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El lado débil de la física (I): el inicio

El siglo XX fue el siglo de la mecánica cuántica en lo que a física se refiere. El 14 de diciembre de 1900, Max Planck presentó su concepto de “quanta”: pequeños paquetes de energía que conformaban la radiación electromagnética. Con estos pequeños cuantos, Planck solucionaba el problema de la catástrofe ultravioleta. Esta teoría no tuvo excesivo éxito hasta 1905, momento en el que apareció Einstein usando los cuantos para explicar el funcionamiento del efecto fotoeléctrico. Hubo que esperar más de una década para que la teoría de Planck se unificara definitivamente con el modelo atómico, gracias al modelo atómico de Bohr.

A medida que pasaron los años, el progreso de las nuevas teorías físicas que exploraban el átomo fue imparable. La historia que os voy a contar a continuación se la debemos, en sus inicios, a los primeros “hijos del quanta”: físicos que nacieron después de la presentación de Max Planck en 1900. Esta es la historia de la interacción débil, una historia en la que aparecerán grandes figuras de la física, dispositivos experimentales convertidos en monumentos, se unificarán fuerzas fundamentales e incluso conseguiremos interaccionar con algún neutrino despistado.

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El poder de una estrella

– Imagínate Edward, si lograras redirigir la energía obtenida en la bomba de fisión para comenzar un proceso de fusión, conseguirías una potencia descomunal.

– Una idea interesante, Enrico.

(Los Álamos, 1941)

Tan interesante era la idea de Enrico Fermi, que Edward Teller trabajó en ella durante 10 años junto a Stanislav Ulam y otros compañeros en Los Álamos. Desde entonces, la fusión nuclear ha sido un importante campo de investigación hasta nuestros días, en los que seguimos teniendo como base un diseño soviético de los años 50.

Primer tokamak que se hizo funcionar en la Unión Soviética

T-1: Primer Tokamak que se hizo funcionar en la Unión Soviética

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Historia de los métodos Monte Carlo

Universidad de Roma, años 30

– ¿Ya tenemos los resultados?

– Sí, y de nuevo Fermi ha acertado.

– Pero, ¿cómo demonios lo hace?

– Él dice que es una simple cuestión de estadística e insomnio.

Enrico Fermi realizaba una investigación sobre neutrones y sus noches de insomnio las dedicaba a intentar predecir el resultado de los próximos experimentos para sorprender a sus colegas. Para ello utilizaba dos herramientas: muestreo estadístico y un pequeño dispositivo mecánico para realizar sumas. En esa época, el muestreo estadístico era una técnica poco usada por el incordio que suponía la multitud de cálculos a realizar, pero Enrico tenía poco sueño y mucha curiosidad. No sabía que estaba usando lo que en un futuro se denominaría un método Monte Carlo.

Permitidme un pequeño salto en el tiempo y en el espacio. Nos trasladamos a 1945. La Segunda Guerra Mundial está próxima a terminar, se había completado con éxito la prueba de la bomba nuclear en Alamogordo, mientras los científicos de Los Álamos seguían trabajando en la bomba sin cesar y Estados Unidos comenzaba a mirar hacia Rusia como el nuevo enemigo.

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