viernes, 27 de abril de 2007

Libros: Sexus, Un Físico en la calle, El hombre que calculaba

Hablemos de libros, que es la época. Os voy a recomendar varios, totalmente diferentes y absolutamente necesarios.
Un físico en la calle. Discusiones sobre física en una taberna de un pequeño pueblo. Se habla de fluídos, de astronomía y cosmología, de entropía, termodinámica, el principio antrópico... Con mucho rigor cienífico y con dos lecturas, o al menos con dos niveles de interpretación, en función del nivel del lector.


El Hombre que calculaba, del que pongo un extracto:

Hacía pocas horas que viajábamos sin interrupción, cuando nos ocurrió una aventura digna de ser referida, en la cual mi compañero Beremís puso en práctica, con gran talento, sus habilidades de eximio algebrista.
Encontramos, cerca de una antigua posada medio abandonada, tres hombres que discutían acaloradamente al lado de un lote de camellos. Furiosos se gritaban improperios y deseaban plagas:
- ¡No puede ser!
- ¡Esto es un robo!
- ¡No acepto!
El inteligente Beremís trató de informarse de que se trataba.
- Somos hermanos –dijo el más viejo- y recibimos, como herencia, esos 35 camellos. Según la expresa voluntad de nuestro padre, debo yo recibir la mitad, mi hermano Hamed Namir una tercera parte, y Harim, el más joven, una novena parte. No sabemos sin embargo, como dividir de esa manera 35 camellos, y a cada división que uno propone protestan los otros dos, pues la mitad de 35 es 17 y medio. ¿Cómo hallar la tercera parte y la novena parte de 35, si tampoco son exactas las divisiones?
- Es muy simple –respondió el “Hombre que calculaba”-. Me encargaré de hacer con justicia esa división si me permitís que junte a los 35 camellos de la herencia, este hermoso animal que hasta aquí nos trajo en buena hora.
Traté en ese momento de intervenir en la conversación:
- ¡No puedo consentir semejante locura! ¿Cómo podríamos dar término a nuestro viaje si nos quedáramos sin nuestro camello?
- No te preocupes del resultado “bagdalí” –replicó en voz baja Beremís-. Se muy bien lo que estoy haciendo. Dame tu camello y verás, al fin, a que conclusión quiero llegar.
Fue tal la fe y la seguridad con que me habló, que no dudé más y le entregué mi hermoso "jamal1" , que inmediatamente juntó con los 35 camellos que allí estaban para ser repartidos entre los tres herederos.
- Voy, amigos míos –dijo dirigiéndose a los tres hermanos- a hacer una división exacta de los camellos, que ahora son 36.
Y volviéndose al más viejo de los hermanos, así le habló:
- Debías recibir, amigo mío, la mitad de 35, o sea 17 y medio. Recibirás en cambio la mitad de 36, o sea, 18. Nada tienes que reclamar, pues es bien claro que sales ganando con esta división.
Dirigiéndose al segundo heredero continuó:
- Tú, Hamed Namir, debías recibir un tercio de 35, o sea, 11 camellos y pico. Vas a recibir un tercio de 36, o sea 12. No podrás protestar, porque también es evidente que ganas en el cambio.
Y dijo, por fin, al más joven:
- A ti, joven Harim Namir, que según voluntad de tu padre debías recibir una novena parte de 35, o sea, 3 camellos y parte de otro, te daré una novena parte de 36, es decir, 4, y tu ganancia será también evidente, por lo cual sólo te resta agradecerme el resultado.
Luego continuó diciendo:
- Por esta ventajosa división que ha favorecido a todos vosotros, tocarán 18 camellos al primero, 12 al segundo y 4 al tercero, lo que da un resultado (18 + 12 + 4) de 34 camellos. De los 36 camellos sobran, por lo tanto, dos. Uno pertenece, como saben, a mi amigo el “bagdalí” y el otro me toca a mí, por derecho, y por haber resuelto a satisfacción de todos, el difícil problema de la herencia2 .



Y por último: Sexus, de Henry Miller. Éste libro es una de las razones por las que nunca escribiré un libro (no es la única:hay otras doscientas). Henry te arrastra con el texto. Primero te resistes, pero rápidamente termina por rodearte y llevarte a dónde le da la gana. Te zarandea, te marea, te acariacia, te sonroja,... es impresionante. Dos días he tardado en leerme las más de quinientas páginas más deliciosas y crudas que he tenido el placer de leer.





Por cierto, éste último lo compré en "El bandido doblemente armado", la única librería-café que conozco en Madrid. Tiene un curiosa selección de libros, pocos, pero elegidos con criterio. Pasar por las estanterías es como entrar en una biblioteca personal.

Primera simulación de una rotura de simetría


Se ha conseguido calcular y reproducir una rotura de simetría en Cromodinánima Cuántica.
Un grupo de investigadores con Shoji Hashimoto, en el KEK ( High Energy Accelerator Research Organization,Kyoto University) . Los quarks que forman el nucleón portan aproximadamente el 2% de la masa del mismo, dejando el resto del 98% gracias a la rotura espontánea de simetríal quiral. Esta idea no ha sido probada teóricamente, pero se ha conseguido resolver numéricamente en éste experimento.
Para ello han usado la supercomputadora "IBM System BlueGene Solution".

miércoles, 25 de abril de 2007

QtOctave, un MATLAB opensource


MATLAB es un software científico utilizado en todo el mundo y que es un clásico consolidado entre los investigadores.
Es sencillo, relativamente potente y muy muy versátil.

Tiene una pega...es de pago. Y las licencias no son baratas para una organización.

Como ocurre con tantas otras cosas, a alguien se le ocurrió un día hacer una versión "clónica" de MATLAB que fuese gratuita (o más específicamente, open-source, que no es lo mismo). Esa oveja Dolly se llamo OCTAVE. Octave es prácticamente compatible con MATLAB, es libre, uno puede modificarlo a su antojo y viene de "serie" con prácticamente todas las distribuciones de Linux e incluso se puede instalar en Windows. No obstante tiene dos desventajas frente a Matlab:
1) No tiene un precioso entrono gráfico que permite trabajar cómodamente moviéndose aquí y allá de menú en menú.
2) Matlab incorpora las llamadas Toolboxes (cajas de herramientas, en inglés) que son paquetes de funciones específicas.

Bien, pues en un concurso Universitario de software libre, uno de los finalistas ha desarrollado una interfaz gráfica para OCTAVE que se llama QtOctave.

Lo he probado y está francamente logrado. Cómodo, la interfaz es rápid (mucho más que la de matlab!!!) y es configurable por el usuario.

En fin, ya sólo falta que se vayan portando las toolboxes de Matlab a Octave y así disfrutar de un software de calidad con fines científicos.

martes, 17 de abril de 2007

Cortando un vidrio con unas tijeras

Esto es lo que se puede ver en el video que os adjunto es posible cortar un trozo de vidrio (lo que en España mal llamamos un cristal) de ventana con unas tijeras. La clave está en hacerlo bajo el agua.



La explicación no es sencilla en pocas palabras, pero la idea es que cuando cerramos las tijeras contra el vidrio se está ejerciendo una presión enorme. En condiciones normales, los átomos del vidrio sufren unas fuerzas del orden de 100 MegaPascales (del orden de 1000 veces la presión atmosférica!!!). Los átomos empiezan a vibrar violentamente y eso provoca, en condiciones normales, la formación de una fractura o la rotura de todo el vidrio es inevitable.

En cambio, en el agua, ésta penetra en las pequeñas grietas que se van formando a medida que cerramos la tijera y va disipando la energía (templando el vidrio localmente como hacen los herreros al enfriar una espada en un cubo de agua). De esta manera, la energía extra que aporta la tijera se disipa en el agua y no a través del cristal.

Otra forma de verlo sería la siguiente: imaginemos una fila de fichas de domino. Si empujo la primera todas ellas caen en cascada a consecuecia del primer empujo. En cambio en el agua, ésta frenaría la caída de la primera ficha que a lo mejor no tiene impulso suficiente para tirar la siguiente o siguientes.

lunes, 16 de abril de 2007

Probando la gravedad


En el 2004 se lanzó al espacio un satélite cuyo objetivo principal era probar el grado de validez de las ecuaciones de Einstein. ¿Son exactas? ¿Se puede llegar a otro grado de exactitud? Se trata del satélite Gravity Probe B (GP-B).
Éste satélite tenía cuatro requisitos básicos:

  1. Debe recorrer una trayectoria perfecta orbitando la Tierra.
  2. Se capaz de alinearse con una estrella lejana.
  3. Protegerse de todas las fuerzas, salvo la gravitación (es decir, las otras cuatro: Débil, Fuerte, Electromagnética y El Reverso Tenebroso).
  4. Durar al menos un año observando todo cuidadosamente.
El experimento estab enfriado hasta 2k, es decir, por debajo de la temperatura de la radiación de fondo. La precisión del aparato es tal que es capaz de detectar un cambio en el eje de giro de unos 0,5 milésimas de segundo de arco. Dicho así no está muy claro. Eso quiere decir que podría medir el grosor de un cabello humano a unos 40 kilómetros, o medir el espesor de un céntimo de euro a unos 4500 kilómetros.

Detalle del giróscopo
Estudiando el comportamiento de giróscopos muy muy precisos, se pretende observar la dilatación del tiempo, estudiar su precesión, etc.
Todavía se están estudiando los datos (más de un terabyte), pero ya se empiezan a presentar los datos en bruto:
Hay una presentación bastante interesante y con mucha información, aquí.

viernes, 13 de abril de 2007

Conferencia de premio Nobel en Madrid


A través de la Real Sociedad Española de Física me ha llegado una noticia que puede ser de vuestro interés. Se trata de una conferencia que ofrecerá el Premio Nobel de Física Robert B. Laughlin el próximo jueves 19 de abril en el Aula Magna de la Facultad de Ciencias Físicas con el título "A Different Universe"






Más datos:

Aula Magna, jueves 19 de abril de 2007, 12:30 h

ABSTRACT

The purpose of physics is to discover and reveal the fundamental laws of the universe. Unfortunately, modern experimental advances have revealed two aspects of physical law that are rather different from those imagined by Galileo and Newton. One is that many of the most useful laws - rigidity of solids, for example - are collective in nature, and vanish away when the amount of matter in question is small. The other is such important collective laws can't be rigorously deduced from the more fundamental laws that we believe work at very small scales [1]. This mathematical difficult is not the exception in physics. It is the rule. Indeed, modern accelerator experiments seem to be telling us that ALL the laws of nature familiar to us are collective in nature - things that emerge from details the way meaning emerges in an impressionist painting when you step backward. This observation has the troubling implication that major parts of modern physics, in particular our obsession with finding a "theory of everything", are ideological, and in this disturbingly similar to medieval thinking about religion.

[1] R. B. Laughlin, Un universo diferente (Katz Editores, 2007).

La conferencia es divulgativa y va dirigida a profesores y estudiantes. Os adjunto un enlace con un mapa con las coordenadas de la Facultad (si estáis en Madrid o pasáis por aquí esos días).

La convocatoria de la conferencia.
Robert B. Laughlin, Premio Nobel de Física de 1998 y catedrático de la Universidad de Stanford (EEUU) pronunciará una conferencia titulada “Un universo diferente”. La intervención tendrá lugar el 19 de abril, a las 12.30 horas, en el Aula Magna de la Facultad de Físicas de la UCM y su contenido será similar al del libro del mismo título que recientemente ha sido traducido al español (Katz Editores).
El Nobel reflexiona sobre la física actual y trata de resaltar el concepto de emergencia [SIC] frente a la mentalidad reduccionista que impregna buena parte de la física fundamental. Laughlin niega radicalmente que nos hallemos próximos al “fin de la ciencia” que algunos preconizan al contemplar los grandes éxitos cosechados durante el último siglo y afirma que la única frontera que hemos alcanzado es la de un cierto tipo de pensamiento reduccionista, que sólo considera fundamental aquello que hace referencia directa a fuerzas microscópicas entre partículas sin estructura. R. Laughlin destaca por su estilo, que utiliza para hacer accesibles las fronteras de la ciencia, y la osadía con que desafía los estereotipos del pensamiento convencional.
Robert Laughlin (Visalia, California, 1950) estudió Física en la Universidad de California, en Berkeley, donde se graduó en 1972. Se incorporó como profesor de Física a la Universidad de Stanford en 1985. Laughlin recibió en 1989 el Premio Nobel de Física (compartido con Daniel C. Tsui y Horst Störmer) "por el descubrimiento de una nueva forma de fluido cuántico con excitaciones de carga fraccionaria", conocido como efecto “Hall cuántico”, según el cual los electrones, en un campo magnético extremadamente poderoso, pueden formar un fluido cuántico en el que es posible identificar “porciones” de electrones. En su trabajo como físico teórico, Laughlin relaciona áreas tan dispares como el plegamiento de las proteínas y la superconductividad de altas temperaturas.

miércoles, 11 de abril de 2007

Computación distribuida y confinamiento magnético

El ayuntamiento de Zaragoza, en colaboración con el Instituto de Biocomputación y Física de Sistemas Complejos (BIFI) de la Universidad de Zaragoza y el Laboratorio Nacional de Fusión del CIEMAT, ha puesto en marcha el proyecto ZIVIS, cuyo objetivo es la creación de una plataforma ciudadana de Súper Computación basada en la unión de equipos informáticos de los hogares e Instituciones publicas, para dar servicio a los investigadores de nuestra ciudad.

El proyecto está basado en el software del proyecto BOINC Berkeley Open Infrastructure for Network Computing y como aplicación piloto se realizarán cálculos relativos al confinamiento magnético necesario para el reactor fusión que está desarrollando el CIEMAT.



BOINC proporciona un entorno de computación distribuida, herencia del famoso proyecto SETI@Home. Un protector de pantalla ejecuta código por bloques que se baja y actualiza en la red cuando el ordenador no se está usando de manera interactiva.
Dentro de BOINC tenemos los siguientes proyectos http://boinc.berkeley.edu/projects.php

Fallo y explosión en el CERN

El 27 de marzo en el CERN, se produjo un accidente bastante grave, aunque no hay victimas. Durante las pruebas de presión del líquido refrigeante, un imán de unas 20 toneladas de peso del LHC estalló. Parece ser que se ha dañado bastante y que habrá que revisar y reparar el resto de los 24 imanes del acelerador.
Según dice FermiLab (laboratorio que diseñó el dispositivo) en un comunicado, el imán fué diseñado para soportar hasta 25 atmósferas de presión, pero no se tuvo en cuenta para los cálculos los efectos de esa presión en la dirección longitudinal. (Un poco fuerte)
Lo que se ha roto está en verde, se trata de la estructura de soporte del material frío del cuadrupolo (azul) dentro del criostato (que no se pinta en el esquema, pero puede verse el esquema más completo anterior y en el siguiente).


El comunicado original fué el 29 de marzo, y el siguiente el 3 de abril.

martes, 10 de abril de 2007

Sentido de la escala y mapa del universo en escala logarítmica



Tenía preparado este articulillo desde antes de la santa semana. y justo antes de publicarlo he visto que en Curioso Pero Inútil han publicado uno sobre el mismo asunto: Escalas del Universo. No se si me han leído la mente o se trata de espionaje industrial o maldita casualidad. Pero, en cualquier caso, publico el mío y espero que ambos juntos den mejor idea de lo que quería contar. Lo que realmente me molesta es que la animación que han puesto ellos está genial :-)

Una forma curiosa de ver la escala de las cosas está en la página oficial de "El Universo Elegante". Mediante un Flash, se va haciendo zoom en una manzana, en pasos de dos órdenes de magnitud, desde 101 m hasta llegar a 10-35 m. Puede apreciarse dónde están los grandes saltos, dónde están los límites de las posibles mediciones de los físicos, etc.
Otro sitio en el que podemos hacernos una idea de la escala de las cosas es en Potencias de 10. Un documental que hemos visto todos, quizás en uno de los primeros capítulos de la serie Cosmos, de Carl Sagan. En esta película se pasa de tamaños de 1025 m a 10-18 m. Hecho a partir de éste video podéis ver una animación en java en Secret Worlds: The Universe Within.


Otra animación que podéis ver está en Escalas del Universo, de la Universidad de la Laguna.
Aunque el que más me gusta de todos, quizás por el rigor, es el Mapa del Universo en escala logarítmica (menos mal) publicado por primera vez en Astrophysical Journal, y que podeis encontrar con distintans resoluciones y en trozos, en el web del autor que he enlazado antes.
Os recuerdo también otro articulo, sobre el mapa de Materia Oscura en éste mismo Blog.

lunes, 9 de abril de 2007

Relatividad especial, para "dummies": El Retorno



He encontrado un cursito muy básico sobre relatividad especial. Sirva como complemento de la nota anterior.
También hay una guía sencilla, aunque en inglés, en "The Dummies´Guide to Special Relativity".
Si quereis algo un poco más serio, pero también sencillo e interactivo, os recomiendo éste applet sobre órbitas en el espacio curvado.

domingo, 8 de abril de 2007

Maneras de multiplicar

Hace algún tiempo os mostramos una manera gráfica de realizar multiplicaciones que se atribuye al físico Richard Feynman. He encontrado un blog dónde incluyen videos de este método (con lo que me costó hacer los dibujitos de colores :-) ) y de otros alternativos.

Os incluyo aquí los videos. Merecen la pena, la verdad.







Y el último lo tenéis en formato MOV

viernes, 6 de abril de 2007

Seminarios en video sobre Geometría y Física Teórica

Adjunto algunos enlaces con seminarios sobre Física teórica con video, pertenecientes al Departamento de Física y de Matemáticas de la Universidad de Duke.
Además del enlace, os pongo una selección, con lo más interesante (para mi, claro). En ésta época del año y en mi situacón actual, lo que más me interesa es lo que está más alejado de cualquier posible aplicación práctica, es decir, os paso enlaces sobre teoría de supercuerdas, Yangs-Mills,

Ilarion Melnikov, Topological Correlators from the Coulomb Branch
G2 Video
Raul Rabadan, Some remarks about axions and other pseudoscalar particles
G2 video
Volker Braun, A Heterotic Standard Model (UNC string seminar)
Lecture Notes, and G2 Video
Mohammad Edalati, On singular effective superpotentials in supersymmetric gauge theories
Lecture Notes, and G2 Video
Eric Sharpe, Gauging noneffective group actions and mirror symmetry
Lecture Notes

Martin Wolf, Supertwistors, Super Yang-Mills Theory and Integrability
Lecture Notes
Sven Rinke, Supersymmetric Boundary Conditions for the N = 2 Sigma Model with Non-Abelian Gauge Fields
G2 Video
Sudarshan Ananth, Maximally Supersymmetric theories, Dynkin Indices and UV Divergences
Lecture Notes, and G2 Video
Niklas Beisert, Strings on AdS5 x S5, N=4 Super Yang-Mills and Algebraic Curves 1/20/05
Lecture Notes, and G2 Video
Marcel Vonk, Topological Strings, Black Holes and Matrix Models 12/9/04
Lecture Notes, and G2 Video
Louise Dolan, Integrable Spin Models and Superconformal Yang-Mills Theory
Lecture Notes, and mp3 Audio
Pascal Grange, Non-Lagrangian A-branes and Mirror Symmetry
Lecture Notes (41 MB pdf file), an G2 Video
Allan Adams, LISA in the Sky with Dark Matter
Lecture Notes (11 MB pdf file), and G2 Video
Stephon Alexander, Observing the string: The cosmic matter-antimatter asymmetry from string theory and the universality of the Green-Schwarz mechanism
G2 Video
Philip Argyres, Higher derivative terms in harmonic superspace
G2 Video
Paul Aspinwall, Yang-Mills theories and D-Branes on very small spaces,
G2 VideoNo Audio!
Simeon Hellerman, Linear Thinking in Perturbative String Theory,
G2 Video.
Paul Aspinwall, String Theory and Derived Categories,
G2 Video.
Kentaro Hori, Mirror Symmetry,
lecture notes only (56 MB - sorry!)
Rajesh Gopakumar, exp(-N), 2/3/00
lecture notes, and G2 Video
Shamit Kachru, Fun with Supersymmetric Three-Cycles,
G2 Video
Eva Silverstein, Small N 2D Gauge Theory and Small N Supersymmetry,
G2 Video
Jean-Luc Brylinski, Holomorphic gerbes and field theory,
G2 video
Nikita Nekrasov, Four-Manifolds, Symplectic Geometry, and Mirror Symmetry,
lecture notes, and G2 video or 5.0 video
Paul Frampton, Conformal Nonsupersymmetric Gauge Theories in d = 4 from AdS/CFT Superstring Duality,
G2 video or 5.0 video
Paul Aspinwall, Lie Groups, Calabi-Yau Threefolds and Anomalies,
G2 video only (technical difficulties - no audio)
Ruben Minasian, Non-abelian Tensor-Multiplet Anomalies from M-Theory,
lecture notes, and G2 Video or 5.0 Video

martes, 3 de abril de 2007

Física de fluidos, cavitación

Siempre me han fascinado las imágenes de fluidos, y ahora que, después de estudiar fluidos en la carrera, sé que no se mucho más que antes, mucho más.
Veamos una imagen de cavitación:
Al dejar caer la esfera en el agua se produce un efecto de cavitación. Es un proceso que se produce en hidrodinámica cuando un objeto se mueve con relativa velocidad dentro de un fluído. Se produce una descompresión del fluído, y hay una zona en la que el líquido pasa a estado de vapor. En las películas de submarinos se ve éste efecto. El caso de la imagen que he puesto se explica y completa en éste artículo.
Otras imágenes curiosas:

Una capa jabón

<- Flujo cuasi-bidimensional
Ondas en el interior de un líquido ->



O el vídeo del impacto de una gota de agua sobre un líquido:



Hay una galería de imágenes y animaciones sobre fluidos en Gallery of Fluid Motion, de donde se han obtenido éstas imágenes.