El diario de Manya

Publicado el 07/11/2013 por Laura Morrón Ruiz de Gordejuela

“Aunque es un lugar común decir que una catástrofe repentina puede transformar a un ser humano para siempre, no puede pasarse por alto la influencia decisiva de estos minutos en el carácter de mi madre, en su destino y en el de sus hijas. Marie Curie no pasó de ser una esposa joven y feliz a ser una viuda inconsolable. La metamorfosis fue menos sencilla y más grave. El tumulto interior que laceraba a Marie, el indescriptible horror de sus divagaciones, eran demasiado virulentos como para que se manifestaran en forma de quejas o de confidencias. Desde el momento en que tomó conciencia de las tres palabras “Pierre está muerto”, cayó para siempre sobre sus hombros una capa de soledad y de misterio. Ese día de abril, Madame Curie se convirtió no sólo en una viuda sino también en una mujer triste e irremediablemente solitaria”. Eve Curie

Sobre la mesa está el cuaderno de notas con las cubiertas de lona beige. Mide unos veintidós centímetros por dieciocho. Contiene en su interior setenta y tres páginas, de las cuales, están escritas veintiocho por una sola cara. Muy pocas personas han tenido acceso a su contenido. Al cuaderno le falta una página y la mitad de la veintidós. Se desconoce si fue Marie quien las arrancó o alguno de sus familiares. En ellas mostraba cierta crítica respecto a su vida matrimonial. El diario muestra a la verdadera Marie Curie, a la mujer que se esconde tras el rostro impasible que aparece en las fotografías, a la mujer apasionada, melancólica e independiente que era en realidad.

El miércoles 18 de abril de 1906 Marie regresó con Irène y Eve de unas vacaciones en St. Rémy-les-Chevreuse. Después de una intensa época de trabajo en el laboratorio sin apenas comer ni dormir, se había permitido por primera vez en mucho tiempo, pasar unos días felices disfrutando de su familia. Había logrado relajarse y distanciarse temporalmente de sus investigaciones. Pero había llegado el momento de regresar a París. Pierre ya estaba allí y la esperaba para asistir a una cena de la Sociedad de Física. La velada fue muy satisfactoria para Pierre ya que los miembros de la Sociedad, no sólo aceptaron todas sus propuestas sino que le nombraron vicepresidente.

El día siguiente, sin embargo, no tuvo un buen comienzo. Marie aún estaba desubicada y le agobiaba tener que organizar todas las cosas el primer día de vuelta a casa. No se sentía con ánimos y le apetecía llevar a Irène de excursión. Pierre, por su parte, quería que le acompañase al laboratorio para reanudar el trabajo y se opuso a la jornada campestre que deseaba su mujer. Mientras bajaba las escaleras le preguntó si iría a verle al laboratorio y Marie, contrariada, le respondió que no la atormentase más.

Así que el científico se encaminó solo al laboratorio bajo una lluvia torrencial. Más tarde, hacia las diez lo abandonó para asistir a un almuerzo de trabajo de la Asociación de Profesores de las Facultades de Ciencias. El encuentro fue muy satisfactorio y Pierre invitó a los siete científicos a cenar a su casa esa misma noche. Tras despedirse, se dirigió a la redacción de Comptes rendus de séances de l’Académie des sciences, en la casa Gauthier-Villars, para revisar las pruebas de imprenta de su nuevo artículo. La confluencia entre las calles Pont Neuf y Dauphine estaba inundada por la lluvia, el tráfico era caótico. Trató de atravesar la intersección sorteando los vehículos pero uno de los caballos de un carro cargado con más de cuatro mil kilos de material militar, le golpeó el hombro y perdió el equilibrio. Sus piernas no le sostenían y se agarró a la correa del caballo para no caerse. Desgraciadamente, los dos animales se encabritaron y Pierre cayó entre ellos. Los transeúntes gritaron al conductor que se detuviese pero, a pesar de que este trató de hacerlo, la rueda trasera izquierda del carro le aplastó el cráneo. Fue instantáneo. Pierre tenía entonces cuarenta y nueve años.

La multitud se reunió rápidamente entorno al cadáver. Algunos trataron de conseguir un taxi para trasladar el cuerpo a la prefectura de policía, pero los conductores se negaron por miedo a que les ensangrentase la tapicería. Finalmente, dos hombres trajeron una camilla y le llevaron a la comisaría más cercana donde, tras examinar sus papeles, descubrieron su identidad y uno de los ayudantes de su laboratorio reconoció el cadáver. El director de su departamento y decano de la Facultad de Ciencias, Paul Appell y Jean Perrin que era amigo y vecino de los Curie, se dirigieron de inmediato a la casa del matrimonio. Fue el doctor Eugène Curie quien abrió la puerta, y al contemplar el rostro de los científicos exclamó: “Mi hijo ha muerto…” Mientras las lágrimas le cubrían el rostro, preguntó: ¿En qué estaba soñando esta vez?”

Al anochecer, Marie volvió con Irène de la excursión a Fontenayaux-Roses y Paul Apell le comunicó la noticia. Permaneció en silencio durante unos minutos, no podía pronunciar palabra, se sentía aturdida. Al final, con un hilo de voz dijo: “Pierre está muerto. Muerto. ¿Absolutamente muerto?” Le faltaba el aire, necesitaba salir fuera. No se sentía con fuerzas de explicárselo a Irène, que por aquel entonces tenía nueve años, así que le pidió a la señora Perrin que se hiciese cargo de ella durante unos días. A través de la reja del jardín se limitó a decirle que su padre se había herido de gravedad en la cabeza y necesitaba descansar. Eve, con dos años de edad, se quedó en casa al cuidado de su hermana Bronia.

Todavía sin poder reaccionar envió un telegrama a su familia en Polonia limitándose a comunicar la muerte de su marido en un accidente. André Debierne, mientras tanto, fue a la comisaría a recuperar el cuerpo de su amigo. Sobre la mesa estaban las pertenencias que Pierre que llevaba en los bolsillos y unas caléndulas frescas que había traído de St. Rémy-les-Chevreuse. También se encontraba la foto de Marie que Pierre siempre llevaba en el chaleco, la de aquella pequeña estudiante que había elegido como compañera. Ella, al día siguiente, la puso dentro del ataúd.

Pierre llamaba a esta foto de «la pequeña y buena estudiante» y siempre la llevaba en el chaleco.

Marie se sentó en uno de los bancos del jardín que había quedado encharcado por la tormenta. Con los codos sobre las rodillas, apoyó la cabeza entre las manos. Se sentía lejos de todo lo que la rodeaba, no oía ningún sonido y no podía hablar. Tan solo esperaba, empapada bajo la lluvia, que trajesen el cadáver de Pierre.

Cuando finalmente pudo estar a solas con él, le besó en la cara y se negó a salir de la habitación mientras lavaban y vestían el cuerpo. No podía llorar, no fue capaz de expresar el dolor que la consumía hasta la mañana siguiente con la llegada del hermano de Pierre. Tener a Jacques fue un gran consuelo y por fin rompió en sollozos.

“Me es imposible expresar la profundidad e importancia de la crisis que trajo a mi vida la pérdida de quien había sido mi más cercano compañero y mejor amigo. Destrozada por el impacto, no me sentí capaz de afrontar el futuro. No podía olvidar, sin embargo, lo que mi esposo solía decir a veces, que, incluso desprovista de él, debía continuar mi trabajo” (Autobiografía de Marie Curie)

La prensa de Estados Unidos se hizo eco de la noticia de la muerte de Pierre Curie. El titular del New York Times rezaba «Prof. Curie muerto en una calle de París” y el subtítulo «El descubridor del radio fue atropellado por un carro«. En un subtítulo adicional se podía leer «éxito seguido por dificultades; inicialmente Curie fue ayudado en gran medida por Mme. Curie» y más abajo, en la nota necrológica, el autor del artículo, que parece convencido de que una mujer no puede ser una colaboradora de pleno derecho, vuelve a otorgar a Marie un papel secundario relegándola a simple asistente de Pierre: «En sus investigaciones, fue ayudado por Marie Sklodowska, una polaca, que nació en Varsovia, en 1868…» A parte, el artículo también contenía otro error, se olvidaban de Eve al mencionar que el profesor Curie sólo dejaba una hija de nueve años de edad.

Esta niña, que no había sido informada sobre los verdaderos acontecimientos, no asistió al entierro. A la mañana siguiente, su madre fue a verla para comunicarle la muerte de su padre. La niña pareció no reaccionar ante la noticia pero tan pronto Marie abandonó la habitación rompió a llorar y Henriette Perrin, la esposa de Jean, la llevó de regreso con su madre. Marie escribió: «Lloró mucho en casa, y luego se fue a jugar con sus amiguitos. No pidió ningún detalle y al principio tenía miedo de hablar de su padre”.

Pocos días después, Marie empezó el diario. Transcribió durante casi un año los sentimientos que no mostraba a los demás. Sus páginas eran el vínculo que la mantenía unida a Pierre, la terapia que la ayudaba a lidiar con la tragedia. Le escribía como si estuviese presente. Esto podría resultar curioso si no fuese porque se sabe que los Curie, y Pierre de forma especial, creían en el espiritismo. Puede que ella pensase que mediante el cuaderno establecía una cierta comunicación con él o puede que, simplemente, se dirigiese a él de esta forma para sentirlo más cerca.

El matrimonio había asistido junto a sus amigos Crookes, Jean Perrin, George Gouy y Paul Langevin a varias sesiones de espiritismo con la médium Eusapia Palladino. Las consideraban “experimentos científicos” y tomaban notas minuciosas. Según la historiadora Anna Hurwic, los Curie “creían que era posible descubrir en el espiritismo la fuente de una energía desconocida que revelaría el secreto de la radiactividad”. En esa época se estaban descubriendo muchas radiaciones invisibles y creían que se encontraría una explicación científica que confirmase esa creencia. No hay que olvidar que, por aquel entonces, todavía se estaba estudiando el origen de las radiaciones ionizantes y su naturaleza.

La sección del diario que describe el funeral es conmovedora. Marie le asegura que se celebró en la intimidad, con sencillez, que evitó “el ruido y las ceremonias que detestabas”:

“Puse la cabeza sobre [el ataúd]… Te hablé. Te dije que te amaba y que siempre te había amado con todo mi corazón… Me pareció que este frío contacto de la frente con el ataúd me transmitía algo, algo así como la tranquilidad y la intuición de que todavía, encontraría el coraje necesario para vivir. ¿Era una ilusión o una acumulación de energía que procedía de ti y que se condensó en el ataúd cerrado y que me transmitiste… como un acto de caridad?”

“Yo no les permití cubrirlo [el ataúd] con el horrible paño negro. Lo cubrí con flores y me senté junto a él«.

Cuando tomaron el cuerpo para enterrarlo en Sceaux, se horrorizó al pensar que le introducirían en un hoyo profundo.

«Llenaron la tumba y pusieron gavillas de flores. Todo ha terminado, Pierre está durmiendo su último sueño bajo la tierra, esto es el final de todo, todo, todo».

Dos días más tarde la nostalgia de sus mejores momentos compartidos inundaba el cuaderno. Recuerda la felicidad que sentían cuando se tumbaban en la cama “abrazados el uno al otro” y le confiesa que aún no ha asumido del todo su partida: “A veces tengo la absurda idea de que vas a volver. ¿No tuve ayer la absurda idea de que eras tú cuando oí cerrarse la puerta de la calle?”

El domingo después del funeral, cambió de actitud y se aisló de la compañía de su familia y amigos en el laboratorio. Lo convirtió en su refugio. Era el lugar donde había estrechado sus vínculos con Pierre, donde habían aprendido a complementarse. Cuando pasaba junto a ella, le acariciaba el pelo y la consolaba en los días terribles en los que, víctima de un agotamiento nervioso, dejaba caer al suelo los destilados, fruto de meses de trabajo. Entre aquellas paredes le sentía más cercano que en cualquier otro sitio, pero al mismo tiempo su desolación era más profunda.

“El domingo por la mañana después de tu muerte, fui al laboratorio con Jacques… Quiero hablarte en el silencio de este laboratorio, en el que no creía que pudiera vivir sin ti.” “Traté de hacer una medición para un gráfico en el que habíamos colocado algunos puntos, pero… me fue imposible continuar… El laboratorio poseía una tristeza infinita y parecía un desierto. Hay momentos en que parece que no siento nada y que puedo trabajar y entonces vuelve la angustia.”

Esa misma mañana, empezó otro cuaderno muy diferente, cuyo objetivo era registrar de forma minuciosa sus experimentos. Durante diez meses, describió e ilustró, los diferentes instrumentos empleados y anotó los parámetros a los que se realizaban las pruebas así como los pequeños ajustes llevados a cabo en caso de repetición. Escritos precisos y analíticos, que parecen escritos por otra persona, por la científica fría y distante que mostraría al mundo, a partir de entonces.

En el laboratorio se impuso una tarea prioritaria: dejar constancia para la posteridad de los logros de Pierre. Para ello, se centró en la investigación en substancias radiactivas verificando algunos de los hallazgos de su marido y terminó el libro que este había dejado a medias negándose a que se le atribuyera mérito alguno por el mismo. También preparó de forma minuciosa la edición de Oeuvres de Pierre Curie, compendio para el que redactó la introducción y escribió su biografía. En esta última citó algunos de los elogios que los amigos y colegas de Pierre le habían dedicado al difunto.

Paul Langevin, amigo y estudiante, explicó que «mis mejores recuerdos de mis años escolares son los de momentos que pasaba de pie delante de la pizarra en la que se complacía en hablar con nosotros, para despertarnos ideas fructíferas, y en la discusión de la investigación que se formaba a nuestro gusto por las cosas de la ciencia». Henri Poincaré recordó un pasado más cercano, la noche antes de su muerte cuando se sentó a su lado, «y habló conmigo sobre sus planes y sus ideas«. Lamentaba el «accidente estúpido, que se llevó al hombre que estaba en mejores condiciones para entender la «grandeza de la inteligencia humana«.

Su voluntad por darle a Pierre el reconocimiento que merecía se ve reflejada en las páginas que contienen a la verdadera Manya “Sólo vivo para tu recuerdo y para que te sientas orgulloso de mí”

Cada texto del diario evidencia su profundo dolor. Incluso la primavera era una amenaza, un insulto a su sentimiento de pérdida. “Quiero decirte que ya no me gustan el sol y las flores; su vista me hace sufrir. Me siento mejor en los días sombríos, como el de tu muerte, y si no odio el buen tiempo, es porque mis hijas lo necesitan… Me paso los días en el laboratorio, eso es lo único que sé hacer…Estoy mejor allí que en cualquier otro sitio” y “Nunca seré capaz de reír sinceramente hasta el fin de mis días”. Empezó a contemplar su propia muerte como una liberación. “Ando como si estuviera hipnotizada sin prestar atención a nada. No me mataré, no deseo ni siquiera suicidarme. Pero entre tantos vehículos, ¿no habrá alguno que me permita compartir la suerte de mi amado?” Le confesó que “la casa, las niñas y el laboratorio son mis constantes preocupaciones”.

La herida permanecía abierta. No se trataba únicamente del vacío que hubiera dejado, la culpabilidad agudizaba el sufrimiento y era tan honda que incluso se avergonzaba de sonreír ante alguna expresión graciosa de sus hijas. Se castigaba por no haber ido al laboratorio con Pierre cuando se lo pidió aquella última mañana. Su respuesta brusca y desagradable, le causaba una angustia inmensa:

“Cuando te fuiste, lo último que te dije no fue una frase de amor y ternura… Nada ha perturbado más mi tranquilidad”.

Georges Gouy fue el asesor financiero de Marie. Esta no poseía ninguna suma de capital destacable pero en los laboratorios de Pierre había algo tremendamente valioso: el radio. George Gouy le aconsejó que solicitase el asesoramiento de un empresario competente para gestionar los problemas que pudiesen surgirle por la posesión de dicho elemento. Pero ella desoyó a todos aquellos que le aconsejaron quedarse con él, a pesar de que hubiese asegurado el futuro de sus hijas. No tenía ningún interés en obtener beneficios personales y lo donó al laboratorio.

Marie nunca permitió que se volviera a nombrar a Pierre. Fue gracias a su abuelo que las niñas conocieron mejor a su padre, gracias a las historias y anécdotas que les explicaba cuando se ausentaba Marie. Esta, inmersa en su calvario personal, no fue consciente del dolor que sentía Irène ni hasta qué punto le había sobrepasado la situación. No le otorgó ninguna importancia a la ansiedad y la angustia que embargaban a la niña cada vez que su madre salía a la calle, ni a las noches que se despertaba con pesadillas preguntando ¿Mé (mamá) no está muerta también? . Sobre ella escribió: “No habla de su padre… Ya no parece pensar en ello, pero preguntó por la foto de su padre que habíamos quitado de la ventana del dormitorio”

En casa, todo les recordaba a Pierre por lo que la familia en pleno decidió mudarse a Sceaux, cerca de las tierras donde había crecido Pierre. En el nuevo hogar, que no entusiasmaba a Marie, podrían disfrutar del aire libre. Su abuelo cultivaría un jardín y las niñas tendrían su propio parque infantil. Todavía estaba aturdida por la pérdida pero el traslado fue un paso necesario.

El 11 de mayo de 1906, cuando todavía no había transcurrido un mes de la muerte de Pierre, Georges Gouy y Paul Appell quisieron ayudarla gestionando los trámites para ofrecerle una pensión nacional. Pero ella la rechazó, creía que era demasiado joven para aceptarla, que tenía capacidad suficiente para mantenerse a sí misma y a sus hijas. El New York Times, sin embargo, desconocedor de la negativa de la física informó que «el Consejo de Ministros ha decidido que el Ministro de Educación introduzca un proyecto de ley en la Cámara de Diputados para otorgar una pensión para la viuda e hijos del profesor Curie, el descubridor del radio, que murió en París el pasado jueves al ser atropellado por un carro en la Place Dauphine«. Este periódico de EEUU parecía tener predisposición por informarse a medias y había olvidado el papel de Marie en el descubrimiento del radio.

Era un momento importante en el que debía pensar en su propia carrera profesional y en el futuro de las tareas que desempeñaba Pierre. Pero ella aún no se sentía con fuerzas para tratar estos asuntos. Así que su familia y amigos se pusieron manos a la obra. Para empezar informaron al decano de que Marie, por aquel entonces asistente de Pierre, era el único físico francés capacitado para sucederle. La respuesta por parte del Consejo de la Facultad de Ciencias no pudo ser mejor, pese a que ninguna mujer había ocupado esa posición, decidió de forma unánime ofrecerle la cátedra (aunque el puesto tardó dos años en reconocerse oficialmente). Y no sólo eso sino que también se le dio la cátedra creada especialmente para Pierre, que este sólo había ocupado dieciocho meses. Casi un mes después de la muerte de su marido, Marie escribió en su diario que había sido nombrada oficialmente su sucesora. No hubo más entradas en el diario entre junio y noviembre.

“Me han propuesto que ocupe tu lugar, Pierre mío… He aceptado. No sé si es bueno o malo. Tú me decías a menudo que te habría gustado que diera un curso en la Sorbona. Además, me gustaría al menos hacer un esfuerzo para continuar tu trabajo. A veces me parece que esa es la manera en que me resultará más fácil vivir; otras me parece que estoy loca por llevarlo a cabo.”

A mediados de junio sucedió lo que en un momento u otro tenía que ocurrir. Marie reconoció al fin que Pierre no volvería nunca más. Esa noche le pidió a Bronia que la acompañase a su dormitorio. Tomó un paquete de la alacena y lo abrieron entre ambas. Su interior contenía un paño blanco que envolvía las ropas que llevaba Pierre el día de su muerte. Estaban todas manchadas de sangre y barro seco. Con un par de tijeras Marie comenzó a destrozarlas y a arrojarlas al fuego. Hasta que se detuvo de pronto al encontrarse algunos fragmentos de tejido cerebral. No pudo seguir y deshaciéndose en lágrimas, empezó a besarlas. Bronia tomó el relevo y no permitió que su hermana se viniese abajo. Agarró las tijeras y prosiguió cortando y quemando los restos de ropa. Era necesario empezar una nueva etapa y Marie tomó esa determinación, se concentraría en su familia remanente y en la ciencia. Pero la alegría tardaría mucho tiempo en regresar a su rostro.

Se preparó a fondo para impartir el curso de Pierre en la Sorbona. Destinó a ello casi todo el verano y principios del otoño. Era muy consciente de que sería observada con lupa. Estaba en juego un tema que transcendía el ámbito académico y que le confería una responsabilidad extra. Siendo la primera mujer en dar una clase en la Sorbona, su éxito demostraría que se podía contar con profesoras en las universidades de más prestigio. Conclusión obvia que a algunos científicos de la época les resultaba incómoda.

La clase de Marie empezaba a la una y media de la tarde pero a las diez de la mañana del 5 de noviembre de 1906, cientos de personas ya hacían cola delante de la puerta de la sala de conferencias de Física de la Sorbona. Los motivos que movilizaron a tal cantidad de asistentes fueron diversos: la búsqueda de conocimiento, el apoyo personal y profesional, las reticencias respecto a las mujeres como docentes o la contemplación de un drama. Algunos imaginaban una Marie Curie destrozada que entre sollozos dedicaría unas emotivas palabras a Pierre. Individuos que desconocían por completo el carácter de la física que ya se había construido una máscara de frialdad para enfrentarse al mundo

Las puertas de la sala de una capacidad para ciento veinte personas, se abrieron a la una y cuarto de la tarde. Cientos de personas se precipitaron al interior. Entre ellas dos invitados de excepción, el doctor Eugène Curie e Irène. La niña, agarrada a la mano de su abuelo, había querido asistir a ver a su adorada madre.

La multitud tenía la vista puesta en dos grandes portones de entrada situados delante de la sala, detrás del banco rectangular en el que Pierre daba clase y mostraba sus experimentos. Esperaban una entrada triunfal que no se dio. La entrada de Marie pasó desapercibida en un principio puesto que entró por una puerta del fondo. La audiencia no irrumpió en aplausos hasta que su figura vestida de negro llegó a la mesa. Cuando cesó la ovación, Marie empezó a hablar con voz fría, sin rastro alguno de emoción.

Marie Curie impartiendo clase en la Sorbona

«Cuando examinamos los progresos que hemos realizado recientemente en el campo de la física, en un periodo de tiempo de sólo doce años, nos sorprende ciertamente una evolución que ha alimentado ideas fundamentales sobre la naturaleza de la electricidad y de la materia. Esta evolución se ha debido, en parte, a una minuciosa investigación de la conductibilidad eléctrica de los gases, así como al descubrimiento y al estudio de los fenómenos de la radiactividad.»

Su clase comenzó en el sitio exacto en que la había dejado Pierre. Pero pocos fueron quienes repararon en ello. La profesora Curie fue seca y distante, pero la verdadera Marie lo vivió de una manera muy intensa. Las pruebas, una vez más, están en el diario:

“Ayer di mi primera clase en sustitución de mi Pierre. ¡Qué pena y qué desesperación! Te habría encantado verme de profesora de la Sorbona y yo misma la habría dado gustosamente para ti, pero darla en tu lugar, Pierre mío, nadie podría soñar nada más cruel. Cómo sufrí con ello y qué deprimida estoy. Pienso de veras que ha desaparecido toda mi voluntad de vivir y no me queda nada más que el deber de criar a mis hijas y la voluntad de continuar el trabajo que he aceptado. Es posible que también el deseo de demostrar al mundo y sobre todo a mí misma que aquello que tú amabas tanto tiene algún valor real.

También tengo la vaga esperanza, pero ¡ay! muy vaga, de que quizá tú conozcas mi triste vida y el esfuerzo y que estés agradecido, y de que yo te encuentre quizá más fácilmente en el otro mundo si existe… Esa es ahora la única preocupación de mi vida. Ya no puedo pensar en vivir para mí, ni quiero ni puedo, ya no me siento viva ni joven, ya no sé qué es la alegría y ni siquiera el placer. Mañana cumpliré 39 años…”

Cinco años más tarde, Marie abandonó el luto. Mantuvo un romance con el exalumno y colaborador de su marido Paul Langevin que le acarreó situaciones dolorosas y desagradables, como el chantaje por parte de la mujer de Langevin de publicar las cartas que le había robado. Se puso en entredicho su reputación, fue denostada por la prensa y atacada por antiguos amigos de Pierre y enemigos propios que le solicitaron que abandonase Francia. Incluso la concesión de su segundo Premio Nobel se vio ensombrecida por este asunto. Por fortuna, personas como el hermano de Pierre o algunos de sus colegas, siempre permanecieron a su lado. Su dolencia renal se agravó y fue llevada al hospital 18 días después de la conferencia del Nobel. Mientras guardaba reposo aislada del mundo, cayó en una profunda depresión. Sentía que había deshonrado el nombre de Curie.

Finalmente, a principios de diciembre de 1912, retomó su trabajo experimental. Su relación amorosa con Langevin había terminado y abandonó definitivamente el “Maria Slodowska” que había empleado de forma ocasional aquel último año, con el consiguiente disgusto de Irène. A partir de entonces, tal y como figura en el libro de homenaje a su marido “La radiologie et la guerre”, volvió a firmar y sentirse la “Señora de Pierre Curie”.

BIBLIOGRAFÍA

“Marie Curie y la radiactividad” J. M. Sánchez Ron

«Marie Curie, genio obsesivo» Barbara Goldsmith

«Marie Curie» Peter Ksoll y Fritz Vögtle

«Marie Curie y su tiempo» J. M. Sánchez Ron

«Marie Curie. Una biografía» Marilyn Bailey Ogilvie

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Una idea revolucionaria (para «Post de nuestros socios» de ADCMurcia)

Publicado el 03/11/2013 por Laura Morrón Ruiz de Gordejuela

He tenido el honor de publicar en la nueva sección «Post de nuestros socios» de la ADCMurcia. Me hace especial ilusión porque es una manera de sentirme más partícipe de este proyecto, al que cada vez tengo más cariño y que ya es el mío propio.

Me hice socia por el placer de formar parte de algo grande que acercaba la ciencia a la gente, que la llevaba a los bares, a la calle. Pero conforme pasa el tiempo cada vez es más lo que recibo por su parte y me doy cuenta de que las distancias no son tales.

Estoy aprendiendo mucho de los socios, de sus experiencias, ideas e iniciativas y me gustaría que cada vez fuésemos más. El objetivo no es otro que transmitirle a la gente la pasión por la ciencia y necesitamos personas como tú para conseguirlo. ¡Te esperamos!

Post original publicado en ADCMurcia

El 17 de enero de 1923 en el aeródromo de Getafe, el invento de Juan de la Cierva, surcó el cielo. El autogiro modelo C.4., pilotado por su gran amigo el teniente Alejandro Gómez Spencer, voló una distancia de 183 m. Once años antes, el inventor, junto a José Barcala y Pablo Díaz, ya había contribuido en la historia de la aviación construyendo un pequeño planeador de fabricación artesanal, designado como BCD-1, que fue el primer aparato español en volar durante un periodo de tiempo apreciable.

En esta entrada trataremos de seguir los razonamientos que llevaron a Juan de la Cierva al diseño del autogiro. Como en tantas ocasiones, las realizaciones prácticas, basadas en la intuición y experimentación, fueron muy por delante de las justificaciones teóricas. Por ello, no analizaremos la teoría del vuelo y la sustentación en profundidad [*] sino que explicaremos, de forma sencilla, porqué vuela un cuerpo y qué produce su caída incontrolada. La seguridad de la naciente aviación era un tema que preocupaba enormemente a nuestro protagonista.

Juan de la Cierva nació en Murcia el 21 de septiembre de 1895. Pertenecía a una familia de clase alta. Su padre, el abogado, político y empresario Juan de la Cierva y Peñafiel era el alcalde de Murcia. Más tarde se convirtió en gobernador civil de Madrid y se trasladaron a vivir a la capital. Y ahí no acabaron los cargos del patriarca, que fue ministro de la Monarquía en cuatro ocasiones. Por lo que al niño se refiere, se educó en el Colegio de los Maristas y, ya desde muy pequeño, se mostró como un apasionado de la Aeronáutica. Siendo todavía un adolescente fundó, junto a sus amigos José Barcala y Pablo Díaz, la sociedad B.C.D., que fue pionera en el desarrollo aeronáutico en España. Construyeron varios planeadores y, en 1912, uno de los primeros aeroplanos españoles que volaron bien. El biplano BCD-1, apodado el Cangrejo, fue pilotado por el reputado piloto francés Mauvais y llevó un pasajero a bordo. La colaboración de la “pandilla” no duró mucho y un año después, voló su último proyecto conjunto, el monoplano BCD-2.

Dado que en España no existía la titulación de Ingeniería Aeronáutica, decidió graduarse en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos. Por fortuna, la sólida formación recibida en Matemáticas y Física le permitiría abordar los problemas de la nuevas tecnologías y desarrollar con rigor los cálculos necesarios para crear sus inventos. El siguiente fue el bombardero trimotor C.3 que era el primer avión polimotor español y uno de los primeros en el mundo. Lo diseñó como proyecto final carrera y lo presentó al concurso convocado por el Servicio de Aeronáutica Militar español en 1919 para actualizar sus efectivos. El prototipo se construyó, pero en un vuelo de ensayo pilotado por el capitán Julio Ríos Agüeso, que carecía de experiencia con aviones plurimotores, el avión se estrelló y quedó destruido. El piloto salvó la vida pero la tragedia marcó al inventor. Tenía que encontrar la forma de crear aeronaves más seguras.

Biplano BCD-1 Cangrejo

Para que un objeto vuele su forma es crucial. Si nos fijamos en las alas de un avión o en las de un pájaro, vemos que se caracterizan por ser casi planas, muy delgadas y con las caras superior e inferior ligeramente curvadas. Vistas desde arriba, las de los aviones suelen parecer trapezoidales, aunque para mejorar su rendimiento alguna vez se han construido con forma elíptica, como en el célebre caza británico Spitfire durante la segunda guerra mundial.

Estos cuerpos vuelan sin precipitarse al suelo debido a una fuerza denominada «sustentación» que surge como resultado de diferentes fenómenos físicos que se producen en el movimiento relativo entre el objeto sólido y el flujo de aire. Su dirección es perpendicular a la de la corriente y, por tanto, su componente vertical tiene el sentido contrario al de la gravedad, que, por otra parte, no es la única en ponérselo difícil al cuerpo volador. También existe una fuerza resistiva que se opone a su movimiento de avance. Además, a esta resistencia de la parte del objeto que, por su forma, presenta sustentación (por ejemplo las alas de un avión) se añade la debida al rozamiento del resto del aparato frente al viento relativo (cabina, fuselaje, etc.). El producto entre la resistencia y la distancia recorrida nos da la energía que se pierde debido a este efecto.

Así pues, las características geométricas del ala deben optimizarse de manera que se obtenga la máxima sustentación con el mínimo consumo de energía y aquí juega un papel decisivo el perfil alar, es decir, la sección transversal del ala. Tanto los ensayos en túneles aerodinámicos, las simulaciones, cómo los cálculos han permitido grandes avances en el diseño de perfiles eficientes, pero siempre existe una cierta resistencia que se debe vencer aportando energía al aeronave.

Para conocer mejor las características de la fuerza que debemos comunicarle, es importante tener en cuenta que la sustentación depende esencialmente del cuadrado de la velocidad relativa entre el ala y el aire y de lo que se conoce como «ángulo de ataque». Este ángulo, tal y como muestra la figura, corresponde al ángulo que forman la cuerda geométrica del perfil alar con la dirección del aire incidente. La sustentación aumenta con el valor de éste ángulo, hasta alcanzar un valor crítico en el que cae bruscamente debido a una gran perturbación del flujo de aire, que «se despega» de la superficie. Este fenómeno se conoce como «entrada en pérdida». Si suponemos todos los parámetros constantes, podemos expresar la sustentación como:

Así pues, el equilibrio se obtiene cuando nuestra fuerza motriz (empuje) producida por el conjunto motor-hélice, o motor a reacción, compensa la resistencia al avance y es suficiente para que el aeronave alcance una velocidad tal que genere una sustentación S igual al peso total de la aeronave. Si la velocidad está por debajo de un valor crítico, la sustentación no será suficiente para compensar la gravedad.

Perfil alar y ángulo de ataque

Con las ideas expuestas ya podemos entender por qué un aeroplano cae cuando falla o se para el motor (en los tiempos de Juan de la Cierva la mayoría de aviones eran monomotores a hélice). Al perder el empuje, la resistencia no se ve contrarrestada por nada y la energía necesaria para mover el avión se toma de su propia energía cinética y potencial. Por tanto se reduce la velocidad y cuando llega al valor crítico, no es suficiente para sustentar el aparato y éste entra en pérdida. En esta situación, si el piloto intenta recuperar velocidad haciendo un «picado», pierde energía potencial dirigiéndose directamente a la catástrofe. Se precisa una gran habilidad y circunstancias favorables para recuperar el vuelo de un aeroplano una vez que ha entrado en pérdida.

Esta era la principal preocupación de nuestro inventor, en especial tras la conmoción que le había causado el accidente de su amigo Julio Ríos Agüeso. De la Cierva tuvo claro enseguida que la entrada en pérdida era debida a que, con un aparato de ala fija, la velocidad relativa al viento que garantizaba la sustentación venía determinada por la velocidad de traslación de la propia aeronave. La clave parecía ser dotar al ala de una velocidad suficiente, aun con el avión parado o prácticamente inmóvil.

En palabras del propio inventor, dichas en la conferencia que pronunció en la Cámara de Comercio de Barcelona en 1934:

“Las dos cualidades fundamentales de esa máquina voladora que entonces no existía, que había de cumplir para satisfacerme, eran, primeramente, que ni su sustentación, ni su estabilidad, ni su mando fueran dependientes de la velocidad de avance. En segundo lugar, y combinada con ésta, que la velocidad de aterrizaje y la velocidad de despegue pudieran ser, si no nulas, por lo menos muy pequeñas…

Llegué a la conclusión, como corolario de estas premisas, de que para asegurar una sustentación, una estabilidad y un mando independiente de la velocidad de avance, las alas sustentadoras del aparato volador deben estar en movimiento con relación al cuerpo del aparato …, en movimiento relativo, con relación al cuerpo del aparato. Sin velocidad, no hay sustentación, ni hay mando, ni hay estabilidad; no hay apoyo en el aire. Si queremos tener sustentación, mando y estabilidad independientemente de la velocidad de translación del aparato, tenemos que hacer que las alas se muevan con relación al aparato.

El único mecanismo que satisface plenamente en todas sus aplicaciones son los movimientos circulares …, la rueda, si queréis. De manera que llegué inmediatamente a la conclusión de que ese movimiento debía ser de giro. Y como, además, era indispensable, para obtener la seguridad, el que las cualidades del aparato, las cualidades de vuelo, que son la sustentación, la estabilidad y el mando, repito, fueran independientes del motor del aparato, era indispensable que esa rotación se efectuase sin intervención del motor.”

La solución consistía en sustituir el ala fija por otra rotatoria, autopropulsada, de forma que en caso de fallo del motor el ala rotatoria aumentase su velocidad de giro -y por tanto la sustentación- a costa de una pérdida controlada de altura (conversión eficiente entre la pérdida de energía potencial del aparato y el aumento de la cinética del ala). El ala giraría por autorrotación, que se define como «el proceso que produce sustentación mediante la libre rotación de perfiles alares a causa de las fuerzas aerodinámicas resultantes de un flujo de aire ascendente». Por ello de la Cierva lo bautizó como «autogiróptero», que más tarde simplificó y patentó como autogiro.

El autogiro se compone de un fuselaje, que constituye el cuerpo del aparato, con un motor de combustión interna en el morro que está acoplado a una hélice y constituye el sistema motriz. En la parte superior, por delante de la cabina se halla una estructura en forma de torreta ligeramente inclinada hacia atrás, que contiene el eje de giro del rotor. Éste está constituido por varias palas (generalmente entre 2 y 5) con una sección transversal adecuada para generar la fuerza de sustentación, montadas en un cojinete (buje) que gira respecto al eje. Además suele disponer de un tren de aterrizaje de tipo triciclo, con la rueda posterior orientable para poder girar en tierra. Según los modelos, se encuentran además planos horizontales y verticales que actúan como timones de control. En la cabina del piloto se hallan los sistemas de mando así como la instrumentación.

Si se para el motor, el aparato desciende suavemente gracias a la autorrotación porque la pérdida de altura sigue generando una corriente de aire ascendente con relación al rotor.

Diagrama vectorial

Los dibujos y fotografías de la época muestran un tipo de aeronave muy parecida a un avión monoplano de ala alta, en el que ésta ha sido sustituida por el rotor. De hecho, los autogiros solían construirse a partir de aviones existentes, de los que se aprovechaba gran parte de piezas y por ello tenían ese aspecto característico.

Entre 1920 y 1923, Dde la Cierva proyectó y calculó una serie de modelos de autogiro, para lo cual elaboró la teoría y el aparato matemático necesarios, ya que no había estudios previos sobre la autorrotación. Era una persona muy apreciada que contaba con una excelente preparación. Es conocida su admiración por el gran matemático Julio Rey Pastor y la intensa comunicación que mantuvo con el ingeniero industrial y doctor en matemáticas Pedro Puig Adam. Entre los numerosos documentos que nos han llegado, está su libro, «Engineering Theory of the Autogiro» que fue publicado en 1929, por la empresa que había fundado en Gran Bretaña, en una edición de tirada reducida.

Los modelos a escala natural, ideados en esos años, los C.1, C.2 y C.3, no llegaron a volar. Esto, en un principio, desanimó a De la Cierva pero siguió adelante diagnosticando los problemas que existían y encontrando sus respectivas soluciones.

El primer y mayor problema con el que tuvo que enfrentarse fue la tendencia al vuelco que imposibilitaba ganar altura y realizar un vuelo estable. La causa era la sustentación asimétrica que presentaba el rotor. Al avanzar el autogiro y girar sus palas, las que giraban hacia el viento contaban con una mayor velocidad relativa que las que lo hacían en contra. Como ya se indicó, la fuerza de sustentación es proporcional al cuadrado de la velocidad, por lo que se producía un par de fuerzas (diferente magnitud) entre las palas que estaban a ambos lados que facilitaba el vuelco, abatiendo el aparato. El segundo problema era el efecto giroscópicode las masas de las palas al girar rígidamente unidas al buje, en lo alto de la torreta. Esto dificultaba el gobierno del aeronave.

Modelo Reducido

Lo más sorprendente es que los modelos construidos a escala reducida, volaban perfectamente, en tanto que sus hermanos mayores apenas lograban dar algún salto, inferior a dos metros. Extrañado por este hecho, De la Cierva empezó a investigar las diferencias entre los rotores de pequeño y gran tamaño, y se dio cuenta que las aspas de los modelos estaban construidas con listones de bambú y papel japonés, mucho más flexible que los materiales empleados en los aparatos reales. Dedujo que esta flexibilidad era lo que absorbía la diferencia de sustentación entre las alas de ambos lados.

Cuenta la leyenda que la solución definitiva para su “creación” le surgió mientras asistía con su esposa a una ópera en la que aparecían molinos de viento, a un concierto o a una boda (según la versión que se elija). Durante el evento no pudo dejar de cavilar sobre el problema hasta que dio con una solución realmente creativa: había que articular, en sentido vertical, la unión entre las aspas y el buje, de manera que estas fuesen libres de subir o bajar. En este rotor articulado, las aspas que tuviesen más sustentación se levantarían, disminuyendo su ángulo de ataque y, en consecuencia, la propia sustentación. Mientras que, en la aspas opuestas, ocurriría justamente lo contrario. Se había conseguido un sistema auto-estable que, además, al contar con menos rigidez, mitigaba el efecto giroscópico que sería solucionado más adelante.

Llegados a este punto podría surgirnos una duda inquietante… Si las aspas eran libres de tomar la posición en sentido vertical, ¿no cabría esperar que, por acción del viento que atravesaba el rotor, se plegasen hacia arriba como un paraguas?. La objeción no carecería de lógica, pero de la Cierva la rechazó a priori calculando que a las velocidades de rotación a las que debía funcionar el rotor, la fuerza centrípeta era de 8 a 10 veces superior a la fuerza vertical, por lo que la resultante, que determinaba la posición de equilibrio de las aspas, era prácticamente horizontal.

Juan de la Cierva patentó el autogiro en 1920 y hasta 1923 realizó en él sucesivas mejoras. Como hemos explicado en un inicio, la primera aeronave sobrevoló el aeródromo de Getafe (Madrid) el 17 de enero de 1923. El 31 del mismo mes en Cuatro Vientos, el C.4 realizó un vuelo circular de unos 4 kilómetros de longitud en 3 minutos y medio a una altitud de 25 metros, según certificó el comandante jefe del Laboratorio, Emilio Herrera, Comisario Deportivo de la F.A.I.

Durante los vuelos de prueba de esos días, el C.4 sufrió un accidente que probó, en circunstancias reales, la seguridad intrínseca del diseño. El 20 de enero el motor se detuvo en pleno vuelo y el autogiro se encabritó. Eso hubiese sido fatal para cualquier avión, pero en el caso del autogiro, la autorrotación de las alas hizo posible que el piloto pudiese aterrizarlo sin consecuencias.

De la Cierva supo hacer publicidad de su invento y este tuvo una gran acogida. Había satisfecho sus aspiraciones y objetivos y tenía ganas de hablarle a todo el mundo de la “sutileza física” que había logrado. Sirva de ejemplo uno de los piropos que le dedicó al autogiro en una conferencia:

“….Como las aspas del rotor giran lo bastante deprisa para que en vuelo, vistas de cerca, desaparezcan, resulta que es muy poquito menos que volar en el tapiz mágico de Aladino.”

Al C.4 siguieron el C.5 de tres palas, el C.6 y el C.7, que iban incorporando nuevas mejoras tecnológicas a medida que se producían. El invento llegó a oídos de otros países, que enseguida mostraron su interés. La Exposición Internacional Aeronáutica de París lo aplaudió y se trasladó a Londres donde fundó en marzo de 1926 la Compañía «Cierva Autogiro Company», con la ayuda de inversores británicos, para explotarlo comercialmente. Los autogiros que se fabricaron pertenecían al modelo C-6 y fueron adquiridos por el Ministerio del Aire británico.

Uno de estos modelos fue protagonista de una demostración palpable de la seguridad en caso de accidente. El 7 de enero de 1927, cuando se encontraba a 30 m de altitud, una de sus palas se desprendió del buje por rotura de la articulación. El autogiro empezó a descender suavemente a una velocidad poco superior a la de un descenso normal en autorrotación, pero cuando se hallaba a sólo 6 m de altitud, se desprendió una segunda pala. Aún así, el piloto sólo sufrió magulladuras leves. El inventor, a quien siempre le había preocupado y motivado la seguridad pudo comprobar que su aparato cumplía las expectativas.

Sin embargo, el accidente tuvo un lado negativo. Se redactó una orden prohibiendo todos los vuelos de autogiros en el Reino Unido hasta que se demostrase que se había encontrado la solución al desprendimiento de las palas. De la Cierva tuvo que volver a España para hallarla y lo hizo. La forma de evitar sobresfuerzos cíclicos en las uniones buje-pala, era montar una segunda articulación que permitiese que el aspa oscilase dentro del plano de rotación. De esta manera también se reducía el efecto giroscópico, se conseguía un vuelo más suave y la nave resultaba más fácil de pilotar.

El C.9 fue el primer autogiro proyectado íntegramente como tal, sin utilizar el fuselaje y piezas de algún avión pre-existente. El rotor, con un diámetro reducido a la mitad de lo habitual, tenía cuatro palas, y su forma recordaba un remo.

Siguieron los avances, en especial en el diseño del rotor, la parte esencial de un autogiro. Se añadió un mecanismo para inclinar la cabeza del rotor y otro para variar el ángulo de ataque de cada aspa individualmente con lo que podían controlarse los tres ejes del aparato con un sólo mando directo, sin necesidad de planos ni alerones. Así, el piloto, con una palanca de mando, podía controlar el vuelo actuando directamente sobre los parámetros del rotor. Estos dos progresos resultaron esenciales para el control de los futuros helicópteros.

Uno de los mayores inconvenientes del autogiro, era su incapacidad para despegar verticalmente. Aunque la carrera de despegue era muy reducida en comparación con un avión, no se podía suprimir del todo. Para tratar de solucionar el problema se ensayaron diversas opciones, desde hacer girar a mano el rotor, en los aparatos más pequeños, hasta desviar el flujo de aire producido por el motor para dirigirlo al rotor y provocar su giro mediante un diseño de la cola que se conoció como «cola de escorpión» por su forma curvada. La solución fue la técnica conocida como «despegue en salto», que consistía en hacer girar el rotor a una velocidad superior a la mínima de autorrotación y despegar utilizando la sustentación generada. Para conseguir esta rotación inicial se usaron diversos métodos, más convencionales, como acoplar el rotor al motor mediante un embrague o menos, como colocar cohetes en los extremos de las alas para conseguir la elevación inicial.

El autogiro seguía haciendo historia. Harold Pitcairn adquirió los derechos de fabricación del autogiro en Estados Unidos en 1928 y este aterrizó en la Casa Blanca de Washington en un vuelo de exhibición. El 19 de septiembre de 1928 el autogiro modelo C.8, pilotado por el propio Juan de la Cierva y con Henry Bouché a bordo, cruzó el Canal de la Mancha. Ello le supuso la gloria internacional y una publicidad inmejorable. El autogiro ya era mayor de edad.

El incesante progreso que De la Cierva imprimió a su creación se refleja en la gran cantidad de modelos construidos -más de 70- según el propio inventor, entre 1923 y 1931, así como el número y valor técnico de las patentes que consiguió. No estuvo tan acertado en el plano comercial, ya que toda su prioridad era esencialmente técnica y la explotación lucrativa quedaba relegada a un segundo plano. Aun así, hemos visto que en 1926 fundó la «Cierva Autogiro Company» en el Reino Unido. Para fundar su hermanita americana «Cierva-Pitcairn Autogyro Company of America», contó con un socio de excepción, el constructor de aviones Harold F. Pitcain, quien, con la mentalidad americana de los negocios, fue probablemente el mayor promotor de la venta de autogiros.

Leyenda: El Autogiro de Juan de la Cierva aterrizó en el campo de Manises el 24 de marzo.

A finales de 1936 nadie dudaba que el autogiro fuera una realidad y que todavía quedara mucho terreno por explotar; de hecho, La Cierva tenía en mente autogiros de gran capacidad para transporte de pasajeros y/o carga. Pero también tenía otras ocupaciones heredadas, probablemente, de la posición política y económica familiar. La más destacada, sin duda, la contratación del Dragón Rapide que trasladaría al general Franco de Canarias a África. Pero hubo más misiones como embajador oficioso y agente de compras. Una de ellas acabaría con los sueños que tenía para su invento. Bastaron tan sólo unos segundos para que todo se viniese abajo en la mañana del 9 de diciembre. La intensa niebla del aeropuerto de Croydon hizo retrasar el vuelo DC-2 (PH-AKL) de KLM, pilotado por el capitán Hautmeyer y con destino Amsterdam. Finalmente, pasadas las diez, el avión despegó a pesar de que la visibilidad era escasamente de 8 o 9 metros. El piloto se desvió ligeramente a la izquierda de la línea blanca de la pista y las consecuencias fueron fatales para 14 de los 16 pasajeros a bordo, entre los que se encontraba Juan de la Cierva, quien había tenido serias dificultades para conseguir pasaje.

La muerte del inventor y la falta de su innato entusiasmo y creatividad pesaron como plomo en el futuro del autogiro, al que tantos esfuerzos, energías y sacrificios, había dedicado. Aunque durante la Segunda Guerra Mundial se emplearon autogiros, fabricados bajo licencia de sus patentes, por parte de las fuerzas de Francia, Reino Unido, Estados Unidos y Japón, el declive resultó imparable. El helicóptero ganó la partida por adaptarse mejor a las necesidades militares y, durante los largos años de guerra fría, se invirtieron sumas ingentes para su desarrollo como aparato de combate. Pocas aplicaciones quedan hoy en día para el autogiro, a pesar de ser perfectamente apto, más seguro y económico para muchas prácticas en las que se emplean otros aparatos. En la actualidad, su mayor campo es la aviación deportiva pues sus características se adaptan muy bien a la construcción por parte de aficionados con conocimientos. Fue un invento innovador y revolucionario que prueba el talento, ingenio y pasión que sentía por la aeronáutica Juan de la Cierva, una persona de ideas conservadoras en tiempos políticos turbulentos. Un reputado hombre de ciencia con fama de sabio distraído cuya categoría profesional estaba por encima de esas cuestiones. Un ilustre inventor murciano que no debe caer en el olvido.

Leyenda: Autogiro C.30 de Juan de la Cierva

BIBLIOGRAFÍA

“Autogiro : Juan de la Cierva y su obra” José Warleta; Instituto de España. Editorial: Madrid : Instituto de España, 1977.

“Genios murcianos de la Ingeniería y Arquitectura. Juan de la Cierva” Tecnologías del Siglo XXI. Aula Senior. Mariano Alarcón García

“Juan de la Cierva y Codorníu” José Antonio Postigo. Fundación INTEGRA

“Juan de la Cierva inventor del Autogiro” I.E.S Satafi. Proyecto Comenius, 2003 – 2004

“Rediscovering the Autogiro: Cierva, Pitcairn and the Legacy of Rotary-Wing Flight” Bruce H. Charnov

“Autogyro History and Theory”

[*] En caso de estar interesados en la teoría del vuelo y la sustentación, en las entradas siguientes podéis encontrar el tema con un tratamiento detallado y riguroso:

– Así vuela un avión y ojalá por fin se aclare el tema de una vez por todas de Arturo Quirantes

– Así vuela un aviónLa Pizarra de Yuri

– ¿Por qué vuela un avión? Microsiervos

– Unos apuntes sobre “así vuela un avión” Enchufa2

– Bernoulli no explica por qué vuelan los aviones (o sobre la circulación alrededor de un ala y cómo los libros de texto a veces se equivocan) Francis (th)E mule Science´s News

– ¿Por qué vuela un avión? Malaciencia, 14/9/2005

– Bernoulli vs. Newton Malaciencia, 17/9/2005

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Hasta siempre

Publicado el 29/10/2013 por Laura Morrón Ruiz de Gordejuela

by Ricardo Morrón

Sebastià,

Todavía conservo la libreta de física de 7º de E.G.B. Nunca había disfrutado tanto con un profesor ni volví a hacerlo. Nadie ha logrado nunca apasionarme de esa manera por una asignatura. Cada noche les hablaba a mis padres de lo que habías explicado en clase con tanto entusiasmo que no pudieron resistirse y, a final de curso, fueron en horario de visita a darte las gracias. Pero de eso me enteré más tarde.

Decidí hacer física porque no me imaginaba haciendo otra cosa. Tenía que estudiar aquella ciencia que me habías descubierto y que parecía una aventura apasionante. Me prometí a mí misma que cuando fuese mayor y me licenciase te entregaría una copia del título firmado dándote las gracias. Y pude hacerlo.

Años después te sustituí en el colegio y, con el pretexto de contactar contigo para preguntarte por las clases, te conté todo esto, te confesé que eras el mejor profesor que había tenido en mi vida. Y nos hicimos amigos y para mí fue el mejor de los regalos. Todas las veces que quedamos durante estos diez años fueron especiales, me hicieron feliz. Porque eras una persona excepcional en todos los sentidos y alguien que siempre estuvo ahí cuando le necesité.

Me dijiste que te había emocionado la dedicatoria de la entrada de Lise Meitner y la emocionada fui yo. Me hacía mucha ilusión que siguieses este blog porque también es un poco tuyo. Porque fuiste tú quien me comunicó la pasión por la ciencia y quien confió en mí y me apoyó siempre. Hay personas que cambian la vida de los demás y tu cambiaste la mía.

Todavía conservo la libreta de física de 7º de E.G.B. y quería enseñártela la próxima vez pero ya nunca podré hacerlo.

Ya te echo de menos.

Te quiere

Laura

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Llámalo X

Publicado el 24/10/2013 por Laura Morrón Ruiz de Gordejuela

“Desde hace ya bastante tiempo venía interesándome por los rayos catódicos, en la forma en que habían sido estudiados por Hertz y especialmente por Lenard: en un tubo de vacío. Con gran interés había seguido sus experimentos, así como los de otros físicos y me había propuesto realizar yo mismo algunos ensayos al respecto en cuanto tuviera tiempo. A fines del mes de octubre de 1895 lo conseguí. No hacía mucho que había comenzado con mis ensayos, cuando observé algo nuevo. Trabajaba con un tubo de Hittorf-Crook envuelto completamente en un papel negro. Sobre la mesa, al lado, estaba colocado un pedazo de papel indicador de platinocianuro de bario. Hice pasar a través del tubo una corriente y noté una curiosa línea transversal sobre el papel…

El efecto era tal que, con arreglo a las ideas de entonces, solamente podía resultar de la radiación de la luz. Pero era totalmente imposible que la luz proviniera de la lámpara, puesto que, indudablemente, el papel que la envolvía no dejaba pasar luz alguna, ni siquiera la de una lámpara de arco.”

Röntgen en una entrevista que concedió a un periodista

La historia del descubrimiento de los rayos X se remonta hasta los primeros años del siglo XVIII. En 1709, Francis Hauksbee, curator de experimentos y constructor de instrumentos para la Royal Society de Londres, describió en su libro “Physico-Mechanical Experiments on Various Subjects”, la observación de un resplandor fosforescente en un recipiente de vidrio cuando se extraía del mismo el aire mediante una bomba de vacío, se introducían unas gotas de mercurio y se agitaba. Fenómenos similares ya habían sido detectados con anterioridad en los tubos barométricos de Torricelli.

La invención de la bomba de vacío hacia el 1650, adjudicada a Otto von Guericke, fue esencial para el descubrimiento de los rayos catódicos, los rayos X y la radiactividad. Heinrich Geissler fue uno de los científicos que más contribuyó en la mejora de la misma. Su bomba de 1855 presentaba gran eficacia extrayendo el aire de tubos de vidrio sellados en cuyos extremos se hallaban dos electrodos, el ánodo (positivo) y el cátodo (negativo), a los que aplicaba un elevado potencial eléctrico. Su uso permitía el estudio de las características de los gases cuya presión era cercana al vacío, y cuyas moléculas, por tanto, se encontraban muy alejadas (gases enrarecidos); así como la experimentación de la conducción eléctrica a través de los mismos. Esto último tenía gran interés dado que en aquella época, no se conocía la existencia del electrón, y, en consecuencia, no se tenía ni idea de cómo podía circular corriente eléctrica en el vacío. Por lo que a las observaciones se refiere, su grado de vacío todavía era relativamente bajo, para detectar fenómenos más allá de una atractiva luminosidad.

En 1858, Julius Plücker, catedrático de física de la Universidad de Bonn y colaborador de Geissler, observó que a medida que extraía el gas del tubo, la luminosidad producida por la diferencia de tensión, disminuía de forma progresiva hasta convertirse una delgada envoltura luminosa alrededor del cátodo cuyo color dependía del gas introducido en el tubo. El espacio oscuro que separaba la envoltura luminosa del cátodo aumentaba conforme se hacía mayor el grado de vacío hasta apreciarse sólo un pequeño círculo de luz violeta. En ese momento, en la pared del tubo cercana al ánodo se producía un fenómeno de fluorescencia. Es decir, los átomos de la pared, excitados por el impacto de los electrones altamente energéticos provenientes del cátodo, regresaban a su estado fundamental emitiendo luz.

La siguiente aportación vino de la mano del estudiante de Plücker, Wilhelm Hittorf y de Eugen Goldstein. Ambos descubrieron que los rayos viajaban en línea recta desde el cátodo hacia el ánodo, lo que propició que dejase de hablarse de emisión catódica y se adoptase la expresión introducida por Goldstein Kathodenstrahlen, rayos catódicos (Hittorf utilizó la expresión Glimmstrahlen). El procedimiento que les llevó a esta conclusión consistió en interponer un objeto en la línea que emanaba del cátodo. Una vez conectada la electricidad se producía una sombra bien definida en la fluorescencia del extremo del tubo. El estudio de los rayos catódicos avanzaba a buen ritmo y el físico y químico inglés Sir Willian Crookes, se sirvió de una bomba de vacío mejorada, para reproducir los experimentos de Plücker y Hittford con resultados análogos. A la zona oscura que aparecía en la columna de gas cerca del cátodo la llamó «espacio oscuro de Crookes». Para él, los rayos catódicos eran moléculas del gas encerrado en el tubo que se cargaban negativamente en el cátodo y, a continuación, eran repelidos por este. Sus tubos de baja presión se denominaron «Tubos de Crookes» y fueron los antepasados de las lámparas fluorescentes y de los tubos de neón. Los tubos de brillantes colores alcanzaron una notable popularidad en conferencias y exposiciones relacionadas con los misterios de la nueva ciencia, la electricidad. Se construyeron tubos para fines recreativos y decorativos, conteniendo determinados minerales o figuritas pintadas con materiales fluorescentes que brillaban espectacularmente al aplicarles una tensión elevada.

La naturaleza de los rayos catódicos seguía bajo estudio. El físico alemán Heinrich Rudolf Hertz halló que cuando se hacía incidir en el cátodo luz ultravioleta, la chispa eléctrica que se producía entre ambos electrodos saltaba más fácilmente. Esto, junto a otros fenómenos eléctricos, le llevó a descubrir el efecto fotoeléctrico. Más tarde, Jean Perrin, mejoró los experimentos de Herz y demostró que los rayos catódicos depositaban carga eléctrica negativa en un colector de carga introducido en el tubo.

Phillip Lenard, dio un nuevo paso en 1894, mientras trabajaba como estudiante en la Universidad de Bonn, bajo la dirección de Hertz. En un tubo de Crookes, colocó una delgada ventana de aluminio, incrustada en la pared de cristal, donde quedaban enfocados los rayos catódicos. Como resultado comprobó que el haz de rayos atravesaba la ventana y se propagaba en el aire, a presión atmosférica, hasta una distancia de unos ocho centímetros. Pero eso no es todo. Es importante señalar que, en una de sus experiencias, se dio cuenta de que los rayos atravesaban su mano y colocó una caja de placas fotográficas, debidamente protegidas de la luz, en su trayectoria pudiendo comprobar que habían impresionado la emulsión. Lenard estuvo muy cerca de descubrir los rayos X, pero no se dio cuenta de que al atravesar la ventana de aluminio, una parte de rayos catódicos se convertían en otro tipo de radiación que Röntgen descubriría un año más tarde.

Laboratorio de Roentgen, Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Wilhelm Conrad Röntgen era profesor de física y director del Instituto de Física de la Universidad de Würzburg. Sentía un gran interés por los trabajos de Crookes, Hertz y Lenard. Tanto, que cuando en junio de 1895 consiguió un tubo Lenard y repitió los experimentos, sintió tal impresión que abandonó sus otras investigaciones para centrarse en el estudio de los rayos catódicos. Y era este trabajo el que le ocupaba el 8 de noviembre de 1895. Sus ayudantes habían comenzado el fin de semana y la solitud invadía los pasillos de la Universidad. Se presentaban unos días idóneos para dedicarse a un análisis profundo de las características de los rayos catódicos. Sin embargo, algo sorprendente ocurrió aquella noche que cambiaría los planes de Röntgen y le llevaría a un periodo de búsqueda sin tregua.

Volvía al laboratorio después de un descanso. Había dejado el tubo cubierto con una caja de cartón negro que no permitía el paso de la luz. Röntgen quería detectar los rayos en el exterior del tubo. De las investigaciones de Lenard sabía que podían atravesar finas láminas de aluminio y detrás del ánodo había hecho una pequeña abertura que había cubierto con una hoja de aluminio. Ésta garantizaba la estanqueidad del tubo, siendo a la vez permeable a los rayos catódicos. En la mayoría de ocasiones Röntgen observó la fluorescencia sobre una pantalla colocada muy cerca de la ventana de aluminio. Las observaciones se hacían en la oscuridad, por lo que cubría el tubo con una hoja de papel negro que absorbía la luz emitida durante la descarga.

Esa noche, la pantalla se iluminó como lo había hecho en otras ocasiones pero la diferencia, aquello que dejó al propio Röntgen sin aliento, fue que se encontraba muy alejada de la salida del tubo. A una distancia que hacía imposible que fuesen los rayos catódicos la fuente de iluminación. El físico no podía entender cuál era la procedencia del resplandor y sin acabar de creer todavía lo que veía conectó y desconectó la corriente una y otra vez. Y en cada ocasión volvió a producirse el fenómeno. Estaba decidido a averiguar cuál era la causa de la fluorescencia y para ello se enfrascó en un periodo de actividad experimental desenfrenada durante el cual comió y durmió en el laboratorio.

Durante semanas repitió las observaciones modificando los diversos parámetros que entraban en juego uno a uno. Aumentó la distancia de la pantalla e interpuso todo tipo de materiales entre esta y el tubo y en todos los casos se reprodujo la fluorescencia. Todo parecía confirmar que se trataba de un nuevo tipo de radiación distinta de los rayos catódicos y de la luz. Dado el desconocimiento acerca de su naturaleza decidió llamarlos rayos X, haciendo referencia al carácter de incógnita que representa esta letra en matemáticas.

No obstante, si bien su acampada en el laboratorio no le permitió dilucidar qué eran los rayos X sí pudo estudiar e identificar algunos de sus efectos. Entre otras cosas, descubrió su gran poder de penetración en la materia y su capacidad de ennegrecer las placas fotográficas. Pero lo más increíble vino después, cuando espoleado por todos estos descubrimientos, se decidió al fin a interponer materia viva y el 22 de diciembre pidió a su esposa Anna Bertha, un tanto asustada, que colocase la mano entre el tubo y una placa fotográfica (protegida de la luz ambiente). La exposición duró 15 minutos y el resultado fue, con el tiempo, la primera y más famosa radiografía de la historia, que muestra claramente los huesos y el anillo que llevaba. Se ponía de manifiesto que los rayos x eran más o menos absorbidos por los distintos tejidos corporales, en función de su densidad, marcando el punto de partida a lo que sería la radiología médica y las técnicas de diagnóstico por la imagen, que tanto han contribuido al avance de la Medicina. Como describió Röntgen en su diario: «Si se coloca la mano ante la pantalla fluorescente, la sombras muestran los huesos oscuros, con sólo débiles contornos de los tejidos circundantes». Anna, al ver la imagen sintió una mezcla de fascinación y temor. La visión de sus huesos la hizo sentirse “extrañamente cercana a la muerte.» Su radiografía, como lamentaría su marido más tarde, fue la que causó mayor impacto en la sociedad.

Con la fotografía de su mujer y todos los resultados de semanas de investigación, Röntgen se decidió a escribir su primer artículo «Über eine neue Art von Sttrahlen» (Sobre un nuevo tipo de rayos) que fue publicado el 28 de diciembre en la revista de física médica de Würzburg. Con el fin de no causar alarma, Röntegen había medido con precisión cada una de sus palabras y no había incluido imágenes. Es muy probable que si no fuese por lo que sucedió varios días después en la casa de Franz Exner, la mayoría de científicos hubiesen ignorado sus resultados. Pero no fue así. La mañana del día de año nuevo de 1896 se dirigió a la oficina de correos con 90 sobres en sus manos, cada uno de ellos con una reimpresión del artículo. Sus destinatarios eran los físicos de toda Europa. Doce de esos sobres incluían también nueve fotografías y estaban dirigidos a sus amigos o a científicos distinguidos como Lord Kelvin.

Pocos días después, el 3 de enero de 1896, efectuó la presentación de la nueva radiación ante un grupo de científicos. La inició con una explicación introductoria a la que siguió una demostración práctica, en la que obtuvo una radiografía de la mano del profesor R.A. von Kolliker. Éste, muy impresionado, se deshizo en alabanzas y propuso que los nuevos rayos se denominasen rayos Röntgen. Pero la modestia sincera del científico le llevó a declinar el ofrecimiento.

Pero las cartas estaban a punto de llegar y uno de los destinatarios era Franz Exner, ex compañero de estudios de Röntgen y profesor de física experimental en Viena. Exner guardaba muy buena relación con los miembros de su facultad, con quien compartía de forma regular cenas informales en su casa. La carta de Röntgen llegó justo a tiempo para que Exner pudiera mostrarla a sus invitados en una de esas reuniones el sábado 4 de enero. Uno de los invitados, Ernst Lecher, profesor de física en Praga, fascinado por las imágenes, le pidió a Exner si podía tomarlas prestadas por un día. Iba a pasar las vacaciones de Navidad junto a su padre y sabía que le interesarían ya que era ni más ni menos que el editor del diario líder de Viena, el Die Presse. Tan pronto las vio supo que sería un bombazo e inmediatamente cambió la portada de la edición del día siguiente. Como no había tiempo para imprimir las fotos le pidió a su hijo que le explicase todo lo que sabía sobre la historia y se pasó toda la noche redactando el artículo. Este se tituló «Un descubrimiento sensacional» y describía los resultados con claridad y sin entrar en sensacionalismos. Además ya proponía algunas de las posibles aplicaciones: «Si dejamos que nuestras fantasía corra libremente… esto podría ser una ayuda inconmensurable para el diagnóstico de enfermedades.»

El 13 de enero fue llamado para hacer una demostración ante el Kaiser Wilhem II. La sesión duró desde las 5 de la tarde hasta la medianoche y Röngen mostró cómo variaba la penetración de los rayos X en diversos materiales. Concluida la exposición el Kaiser lo condecoró con la Orden de la Corona. Y ese fue el primero de los muchos premios que recibió, alrededor de ochenta, de los cuales algunos de los más destacados fueron: la Medalla Rumford (1896), la Medalla Matteucci (1896), la Medalla Elliot Cresson (1897) y el primer Premio Nobel de la historia (1901).

El descubrimiento contó con una gran repercusión en la comunidad científica que enseguida se percató de las posibilidades médicas que ofrecían los rayos X. La posibilidad de espiar el cuerpo humano mediante los rayos “milagrosos” permitiría la observación de fracturas óseas o la detección de cuerpos extraños. La producción de artículos científicos sobre el tema se disparó llegándose a escribir más de mil artículos sólo en el año 1896. La prensa tampoco se quedó atrás, las radiografías eran demasiado espectaculares como para permanecer indiferentes. Los periódicos publicaron viñetas humorísticas en las que las imágenes radiográficas eran fotografías normales en las que los cuerpos de las personas eran esqueletos. Otros, avispados, fantasearon con la posibilidad de emplear los nuevos rayos para desvestir a las mujeres sin que estas se enterasen. Los rayos X eran la sensación del momento y en las grandes capitales europeas se organizaron demostraciones públicas para “ver” el interior del cuerpo.

Una verdadera revolución de la que Röntgen se distanció muy pronto. Era una persona que nunca buscó notoriedad y que lo único que deseaba era seguir investigando. Tan solo publicó dos artículos más sobre los rayos X y rechazó todas las ofertas para dar conferencias, incluida la de aceptación del premio Nobel. El importe del mismo lo legó a los centros de investigación científica de Wurburg y entregó sus medallas de oro al gobierno para contribuir a financiar los gastos de guerra. Nunca buscó beneficios económicos del descubrimiento y no aceptó ninguna de las múltiples propuestas recibidas para patentar el descubrimiento. Röntgen creía firmemente que los beneficios del mismo eran patrimonio de la humanidad.

En 1899, aceptó una oferta de la Universidad de Munich y siguió comprometido con el progreso en todos los campos de la física, pero en áreas menos sensacionalistas.

En el otro extremo, T. A. Edison, fue uno de los que mostró más insistencia en conseguir los derechos sobre los rayos X. Con el fin de hacer negocio, en la Exposición Eléctrica de Nueva York de 1896, instaló un aparato de rayos X a modo de atracción de manera que, por un módico precio, la gente pudiese ver la imagen radiográfica de su mano proyectada sobre una pantalla fluorescente. La actividad lucrativa tuvo mucho éxito pero acabó de manera trágica cuando, tras varias semanas de trabajo, el empleado de la «atracción» sufrió quemaduras profundas en una mano con pérdida de la piel y falleció a causa de la subsecuente infección. Por desgracia, al igual que Edison, muchas personas sin conocimientos decidieron explotar el carácter lúdico y comercial de los rayos X para realizar toda clase de negocios.

Pero el feriante contratado por Edison no fue la única víctima del uso descontrolado de los rayos X y en 1897 empezaron a publicarse algunos casos de calvicie y eritemas cutáneos. El problema fue que la aplicación práctica se dio desde el principio, cuando se desconocía su base teórica y, como consecuencia, los efectos nocivos que podían tener. La naturaleza de los rayos catódicos fue descubierta en 1897 por el físico inglés J.J. Thomson en el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge. Tras estudiar su comportamiento en presencia de campos eléctricos y magnéticos, concluyó que los rayos catódicos estaban constituidos por “corpúsculos” cargados, de los que midió la velocidad y la carga específica. Se les dio el nombre con el que G.J. Stoney había nombrado “la unidad fundamental de cantidad eléctrica” predicha en 1874: electrón.

La identificación de los rayos X tardó un poco más. Científicos como C. Bakla, P. Knipping y W. Friedrich llevaron a cabo diversos experimentos con el fin de determinar su naturaleza pero fue M. Von Laue quien, a partir de la difracción en los cristales, determinó que se trataba de ondas electromagnéticas de alta energía. Pero su verdadera identidad no se determinó de forma inequívoca hasta que Luis de Broglie formuló la teoría de la dualidad onda-partícula.

Por lo que se refiere a Röntgen, cayó en bancarrota debido al periodo de inflación causado por la Primera Guerra Mundial y pasó los últimos años de su vida en su casa de campo en Weilheim. Siguiendo sus deseos toda su correspondencia personal y científica fue destruida tras su muerte, el 10 de febrero de 1923. En vida había rechazado el título honorífico de “von Röntgen”, no lo necesitaba, William dio muestras de nobleza en cada uno de sus actos, permitió que toda la humanidad pudiese beneficiarse de uno de los mayores descubrimientos del siglo XX.

[Este artículo participa en la XLV edición del Carnaval de la Física, alojado en esta ocasión por el blog Cuantos y cuerdas]

BIBLIOGRAFÍA

“Las radiaciones: beneficiosas, letales, misteriosas…” de Martine Jaminon y Jesús Navarro Faus

“Marie Curie y la radiactividad” de J. M. Sánchez Ron

“Radiological sciences, past and present.” Lentle, B. & Aldrich, J. Lancet 350 (1997).

“The early history of X-ray diagnosis with emphasis on the contributions of physics 1895–1915.” Mould, R.F. Phys. Med. Biol. 40 (1995).

“Reception of Röntgen’s discovery in Britain and U.S.A.” Posner, E. British Medical Journal 4 (1970).

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May the Naukas #3 be with you!

Publicado el 21/10/2013 por Laura Morrón Ruiz de Gordejuela

Entre los tesoros de Wall-E está el tercer número de la revista Naukas, entre los míos también. Como despistada que soy, me confié con las dos anteriores y cuando las quise comprar ya estaban agotadas. Pero ahora ya tengo la tercera. Esta vez no estaba dispuesta a quedarme sin ella y, por lo que he visto por ahí, personas como Sheldon Cooper, el gran Lebowski o Darth Vader han pensado igual que yo. Es probable que también se durmiesen en los laureles en el momento de adquirir los dos primeros números. Y la cosa no acaba ahí. Incluso Doc y Marty Mcfly han venido del pasado para encargarla.

Y no me extraña nada porque, a parte de sus contenidos extraordinarios, es preciosa. Yo que aún estoy en la era del papel, aprecio mucho la buena encuadernación, el cariño que se pone en editar las obras escritas. Y esta revista es tan bonita que parece un libro. La impresión de las imágenes se funde en el texto dándole una personalidad especial y el tamaño facilita su transporte. Para que nos entendamos, la revista está hecha con el espíritu Naukas de darlo todo para marcar la diferencia. A pesar de que con la compra de este número podré tener los dos primeros en pdf, soy más consciente que nunca de lo que me he perdido no teniendo las otras en formato papel.

Un papel que, en este caso, está vestido con artículos fascinantes. Todos ellos son interesantísimos, presentan los temas con gran originalidad y cubren áreas científicas muy diversas. Son diez joyas para leer y releer. Podría comentarlos todos uno por uno pero, dado que este blog “fisiquea” bastante, voy a barrer para casa y centrarme en los dos artículos de física que me han hecho disfrutar como una enana. Son de lo mejorcito que he leído en mucho tiempo. Y no es de extrañar dado que siento debilidad por la manera en la que divulgan sus dos autores: Sergio L. Palacios y Mario Herrero-Valea.

Sergio L. Palacios (@Pr3cog) es doctor en Física, investigador, profesor titular de Física Aplicada en la Universidad de Oviedo y “el puto amo” de la divulgación. Su carrera investigadora se ha desarrollado en el campo de las guías ópticas y los solitones ópticos en medios no lineales, así como en la simulación de materiales para su uso en reactores de fusión. Como docente, en 2004 creó la asignatura “Física y Ciencia Ficción” en la que enseñaba física a través del visionado de películas de Ciencia Ficción y el posterior debate-coloquio científico colectivo. Por desgracia, esta asignatura ha dejado de impartirse este año porque parece que no tiene cabida en la nueva reforma universitaria, o, sencillamente, porque la universidad española está acabada. Por lo que hace referencia a la divulgación, ha colaborado con medios como Quo, Redes para la Ciencia y el suplemento de ciencia del diario El Correo, imparte conferencias en eventos científicos, institutos y universidades y en su blog actual, El Tercer Precog, escribe, sencillamente, obras maestras. Y es que Sergio L. Palacios parece contar con una especie de sensor que detecta lo que nos fascina a los lectores para servírnoslo, sazonado con física, de la forma que más puede atraernos. El interés por lo que cuenta y cómo lo cuenta hace que uno no sea consciente de todo lo que llega a aprender hasta el final de sus escritos, cuando experimenta una sensación de doble entusiasmo. Por un lado el placer de haber disfrutado de un texto que derrochaba creatividad, descaro y sentido del humor y, por el otro, la satisfacción de poseer más conocimientos. Sus dos libros “La guerra de dos mundos” y “Einstein versus Predator” son dos obras que si viviese en el mundo de “FAHRENHEIT 451” me ofrecería a memorizar con gusto.

Su contribución a la revista es el artículo “Siete escenarios apocalípticos improbables, pero… ¿imposibles?” que ha encandilado a Darth Vader y que se sitúa, claramente, en el “lado oscuro de la fuerza”. Las catástrofes, cocinadas “a la Palacios” están repletas de conceptos de física que, como quien no quiere la cosa, se van entendiendo en el transcurso del trepidante viaje a través de todas las desgracias que pueden acabar con nosotros. Para que vayáis abriendo boca os adelantaré que en su escrito, entre otras cosas aparecen agujeros negros, colisiones estelares, asteroides, cometas, rayos cósmicos de alta energía, supernovas, energía oscura, strangelets, el fenómeno del decaimiento al vacío o el Big Rip. En resumen, un disfrute de la mejor física expuesta de forma magistral.

Mario Herrero-Valea (@Fooly_Cooly) es licenciado en Física por la Universidad de Oviedo, estudiante de doctorado en el Instituto de Física Teórica y un divulgador de primera categoría. En la actualidad, trabaja en un tema tan atractivo y complejo como lo es el efecto gravitacional del campo de Higgs en el contexto del problema de la Energía Oscura. Está a la última de lo que se cuece en el campo de la física teórica y tiene la capacidad y el talento de divulgar sobre estos temas de forma clara y comprensible. Estructura los conocimientos que quiere explicar de tal manera que las ideas se asimilan con facilidad por complicadas que parezcan. La única pega es que siempre te deja con ganas de más, de conocer toda la nueva Física a partir de sus escritos. Si no fuese porque no quiero arruinar la carrera científica de un futurible premio Nobel, lo encerraría a escribir entradas todo el día. Su cercanía y rigor a la hora de explicar estos temas es un bien muy preciado.

Una buena muestra de su excelencia como divulgador son las conferencias que imparte, sus brillantes entradas en el blog Mapping Ignorance o el artículo de esta revista. Su título “Más rápido que la luz: cuando Einstein te multa por exceso de velocidad”, ya promete, pero su contenido supera cualquier expectativa que uno pueda hacerse. El tema central es el siguiente: la única posibilidad de tener algún futuro como especie es colonizar el Universo y, dada la distancia a la que se encuentran los destinos más cercanos, esto será imposible si no se logra viajar a velocidades superiores a la velocidad de la luz. Lo cual es imposible según la Relatividad Especial… pero ¿lo es realmente? ¿es posible viajar a velocidades superiores a la de la luz?. Para saberlo, tendréis que leer el artículo. En él se parte de una breve exposición de los principales puntos de la Relatividad Especial y General, para pasar al estudio de la viabilidad de las diferentes posibilidades que incluyen agujeros de gusano o el motor de la Enterprise de Star Trek. En definitiva, la respuesta científica a los sueños que dicta nuestra imaginación.

El resto de excelentes artículos que pueblan la revista son los siguientes:

Dame comida: una historia fascinante de la agricultura — José Miguel Mulet.

Cuando la Medicina se toca con la ciencia ficción — Julián Palacios.

Matemáticas contra los desastres naturales — Natalia Ruiz Zelmanovitch.

Cómo el hombre aprendió a pintar la Tierra — Miguel García Álvarez.

Reprogramación celular: devolviendo la pluripotencia a las células adultas — Manuel Collado.

Las trampas y sorpresas de la memoria — Esther Samper.

Nanotecnología alimentaria: cuando lo pequeño es mucho más — José Manuel López Nicolás.

Aquoporinas: de los canales de agua a la cura frente a la Malaria — Lucas Sánchez.

¿CÓMO CONSEGUIR LA REVISTA?

La reserva se realiza en la plataforma de crowdfunding LANZANOS (En este enlace) y podéis elegir entre las siguientes opciones:

9 € –> Revista #3 + PDF #1 y #2 – Envío para España.
15 € –> Revista #3 + PDF #1 y #2 – Envío países fuera de España.
25 € –> Revista #3 + Camiseta Naukas + PDF #1 y #2 – Envíos solo para España y opción muy recomendable para seguidores de Naukas con buen gusto para las camisetas
40 € –> Pack de 5 Revistas #3 + PDF #1 y #2 – Opción para grupos de amigos, coleccionistas o simplemente para hacer regalazos a los conocidos.

Como os he dicho al principio, las revistas vuelan y cuando uno se da cuenta ya no queda ninguna. Pensad que esta vez personas tan grandes como la astrofísica Jocelyn Bell..o yo, ya la tenemos en nuestro poder. Así que ¡¡¡NO ESPERÉIS MÁS Y LANZAOS A RESERVARLA!!!

JocelynBellNaukas2

La revista a ido a parar a manos de los amigos de las fotografías gracias a la artistaza Carolina Jiménez (@OKInfografia).

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Asómbrate a Fogonazos

Publicado el 14/10/2013 por Laura Morrón Ruiz de Gordejuela

«El autor atacado por su obra». Foto de Javier Peláez

Artículo original en NAUKAS

La vida normal ansía. Adam Zagajewski

Asombro y pasión son las palabras con las que describiría mi recorrido por las páginas de “¿Qué ven los astronautas cuando cierran los ojos?”. Sus increíbles historias me han recordado que tras el día a día se esconde un latido que acostumbramos a silenciar. La vida rebosa emociones y Antonio Martínez Ron nos las transmite con maestría.

Periodista y divulgador científico, es cofundador de Naukas, la mayor plataforma de ciencia en español, ha trabajado como editor de ciencia en lainformacion.com y colabora en medios como la revista Quo, Yahoo! y Onda Cero. Como divulgador científico ha recibido un Premio Prismas, dos premios Bitácoras, dos premios 20 Minutos, el Premio Blasillo al ingenio en Internet y el Primer Premio de Honor ED. También es el Director del documental «El mal del cerebro«.

Su blog personal, Fogonazos, que cuenta con más de 40.000 suscriptores, ha cumplido diez años y la creación del libro podría parecer una forma de celebrar este acontecimiento tan singular, recopilar las mejores entradas publicadas durante este tiempo en su rincón de asombros. Pero no lo es, el libro va más allá. Incluye una selección minuciosa y estudiada de los textos de mayor calidad e interés de toda su producción periodística hasta la fecha. Aquellos escritos que impactan de tal manera, que no requieren de imágenes u otros contenidos multimedia adicionales. Es el propio lector quien los visualiza y acaba sintiéndolos en las entrañas.

Los conceptos y fenómenos científicos que aparecen tienen un gran atractivo pero no son el motivo primordial que logra que el libro seduzca y atrape. La clave, a mi parecer, es que los textos se centran en las personas, cuyas historias fascinantes despiertan el interés del lector por descubrirlos, por conocer más de ellos. Esta curiosidad por los protagonistas es la que lleva a la asimilación y comprensión de la ciencia vinculada a sus vivencias.

Y esta ciencia, a través de los diferentes capítulos, muestra sus aspectos más destacados: el papel imprescindible que juega en la comprensión de nosotros mismos y del mundo que nos rodea, los avances que produce tras la voluntad de cumplir los sueños y, también, la falsa sensación de poder que puede desvirtuar el uso de sus aplicaciones. La ciencia ocupa el trasfondo temático del libro y se acerca al lector de forma sutil hasta conseguir apasionarle.

Pasión que se construye, asimismo, gracias a la forma en la que está escrito y estructurado el texto. La longitud de cada una de las historias es idónea para facilitar la información imprescindible y provocar sorpresa. Durante todo el libro se mantiene el pulso narrativo y la atención, de manera que el final de un capítulo conduce al inicio del siguiente. El lenguaje es propio de los mejores cuentos, aquellos que recordamos y releemos. Pero con un añadido de excepción: los contenidos son reales. Y es que como nos recuerda su autor “pueden suceder las cosas más rocambolescas e inimaginables a nuestro alrededor, con tramas que superan la mejor ficción literaria. “

En resumen, se trata de libro ideal para todo aquel que desee gozar de un viaje a través de momentos increíbles, de historias que permanecen en la memoria. Para las personas que disfrutan de la belleza de la ciencia y para las que van a descubrirla en sus páginas. Espero que estas líneas sirvan para que “¿Qué ven los astronautas cuando cierran los ojos?” se convierta en una realidad y podáis disfrutar y aprender de él tanto como yo. Dejaos deslumbrar por los fogonazos de Antonio Martínez Ron y descubrid que la ciencia es una aventura apasionante.

Para reservar tu libro y hacer posible que se edite, entra en la página de Lánzanos: ¿Qué ven los astronautas cuando cierran los ojos?

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Carl Sagan en JoF-12

Publicado el 12/10/2013 por Laura Morrón Ruiz de Gordejuela

“Cuando hablábamos de qué cosas pueden ocurrir en veinticinco, cincuenta o cien años, me dijo que sabía que habría retos difíciles por delante, pero que creía que estábamos a la altura. Creía en el ingenio humano y la compasión, en el pensamiento a largo plazo en vez de a corto, en dejar a un lado nuestras muchas diferencias y supersticiones. Creía en un mañana mejor. Él cree en nosotros.” Nick Sagan

A finales de agosto, Enrique Royuela (@eroyuela) me invitó a colaborar en la revista de ciencia en español que dirige: Journal of Feelsynapsis(JoF)

Conocí esta publicación digital en su tercer número y me admiró la calidad de sus contenidos. La excelencia de los artículos me convirtió en una fiel lectora que cuenta en su ordenador con una carpeta, «JoF», que contiene todas las revistas publicadas hasta la fecha. Así pues, podéis imaginar la ilusión que me hizo que me propusiese formar parte del proyecto, contarme entre esta élite de grandes divulgadores que participan en él. La cuestión era con qué artículo me estrenaba.

Tal y cómo os comenté al final de la reseña de “El mundo y sus demonios”, tenía en mente escribir una biografía de Carl Sagan. Bajo mi punto de vista, a pesar de su gran popularidad, bastante gente desconoce que fue mucho más que el creador de Cosmos.

Cuando Enrique contactó conmigo ya había releído algunos de los libros de Sagan, me había documentado y estaba disfrutando con la redacción del primer borrador del post biográfico. Y entonces lo comprendí, la extensión y características del texto lo hacían ideal para convertirse en mi artículo de presentación en JoF. Lo había escrito con cariño y hacía referencia a una persona que siempre me ha resultado inspiradora. Me di cuenta de que deseaba acercar a los lectores la figura del gran científico y divulgador que fue Carl Sagan.

En la revista JoF09 ya había aparecido, de la mano de Nahúm, en un fantástico artículo que presentaba su visión personal sobre Sagan así como las frases más destacadas del científico, agrupadas por temáticas. Esas reflexiones que uno no se cansa nunca de leer. Espero que la información sobre su vida refuerce aún más el valor del trabajo de selección elaborado por Nahúm.

El artículo ya es un hecho y forma parte del número JoF12. Deseo que lo disfrutéis.

Pulsa sobre la portada para descargar la revista

«I thank you for remembering Carl and keeping his brilliant flame alive in your hearts and minds.» Ann Druyan

Palabras de Ann en su blog «The Observatory» en el decimosexto aniversario de la muerte de Carl

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¡Higgs, higgs! ¡Hurra!

Publicado el 09/10/2013 por Laura Morrón Ruiz de Gordejuela

François Englert y Peter W. Higgs

Ayer, con gran sorpresa para todos, François Englert y Peter Higgs fueron galardonados con el Premio Nobel de Física de 2013 “por el descubrimiento de un mecanismo teórico que contribuye a la comprensión del origen la masa de las partículas fundamentales, el cual ha sido recientemente confirmado por los experientos ATLAS y CMS en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en CERN”.

Desde el 4 de julio del pasado año, la popularidad de Peter Higgs (profesor emérito en University of Edinburgh) se ha disparado. Ha impartido múltiples conferencias y se le han realizado un sinfín de entrevistas. Dejando sus méritos científicos a un lado, el bosón lleva su nombre y eso le ha convertido en el principal foco de atención. El otro personaje relacionado con la partícula, gracias a la ocurrencia de Leon L. Lederman y que se achaca a su editor[1], es Dios, y a ese es más difícil pillarle en buen momento.

El otro galardonado, Englert (profesor emérito en Université Libre de Bruxelles) es poco conocido por el gran público y el Premio Nobel, al menos, le concede el reconocimiento que merece. Quien no ha tenido esa suerte es el tercer físico que lo hubiese recibido, el belga Robert Brout, quien falleció en 2011.

A Capella Science – Rolling in the Higgs (Adele Parody)

Se han escrito múltiples artículos sobre el famoso bosón, algunos más acertados que otros. Es complicado hacer analogías de conceptos complejos y, en ocasiones, estas acaban teniendo poco que ver con la realidad. Dado el alud de entradas recicladas e informaciones de todo tipo sobre el Higgs, creo que tiene poco sentido que añada otra más. Por ello, me limitaré a enlazaros aquellas piezas de divulgación que, en mi opinión, son excelentes y dan una buena explicación de lo que sí que es el mecanismo de Higgs.

Mitos del bosón de Higgs por Francis Villatoro en JoFCiencia
El bosón de Higgs explicado en 4 minutos (VÍDEO) por Alberto Sicilia en Prin cipiaMarsupia
Serie de Francis Villatoro en Trending Ciencia:
Nobel Física 2013: Englert y Higgs por la teoría del origen de la masa de las partículas por Francis Villatoro en La Ciencia de la Mula Francis.
Premio Nobel de Física 2013: bosón de Brout-Englert-Higgs por Jorge Díaz en Conexión Causal
De la Higgsteria a la Higgsogénesis por Enrique F. Borja en Cuentos Cuánticos

[1] En la primera versión sólo hacía referencia al editor de forma distendida pero el comentario de MarianoS me ha hecho ver que debía ser más precisa en este detalle.

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Un mundo Super (entrada teórica y charla)

Publicado el 07/10/2013 por Laura Morrón Ruiz de Gordejuela

A finales del siglo XIX el mundo de las bajas temperaturas era todo un misterio. Se sabía que existía una temperatura mínima pero se desconocía cómo se comportaban las leyes de la física cerca de ese límite.

El físico, matemático e inventor francés Jacques Alexandre César Charles fue quien primero llegó a este valor mínimo a partir de la ley de los gases ideales que relacionaba el volumen con la temperatura manteniendo constante la presión. Esta ley fue publicada primero por Gay Lussac en 1803, pero hacía referencia al trabajo no publicado de Charles, de 1787. La relación ya había sido anticipada anteriormente en los trabajos de Guillaume Amontons en 1702.

Charles descubrió que cualquier gas a 0ºC se contrae 1/273 de su volumen por cada grado que desciende su temperatura. De aquí dedujo que si se tomaban 273 litros de un gas a 0ºC y se enfriaban, por cada grado que descendiese la temperatura su volumen sería un litro menor, hasta que a los 273 ºC bajo cero, el gas desaparecería.

Dicho razonamiento no era correcto y, hacia el 1860, William Thomson, primer Lord Kelvin, se sirvió de la teoría atómica (teoría cinética) para argumentar una explicación. Según esta teoría los gases están compuestos por pequeñas moléculas en movimiento, cuya energía cinética media está relacionada con la temperatura del gas. Kelvin, por tanto, sugirió que era la energía cinética de las moléculas la que disminuía en una proporción 1/273 por cada grado de enfriamiento y llegó a la conclusión de que a 273 grados bajo cero, las moléculas del gas quedarían inmóviles. Esta temperatura está establecida hoy en 273,15 grados centígrados bajo cero y, en honor a Kelvin, se creó una nueva escala de temperaturas que comienza a contar a partir de ese punto: el cero absoluto.

William Thomson

La investigación de los fenómenos que tenían lugar a bajas temperaturas era muy dificultosa por los procesos de enfriamiento que se requerían. Uno de los caminos que se estaba explorando era la licuefacción de los gases. Mediante este proceso se alcanzaban dos objetivos: el estudio de las leyes de los propios gases a esas temperaturas y la obtención de una herramienta eficaz para analizar los fenómenos que experimentaban los otros materiales. Un gas licuado sería un buen baño térmico para disminuir la temperatura de cualquier material que se introdujese en su interior.

La carrera por la licuefacción de los diferentes gases estaba servida. En 1845, Michael Faraday pudo perfeccionar una técnica para hacerlo que había encontrado 23 años antes de forma accidental. Pero algunos gases como el hidrógeno, el oxígerno, el nitrógeno o el metano, se le resisitieron. En el 1877, el físico francés Luis Cailletet y el científico suizo Raoul Pictet consiguieron, por separado, licuar el oxígeno y el nitrógeno. Pero sólo pudieron producir cantidades ínfimas de líquido. En el 1898, el físico de bajas temperaturas escocés James Dewar consiguió la victoria sobre el hidrógeno obteniendo pequeñas cantidades de este elemento en fase líquida. Pero aún quedaba camino por recorrer, durante la lucha por la obtención del hidrógeno líquido, en 1895, William Rusdey había descubierto la presencia de helio en la Tierra. El helio, descubierto por Joseph Lockier en el Sol en 1868, es el más ligero de los gases nobles y cuenta con una temperatura de condensación excepcionalmente baja. Desde su descubrimiento se convirtió en el gran reto, el gas que se lo pondría más difícil.

Ehrenfest, Lorentz, Bohr y Onnes

En Leiden, el físico experimental Heike Kamerlingh Onnes llevaba años entregado al estudio de las propiedades de los gases en condiciones extremas. Quería comprobar si a temperaturas cercanas al cero absoluto los gases se distanciaban más de las leyes de los gases ideales para seguir las predicciones de van der Waals sobre los gases reales. Para llevarlo a cabo creó un laboratorio criogénico, que en 1932 se rebautizó con el nombre de laboratorio Kamerlingh Onnes. Allí consiguió licuar grandes cantidades de hidrógeno ocho años después de que lo hiciese Dewar. El retraso no sólo se debió al volumen de líquido que necesitaba sino a la suspensión de las investigaciones por parte del ayuntamiento. A las autoridades no les hacía gracia que albergase en su laboratorio tal cantidad de hidrógeno comprimido.

Una vez contó con el hidrógeno el siguiente paso fue el helio y para ello necesitó hacerse con una cantidad suficiente de este material. Para ello recurrió a su hermano que era director de la Oficina de Información Comercial de Amsterdam, y consiguió que se comprase, en Carolina del Norte, arena de montacita. Onnes pudo extraer 300 litros de Helio gaseoso a 1 atmósfera. Y finalmente, en 1908, logró ser el primero en obtener helio líquido. Para ello tuvo que alcanzar temperaturas de 272,3 ºC bajo cero, por debajo del punto de licuefaccion (4,2K) de este elemento. Al principio, Onnes «monopolizó» el proceso y Leiden fue, hasta 1923, el único lugar del mundo en disponer de helio líquido. Ganó el Premio Nobel de Física en 1913. Acabó siendo reconocido con el titulo de “Caballero del cero absoluto”.

EXPERIMENTANDO CON LOS METALES

Onnes ya tenía un baño térmico para investigar las propiedades de la materia a esas temperaturas y eligió un tema que estaba candente por aquel entonces: el comportamiento de la resistencia eléctrica de los metales. Su medición no parecía complicada y los resultados serían de gran interés dado que la teoría se encontraba en un estado embrionario.

Los metales se consideraban distribuciones regulares de iones (átomos que han perdido algún electrón) rodeadas por una nube de electrones de valencia deslocalizados que podían moverse libremente en la red cristalina. Sometidos a una diferencia de potencial los electrones se desplazaban hacia el electrodo positivo conduciendo la corriente eléctrica. Se sabía que su resistencia disminuía de una forma prácticamente lineal hasta temperaturas cercanas a los 20K pero se ignoraba qué le ocurría en las proximidades del cero absoluto. Se barajaban tres hipótesis ejemplificadas en la siguiente figura:

– Curva A: La resistencia eléctrica se debía únicamente a la dispersión de los electrones por la vibración de la red atómica. Por tanto, conforme disminuyese la temperatura, seguiría decreciendo linealmente hasta anularse.

– Curva B: La resistencia también se veía afectada por la dispersión de los electrones debida a las impurezas del metal siendo esta independiente de la temperatura. En el cero absoluto seguiría existiendo la contribución de las impurezas y la resistencia tendría un valor constante.

– Curva C: Los electrones de conducción experimentaban una rápida disminución con la temperatura al reducir su velocidad y verse atrapados alrededor de los iones del metal. Como consecuencia, la resistencia remontaría a valores muy elevados, característicos de un comportamiento aislante en vez de conductor.

Para poder averiguar cual de las tres opciones era la correcta, Onnes decidió empezar por la primera (curva A) y comprobar si la resistencia a bajas temperaturas experimentaba un claro descenso. Para ello, seleccionó el metal más puro que podía obtenerse en esa época: el mercurio.

Tras el descenso de temperatura observó que el valor de la resistencia eléctrica a una temperatura ligeramente inferior a 4.22 K se desplomaba hasta hacerse prácticamente nula. En un principio pensó que, de las tres hipótesis de partida, la A era correcta puesto que era la que más se parecía a los resultados. Pero enseguida se dio cuenta de que la caída, de lineal, tenía muy poco. No se producía un descenso continuo de la resistencia sino que caía de forma abrupta a una temperatura de 4.15 K. Esta temperatura se conocería como temperatura crítica T_c

A parte, Onnes no se conformó con esto y también estudió la opción B introduciendo impurezas en la muestra de mercurio. Los resultados fueron claros, el comportamiento de la resisitividad no se alteraba con la modificación de la muestra. Onnes había descubierto un nuevo estado del mercurio con resistencia eléctrica nula, al que llamó estado superconductor.

El estado superconductor, al contar con una resistencia nula, puede conducir corriente indefinidamente sin pérdida de energía y originar corrientes persistentes. Esta es una propiedad tan extraordinaria como sorprendente que no pudo entenderse hasta que se propuso una teoria física que explicaba el fenómeno de la superconductividad.

En un principio, creyeron que se hallaban frente a conductores perfectos pero no era así. Faltaba aún por descubrir otra característica que los diferenciaría: su forma de responder ante la presencia de campos magnéticos.

EL EFECTO MEISSNER

El Efecto Meissner (o Efecto Meissner-Ochsenfeld ) fue descubierto en 1933 por Walther Meissner y Robert Ochsenfeld y consiste en la anulación del campo magnético externo en el interior de un superconductor. Los metales con una temperatura inferior a la crítica forman corrientes superficiales que crean un campo magnético que compensa el campo externo, cancelándolo.

Este efecto, por tanto, puede producir el fenómeno de la “levitación magnética”. Al acercar un imán a un superconductor metálico, este se convierte en un imán de polaridad contraria de modo que “sujeta” al otro imán sobre él. Además, el campo magnético del superconductor es capaz de mantener el imán fijo en el aire ya que modifica su campo magnético al tiempo que lo hace el imán para compensarlo. Así pues, si alejamos el imán del superconductor, éste cambia de polaridad y lo atrae lo suficiente para mantenerlo a la misma distancia.

La existencia del Efecto Meissner en los superconductores es lo que los distingue de los conductores perfectos. En estos últimos, si bien el campo magnético tiene un valor constante, no es necesariamente cero. El estado de magnetización de los conductores perfectos depende de los pasos en los que se produce la magnetización y el campo en su interior es nulo, únicamente cuando ya lo era antes de iniciar la transición a conductor perfecto. Cabe señalar, no obstante, que los únicos conductores perfectos que se han encontrado hasta ahora en la naturaleza son, precisamente, los superconductores.

DESTRUCCIÓN DEL ESTADO SUPERCONDUCTOR

Es importante resaltar que los superconductores no pueden anular cualquier campo magnético externo. A partir de un cierto valor, conocido como campo crítico H_c, el estado superconductor se destruye. Experimentalmente se puede obtener la dependencia de este campo crítico con la temperatura. Para temperaturas cercanas al cero absoluto adopta el valor H_o mientras que a la temperatura de transición T_c es nulo.

Así mismo, en ausencia de campo magnético, existe una corriente crítica a partir de la cual el material deja de ser superconductor y empieza a disipar energía. Esto es debido al campo magnético que crea la propia corriente que se hace circular por el superconductor. Intensidades demasiado elevadas producirán campos magnéticos muy intensos, superiores al valor del campo crítico.

FUNDAMENTO TEÓRICO

En 1957, John Bardeen, Leon N. Cooper y John R. Schrieffer formularon una teoría de la superconductividad por la que recibieron el Premio Nobel de Física en 1972. Los investigadores descubrieron que el mecanismo responsable de la superconductividad está relacionado con el acoplamiento de los electrones a las vibraciones de los iones del retículo cristalino. En un principio, los electrones se aparean creando lo que se conoce como pares de Cooper y, a continuación, estos pares de Cooper pasan a formar un estado cúantico colectivo a escala macroscópica que comparte una misma función de onda. Veámoslo en más detalle:

PARES DE COOPER

Entender lo que les sucede a los electrones, que en estado libre se repelen electrostáticamente, es complejo. Tal y como se ha apuntado anteriormente, el apareamiento se produce por la interacción de los electrones y la red.

Supongamos un electrón que se desplaza a través de la red cristalina. Este electrón, negativo, al desplazarse distorsiona ligeramente la red de iones positivos del metal que se sienten atraídos hacia él. Ese aumento local de densidad de carga positiva atrae a su vez a otro electrón. Por debajo de T_c este mecanismo produce los pares de Cooper y por tanto, la superconductividad.

ESTADO CUÁNTICO COLECTIVO

El origen del estado cuántico colectivo está relacionado con la dualidad onda-partícula. De Broglie afirmó que cada partícula en movimiento tiene asociada una longitud de onda inversamente proporcional a su velocidad. Así pues, cuando la temperatura disminuye con la consiguiente disminución de la energía cinética y la velocidad, la longitud de onda asociada aumenta. Si la temperatura es suficientemente baja esta longitud de onda puede alcanzar otras partículas e interferir con las longitudes de onda de las mismas. La interferencia positiva de las distintas ondas cuánticas es lo que da lugar al movimiento global del conjunto de partículas. Este comportamiento colectivo lo experimentan las partículas llamadas bosones que se caracterizan por tener un espín (caracterísitca cuántica propia de las partículas) entero. En nuestro caso lo que adopta el estado coherente conjunto no son los electrones, que como fermiones que son tienen espín semientero, sino los pares de Cooper que se comportan como bosones. Por eso, es importante tener en cuenta que primero se aparean los electrones y es después cuando se transmite la onda cuántica por todo el material.

Para visualizar este proceso podríamos imaginar parejas que empiezan bailando solas y acaban bailando al unísono. Cuando avanzan todos los pares de Cooper bailando en “procesión” la conducción es óptima ya que es muy difícil detenerlos en su camino.

NUEVOS MATERIALES SUPERCONDUCTORES

En un principio se tardó en encontrar aplicaciones prácticas para los superconductores. El hecho de que la transición al estado superconductor se produjese a temperaturas cercanas al cero absoluto dificultaba y encarecía su producción. Por ello, desde su descubrimiento por parte de Onnes, los investigadores trataron de obtener nuevos compuestos que exhibieran propiedades superconductoras a temperaturas superiores a la temperatura de ebullición del helio ( 4.15 K).

Al poco tiempo se identificaron otros metales, como el plomo o el niobio, con temperaturas críticas ligeramente más altas y, a partir de los años 1930, la superconductividad se observó también en cuerpos compuestos, principalmente en aleaciones intermetálicas. Se intentaba conseguir materiales cuyas temperaturas críticas fueran superiores a la temperatura de ebullición del Nitrógeno (77,85 K) ya que éste podía conseguirse a bajo costo.

La elevación de las temperaturas críticas (T_c) seguía sin prisa pero sin pausa. En 1973 se obtuvo otro record al conseguir una temperatura de 23,3 K, con una aleación de niobio y germanio (Nb Ge). Pero pareció que la cosa se había estancado y trece años después, la situación era la misma. Se empezaba a creer que no se podría avanzar más.

J. C. Bednorz y K. A. Müller

Afortunadamente, la intensa labor científica, como acostumbra, acabó dando sus frutos y en 1986 se anunció el descubrimiento, por parte de J. C. Bednorz y K. A. Müller, de unos nuevos materiales superconductores cerámicos que presentaban una temperatura de transición superior a cualquiera de los materiales existentes. Los protagonistas de la heroicidad durante su investigación leyeron un artículo que resultó crucial para la misma. En él los científicos franceses C. Michel, L. Er-Rakho y B. Raveau, presentaban un nuevo material cuyas características, de acuerdo con las hipótesis de Bednorz y Müller, lo convertían en candidato ideal para presentar superconductividad. Exploraron sus propiedades y en primavera del 1986 publicaron el artículo que anunciaba su hallazgo. Tan sólo un año más tarde, con una rapidez sin precedentes, fueron galardonados con el Premio Nobel de Física.

A partir de ese momento, la carrera por la búsqueda de nuevos superconductores volvió a tomar brio y en poco tiempo se alcanzaron temperaturas críticas superiores a los 90 K. Estos nuevos materiales superconductores de “alta temperatura”, por fin podían enfriarse con nitrógeno líquido, lo que tras tantos años ya parecía imposible de conseguir. En los laboratorios, los investigadores continuaban modificando la estructura de los superconductores cerámicos para incrementar sus temperaturas críticas.

Propiedades de los nuevos superconductores

Los superconductores que se descubrieron inicialmente son mecánicamente dúctiles y de fácil obtención en un alto grado de pureza. Reciben el nombre de superconductores ideales o superconductores Tipo I. Por otro lado, el comportamiento de muchas aleaciones y de algunos de los metales superconductores más refractarios es complejo por lo que se refiere a la respuesta frente a la presencia de un campo magnético. Se les conoce como superconductores de Tipo II y experimentan el efecto Meissner para campos magnéticos débiles pero cuando estos superan un determinado valor, permiten que el campo penetre parcialmente a través de finos cilindros de material en estado normal que son paralelos al campo magnético aplicado. Estos cilindros son recorridos por corrientes circulares (vórtices) que generan un flujo de la misma dirección que el flujo externo. En este estado mixto el campo magnético parece anclado al material superconductor y si colocamos un imán encima, no solo levitará sinó que costarà mucho separarlo, lo cual hace que las aplicacions tecnológicas de esta clase de levitación magnètica sean muy atractivas .

El problema de estos superconductores de “altas temperaturas” radica en el desconocimiento teórico de su mecanismo de acción. Su descubrimiento aportará importantes avances tecnológicos y puede ser clave para la ansiada búsqueda de la superconductividad a temperatura ambiente. Como siempre, la física nos promete una aventura y deberemos estar bien atentos a todas las sorpresas que este campo nos puede deparar en el futuro.

NAUKAS QUANTUM

Estos días en Donostia han sido muy especiales, de esos que ocupan un lugar preferente en los recuerdos. He tenido la oportunidad de conocer a grandes personas con las que he compartido conversaciones interesantes y divertidas, y que ya echo de menos. También he podido comprobar que asistir en directo a las charlas de los naukers no es comparable, en ningún caso, a verlos por streaming. Por ello, tengo claro que, salvo que me sea imposible desplazarme porqué esté en la cárcel o en la Antártida, no me perderé los siguientes eventos.

Momentos antes de subirme al escenario, acojonada perdida. Foto de Pablo Rodríguez

Finalmente, gracias a los responsables de Naukas y a la Cátedra de Cultura Científica, he tenido la oportunidad de debutar como conferenciante naukera, lo que no ha significado ningún paso para el mundo pero ha sido un gran paso para mí. Tengo infinitas cosas a mejorar, lo sé muy bien, pero estoy satisfecha de haberme atrevido a hacerlo.

No imagináis lo agradecida que estoy con todos y cada uno de los que me habéis enviado mensajes de apoyo y me habéis animado, y con todos los que me habéis permitido que os diese la paliza. Gracias.

[Este artículo participa en la XLV edición del Carnaval de la Física, alojado en esta ocasión por el blog Cuantos y cuerdas]

Publicado en Física Cuántica, Superconductividad | Etiquetado Física cuántica, Naukas, Superconductividad | 14 comentarios

Un observatorio en busca de futuro

Publicado el 25/09/2013 por Laura Morrón Ruiz de Gordejuela

Artículo original en NAUKAS

El Dr. Enrique García Melendo, lleva años realizando una labor investigadora de primera línea en el estudio de las atmósferas planetarias. Por desgracia, en estos momentos, ve amenazada la continuidad de su trabajo por la difícil situación económica de la Fundació Observatori Esteve Duran. En la siguiente conversación que hemos mantenido con él, nos explica algunos de sus descubrimientos más destacados y nos da a conocer, de primera mano, la problemática de la entidad y qué podemos hacer para salvarla.

Enrique, antes que nada quiero agradecerte que nos hayas concedido esta entrevista. Te conocí a raíz de la importante investigación sobre la Gran Mancha de Saturno y tenía mucho interés en conversar contigo.

Para mí es un placer contestar a vuestras preguntas.

Si te parece, para empezar, podrías explicarnos tus inicios en el Observatori y las principales investigaciones que lleváis a cabo, acercarnos un poco más la entidad y la gente que trabajáis en ella.

Empecé a trabajar en el Observatori en 1996. Desde joven había tenido vocación por la astronomía y cuando surgió la oportunidad decidí empezar a trabajar en el Observatori Esteve Duran. Los primeros trabajos del observatorio estuvieron orientados principalmente a la fotometría estelar, es decir, la medición de la luz de las estrellas, hasta 2005, año en el que obtuve mi doctorado. Desde entonces hasta ahora, una buena parte de la actividad del Observatori se orientó hacia las atmósferas planetarias. También colaboramos con el proyecto XO liderado por científicos del Space Telescope Science Institute, proyecto en el que el Observatori participó en el descubrimiento de varios planetas extrasolares. Hoy en día la principal actividad del Observatori está orientada hacia el estudio de atmósferas planetarias, tanto desde el punto de vista experimental como teórico. La entidad para la que trabajo, la Fundación Observatori Esteve Duran, es muy pequeña, y la única persona que trabaja en ella como investigador soy yo. Por su parte el Observatori se mantiene gracias al Patronato de la Fundación Observatori Esteve Duran, algunos de cuyos miembros dedican parte de su tiempo al mantenimiento del Observatori y a tareas de difusión.

En la página oficial del Observatori también se indica que hacéis divulgación, ¿en qué consiste?

De hecho, una de las finalidades estatutarias de la Fundación es la divulgación de la astronomía. Hacemos y hemos hecho todo tipo de divulgación, desde conferencias y charlas a cursillos de astronomía. Una parte importante de nuestro trabajo de divulgación también consiste en recibir grupos de visitantes en nuestro centro para organizar sesiones de observación. Es muy reconfortante ver cómo la gente reacciona siempre de forma enormemente positiva cuando pueden ver de manera directa la Luna o los anillos de Saturno.

Centrándonos en la investigación sobre Saturno, ¿qué es lo que la convierte en tan especial? Sabemos que es un planeta gigante y estamos todos enamorados de sus anillos. Pero ¿qué hace que el estudio de su atmósfera y los fenómenos meteorológicos que se producen tengan tanto interés?

Los planetas gigantes del Sistema Solar presentan una riqueza enorme de fenómenos meteorológicos, muchos de ellos mal comprendidos y completamente diferentes a lo que tenemos aquí en la Tierra. Es ese vasto bosque de fenómenos por explorar más a fondo lo que hace su estudio tan atractivo. Cada planeta tiene, además, sus particularidades. Por ejemplo, Júpiter nos muestra siempre su característica Gran Mancha Roja. En el caso de Saturno aparecen otros fenómenos como el Hexágono o las tormentas gigantes, que todavía en muchos aspectos son muy enigmáticos. Uno de los principales atractivos, al menos desde un punto de vista personal, es que el globo de Saturno sin sus anillos presenta un aspecto bastante anodino, como muestran las imágenes tomadas por los telescopios terrestres. Y sin embargo, cuando se produce una tormenta gigante o Gran Mancha Blanca, el aspecto del planeta cambia completamente, haciendo que la tormenta sea visible incluso con telescopios caseros de abertura muy reducida. Es algo que no vemos en ningún otro planeta. Sería sobrecogedor pensar que en la Tierra pasase algo de tal magnitud que incluso cambiase radicalmente su aspecto habitual visto desde el espacio.

Los fenómenos de gran violencia que se producen en la atmósfera de Júpiter, ¿qué similitudes y diferencias tienen respecto a los de Saturno?

Creemos que las grandes tormentas de Júpiter son básicamente el mismo tipo de fenómeno que observamos en Saturno. Las Grandes Manchas Blancas de Saturno, y algunas de las denominadas “erupciones” en Júpiter son tormentas convectivas de dimensiones gigantescas que arrancan de zonas más profundas de la atmósfera de estos planetas. En Júpiter también tienen un impacto a escala planetaria que cambian completamente el aspecto de ciertas regiones del planeta, pero dadas las características de la atmósfera visible de Júpiter, no son tan vistosas como las de Saturno.

En ocasiones la investigación astrofísica parece muy lejana y muchas personas se plantean el odioso “¿para qué sirve?”. Por lo que leí sobre vuestro trabajo creo que podéis responder esa pregunta con nota. Así que te la voy a hacer ¿Qué implicaciones podría tener conocer mejor fenómenos como las tormentas de Saturno en nuestro planeta?

Toda investigación siempre acaba enfrentándose con la pregunta que formulas “¿para qué sirve?”. En general prácticamente todo conocimiento debe considerarse como útil, ya que siempre acaba teniendo repercusión a medio o largo plazo en el progreso científico global. En el caso particular de las tormentas de Saturno (y las tormentas en otros planetas del Sistema Solar), nos sirven para completar el conocimiento que tenemos de los fenómenos meteorológicos terrestres. Sabemos que las leyes naturales que gobiernan la meteorología de Saturno y la Tierra son las mismas, pero sometidas a condiciones diferentes (gravedad, composición química, rotación, etc.) Si podemos entender mejor fenómenos semejantes en diferentes planetas, eso refuerza el conocimiento que tenemos de fenómenos similares en la Tierra, lo que a la larga significará poder hacer mejores predicciones meteorológicas.

Las investigaciones sobre la tormenta de Saturno han supuesto dos artículos en Nature. ¿Qué supuso para vosotros? ¿Aumentó el interés por el trabajo que estabais desarrollando? Desconozco si, aparte del privilegio que comporta publicar allí, eso se traduce en un mayor apoyo de la comunidad científica o de posibles mecenas.

El Observatori ha participado en dos publicaciones aparecidas en Nature sobre las grandes tormentas de Saturno. La primera publicación se produjo en 2011, fue liderada por el profesor Agustín Sánchez Lavega del Grupo de Ciencias Planetarias de la Universidad del País Vasco, y es un estudio que fue portada de la revista Nature. El segundo artículo de la tormenta, publicado en Nature Geoscience en julio de 2013, es el que ha sido liderado por el Observatori Esteve Duran. Efectivamente para nosotros se trata de un enorme privilegio y nos sitúa a la cabeza mundial en el estudio de estos fenómenos. Es un logro que nos pone en un lugar visible dentro de la comunidad de científicos planetarios dedicados al estudio de las atmósferas de los planetas gigantes. Pese a la calidad de los trabajos, desgraciadamente todavía no se ha traducido en un apoyo por parte de ningún mecenas.

Ahora que hemos hablado de lo mejor, que es la ciencia, creo que es el momento de centrarnos en la situación actual. Me gustaría que nos hablases tanto del problema económico como de la repercusión que este implica en las investigaciones que estabais haciendo.

Como he mencionado antes, el Observatori depende de la Fundación Observatori Esteve Duran, una entidad sin ánimo de lucro, a través de las aportaciones que realizan los miembros de su patronato. El patronato de la Fundación ha venido dando soporte a los trabajos de investigación desde hace 17 años, lo que ha supuesto un esfuerzo encomiable, pero la crisis económica actual también ha afectado a los miembros del patronato y ya no pueden seguir realizando sus aportaciones como hasta ahora. Si no conseguimos algún tipo de solución, el observatorio cesará su actividad en muy pocos meses y por tanto simplemente su actividad investigadora desaparecerá.

¿Cuál crees que sería la mejor salida para que el Observatori saliese adelante? ¿Qué medidas habéis tomado? ¿Cómo podemos colaborar?

Para nosotros la mejor solución para poder continuar con nuestra labor a medio y largo plazo es la de encontrar patrocinio o mecenas. Con su estructura actual, el Observatori necesita unos 80.000 euros anuales. Una cantidad que creemos nos es excesiva para una o varias empresas o entidades de cierto volumen. Creemos que el retorno científico dado el escaso gasto ha sido excelente y puede dar visibilidad a las empresas patrocinadoras. Para facilitar el contacto con las personas o entidades que quieran contribuir económicamente hemos abierto una campaña de crowdfunding en projeggt.com. Por otro lado, en nuestra búsqueda de apoyo económico, es también muy importante mostrar que la sociedad está interesada en nuestro proyecto, y para ello hemos puesto en marcha otra campaña de recogida de firmas en change.org, concretamente en http://chn.ge/18XF6F2. Cualquiera que quiera colaborar en nuestra campaña únicamente tiene que aportar su firma, nada más. Aunque parezca simple, es un apoyo que para nosotros es de importancia fundamental.

Finalmente, si se logra que el Observatori continúe sus trabajos y disponéis de recursos, ¿cuáles serían los siguientes pasos en la investigación?

El campo a explorar es simplemente enorme. Hay muchísimos fenómenos meteorológicos propios de otros planetas que todavía esperan ser investigados a fondo para encontrar respuestas y así conocer mejor sus atmosferas, continuando con el propio Saturno. Para nosotros fue muy emocionante ver la tormenta de Saturno reproducida en un ordenador y contemplar cómo se desarrollaba como nadie lo había visto antes. Aún sin viajar en naves espaciales, es también parte de la exploración del espacio. Esperamos poder seguir haciendo lo mismo en el futuro.

Publicado en Astrofísica, Astronomía | Etiquetado Astrofísica, Astronomía | 2 comentarios

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