La fortaleza de la soledad

A modo de pequeña introducción al tema, me gustaría mencionar que los significativos avances en la electrónica y la microelectrónica, que han posibilitado la moderna tecnología; se fundamentan en los estudios llevados a cabo por los físicos a mediados del siglo pasado. Este trabajo, que fundamentalmente se centró en la física de microondas, tuvo su raíz en el esfuerzo bélico de los aliados durante la segunda guerra mundial. Una vez desarrollada toda la teoría de la física de microondas, y andando el tiempo, los científicos e ingenieros tradujeron esta labor de investigación en la moderna tecnología de circuitos integrados.

Más cercano en el tiempo está la investigación en óptica y optoelectrónica, que ha posibilitado desde la fibra óptica hasta un sin fin de aplicaciones del efecto cuántico de inversión de población (el láser, vamos).

En el presente post querría hablaros de los avances en física de materiales, que posiblemente desemboquen en nuevas tecnologías en un periodo de unos 20 o 30 años. Estas nuevas tecnologías estarán centradas en los recientes esfuerzos por sustituir la tecnología electrónica por la óptica (es decir, llevar a cabo todo el procesamiento de señales de forma óptica también). En la actualidad, se consigue transmisión de información (fibra óptica) pero no procesamiento. Las líneas actuales de investigación se centran en usar la física de los plasmones superficiales para no tener que procesar la información óptica traduciéndola a variables eléctricas. De hecho, los físicos de materiales trabajan en nuevas formas de almacenamiento de información (este es el hilo central de este post).

La información actual se almacena en discos duros, que usan dominios electromagnéticos para almacenar bits de información. En la actualidad, se trabaja con la posibilidad de almacenar la información en dominios ópticos de cristales (idealmente, un átomo almacenaría un bit). ¡Dentro de 20 o 30 años podríamos usar "cristales" en lugar de pen-drives!. ¿Alguno ha visto la fortaleza de la soledad de superman?, quizá esté más cerca de lo que pensamos...

La Física de hoy, es la tecnología de mañana.

Grandes resultados de la Física: La entropía II

Continuando con el hilo que empecé hace tiempo, hoy querría centrarme en las consecuencias más inmediatas. Empecemos por fijar ideas:

Permitir la conexión entre dos estados de equilibrio dio lugar al primer principio (el de el equilibrio termodinámico). Invertir esa conexión para formar un ciclo, al segundo principio. De entre todas las inversiones, cabe destacar aquella que recorre el mismo camino de ida, pero en sentido contrario. No se realiza entonces un ciclo, si no que se retorna a la situación inicial. En termodinámica, para que esto ocurra, es necesario realizar una doble idealización:

La primera, eliminando las imperfecciones debidas a la construcción o funcionamiento de los sistemas. La segunda, considerando todos los procesos infinitamente lentos, con lo que toda perturbación externa tiene tiempo para relajarse internamente; consiguiendo así una sucesión de estados de equilibrio intrínseco del sistema (se espera a que el sistema "se relaje"). Básicamente, de esto iba el post al que hago referencia.

Pues bien, definimos entonces un proceso reversible como aquel que tiene lugar de tal modo que, al finalizar el mismo (o en cualquiera de sus puntos) el sistema puede ser reintegrado a su estado inicial sin ocasionar cambios en el universo. Aquellos procesos que no cumplen esta definición (todos los reales) son procesos irreversibles. Por ejemplo:

1. Procesos mecánicos. El rozamiento de un líquido al agitarse, la exacción de un gas contra el vacío,…

2. Procesos térmicos. La relajación hacia el equilibrio de un sistema aislado al tratar de igualar la temperatura mediante flujos de calor.

3. Procesos másicos. Disoluciones.

La reversibilidad implica:

1. Condiciones mecánicas. Procesos cuasiestáticos.

2. Condiciones térmicas. Equilibrio mutuo.

3. Condiciones másicas. Sistemas de igual composición.

Esto quiere decir, básicamente, que podemos transformar todo el trabajo (fuerza ejercida por unidad de distancia) en calor, pero no al revés. Por eso podemos frenar una bici, perdiendo el trabajo de avance y calentando en el proceso los frenos... pero no es posible el proceso inverso: calentar los frenos y hacer que la bici se mueva. El invento de la máquina de vapor es una forma de transformar calor en trabajo mecánico, pero la transferencia de energía calorífica a energía mecánica no puede ser (por todo lo anterior) perfecta en un caso real. Aquí os dejo un pequeño esquema de las máquinas posibles (Q=calor, W=trabajo mecánico, T=temperatura).

Tras todo esto, se define por tanto una magnitud, la entropía, que dará cuenta del calor disipado por unidad de temperatura y que será, por tanto, mayor o igual que cero (en el mejor de los casos). Los físicos decimos que esta magnitud mide "el desorden" del sistema, ya que los sistemas físicos tienden a estados de mínima energía y máxima entropía.

Un ejemplo fue el que le puse a mi mujer hace unas semanas: supongamos que tengo una taza de café sobre una mesa. La taza puede caer de la mesa, romperse y el café enfriarse... ¡pero no es posible el proceso inverso!

Si estáis interesados en las máquinas que son posibles, la naturaleza de la entropía, los procesos físicos reales e ideales y toda la maquinaria que implica el segundo principio, he encontrado una página muy didáctica con un programa interactivo para jugar un rato. Además, desarrolla estas ideas con unas matemáticas que me he ahorrado aquí.

No pasarán

Rody

Voy a ir subiendo los vídeos de nuestra preciosa gatita en mi canal de youtube, al que puedes llegar desde aquí

¿Por qué existe la fe?

Esta pregunta, que siempre nos ha rondado la cabeza a alguno que otro, me ha tenido distraído de mis obligaciones durante unos minutos (cuando leí aquello que Copérnico le dijo al papa: "yo no digo que dios no exista, sólo digo que no es necesario en mis ecuaciones"). Lo cierto es que muchísimas personas (tristemente, la gran mayoría de la humanidad) necesitan tener fe en algo, por diversos motivos: o bien sus vidas son tan deprimentes que deben justificarlas con una recompensa en una futura y supuesta vida celestial, o bien desconocen tanto del mundo que les rodea que prefieren explicarlo todo con un "porque dios lo quiso". A parte, claro, están los que necesitan la fe por miedo (sí, por cobardía)... por un miedo tan ridículo a la muerte, o por la incapacidad para afrontar la pérdida de un ser cercano, que les lleva a pensar que la existencia no termina con la "vida terrenal".

Dejando de lado la cobardía (nadie tiene culpa de tenerle miedo a las alturas, ¿por qué íbamos a tener nada en contra del miedo a la muerte?), me centraré en este caso en la necesidad de fe por desconocimiento. Es decir, o resulta que sabes tantísimo del universo que has llegado a la conclusión de que los huecos en las ciencias físicas y biológicas sólo pueden llenarse mediante la existencia de dios... o resulta que tienes tan poquísima idea que admites que eres un ignorante y necesitas explicar las cosas de esa manera. Y, me perdonareis el comentario, pero dudo mucho que todos los creyentes tengan un doctorado en física de partículas, o un máster en microbiología... Y, de cualquier modo; si das por supuesta la existencia de dios: ¿qué sentido tiene estudiar?. Quiero decir, si existe dios, es absurdo intentar explicar el universo, porque en última instancia "todo ocurre porque sí".

Al final, la única conclusión a la que llego es a que toda esa gente que anda dándose golpes en el pecho lo que deberían hacer es tener un poco más de inquietudes, y no quedarse en la respuesta fácil de las cosas... así no tendríamos esta sociedad de catetos con panderetas y fútbol. Y respecto de los cobardes, bastante tienen ya con lo suyo. Mejor los dejamos en paz, ¿no?.

¿Y por qué narices publico yo esto?, ¿por qué no dejo que cada uno crea lo que le da la gana?, ¿acaso a mí me obligan a creer?... ¡Pues sí!, sí señores, porque resulta que yo soy un pecador y, por tanto, una mala persona que va a ir al infierno porque no me da la real gana de creer en el todopoderoso. Yo creo en mi big bang, en mis matemáticas, las mutaciones y en el Darwinismo. Así que si yo soy un pecador, los creyentes sois unos ignorantes.

Feliz día de la república

14 de Abril, día de la proclamación de la II República Española

Los físicos en la segunda guerra mundial

Con este post pretendo hacer una pequeña reflexión sobre lo que fue la investigación científica (en particular, la llevada a cabo por los físicos) durante la segunda guerra mundial; tanto del lado del eje como de los aliados.

En los primeros años de la guerra, la Alemania nazi dedicó un importante esfuerzo a programas científicos con fines bélicos. Es bien sabido que la historia Alemana ha parido a la mayoría de grandes científicos de la historia (desde Leibnitz, hasta Helmhotz, Heisemberg, Einstein, Schrödinger...). El esfuerzo bélico de Alemania se centró especialmente en la potencialidad ofensiva, como cabía esperar, desarrollando fundamentalmente submarinos y misiles autopropulsados. Hasta entonces, los proyectiles se lanzaban de forma balística (disparados por un cañón). Alemania consiguió hacer despegar un cohete y hacerlo estrellarse en Londres, por vez primera en la historia... y os garantizo que despegar un cohete, estabilizarlo y dirigirlo hasta un objetivo, sin disponer de ordenadores ni circuitería integrada, no era una tarea nada fácil.

Por su lado, la alianza puso a sus "pata negra" a trabajar en sistemas defensivos. La mayoría de esos científicos eran físicos que basaban sus trabajos en algunas conclusiones del británico Maxwell (quien nos legó sus famosas ecuaciones). Estos "hijos de Maxwell" desarrollaron la teoría de microondas, y la posibilidad de orientar campos electromagnéticos por guías de onda (tuberías, vaya). Esta teoría posibilitó el desarrollo del radar, con lo que los británicos sabían exactamente cuándo y donde atacaría la aviación alemana. Muchos aseguran que el radar impidió que el eje se hiciera con Inglaterra. Cuando los alemanes derribaban aviones ingleses, sólo encontraban unos pequeños circuitos compuestos fundamentalmente de tuberías (y, evidentemente, no sabían de qué demonios se trataba).

El eje intentó igualmente desarrollar la bomba atómica, pero su negación a asumir los principios de la relatividad (Einstein era judío de nacimiento) llevó a un punto muerto la investigación. Por otro lado, una vez finalizada la guerra, los americanos se apropiaron de la tecnología de misiles alemana, y de los mejores científicos (lo que permitió el impresionante desarrollo tecnológico de los EEUU). Recordemos que la bomba H se "dejó caer" sobre Hiroshima y Nagasaky desde un avión... Los americanos no disponían de misiles. Este primer adelanto hizo que los americanos pudieran competir contra los soviéticos en la guerra fría... pero eso ya es otra historia.

La caída de Vargas

Entré apresuradamente en la sala de gobernación, aún preocupado por la suerte del hombre que había dejado moribundo en un lecho, levanté la vista y me aclaré la voz. El gigantesco orco gruñó y me preguntó con voz ronca "¿qué paza?".

- Nuestros hombres han sido atacados -respondí- una escuadra de 5 recolectores, sólo ha habido un superviviente, pero tememos por su vida.

- ¿Quién ha zío?, ¿orcoz otra vez?

- No lo parece, fueron atacados silenciosamente, desde la copa de los árboles, y abatidos con flechas.

Le arrojé al suelo la flecha rota que llevaba en la mano, mientras me fijaba en la curiosa punta, en forma de araña. El orco pareció sobresaltarse, se acercó rápidamente, tomó la flecha y, tras un breve examen, la hizo añicos sólo apretando su mano.

-Reúne a tuz canijoz -dijo- noz vamoz ahora mizmo.

Sin mediar más palabras, salió con un paso tan firme que hacía vibrar la débil estructura del castillo, abrió la puerta con furia y se detuvo en seco. Frente a él se encontraba la señora del castillo, nuestra consejera en asuntos de magia... y un hombre a quien no conocía.

-Un nuevo recluta -dijo Nadia, quién aún no se había acostumbrado al anormal tamaño del orco.

Gaur sólo gruñó, mientras bajaba las escaleras, gritando aquello de "¡venga!, ¡canijoz!". Salí en su búsqueda, mientras miraba a Nadia encogiéndome de hombros e intercambiaba rápidas palabras con el recién llegado.

- ¿Tienes experiencia en combate?

- No mucha, lo mío son más los libros.

- Genial...

Salimos al patio, donde Gaur nos esperaba. Tan rápido como pudimos, le proporcionamos al nuevo "canijo" un equipo a su medida y salimos corriendo tras el orco. Cuando habíamos recorrido casi medio kilómetro, Amroth se detuvo y arrojó su mochila al suelo. Su "mascota" (no se me ocurre un adjetivo mejor), Buk, salió rodando de ella y miró a Amroth desde el suelo, un poco aturdido mientras orco inchaba su pecho. Buk, alarmado, se tapó los oídos e intentó meter la cabeza en un agujero cercano.

- ¡VARGAAAAAAAAAS!

El grito del orco casi nos deja sordos, las aves de todo el valle alzaron el vuelo, y más allá, en el bosque, el vuelo conjunto y el azotar de las ramas de los árboles sonaba como un huracán. El tremendo gritó se repitió durante una eternidad por los rincones de la costa de la espada. El eco parecía no terminar nunca. El orco sonrió, visiblemente satisfecho.

Amroth miró hacia el bosque, buscando algo; y señaló a un punto de donde parecían no salir aves volando.

-Allí -dijo señalando- vamoz.

Casi no me enteré después del grito, y aún estaba mareado... pero tenía que correr tras aquella gigantesca mole verde si quería entender qué demonios estaba pasando.