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Para la ciencia del 1 de diciembre

mayo 25, 2020
profesor-de-fisica - fsica hidrodinmica 1024x682

Por lo general, disfruto mi número “For Science” poco a poco durante el mes. Pero allí devoré el número de diciembre en unas pocas horas de viaje en tren: está lleno de artículos fascinantes sobre una amplia variedad de temas. En “El agujero negro en el origen del Big Bang”, Niayesh Afshordi, Robert Mann y Razieh Pourhasan del Instituto Perimeter proponen una idea bastante sorprendente: nuestro universo tridimensional nacería del colapso de un 4 estrellas dimensiones en el agujero negro … Según ellos, al menos matemáticamente, el horizonte de eventos de un agujero negro de 4 dimensiones corresponde a nuestro universo tridimensional, lo que elimina la “singularidad” de los agujeros negros y el Big Bang en al mismo tiempo, y ya no es necesario postular la inflación cósmica.

Realmente no sé qué pensar de esta teoría que me parece que hace más preguntas de las que resuelve, pero mientras leo Lee Smolin “El renacimiento del tiempo: para poner fin a la crisis en física “(2014) Dunod ISBN: 9782100706679 WorldCat Goodreads Google Books que lo empuja aún más, hablaré de eso más adelante. El artículo “Producir rayos X y rayos gamma en una mesa” literalmente me sorprendió. Kim Ta Phuoc, Cédric Thaury (ambos de LOA) y Sébastien Corde explican cómo hacer un sincrotrón de unos pocos metros de largo y, a diferencia del artículo anterior, ¡el experimento se hizo y funciona!

El principio es la aceleración láser-plasma: un láser que produce pulsos extremadamente potentes pero igualmente extremadamente cortos. Al pasar a través de un plasma, el pulso crea ondas de densidad en el campo eléctrico de manera similar a como un barco crea ondas de estela, y en estas ondas, los electrones de plasma comienzan a “surfear”, acelerando a varios cientos de MeV en solo unos pocos milímetros en lugar de los kilómetros requeridos con un acelerador “clásico”. El campo eléctrico que se forma en un gas atómico detrás de un pulso láser ultracorto se muestra aquí en forma de ondas azules que descienden de paquetes acelerados de electrones. Este es el principio de los aceleradores de plasma láser. (ilustración para ciencia) Por un mecanismo que no entendí, todos los electrones en realidad se aceleran zigzagueando a la misma frecuencia, y en cada turno emiten un fotón de alta energía. De este modo se obtienen pulsos de rayos X o incluso de rayos gamma de muy buena calidad, cuya brevedad es una ventaja en muchas aplicaciones. Además de la radioterapia, pronto podremos realizar cristalografía de rayos X en moléculas orgánicas delicadas, incluso “in vivo”. Y cuando los físicos comienzan a imaginar cómo filmar moléculas cuyos enlaces químicos se romperían uno por uno, ¡me impaciente ver eso! “El rayo de rayos X más poderoso” es una respuesta del pastor al pastor: “mi SLAC es más poderoso que su plasma láser”, explican Nora Berrah y Philip Bucksbaum.

Describen cómo un proyecto militar de “guerra de las galaxias” comenzó bajo Reagan (de todos modos …) resultó en algo útil en la forma del láser de electrones libres LCLS que se agregó al acelerador lineal de Stanford para convertirse en la fuente más intensa de rayos X artificiales. Una de las aplicaciones más asombrosas de la nave espacial es la producción de “átomos huecos”. Este es un fenómeno increíble: las capas electrónicas son transparentes a los rayos X, excepto la capa K, la más interna. Al exponer un átomo a un flujo de rayos X, los dos electrones en esta capa se “expulsan” del átomo, que se vuelve “hueco”. Dos electrones de la capa justo encima de L caerán a la capa K, creando un vacío de dos electrones llenos de 2 electrones de la capa M, etc. Pero si los rayos X son lo suficientemente intensos, la capa K se “expulsa” a medida que avanza, y el átomo pierde todos sus electrones “desde adentro”. Se llama “relajación de la barrena”, solo dura unos pocos femtosegundos, y nuevamente los físicos creen que pueden “filmar” el fenómeno usando pulsos X ultra cortos. “Martin Gardner, el juego continúa” es un homenaje al brillante autor de Recreational Mathematics que habría cumplido 100 este año. Su columna fue una de las razones por las que robé “Pour la Science” de mi padre hasta 1981. Me hizo descubrir el juego de la vida y el pavimento de Penrose, entre otras cosas que aún me interesan.

El artículo también muestra cómo este autodidacta aprovechó la oportunidad de un artículo (sobre hexaflexágonos) para dedicar su vida a su pasión mediante el desarrollo de una correspondencia fértil en artículos fascinantes con personas tan variadas como Dali, etc. feliz de haber podido ver que esta apertura continúa hasta Jean-Paul Delahaye, quien actualmente dirige la columna. Jean-Paul se pregunta este mes si hay “una inteligencia”? La teoría de las inteligencias múltiples de Howard Gardner choca con la visión de los científicos informáticos de una única inteligencia, comprobable por la prueba de Turing, incluso cuantificable por las tasas de compresión de datos propuestas por Ray Solomonoff. Con esto en mente, Marcus Hutter ofrece una medida matemática universal de inteligencia: “el éxito promedio de una estrategia en todos los entornos posibles”. (ver este video) Atractivo, pero no fácil de medir en la práctica. Mientras espera una mejor idea, Hutter ofrece un precio de € 50,000 para ser compartido entre los autores de programas capaces de comprimir el contenido de Wikipedia lo mejor posible. Explica que para comprimir (= resumir) bien los datos, hay que entenderlos. Obviamente abordaré este desafío, volveré a hablar sobre ello en 201x … Inteligencia aún en “una inteligencia de elefante” donde Anna Smet, Catherine Hobaiter y Richard Byrne hacen balance de las capacidades cognitivas de los paquidermos. Resulta que son capaces de distinguir los grupos étnicos de humanos según la ropa, reconocer más de cien congéneres según el infrasonido que producen, y parece que son los únicos. animales que tienen cierta consideración por los esqueletos de sus antepasados. Un artículo conmovedor que obviamente nos empuja a reflexionar sobre nuestras inteligencias naturales y artificiales. Para terminar con una nota divertida, nuestros amigos de idphys firman un artículo sobre las “batallas giratorias” tipo Beyblade que encantan a nuestros pequeños. (¿Todavía está de moda este año?) Las características de los trompos les dan ventajas y desventajas para equilibrarse bien en comparación con los trompos opuestos en una pelea. Me preguntaba si los “toppers” no harían el juego aún más “interesante” … En resumen, solo cosas buenas en este tema. ¡Ve a tu quiosco!

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