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Maria Salomea Skłodowska-Curie (Marie Curie)

Escrito por Enunlugarenelcosmos 04-07-2016 en ciencia. Comentarios (0)

Maria Salomea Skłodowska-Curie (Varsovia, 7 de noviembre de 1867 – Passy, 4 de julio de 1934), conocida habitualmente como Marie Curie, fue una científica polaca, nacionalizada francesa. Pionera en el campo de la radiactividad, fue, entre otros méritos, la primera persona en recibir dos premios Nobel en distintas especialidades (Física y Química)y la primera mujer en ocupar el puesto de profesora en la Universidad de París. En 1995 fue sepultada con honores en el Panteón de París por sus propios méritos.
Nació en Varsovia, en lo que entonces era el Zarato de Polonia, administrado por el Imperio ruso. Estudió clandestinamente en la «universidad flotante» de Varsovia y comenzó su formación científica en dicha ciudad. En 1891, a los 24 años, siguió a su hermana mayor, Bronisława Dłuska, a París, donde culminó sus estudios y llevó a cabo su trabajo científico más sobresaliente. Compartió el premio Nobel de Física de 1903 con su marido Pierre Curie y con el físico Henri Becquerel. Años después, ganó el premio Nobel de Química de 1911. Aunque era ciudadana francesa, nunca perdió su identidad polaca: enseñó a sus hijas su lengua materna y las llevaba en sus visitas a Polonia. Nombró el primer elemento químico que descubrió, el polonio, como su país de origen.
Sus logros incluyen el desarrollo de la teoría de la radiactividad (un término que ella misma acuñó) técnicas para el aislamiento de isótopos radiactivos y el descubrimiento de dos elementos (el polonio y el radio). Bajo su dirección, se llevaron a cabo los primeros estudios en el tratamiento de neoplasias con isótopos radiactivos. Fundó el Instituto Curie en París y en Varsovia, que se mantienen entre los principales centros de investigación médica en la actualidad. Durante la Primera Guerra Mundial creó los primeros centros radiológicos para uso militar. Murió en 1934, a los 66 años, en el sanatorio Sancellemoz en Passy, por una anemia aplásica causada por la exposición a la radiación por guardar tubos de ensayo con radio en los bolsillos durante la investigación y en la construcción de las unidades móviles de rayos X de la Primera Guerra Mundial.
Debido a la contaminación radiactiva, sus documentos de la década de 1890 se consideran demasiado peligrosos de manipular. Gran parte de los objetos personales de Curie, incluyendo la ropa, muebles, libros y las notas de laboratorio siguen contaminados por la radiación, según informa el portal The Christian Science Monitor.
Considerados como tesoros nacionales y científicos, los cuadernos de notas de laboratorio de Curie se almacenan en cajas forradas con plomo en la Biblioteca Nacional de Francia en París.
La biblioteca permite a los visitantes observar los manuscritos de la científica, pero firmando una renuncia de responsabilidad y usando un equipo de protección, puesto que los objetos están contaminados con el radio 226, que tiene una vida media de 1.600 años.
Desde que las pertenencias de Curie absorbieron las primeras olas radiactivas pasaron más de 100 años y habrá que esperar otros 1.500 años más para que se elimine a la mitad su nivel de radiactividad, según el artículo.
El cuerpo de Curie también resultó contaminado por la radiación y por lo tanto fue colocado en un ataúd forrado con aproximadamente una pulgada de plomo. Marie Curie y su marido, Pierre Curie, están enterrados en el Panteón de París, un mausoleo de la capital francesa donde yacen los restos de distinguidos ciudadanos galos.
Imágenes 1. Marie curie. 2. Diploma del premio Nobel de Física que recibió en 1903 (compartido con su marido y Henri Becquerel). 3. Diploma del premio Nobel de Química que recibió en 1911. 4. Albert Einstein y Marie Curie en 1913.

Foto de En un lugar del cosmos.

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El debate Bohr-Einstein

Escrito por Enunlugarenelcosmos 01-07-2016 en ciencia. Comentarios (0)

El debate Bohr-Einstein es un nombre popular dado a una serie de disputas públicas entre Albert Einstein y Niels Bohr acerca de la física cuántica. Sus "debates" son muy recordados debido a su importancia en la filosofía de la ciencia. El sentido y significación de estos debates son escasamente comprendidos, pero su gran importancia fue tenida en cuenta por el propio Bohr y escrita en su artículo "Discusiones con Einstein sobre los Problemas Epistemológicos en la Física Atómica" publicados en un volumen dedicado a Einstein.
La posición de Einstein con respecto a la mecánica cuántica es significativamente más sutil y de mente más abierta que lo que ha sido a veces presentado en los manuales técnicos y artículos científicos populares. Sus poderosas y constantes críticas a la mecánica cuántica obligaron a sus defensores a aguzar y refinar su comprensión acerca de las implicaciones filosóficas y científicas de sus propias teorías.
Einstein fue el primero de los físicos en señalar que el descubrimiento de Planck del cuánto de acción (h) implicaba reescribir la física. Con objeto de probar esta afirmación, en 1905 propuso que la luz actuaba a veces como una partícula a la que llamó cuanto de luz (actualmente llamado fotón). Bohr fue uno de los mayores oponentes verbales a la idea del fotón y no llegó a abrazarla abiertamente hasta 1925. Su posterior habilidad para trabajar creativamente con una idea a la que él se había resistido tan largamente es bastante inusual en la historia de la ciencia. El fotón llamó la atención a Einstein porque él lo vio como una realidad física (aunque confusa) detrás de los propios números. A Bohr le desagradaba porque hacía arbitrarias ciertas soluciones matemáticas. No le gustaba que los científicos tuvieran que elegir entre distintas ecuaciones.
1913 trajo el modelo de Bohr del átomo de hidrógeno que hacía uso del cuánto de Planck para explicar el espectro atómico. Einstein al principio dudó del modelo, pero rápidamente cambió de idea y lo aceptó, a pesar del hecho de que su realidad subyacente no podía ser representada en detalle, porque lo consideró un trabajo en progreso.
La revolución cuántica a mediados de los años veinte ocurrió bajo la dirección de Einstein y Bohr, y sus debates post-revolucionarios fueron acerca de cómo darle sentido a tal cambio. Los choques para Einstein comenzaron en 1925 cuando Werner Heisenberg introdujo ecuaciones matriciales que eliminaban los elementos newtonianos del espacio y el tiempo de cualquier realidad subyacente. El siguiente golpe sucedió en 1926 cuando Max Born propuso que la mecánica debía ser entendida como una 'probabilidad' sin ningún tipo de explicación causal. Finalmente, a finales de 1927, Heisenberg y Born declararon en la Conferencia Solvay que la revolución había sido completada y no era necesario ir más allá. Fue en ese último estadio donde el escepticismo de Einstein se convirtió en una auténtica consternación. Él creía que se había logrado mucho, pero que las razones profundas de la mecánica todavía necesitaban ser comprendidas.
Einstein rehusó aceptar la revolución como completa, reflejando su deseo de ver desarrollado un modelo que incluyera las causas subyacentes de éstos modelos cuántos aparentemente aleatorios, ya que las probabilidades cuánticas según la teoría de Bohr implicaba que las posiciones en el espacio-tiempo nunca podrían ser completamente conocidas. No rechazaba las estadísticas o las probabilidades en sí mismas y el propio Einstein era una gran pensador estadístico. Era la ausencia de una razón o explicación para los eventos concretos, más allá de su mera predicción estadística, lo que Einstein rechazaba. A Bohr, mientras tanto, para nada le afectaban ninguno de los elementos que tanto procupaban a Einstein. Él hizo su propio arreglo con las contradicciones proponiendo un principio de complementariedad que enfatizaba el papel del observador sobre lo observado.
Como se menciona arriba, la posición de Einstein trajo consigo modificaciones significativas con el transcurso de los años. En la primera etapa, Einstein se negó a aceptar el indeterminismo cuántico y trató de demostrar que el principio de indeterminación podía ser violado, sugiriendo ingeniosos experimentos mentales que permitirían una determinación precisa y simultanea de variables incompatibles, tales como velocidad y posición, o revelar explícitamente y al mismo tiempo los aspectos ondulatorios y corpusculares del mismo proceso.
El primer ataque serio de Einstein a la concepción "ortodoxa" tuvo lugar durante la 5ª Conferencia de Física en el Instituto Solvay en 1927. Einstein apuntó la posibilidad de aprovechar las leyes de conservación de la energía y del impulso momento para obtener información del estado de una partícula en un proceso de interferencia que de acuerdo con el principio de indeterminación o complementariedad, no debería ser accesible.
Para seguir su argumentación y evaluar la respuesta de Bohr, es conveniente referirnos al aparato experimental ilustrado en la figura A. Un cañón de luz perpendicular al eje X que se propaga en la dirección z encuentra una pantalla S1 que presenta una estrecha (con respecto la la longitud de onda del rayo) rendija. Después de haber pasado a través de la rendija, la función de onda se difracta con una apertura angular que causa el encuentro con una segunda pantalla S2 que presenta dos rendijas. La propagación sucesiva de la onda da como resultado la formación de una figura de interferencia en la pantalla final F.
Al pasar a través de las dos rendijas de la segunda pantalla S2, los aspecto ondulatorios del proceso se vuelven esenciales. De hecho, es precisamente la interferencia entre los dos términos de la superposición cuántica correspondiente a los estados en que la partícula es localizada en una de las dos rendijas lo que implica que la partícula sea "guiada" preferiblemente dentro de las zonas de interferencia constructiva y no pueda terminar en un punto de las zonas de interferencia destructiva (en el cual la función de onda se anula). Es también importante darse cuenta de que cualquier experimento diseñado para evidenciar los aspectos corpusculares del proceso y el hecho de atravesar la pantalla S2 (que, en este caso, se reduce a determinar qué rendija ha sido atravesada) inevitablemente destruye los aspectos ondulatorios, implicando la desaparición de la figura de interferencia y provoca la aparición de dos figuras de difracción concentradas que confirman nuestro conocimiento acerca de la trayectoria seguida por la partícula.
En este punto Einstein juega con la primera pantalla y argumenta lo siguiente: ya que las partículas incidentes tienen velocidades (prácticamente) perpendiculares a la pantalla S1, y ya que solo la interacción con ella puede causar la deflexión de la dirección original de propagación, por la ley de conservación del impulso que implica que la suma de los impulsos de los sistemas que interactúan sea conservada, si la partícula incidente se desvía hacia arriba, la pantalla reaccionaría hacia abajo y viceversa. En condiciones realistas la masa de la pantalla es tanta que permanecerá estacionaria, pero en principio es posible medir incluso una reacción infinitesimal. Si imaginamos que medimos el impulso de la pantalla en la dirección X después de que cada partícula simple ha pasado, podemos saber a partir del hecho de que la pantalla se ha movido hacia abajo (o arriba), que la partícula en cuestión se ha desviado hacia arriba (o abajo) y por tanto podemos saber a través de qué rendija en S2 ha pasado. Así, como la determinación de la dirección del rebote de la pantalla se realiza después de que la partícula ha pasado, ello no puede influenciar el desarrollo sucesivo del proceso y tendremos todavía la misma figura de interferencia en la pantalla F. La interferencia tiene lugar precisamente porque el estado del sistema es de superposición de dos estados cuyas funciones de onda son no nulas precisamente cerca de las dos rendijas. Por otro lado, si cada partícula pasa solo a través de la rendija b o de la rendija c, entonces el conjunto de los sistemas es la mezcla estadística de los dos estados, lo cual significa que la interferencia no es posible. Si Einstein está en lo cierto, entonces hay una violación del principio de indeterminación.
La respuesta de Bohr fue ilustrar la idea de Einstein más claramente a través de los diagramas en las figuras B y C. Bohr observa que el conocimiento extremadamente preciso de cualquier movimiento (potencial) vertical de la pantalla es una presunción esencial en el argumento de Einstein. De hecho si su velocidad en la dirección X antes del paso de la partícula no es conocida con una precisión sustancialmente mayor que aquella que la inducida por la reacción de la pantalla(es decir, si se estuviera moviendo ya, verticalmente con una velocidad más grande y desconocida que la que se deriva como consecuencia del contacto con la partícula), entonces la determinación de su movimiento después del paso de la partícula no daría el resultado que buscamos. No obstante, continúa Bohr, una determinación extremadamente precisa de la velocidad de la pantalla, cuando aplicamos el principio de indeterminación, implica una inevitable imprecisión de su posición en la dirección X. Antes de que el proceso empiece siquiera, la pantalla ocuparía una posición indeterminada de cierta extensión al menos (definida por el formalismo). Ahora consideramos, por ejemplo, el punto d en la figura A, donde no hay una interferencia destructiva.
Es obvio que cualquier desplazamiento de la primera pantalla haría que las longitudes de los dos caminos, a-b-d y a-c-d, fueran diferentes de las indicadas en la figura. Si la diferencia entre los dos caminos varía en media longitud de onda en el punto d tendríamos una interferencia constructiva en lugar de destructiva. El experimento ideal debería promediar todas las posiciones posibles de la pantalla S1, y, para cualquier posición, le corresponde a cada punto fijo F, un tipo diferente de interferencia, desde la perfectamente constructiva hasta la perfectamente destructiva. El efecto de este promedio es que el patrón de interferencia sobre la pantalla F será uniformemente gris. Una vez más, nuestro intento de evidenciar los aspectos corpusculares en S2 ha destruido la posibilidad de interferencia en F que depende crucialmente de los aspectos ondulatorios.
Debería tenerse en cuenta, como reconoció Bohr, que para entender este fenómeno es decisivo que a diferencia de las mediciones clásicas el propio aparato de medida es también parte del sistema y el formalismo mecanocuántico debe aplicarse al sistema completo en el que está incluido. De hecho, la introducción de cualquier dispositivo nuevo, como un espejo, en el camino de la partícula, podría introducir nuevos efectos de interferencia que influirían esencialmente en las predicciones sobre los resultados que serían finalmente observados.
El argumento de Bohr acerca de la imposibilidad de usar el aparato propuesto por Einstein para violar el principio de indeterminación depende crucialmente del hecho de que un sistema macroscópico (la pantalla S1) obedece a leyes cuánticas. Por otro lado Bohr afirmó consistentemente que para ilustrar los aspectos microscópicos de la realidad era necesario instalar un proceso de amplificación dentro de aparatos macroscópicos, cuya característica fundamental es la de obedecer a las leyes clásicas que se pueden describir en términos clásicos. Esta ambigüedad regresaría más tarde en la forma en que comúnmente se conoce todavía y se denomina hoy: el problema de la medida.
Figura 1a Un cañón monocromático (donde todas las partículas poseen el mismo 'impulso') encuentra una primera pantalla, se difracta, y la onda difractada encuentra una segunda pantalla con dos rendijas, resultando la formación de una figura de interferencia en la pantalla al fondo. F. Como siempre, se asume que solo una partícula cada vez, es capaz de atravesar el mecanismo completo. <img src="pus.img"> De la medición del recodo de la pantallaS1, de acuerdo con Einstein, puede deducirse cúal es la rendija que la partícula ha atravesado sin destruir los aspectos ondulatorios del proceso.
Figura 2c Para realizar la propuesta de Einstein, es necesario reemplazar la primera pantalla en la Figura A (S1) por un diafragma móvil que pueda desplazarse verticalmente tal como éste propuesto por Bohr.

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Christian Andreas Doppler.

Escrito por Enunlugarenelcosmos 17-03-2016 en ciencia. Comentarios (0)

Christian Andreas Doppler, de nacimiento Erik Doppler, (Salzburgo, 29 de noviembre de 1803 – Venecia, 17 de marzo de 1853) fue un matemático y físico austríaco.
Principalmente conocido por su hipótesis sobre la variación aparente de la frecuencia de una onda percibida por un observador en movimiento relativo frente al emisor. A este efecto se le conoce como efecto Doppler.
Christian Doppler nació en el seno de una familia austriaca de albañiles establecidos en Salzburgo desde 1674. El próspero negocio familiar permitió construir una elegante casa en la Hannibal Platz [actualmente Makart Platz] en Salzburgo que se conserva en la actualidad y en la que nació Christian Doppler, el cual, debido a problemas de salud, no pudo seguir la tradición familiar.
Christian Doppler estudió física y matemáticas en Viena y Salzburgo. En 1841 comenzó a impartir clases de estas materias en la Universidad de Praga. Presentó la idea que le inmortalizó en un congreso de ciencias naturales que se celebró en Praga en mayo de 1842. La comunicación llevaba por título Über das farbige Licht der Doppelsterne. Sus ideas las tomó después de observar durante mucho tiempo los fenómenos de la naturaleza. En 1844 su salud no era nada buena. La situación empeoró porque sus estudiantes lo denunciaron por ser demasiado duro y exigente en los exámenes. Se le separó de la enseñanza durante un tiempo hasta 1846.
En junio de 1845 un meteorólogo de Utrech, Christoph H.D. Ballot, confirmó el principio de Doppler durante el trayecto en tren de Utrech a Ámsterdam. Doppler realizó un experimento poco después. Utilizó una locomotora para realizar sus observaciones. Colocó un grupo de músicos en un ferrocarril y les indicó que tocaran la misma nota musical mientras que otro grupo de músicos, en la estación del tren, registraba la nota musical que oían mientras el tren se acercaba y alejaba de ellos sucesivamente. Una idea engorrosa, pero brillante. Es curioso que el ejemplo clásico para ilustrar el efecto Doppler es el silbato de una locomotora en movimiento acercándose y luego alejándose de un observador inmóvil; él no tuvo en cuenta este hecho en su experimento.
Durante sus años como profesor en Praga publicó más de 50 artículos en áreas de matemáticas, física y astronomía. Durante este tiempo no tuvo gran éxito como profesor o como matemático con la notable excepción de la admiración hacia sus ideas profesada por el eminente matemático Bernard Bolzano.
Su carrera como investigador en Praga fue interrumpida por la revolución de marzo de 1848 y Doppler tuvo que dejar la ciudad trasladándose a Viena. En 1850 fue nombrado director del Instituto de Física Experimental de la Universidad de Viena pero su siempre frágil salud comenzó a deteriorarse. Poco después, a la edad de 49 años, falleció de una enfermedad pulmonar mientras intentaba recuperarse en la ciudad de Venecia.

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Albert Einstein

Escrito por Enunlugarenelcosmos 14-03-2016 en ciencia. Comentarios (0)

Albert Einstein (Ulm, Imperio alemán, 14 de marzo de 1879-Princeton, Estados Unidos, 18 de abril de 1955) fue un físico alemán de origen judío, nacionalizado después suizo y estadounidense. Es considerado como el científico más conocido y popular del siglo XX.
En 1905, cuando era un joven físico desconocido, empleado en la Oficina de Patentes de Berna, publicó su teoría de la relatividad especial. En ella incorporó, en un marco teórico simple fundamentado en postulados físicos sencillos, conceptos y fenómenos estudiados antes por Henri Poincaré y por Hendrik Lorentz. Como una consecuencia lógica de esta teoría, dedujo la ecuación de la física más conocida a nivel popular: la equivalencia masa-energía, E=mc². Ese año publicó otros trabajos que sentarían bases para la física estadística y la mecánica cuántica.
En 1915 presentó la teoría de la relatividad general, en la que reformuló por completo el concepto de gravedad. Una de las consecuencias fue el surgimiento del estudio científico del origen y la evolución del Universo por la rama de la física denominada cosmología. En 1919, cuando las observaciones británicas de un eclipse solar confirmaron sus predicciones acerca de la curvatura de la luz, fue idolatrado por la prensa. Einstein se convirtió en un icono popular de la ciencia mundialmente famoso, un privilegio al alcance de muy pocos científicos.
Por sus explicaciones sobre el efecto fotoeléctrico y sus numerosas contribuciones a la física teórica, en 1921 obtuvo el Premio Nobel de Física y no por la Teoría de la Relatividad, pues el científico a quien se encomendó la tarea de evaluarla no la entendió, y temieron correr el riesgo de que luego se demostrase errónea. En esa época era aún considerada un tanto controvertida.
Ante el ascenso del nazismo, Einstein abandonó Alemania hacia diciembre de 1932 con destino a Estados Unidos, donde se dedicó a la docencia en el Institute for Advanced Study. Se nacionalizó estadounidense en 1940. Durante sus últimos años trabajó por integrar en una misma teoría la fuerza gravitatoria y la electromagnética.
Aunque es considerado por algunos como el «padre de la bomba atómica», abogó por el federalismo mundial, el internacionalismo, el pacifismo, el sionismo y el socialismo democrático, con una fuerte devoción por la libertad individual y la libertad de expresión. Fue proclamado como el «personaje del siglo XX» y el más preeminente científico por la revista Time.

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Hans Christian Ørsted

Escrito por Enunlugarenelcosmos 09-03-2016 en ciencia. Comentarios (0)

Hans Christian Ørsted (pronunciado en español Oersted; Rudkøbing, Langeland, 14 de agosto de 1777-Copenhague, Capital (Hovedstaden), 9 de marzo de 1851) fue un físico y químico danés, influido por el pensamiento alemán de Immanuel Kant y también de la filosofía de la Naturaleza.
Fue un gran estudioso del electromagnetismo. En 1813 ya predijo la existencia de los fenómenos electromagnéticos, que no demostró hasta 1820, inspirando los desarrollos posteriores de André-Marie Ampère y Faraday, cuando observó que una aguja imantada colocada en dirección paralela a un conductor eléctrico se desviaba cuando se hacía circular una corriente eléctrica por el conductor, demostrando así la existencia de un campo magnético en torno a todo conductor atravesado por una corriente eléctrica, e iniciándose de ese modo el estudio del electromagnetismo. Este descubrimiento fue crucial en el desarrollo de la electricidad, ya que puso en evidencia la relación existente entre la electricidad y el magnetismo. Oersted es la unidad de medida de la reluctancia magnética. Se cree que también fue el primero en aislar el aluminio, por electrólisis, en 1825, y en 1844 publicó su Manual de física mecánica.

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