viernes, 29 de abril de 2016

INTRODUCCIÓN


La ciencia es la búsqueda de la verdad, frente a la irracionalidad de los mitos y el fraude de las supersticiones. Su objetivo es comprender y explicar el mundo, independientemente de si lo que descubre pueda molestar a alguien.

Ya sabemos a lo que tuvo que enfrentarse Galileo cuando defendió que la Tierra no era el ombligo del Universo, sino que orbitaba alrededor del Sol como los demás planetas; o el escarnio que padeció Darwin cuando anunció que los seres humanos no éramos hijos de Adán y Eva, sino de los monos. Pero por mucho que se empeñen las santas inquisiciones en negar la realidad, como dijo el sabio padre de la astronomía moderna, "eppur si muove" [y sin embargo, se mueve]. Por mucho que algunos insistan en despreciar o silenciar la evidencia, el mundo sigue y seguirá girando.

La semana pasada, cuando escuché el inolvidable y emocionante discurso de despedida de Pedro J. Ramírez, volví a acordarme de la mítica frase de Galileo que resume como ninguna la misión de la ciencia, y también del mejor periodismo. Nuestro (ahora ya) ex director nos recordó que EL MUNDO siempre había investigado cualquier noticia de interés público, "sin tabúes, ni cotos vedados, ni zonas de sombra, ni sanctasanctórums".

El periodismo de investigación comparte con la ciencia el objetivo de descubrir la realidad de las cosas y comprobar qué está pasando bajo la alfombra de las apariencias, le pese a quien le pese. Y quizás precisamente por eso, EL MUNDO, bajo el liderazgo de Pedro J., siempre ha apostado no sólo por el periodismo de investigación, sino también por el periodismo científico.

En septiembre de 2002, el director de este periódico decidió crear la primera sección diaria de Ciencia en la prensa española. Hasta entonces, los temas de Ciencia se encontraban muy diluidos y minusvalorados en todos los periódicos de nuestro país, típicamente dentro de las llamadas secciones de Sociedad (un cajón de sastre en el que las noticias científicas compartían un mismo espacio con una mezcla variopinta de sucesos y asuntos sociales).

Esto implicaba que no había un editor y un equipo de redactores especializados en la cobertura diaria de la información científica. Además, al tener que compartir un mismo espacio limitado con noticias de muchos otros campos, los temas científicos con frecuencia se quedaban relegados o excluidos. Pero aquel día, el director de EL MUNDO impulsó un hito pionero en la historia de la prensa española al establecer un espacio fijo con la cabecera Ciencia en la que trabajarían periodistas dedicados únicamente a cubrir las noticias de este campo fundamental en cualquier sociedad del siglo XXI.

Ante nuestros lectores, la creación de una sección diaria de Ciencia lanzaba el mensaje de que las noticias científicas tenían suficiente importancia e interés como para merecer un espacio propio, al igual que las secciones tradicionales de política nacional e internacional, economía, cultura y deportes. Desde el principio, tuve el privilegio de hacerme cargo de este proyecto, y recuerdo que algunos colegas escépticos pronosticaron que la aventura duraría poco, porque la Ciencia "no daba de sí" ni generaba suficientes noticias de interés como para llenar una sección diaria.

Pero hoy, más de una década después, las secciones de Ciencia ya no se consideran una extravagancia en la prensa española, sino una pieza fundamental en la estructura informativa que debe ofrecer cualquier periódico moderno digno de ese calificativo. Por eso, ahora que a Pedro J. también le ha tocado sufrir una persecución por atreverse a buscar la verdad como a Galileo y a Darwin, es de justicia agradecerle el servicio que hizo a la difusión del conocimiento científico en la sociedad a través de las páginas de EL MUNDO.
 

  

FISICA CUANTICA



Sustentada en la naturaleza dual partícula/onda de la materia, la mecánica cuántica describe cómo en cualquier sistema físico existe una multiplicidad de estados resultantes de incertidumbre en la especificación completa de magnitudes observables. Los estados, habiendo sido descritos mediante ecuaciones diferenciales, son denominados estados cuánticos. De esta forma la mecánica cuántica puede explicar la existencia del espectro atómico discreto y revelar los misterios de la estructura atómica, tal como hoy son descritos; fenómenos como la difracción de electrones, que no puede explicar debidamente la física clásica o más propiamente la mecánica clásica.

La mecánica cuántica propiamente dicha no incorpora a la relatividad en su formulación matemática. La parte de la mecánica cuántica que incorpora elementos relativistas de manera formal para abordar diversos problemas se conoce como mecánica cuántica relativista o ya, en forma más correcta y acabada, teoría cuántica de campos (que incluye a su vez a la electrodinámica cuántica, cromodinámica cuántica y teoría electrodébil dentro del modelo estándar)[1] y más generalmente, la teoría cuántica de campos en espacio-tiempo curvo. La única interacción elemental que no se ha podido cuantificar hasta el momento ha sido la interacción gravitatoria. Este problema constituye entonces uno de los mayores desafíos de la física del siglo XXI.


La mecánica cuántica proporciona el fundamento de la fenomenología del átomo, de su núcleo y de las partículas elementales (lo cual requiere necesariamente el enfoque relativista). También su impacto en teoría de la información, criptografía y química ha sido decisivo.

ESTADOS DE LA MATERIA


En física y química se observa que, para cualquier sustancia o mezcla, modificando sus condiciones de temperatura o presión, pueden obtenerse distintos estados o fases, denominados estados de agregación de la materia, en relación con las fuerzas de unión de las partículas (moléculas, átomos o iones) que la constituyen.

Todos los estados de agregación poseen propiedades y características diferentes; los más conocidos y observables cotidianamente son cuatro, llamados fases sólida, líquida, gaseosa y plasmática. También son posibles otros estados que no se producen de forma natural en nuestro entorno, por ejemplo: condensado de Bose-Einstein, condensado fermiónico y estrellas de neutrones. Se cree que también son posibles otros, como el plasma de quark-gluón.[1]

Estado sólido Editar
Artículo principal: Sólido
Los objetos en estado sólido se presentan como cuerpos de forma definida; sus átomos a menudo se entrelazan formando estructuras estrechas definidas, lo que les confiere la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. Son calificados generalmente como duros así como resistentes, y en ellos las fuerzas de atracción son mayores que las de repulsión. En los sólidos cristalinos, la presencia de espacios intermoleculares pequeños da paso a la intervención de las fuerzas de enlace, que ubican a las celdillas en formas geométricas. En los amorfos o vítreos, por el contrario, las partículas que los constituyen carecen de una estructura ordenada.

Las sustancias en estado sólido suelen presentar algunas de las siguientes características:

Cohesión elevada.
Tienen una forma definida y memoria de forma, presentando fuerzas elásticas restitutivas si se deforman fuera de su configuración original.
A efectos prácticos son incompresibles.
Resistencia a la fragmentación.
Fluidez muy baja o nula.
Algunos de ellos se subliman.
Véase también: Materia granular
Estado líquido Editar
Artículo principal: Líquido
Si se incrementa la temperatura de un sólido, este va perdiendo forma hasta desaparecer la estructura cristalina, alcanzando el estado líquido. Característica principal: la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene. En este caso, aún existe cierta unión entre los átomos del cuerpo, aunque mucho menos intensa que en los sólidos. El estado líquido presenta las siguientes características:

Cohesión menor.
Poseen movimiento de energía cinética.
Son fluidos, no poseen forma definida, ni memoria de forma por lo que toman la forma de la superficie o el recipiente que lo contiene.
En el frío se contrae (exceptuando el agua).
Posee fluidez a través de pequeños orificios.
Puede presentar difusión.
Son poco compresibles.
Estado gaseoso Editar
Artículo principal: Gas
Se denomina gas al estado de agregación de la materia compuesto principalmente por moléculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atracción, lo que hace que los gases no tengan volumen y forma definida, y se expandan libremente hasta llenar el recipiente que los contiene. Su densidad es mucho menor que la de los líquidos y sólidos, y las fuerzas gravitatorias y de atracción entre sus moléculas resultan insignificantes. En algunos diccionarios el término gas es considerado como sinónimo de vapor, aunque no hay que confundir sus conceptos: vapor se refiere estrictamente a aquel gas que se puede condensar por presurización a temperatura constante.

Dependiendo de sus contenidos de energía o de las fuerzas que actúan, la materia puede estar en un estado o en otro diferente: se ha hablado durante la historia, de un gas ideal o de un sólido cristalino perfecto, pero ambos son modelos límites ideales y, por tanto, no tienen existencia real.[cita requerida]

En los gases reales no existe un desorden total y absoluto, aunque sí un desorden más o menos grande.

En un gas, las moléculas están en estado de caos y muestran poca respuesta a la gravedad. Se mueven tan rápidamente que se liberan unas de otras. Ocupan entonces un volumen mucho mayor que en los otros estados porque dejan espacios libres intermedios y están enormemente separadas unas de otras. Por eso es tan fácil comprimir un gas, lo que significa, en este caso, disminuir la distancia entre moléculas. El gas carece de forma y de volumen, porque se comprende que donde tenga espacio libre allí irán sus moléculas errantes y el gas se expandirá hasta llenar por completo cualquier recipiente.

El estado gaseoso presenta las siguientes características:

Cohesión casi nula.
No tienen forma definida.

Su volumen es variable.

LA QUIMICA ORGANICA



La Química orgánica es la rama de la química que estudia una clase numerosa de moléculas que en su gran mayoría contienen carbono formando enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno y otros heteroátomos, también conocidos como compuestos orgánicos. Debido a la omnipresencia del carbono en los compuestos que esta rama de la química estudia esta disciplina también es llamada Química del carbono.[1] Friedrich Wöhler es conocido como el padre de la Química orgánica por reportar la síntesis de la urea, sustancia con alto contenido ñde nitrógeno presente en la orina.
La química orgánica se constituyó o se instuyo como disciplina en los años treinta. El desarrollo de nuevos métodos de análisis de las sustancias de origen animal y vegetal, basados en el empleo de disolventes como el éter o el alcohol, permitió el aislamiento de un gran número de sustancias orgánicas que recibieron el nombre de "principios inmediatos". La aparición de la química orgánica se asocia a menudo al descubrimiento, en 1828, por el químico alemán Friedrich Wöhler, de que la sustancia inorgánica cianato de amonio podía convertirse en urea, una sustancia orgánica que se encuentra en la orina de muchos animales. Antes de este descubrimiento, los químicos creían que para sintetizar sustancias orgánicas, era necesaria la intervención de lo que llamaban ‘la fuerza vital’, es decir, los organismos vivos. El experimento de Wöhler rompió la barrera entre sustancias orgánicas e inorgánicas. Los químicos modernos consideran compuestos orgánicos a aquellos que contienen carbono e hidrógeno, y otros elementos (que pueden ser uno o más), siendo los más comunes: oxígeno, nitrógeno, azufre y los halógenos.

En 1856, sir William Henry Perkin, mientras trataba de estudiar la quinina, accidentalmente fabricó el primer colorante orgánico ahora conocido como malva de Perkin. Este descubrimiento aumentó mucho el interés industrial por la química orgánica.[2]


La diferencia entre la química orgánica y la química biológica es que en la química biológica las moléculas de ADN tienen una historia y, por ende, en su estructura nos hablan de su historia, del pasado en el que se han constituido, mientras que una molécula orgánica, creada hoy, es sólo testigo de su presente, sin pasado y sin evolución histórica.

EL ÁTOMO


Un átomo es la unidad constituyente más pequeña de la materia que tiene las propiedades de un elemento químico.[1] Cada sólido, líquido, gas y plasma se compone de átomos neutros o ionizados. Los átomos son muy pequeños; los tamaños típicos son alrededor de 100 pm (diez mil millonésima parte de un metro).[2] No obstante, los átomos no tienen límites bien definidos y hay diferentes formas de definir su tamaño que dan valores diferentes pero cercanos. Los átomos son lo suficientemente pequeños para que la física clásica dé resultados notablemente incorrectos. A través del desarrollo de la física, los modelos atómicos han incorporado principios cuánticos para explicar y predecir mejor su comportamiento.

Cada átomo se compone de un núcleo y uno o más electrones unidos al núcleo. El núcleo está compuesto de uno o más protones y típicamente un número similar de neutrones (ninguno en el hidrógeno-1). Los protones y los neutrones son llamados nucleones. Más del 99,94 % de la masa del átomo está en el núcleo. Los protones tienen una carga eléctrica positiva, los electrones tienen una carga eléctrica negativa y los neutrones tienen ambas cargas eléctricas, haciéndolos neutros. Si el número de protones y electrones son iguales, ese átomo es eléctricamente neutro. Si un átomo tiene más o menos electrones que protones, entonces tiene una carga global negativa o positiva, respectivamente, y se denomina ion.

Los electrones de un átomo son atraídos por los protones en un núcleo atómico por esta fuerza electromagnética. Los protones y los neutrones en el núcleo son atraídos el uno al otro por una fuerza diferente, la fuerza nuclear, que es generalmente más fuerte que la fuerza electromagnética que repele los protones cargados positivamente entre sí. Bajo ciertas circunstancias, la fuerza electromagnética repelente se vuelve más fuerte que la fuerza nuclear y los nucleones pueden ser expulsados del núcleo, dejando tras de sí un elemento diferente: desintegración nuclear que resulta en transmutación nuclear.

El número de protones en el núcleo define a qué elemento químico pertenece el átomo: por ejemplo, todos los átomos de cobre contienen 29 protones. El número de neutrones define el isótopo del elemento.[3] El número de electrones influye en las propiedades magnéticas de un átomo. Los átomos pueden unirse a otro u otros átomos por enlaces químicos para formar compuestos químicos tales como moléculas. La capacidad de los átomos de asociarse y disociarse es responsable de la mayor parte de los cambios físicos observados en la naturaleza y es el tema de la disciplina de la química.


No toda la materia del universo está compuesta de átomos. La materia oscura constituye más del universo que la materia y no se compone de átomos, sino de partículas de un tipo actualmente desconocido.