamiento lo obtuve con una beca de la fundación alemana Alexander von Humboldt, y trabajé en un viejo acelerador de partículas en Hamburgo, llamado DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron).
¿Cuales son los experimentos que realizan en el acelerador?
En este lugar, aun hacen muchos experimentos de colisiones, pero ya no protón-protón.
Uno de estos experimentos, se llama ALPS (Any Light Particle Search) y como su nombre lo dice, buscan partículas muy ligeras. Mi trabajo consiste en crear un marco teórico para estas partículas hipotéticas.
Generalmente, en colisionadores como el LHC se busca por partículas predi- (como el Higgs) e hipoteticas, que aparecerían si existiese supersimetría en la naturaleza. Estás partículas son muy pesadas, y por eso no las hemos observado antes. Sin embargo existe tambien todo un zoologico de partículas ligeras, que a la vez también servirían para testear nueva física mas allá del modelo estándar (física fundamental, como teoría de cuerdas o supersimetría) que no pueden buscarse con colisionadores, sino que se necesitan experimentos de alta precisión óptica, con láseres de alto poder.
¿Cuál es la motivación para investigar estas partículas?
La motivación de estas partículas es variada. Algunas están mejor motivadas que otras, una de ellas en partícular es fundamental, llamada Axión. Toda la gente ya la incorpora en sus teorías, suponiendo que existe, y de no existir tendríamos un problema en el sector de quarks, de las interacciones fuertes.
Otra gracia de estas partículas, es que la mayoría de ellas, son candidatas a materia oscura fría, otro de los problemas que adolece nuestro model estándar. Así que, eso es lo que hago: buscar trazos de estas partículas;
- En el universo temprano,
- En el Sol,
- En supernovas,
- En experimentos terrestres, etc..
y con ello, vamos acotando el espacio de parámetros donde podrían vivir. Si logramos acotarlo todo, demostraremos que no existen.
Desde hace algunas de estas entrevistas, empezamos a conocer mas allá del físico que llevan dentro, y del actuál trabajo de investigación que desarrollan.
¿Si no hubieses estudiado física... ¿en qué te gustaría estar dedicada 100%?
Es difícil de responder. Creo que en algo que tuviese la misma dinámica de investigación, y en cuanto al área: en ciencia sería bióloga, y en humanidades me gusta mucho la antropología, tratar de entender lo que nos ha llevado a ser y comportarnos como lo hacemos ahora.
Si tuvieras que definir la física en una palabra. ¿cuál sería?
En estos momentos de mi vida, creo que la palabra que la define es infinita. Siento que hay tanto que debería saber y tan poco tiempo para hacerlo!.
¿Hombre o mujer del mundo de las ciencias, que se haya convertido en referente?
Admiro mucho a los típicos, pero para salir de lo común, diré Lev Landau. Creo que ha sido de los últimos físicos completos, capaz de hacer aportes fundamentales en diferentes ámbitos de la física. Tambien admiro mucho su intuición, sus trabajos sobre superconductividad, son la más pura expresión de intuición y comprensión de un fenómeno.
La mayor parte de las preguntas, fueron respondidas en Alemania vía mail, las restantes debido a la buena disposición de la Dr. Paola Arias, ya en su regreso a Chile. Bienvenida.
Es muy bien sabido y asumido, que el rol que cumple la educación para el progreso de una sociedad organizada es relevante, de hecho primordial, y por ello necesario; es la instrumentalización, la vía a seguir, el método y la técnica para un anhelo en conjunto. En este sentido, la base del conocimiento es clave para la base del progreso, y como tal el énfasis puesto en este tema es de carácter urgente y debe cumplir a cabalidad su misión de servir a sus individuos, a su pueblo, su país por completo. Pero claro está; a finalidad rigurosa, debe existir un método riguroso. Es ahí donde el rol del docente toma aun más importancia, el eje central y las riendas del asunto. Se debe cumplir como premisa que, a docentes de calidad, educación de calidad. Dicha labor es fundamental, y por ello, se prepara durante un periodo de años en las carreras docentes implementadas en las universidades.
Sin embargo, hoy por hoy ocurre un fenómeno que a simple vista parece peculiar, y es que tenemos profesores, que en sí no lo son; docentes ejerciendo su labor de profesorado, pero carentes del sentido de docencia. Es así como encontramos a periodistas o filósofos haciendo clases de lenguaje, así también ingenieros haciendo clases de ciencias. ¿Qué tan correcto es esto?, al poner la situación en la balanza, ¿se carga hacia un lado?, ¿Por qué ocurre este fenómeno?, Para responder, debemos centrarnos en la finalidad de la educación, y en específico, su intencionalidad. Desde la intencionalidad, la educación toma tres aspectos importantes: sus políticas públicas, ya sean nacionales, regionales o internacionales, sus prácticas pedagógicas y también su curriculum a través de sus planes y programas.
El curriculum responde a la intencionalidad; al qué, cómo y cuándo enseñar, y se basa principalmente en sus fuentes curriculares, tanto sociocultural, epistemológicos y psicopedagógicos. El docente debe manejar en la mayor perfección posible todo este cuerpo de fundamentación de su labor; es su finalidad, es su fin.
Durkheim dice: "lo que valora la sociedad, responde al curriculum". En una sociedad neoliberal, donde priman los modelos económicos, se deberá necesitar una educación para dicho fin. Correcto o incorrecto que sea, no es ajeno ni esquivo dicha realidad. Entonces, ¿Qué tan viable es un ingeniero como profesor de escuela?. En la enseñanza de las ciencias, un ingeniero puede tener un cuerpo igual o superior de conocimientos de ésta que un docente, y como tal no sería tan descabellado, a simple vista, que un ingeniero eléctrico enseñe electricidad en colegios técnicos, o que un ingeniero informático enseñe matemática. Pero debemos tener presente que las orientaciones de un ingeniero y de un profesor son totalmente diferentes. Es cierto, manejarse en los conocimientos específicos es primordial, quizás un ingeniero físico sepa más de física que un docente en el área, pero la educación no es solo conocimiento, es saber manejarse pedagógicamente en el área, manejarse en los distintos modelos de escuelas, es como dice Gagné: "saber enseñar, en función de cómo el estudiante aprende", en función de los procesos de aprendizaje. La gramática escolar es más que saber el Teorema de Pitágoras o la Segunda Ley de Newton, es trabajar con múltiples paradigmas en donde se mezclan lo social y lo no social.
saber enseñar, en función de cómo el estudiante aprende
*Estudiante de pedagogía en Física y Matemáticas, Departamento de Física de la Universidad de Santiago de Chile.
El lanzamiento Oficial de la revista impresa se realizará el día Jueves 6 de Octubre, a las 16:00hrs.
Coordenadas: Sala de Conferencias (3ºpiso), Departamento de Física, Universidad de Santiago de Chile.
- Se presentará formalmente la revista al público.
- Se contará brevemente los inicios, y alcances de la revista.
- Se presentará al equipo de Las Gacetas.
- Se lanza el Nº4 de la revista.
- Se presentarán las novedades de esta nueva etapa.
