saac Newton (25 de diciembre de 1642 JU – 20 de marzo de 1727 JU; 4 de enero de 1643 GR – 31 de marzo de 1727 ) fue un físico, filósofo, teólogo, inventor, alquimista y matemático inglés, autor de los Philosophiae naturalis principia mathematica, más conocidos como los Principia, donde describió la ley de la gravitación universal y estableció las bases de la mecánica clásica mediante las leyes que llevan su nombre. Entre sus otros descubrimientos científicos destacan los trabajos sobre la naturaleza de la luz y la óptica (que se presentan principalmente en su obra Opticks) y el desarrollo del cálculo matemático. Newton comparte con Leibniz el crédito por el desarrollo del cálculo integral y diferencial, que utilizó para formular sus leyes de la física. También contribuyó en otras áreas de la matemática, desarrollando el teorema del binomio y las fórmulas de Newton-Cotes. Entre sus hallazgos científicos se encuentran el descubrimiento de que el espectro de color que se observa cuando la luz blanca pasa por un prisma es inherente a esa luz, en lugar de provenir del prisma (como había sido postulado por Roger Bacon en el siglo XIII); su argumentación sobre la posibilidad de que la luz estuviera compuesta por partículas; su desarrollo de una ley de convección térmica, que describe la tasa de enfriamiento de los objetos expuestos al aire; sus estudios sobre la velocidad del sonido en el aire; y su propuesta de una teoría sobre el origen de las estrellas. Fue también un pionero de la mecánica de fluidos, estableciendo una ley sobre la viscosidad. Newton fue el primero en demostrar que las leyes naturales que gobiernan el movimiento en la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes son las mismas. Es, a menudo, calificado como el científico más grande de todos los tiempos, y su obra como la culminación de la revolución científica. El matemático y físico matemático Joseph Louis Lagrange (1736–1813), dijo que "Newton fue el más grande genio que ha existido y también el más afortunado dado que sólo se puede encontrar una vez un sistema que rija el mundo."

Leonardo da Vinci (Leonardo di ser Piero da Vinci escuchar) fue un pintor florentino. Notable polímata del Renacimiento italiano (a la vez anatomista, arquitecto, artista, botánico, científico, escritor, escultor, filósofo, ingeniero, inventor, músico, poeta y urbanista) nació en Vinci el 15 de abril de 1452 y falleció en Amboise el 2 de mayo de 1519, a los 67 años, acompañado de su fiel Francesco Melzi, a quien legó sus proyectos, diseños y pinturas. Tras pasar su infancia en su ciudad natal, Leonardo estudió con el célebre pintor florentino Andrea de Verrocchio. Sus primeros trabajos de importancia fueron creados en Milán al servicio del duque Ludovico Sforza. Trabajó a continuación en Roma, Bolonia y Venecia, y pasó los últimos años de su vida en Francia, por invitación del rey Francisco I. Su asociación histórica más famosa es la pintura, siendo dos de sus obras más célebres, La Gioconda y La Última Cena, copiadas y parodiadas en varias ocasiones, al igual que su dibujo del Hombre de Vitruvio, que llegaría a ser retomado en numerosos trabajos derivados. No obstante, solo se conocen unas veinte de sus obras, debido principalmente a sus constantes (y a veces desastrosos) experimentos con nuevas técnicas y a su inconstancia crónica. Este reducido número de creaciones, junto con sus cuadernos que contienen dibujos, diagramas científicos y reflexiones sobre la naturaleza de la pintura, constituyen un legado para las sucesivas generaciones de artistas, llegando a ser igualado únicamente por Miguel Ángel. Como ingeniero e inventor, Leonardo desarrolló ideas muy adelantadas a su tiempo, tales como el helicóptero, el carro de combate, el submarino y el automóvil. Muy pocos de sus proyectos llegaron a construirse (entre ellos la máquina para medir el límite elástico de un cable), puesto que la mayoría no eran realizables aun en esa época. Como científico, Leonardo da Vinci hizo progresar mucho el conocimiento en las áreas de anatomía, la ingeniería civil, la óptica y la hidrodinámica.

π (pi) es la relación entre la longitud de una circunferencia y su diámetro, en geometría euclidiana. Es un número irracional y una de las constantes matemáticas más importantes. Se emplea frecuentemente en matemáticas, física e ingeniería. El valor numérico de π, truncado a sus primeras cifras, es el siguiente: El valor de π se ha obtenido con diversas aproximaciones a lo largo de la historia, siendo una de las constantes matemáticas que más aparece en las ecuaciones de la física, junto con el número e. Por ello, tal vez sea la constante que más pasiones desata entre los matemáticos profesionales y aficionados. La relación entre la circunferencia y su diámetro no es constante en geometrías no euclídeas.

El número áureo o de oro (también llamado razón extrema y media,1 razón áurea, razón dorada, media áurea, proporción áurea y divina proporción) representado por la letra griega φ (fi) (en minúscula) o Φ (fi) (en mayúscula), en honor al escultor griego Fidias, es un número irracional: También se representa con la letra griega Tau (Τ τ),3 por ser la primera letra de la raíz griega τομή, que significa acortar, aunque encontrarlo representado con la letra Fi (Φ,φ) es más común. Se trata de un número algebraico irracional (decimal infinito no periódico) que posee muchas propiedades interesantes y que fue descubierto en la antigüedad, no como “unidad” sino como relación o proporción entre dos segmentos de una recta. Esta proporción se encuentra tanto en algunas figuras geométricas como en la naturaleza: en las nervaduras de las hojas de algunos árboles, en el grosor de las ramas, en el caparazón de un caracol, en los flósculos de los girasoles, etc. Asimismo, se atribuye un carácter estético a los objetos cuyas medidas guardan la proporción áurea. Algunos incluso creen que posee una importancia mística. A lo largo de la historia, se ha atribuido su inclusión en el diseño de diversas obras de arquitectura y otras artes, aunque algunos de estos casos han sido cuestionados por los estudiosos de las matemáticas y el arte. El número áureo es el valor numérico de la proporción que guardan entre sí dos segmentos de recta a y b

La ciencia de escuchar música ¿Por qué algunos de nosotros nos encanta escuchar música triste, mientras que otros lo odian? Según David Huron, de la escuela de música de la Universidad de Ohio, la gente que disfruta escuchando música triste lo que realmente está experimentando son los efectos consoladores de la prolactina, una hormona que está asociada con el embarazo y con la lactancia pero que el cuerpo también libera cuando estamos tristes o depresivos, y que nos ayuda a sentirnos mejor. La gente que no soporta escuchar música triste, según Huron, no segrega altos niveles de prolactina al escuchar este tipo de música, por lo tanto lo único que consigue es sentirse aún más triste, pero ni rastro de nada reconfortante. Para realizar estas afirmaciones, el profesor Huron realizó una serie de experimentos en los que comparó los niveles de prolactina en gente que disfruta con la música triste con los de aquellos que no. El estudio consistió en tomar muestras de sangre de sujetos mientras escuchaban música triste, no escuchaban música, o escuchaban música alegre, y medir los niveles de prolactina que tenían en su organismo en situación de reposo y al estar escuchando un tipo de música determinado. Según los investigadores, lo que ocurre en las personas al escuchar música triste es que las estructuras subcorticales responden empatizando con la tristeza, y realmente estas personas acabansintiendo tristeza. Esto provoca que se libere la prolactina, lo que genera una reacción reconfortante de consuelo. Además, se suma el hecho de que la tristeza que estás sintiendo no es por una desgracia real, si no por una canción, por lo tanto la parte consciente del cerebro manda señales a la parte subcortical diciéndole que realmente no pasa nada, que no hay necesidad de sentirse triste, con lo que se acaba desactivando esa sensación. Como consecuencia, al final del día tendremos la liberación de la prolactina y falta de dolor psíquico real, con lo que realmente tendremos una sensación global positiva.

Eclipse de Sol desde el espacio Una de las imágenes más sorprendentes de todas las que se publicaron en 2011 sobre el Sol es esta. Fue tomada por el SDO (siglas de Solar Dynamics Observatory) el 29 de marzo durante una de las dos “temporadas de eclipses” por las que pasa el telescopio anualmente hacia la época de los equinocios. Este tipo de eclipse tiene lugar cuando la nave, la Tierra y el Sol llegan a alinearse casi perfectamente una vez al día por un periodo de una hora. La imagen muestra a la estrella parcialmente oscurecida por la Tierra al interponerse esta entre el telescopio y el Sol.

GUITARRRA ELECTRICA El sonido de una guitarra eléctrica es una señal producida por un campo electromagnético inducido, generado por la vibración de cuerda metálicas cercanas a la pastilla unos receptores sensibles ("pickup" en inglés). La señal es entonces moldeada de su camino a el amplificador usando una variedad de dispositivos o componentes que modifican el tono y otras características de la señal.

FAROLA: Para la iluminación de una carretera, un núcleo de población, una fuente, monumento o fachada se emplean un conjunto de elementos tales como báculos, faroles, candelabros de fundición y proyectores, en función de su colocación, intensidad luminosa deseada, entorno y otros factores. Típicamente se emplean lámparas de tecnología SAP (Lámpara de vapor de sodio de Alta Presión - de tono anaranjado), Aditivos Haluro Metálicos (de tonalidad azul, aunque por errores de composición puede variar) y MCC (Vapor de Mercurio de Color Corregido - de tono verdoso), si bien existen otras como Tungsteno-Halógena (antiguamente llamada Cuarzo-Iodo), fluorescencia y LED. Por su baja eficacia las lámparas de vapor de Mercurio, Luz Mixta (un quemador de mercurio con un filamento incandescente) e incandescente (normal y de Tungsteno-Halógena) no son muy utilizadas en el alumbrado público, con excepción de aplicaciones especiales. Cada punto de luz puede contar con una o más luminarias. Los puntos de luz se conectan a las salidas de un centro de mando que es alimentado a su vez por una acometida de la compañía eléctrica. Los encendidos se efectúan localmente mediante célula fotoeléctrica, programación por reloj astronómico o remotamente por sistemas de telecontrol basados en líneas RTB, radiofrecuencia o GSM.

MASACRE: Apodado Merc with a Mouth (el mercenario bocazas, en español), normalmente actúa enfundado en un traje de colores rojo y negro y lleva el rostro cubierto para proteger su verdadera identidad (Wilson Wade) además de sus horribles cicatrices. Es a menudo catalogado como un mercenario, un villano, héroe o un antihéroe. Se caracteriza porque en sus conversaciones son constantes las referencias a la cultura popular y la utilización del sarcasmo y humor negro. Además, emplea todo tipo de alta tecnología para la ejecución de sus misiones. Al igual que sucede con Wolverine, la personalidad y habilidades de Deadpool son en gran medida resultado de haber sido sometido al programa paramilitar del gobierno canadiense conocido como Arma X, aunque su nacionalidad de origen es desconocida. Después de que Arma X curara su cáncer terminal implementando el "factor curativo" extraído de Wolverine, Deadpool quedó desfigurado y mentalmente inestable.

WOLVERINE Wolverine posee poderes regenerativos que pueden curar cualquier herida, por mortal que ésta sea, además ese mismo poder hace que sea inmune a cualquier enfermedad existente en la Tierra y algunas extraterrestres (excluyendo la plaga zombie). Posee también una fuerza sobrehumana, que si bien no se compara con la de otros superhéroes como Hulk o como la de la Mole, sí sobrepasa la de cualquier humano. Por si fuera poco, sus poderes regenerativos logran que se mantenga "joven", envejeciendo de una manera lentísima, por lo que parece un hombre de 30 años, a pesar de tener más de 200. Posee sentidos y reflejos muy agudos, como los de un guepardo, del que toma su nombre en Hispanoamérica, además de poseer tres garras retráctiles en cada mano. Las garras las poseía de forma natural. Una desventaja de estos poderes regenerativos es que también protegen su mente. De esta manera, cada vez que sucedía un evento traumático en su vida, sus poderes lo bloqueaban haciendo que lo olvidara y que, por tanto, su pasado fuera un misterio. A esto se suma el gran número de veces que su mente ha sido "reprogramada" por las distintas organizaciones que usaban a Wolverine, casi siempre bajo la oscura mano de "Romulus", uno de los mutantes más antiguos y misteriosos del universo Marvel cuya existencia se remonta casi a la edad de piedra, y de los primeros "lupus sapiens Por último, un efecto colateral del factor de curación es la casi inmortalidad: la razón por la que los seres humanos envejecen se debe a que con el paso de los años el cuerpo no puede reparar por completo los daños y el deterioro constantes que sufren los órganos, células y tejidos. Estos daños se acumulan y la consecuencia resulta en que favorecen la aparición de cáncer en los órganos, deterioros en el cerebro, etc. Dado que Wolverine posee su factor de regeneración, estos daños no se acumulan y el individuo aparenta tener siempre edad adulta, sin envejecer nunca. Es un maestro de combate en distintas artes, sobre todo en peleas cuerpo a cuerpo en las que nunca duda en usar su fuerza de manera letal. Ya que recibió entrenamiento militar, espía y samurái entre otras durante décadas por diferentes afiliaciones e innumerables campos militares, es un experto en la lucha, con y sin armas, además de ser un gran estratega que lo hace ser muy peligroso en lo que hace.

BATMAN Después de ser testigo en su niñez de la muerte de sus padres, jura venganza y, tras someterse a un riguroso entrenamiento físico y mental, se dedica a combatir la delincuencia en Gotham City. A diferencia de otros superhéroes, no posee superpoderes sino que utiliza el intelecto junto a aplicaciones científicas y tecnológicas para crear armas y herramientas con las cuales atrapar a los criminales. Reside en la mansión Wayne (en cuyos subterráneos se encuentra la Batcueva o Baticueva), y es asistido regularmente por aliados y empleados, entre los que destacan Robin, Batgirl, Nightwing, el oficial James Gordon y el mayordomo Alfred Pennyworth.

GÉNERO: Ciencia ficción. Terror | Extraterrestres. Aventura espacial. Precuela SINOPSIS:Un grupo de científicos y exploradores emprende un viaje espacial a un remoto planeta, una rara estrella recién descubierta, donde sus límites físicos y mentales serán puestos a prueba. El motivo de la misión es que los humanos creen que allá podrán encontrar la respuesta a las preguntas más profundas y al mayor de los misterios: el origen de la vida en la Tierra. TRAILER

GÉNERO Ciencia ficción. Thriller. Aventuras. Intriga | Aventura espacial

SINOPSIS En un plazo de cinco años el Sol se apagará, y con él se extinguirá la raza humana. La última esperanza de los hombres es el Ícarus II, una nave espacial tripulada por seis hombres y dos mujeres, cuya misión consiste en llevar una gigantesca carga explosiva que insuflaría nueva vida a la estrella y le permitiría volver a brillar, salvándose así la población de la Tierra. El problema es que la nave Ícarus ya había llevado a cabo la misma misión siete años antes y había fracasado, en esta pelicula describen un problema que podria pasar en el futuro y como resolverlo ,tambien describen como podria ser las tecnologias del futuro y tambien se plantean algunas preguntas filosoficas. TRAILER

ANGELS AND AIRWAVES

GÉNERO Ciencia ficción. Drama | Aventura espacial. Cine independiente USA

SINOPSIS Tras perder contacto con la Tierra, el astronauta Lee Miller se encontrará perdido y sólo en una Estación Espacial Internacional. El tiempo pasará y se verá forzado a sobrevivir, intentando mantener la cordura... Su mundo se basa en una experiencia solitaria y claustrofóbica, al menos, hasta que hace un extraño descubrimiento en la nave...Explican tambien laevolucion del mundo paso a paso desde el comienzo hasta ahora define desde los avences tecnologicos hasta preguntas filosoficas. 

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       El robot más musculoso del mundo (vídeo)


Ya hemos visto algunos ejemplos robóticos que nos arrojan de cabeza al Valle Inexplicable, pero en esta ocasión, el proyecto Kenshiro de la reconocida Universidad de Tokio no se enfoca tanto en una “reproducción externa” del cuerpo humano, sino interna. La característica más importante de Kenshiro está en la gran cantidad de “músculos” que posee, y colocamos “músculos” entre comillas porque en realidad se parecen más a un sistema de poleas que otra cosa. Kenshiro es el “sucesor” del robot Kojiro que observamos a principios de 2010, y debemos reconocer que el avance es impresionante.


Algunas personas ven al proceso de “imitación” de los humanos a través de robots como algo restringido. Después de todo, el simple hecho de ser humanos nos limita en muchos aspectos. La primera idea que defiende esa visión nos lleva al potencial que tiene el robot de ser más rápido y más fuerte que cualquier persona. Pero más allá de los límites naturales, el cuerpo humano no deja de ser una máquina extraordinaria, y presenta un desafío escalofriante para cualquiera que busque imitarlo artificialmente. Después de lo logrado con el robot Kojiro, la Universidad de Tokio ha dado el siguiente paso con el proyecto Kenshiro, un robot que busca reproducir la musculatura y la estructura ósea del cuerpo humano. Sus “músculos” son planos y anchos, y dependen de un solo motor, lo que los hace más estables.

Kenshiro realiza una mímica del cuerpo de un niño japonés promedio de doce años de edad, con una altura de 1,58 metros y un peso en el rango de los cincuenta kilogramos. El conteo de sus músculos asciende a 160, repartidos entre el cuello (22), el torso (76), las piernas (50) y los hombros (12), superando a cualquier otro robot que haya sido diseñado bajo un concepto similar. El vídeo se limita a enseñar la capacidad de movimiento de sus “secciones” por separado. Su método de desplazamiento tal vez sea un poco limitado, pero a la hora de doblar las rodillas o inclinar el torso hacia delante, la calidad de sus movimientos es excelente (y tal vez algo perturbadora).

De acuerdo a los responsables, uno de los desafíos más importantes estuvo en alcanzar el peso y las proporciones correctas para el robot. Como ejemplo mencionaron a Kenzoh, el ancestro de medio cuerpo de Kenshiro. Su peso total era de 45 kilogramos, y de haber sido desarrollado en cuerpo completo, hubieran superado la barrera de los cien kilogramos, un detalle que sirve para visualizar aún mejor el logro que Kenshiro representa. El siguiente paso de Yuto Nakanishi, líder del proyecto Kenshiro, es continuar el desarrollo del robot SCHAFT, que participará en el próximo “Robotics Challenge” organizado por los amigos de DARPA. Después de ver lo que puede hacer Kenshiro, creo que tiene buenas chances...

Unas imagenes interesantes

Noviembre ha sido un mes lleno de color en todas las ramas de la investigación, con glóbulos rojos que se mantienen en equilibrio sobre agujas imposibles, finísimas hebras de ADN que se hilan en un telar primordial y hasta neuronas que se mueven con la gracilidad de un GPS en una ciudad. 

Cada vez más, las publicaciones científicas de todo tipo se apoyan en la belleza de las fotografías para comunicar y trasladar a la gente el mensaje de una manera más eficiente y didáctica. Y durante el mes pasado muchas de estas imágenes se conviertieron en más grandes que los propios artículos que ilustraban. Estas son las diez que más nos han llamado la atención. 

1. Dos Ópalos negro con una galaxia en su interior 

La fotografía que abre este post corresponde a dos piezas de ópalo negro casi idénticas. Estas piedras raras son a la vez más valiosas y más frágiles que los propios diamantes, pues la luz se refleja en ellas en forma de relámpagos que destellan y van cambiando de intensidad. Los ópalos pueden presentar multitud de apariencias, pero en todos ellos una de las cualidades más apreciadas es el llamado “juego de color”, que se produce porque el ópalo posee en su estructura unas esferas microscópicas que cuando reciben la luz reflejan colores increíbles, casi galáctico. 

2. La cueva de las maravillas, por Heinrich Badenhorst 

Un microscopio electrónico de barrido nos permite ver este cristal de grafito con un aumento de más de 30.000 veces. Parece una cueva de estalactitas y estalagmitas, pero estas estructuras pueden ser mil veces más delgadas que un cabello humano. Cuando el cristal de grafito se quema en presencia de oxígeno, las impurezas en el cristal crean estas maravillosas estructuras. La imagen ganó el concurso anual que organiza The South African Agency for Science and Technology Advancement (SAASTA). 

3. Captura y liberación, por Joanna Aizenberg 

Uno de los principales objetivos de la Biología sintética es diseñar compuestos no naturales para crear herramientas que imitan a las que se encuentran en la naturaleza. Por ejemplo, Joanna Aizenberg y su laboratorio han sido pioneros en el uso de auto-montaje de nanofibras sintéticas para capturar y liberar partículas mediante dispositivos que parecen “deditos” o tentáculos. En esta imagen a nanoescala se ven unas cerdas sosteniendo una esfera. Estas cerdas están hechas de resina epoxi y después se sumergen en un líquido. Como ocurre con las cerdas en seco, agarran todo lo que les pasa cerca, tal como un fármaco o pequeñas nanopartículas. 

4. Científicos italianos toman la primera fotografía del ADN (Fotografían un haz de siete moléculas de ADN suspendido entre dos micropivotes) 

Existen algunas cosas que pensamos que nunca vamos a ver con nuestros propios ojos. Y entonces alguien viene y encuentra una manera de mostrárnoslo. Para la mayoría de nosotros, el ADN existe sólo como un esquema de colores en un libro de texto. Pero ahora, gracias a una nueva técnica científica, podemos ver cómo es en realidad. La imagen se tomó con un microscopio electrónico por un equipo de la Universidad de Génova y muestra un solo hilo de ADN que se extiende a través de nanopilares de silicio. Es la primera vez que se fotografía un modelo de doble hélice del ADN utilizando un microscopio electrónico. Todo un hito. 

5. Un globulo rojo se balancea sobre la punta de una aguja 

Una micrografía tomada con un microscopio electrónico de barrido (SEM) donde se puede ver un minúsculo glóbulo rojo cuyo diámetro ronda los 7 µm, mientras está situado sobre la punta de una aguja especial. “Ello es posible porque estos microscopios permiten realizar ampliaciones mucho más potentes que los microscopios ópticos, como consecuencia de que la longitud de onda de los electrones es aproximadamente 100.000 veces más corta que la de los fotones de la luz visible”. 

6. Ingenieros desarrollan un tejido cerebral en 3D 

Siguiendo técnicas de microfabricación utilizadas en la industria de semiconductores, ingenieros del MIT y de la Harvard Medical School (HMS) han desarrollado una forma simple y barata de crear tejidos tridimensionales del cerebro en un plato de laboratorio. La nueva técnica de construcción imita la composición celular del cerebro vivo, lo que permite a los científicos estudiar cómo las neuronas forman conexiones y predecir cómo las células de los pacientes individuales pueden responder a fármacos diferentes. 

7. La sinfonía en tu cerebro 

Un estudio reciente realizado por investigadores del National Institutes of Health (NIH), y publicado en la revista Science, reveló que las neuronas del cerebro no son la maraña casual que algunos habían pensado, pues están dispuestas en una cuadrícula ordenada que se asemeja a las calles de un mapa de una ciudad. Utilizando imágenes de difracción, siguieron el movimiento de agua a través de las fibras nerviosas, de tal manera que los investigadores pueden rastrear grupos de neuronas que cruzan de una región del cerebro a otra en individuos vivos. 

8. Como atrapa a sus presas el camarón Mantis ? 

El “camarón mantis” (Gonodactylus smithii) es conocido por los buzos por su agresividad y lo afilado de sus tenazas, por ello lo nombran “rajador de pulgares”. Estos crustáceos, que alcanza los 12 cm y son de colores vivos, se esconden en sus madrigueras y esperan a que una criatura inocente pase por delante. Luego, en un abrir y cerrar de ojos, se lanza con sus largas garras, como un submarino arquero. ¿Cómo se lanza a su presa tan pronto? Maya DeVries, una investigadora de la Universidad de California, ha descubierto con cámaras de alta velocidad que los “camarones mantis” son capaces de desencadenar estos ataques con un extraño sistema de resorte y de cierre, que almacena la energía en sus músculos y la libera en un instante. Es como un arco y una flecha. 

9. Estrella de Mar o pentágono ? 

Esta imagen forma parte de una exposición de la Sociedad Americana de Física que gira en torno a la Dinámica de Fluidos y se pudo ver en la reunión nacional que se llevó a cabo del 18 al 20 de noviembre pasado en San Diego. Un grupo de jueces eligió las imágenes basándose en el mérito artístico y la capacidad para representar temas complejos de física. Entre los ganadores, esta estrella de mar en forma de onda creada por vibración vertical de un líquido en un recipiente. 

10. Y por terminar... Nudibranquios de colores 

Todos estos son nudibranquios, un grupo de moluscos de cuerpo blando que a veces se les llama “babosas de mar” (aunque el término se usa a menudo para describir a otros grupos). Estos animales son conocidos por sus extraordinarios colores, que pueden advertir a los depredadores que sería mejor no comerlos. Algunos nudibranquios tienen la capacidad de incorporar los mecanismos de defensa de sus presas, como las medusas y las esponjas, y las toxinas producidas por estos alimentos se concentran en sus tejidos coloreados. Si no te mata, te hará más fuerte. O por lo menos…más bello. 

¿De qué está hecha la materia? 

La materia está formada por átomos y éstos por quarks, electrones y neutrinos 

Nebulosa M78 en la constelación de Orión. Imagen obtenida por Ignacio de la Cueva Torregrosa, astrofotógrafo aficionado de Ibiza. 

Desde comienzos del siglo XX se sabe que toda la materia está formado por átomos. Todo lo que hay en el Universo: las galaxias, las nebulosas, las estrellas, el Sol, los planetas, la Tierra, las montañas, los árboles, el mar, las nubes, la atmósfera y nosotros mismos, todo está formado por átomos. 

En esos años se descubrió que los átomos se componen de un núcleo muy pequeño con carga eléctrica positiva, en donde está concentrada casi toda la masa, y de una nube de electrones con carga eléctrica negativa. 

Entre los años 1950's y 1980's el esfuerzo y la tesón de muchos científicos llevó a la conclusión de que todos los átomos se componen de solamente 4 partículas: electrones, quarks up, quarks down y neutrinos. 

Estas cuatro partículas elementales, constituyen la familia del electrón, las cuales interactúan entre sí a través de otros cuatro elementos llamados interacciones básicas. La historia del descubrimiento de que casi todo lo que vemos a nuestro alrededor en la Tierra, y más allá, está compuesto por estas pequeñas partículas es la historia más apasionante de la ciencia. 

¿Particulas? 

El término "partículas", es una forma de hablar, y sirve para hacer más fácil la comprensión. Pero no hay que imaginarlas como pequeñas esferas. En realidad, no sabemos qué son. La materia real es algo muy distinto a lo que vemos. 

Es muy importante saber que estas partículas elementales están unidas y que se combinan e interactúan entre sí a causa de unas fuerzas. Se han encontrado cuatro tipos de fuerzas, las cuales en realidad son otros tipos especiales de partículas. 

Hace 400 años, en Occidente empezó la gran aventura de intentar conocer científicamente el universo. Durante 300 años se consiguió hacer un mapa bastante exacto de lo que hay en el cielo y de las leyes que rigen el movimiento de los astros. 

Pero en los últimos 100 años, la historia se ha hecho verdaderamente apasionante, porque se ha descubierto que todo, absolutamente todo lo que existe en la tierra y en los cielos está formado por los mismos elementos básicos. Estos elementos básicos son 4 partículas elementales. Casi toda la materia está formada por una familia de cuatro partículas que se combinan e interactúan a causa de otras que originan lo que llamamos fuerzas. 

A finales del siglo XX, se encontró la existencia de otras dos familias de partículas: la familia del múon y la familia del tauón. Ambas familias se producen en los laboratorios, pero se supone que, en el origen del universo, coexistían con la familia del electrón. 

Cada una de estas dos familias se componen también de cuatro partículas elementales. 

Hay pruebas bastante concluyentes, de que no es posible de que haya una cuarta familia. 

Familias de particulas 

Transcurrieron casi 100 años, desde el descubrimiento del electrón (1897) hasta el descubrimiento del quark top (1995), para que el mundo científico tuviera una clasificación bastante satisfactoria de las partículas elementales que componen la materia. En esta clasificación se consideran 3 familias de partículas. Hay pruebas convincentes de que no existe una cuarta familia. 

La primera familia está formada por electrones, quarks up, quarks down y neutrinos electrónicos. Toda la materia del universo: estrellas, Sol, planetas, Tierra, animales, árboles, insectos y nosotros mismos, está constituida solamente por estos cuatro elementos que forman la familia del electrón. 

Los elementos de la segunda familia tienen una vida muy efímera (fracción de segundo), se han encontrado solamente en los rayos cósmicos y en el laboratorio. Es la familia del muón. El muón es una partícula en todo similar al electrón, pero su masa es 200 veces mayor que la masa del electrón. Esta familia tiene también cuatro elementos: muones, quarks strange, quarks charm y neutrinos muónicos. 

Los elementos de la tercera familia también tienen una vida muy efímera (fracción de segundo), se han encontrado solamente en los rayos cósmicos y en el laboratorio. Es la familia del tauón . El tauón es una partícula en todo similar al electrón, pero su masa es 3.500 veces mayor que la masa del electrón. Esta familia tiene también cuatro elementos: tauones, quarks top, quarks bottom y neutrinos tauónicos. 

Tanto el electrón, como el muón y el tauón son los elementos con menos masa en las correspondientes familias. Por tal motivo, a estas tres partículas se las denomina leptones (en griego, leptón significa ligero). 

Primeras teorias 

El 5 de octubre de 1906, el científico austríaco Ludwig Boltzmann (1844-1906) se ahorcó en una habitación en un hotel del pueblo llamado Duino, cerca de Trieste. Este acontecimiento trágico no habría tenido tanta trascendencia si no fuera por el hecho de que Boltzmann decidió quitarse la vida impulsado por la depresión profunda que sufrió al ver rechazada con desprecio, por la comunidad científica de entonces, su tesis sobre la realidad del átomo y por afirmar que toda la materia está compuesta por los mismos pequeños bloques. 

Boltzmann había llegado a esta conclusión al estudiar el comportamiento de los gases. Su teoría era que éstos consisten en partículas que entrechocan entre sí en un movimiento caótico y que la energía de este movimiento es el calor. 

En la década de 1850, en barcos, fábricas y trenes se usaban potentes motores de vapor. Eran una necesidad urgente en el comienzo de la revolución industrial. 

Desde el punto de vista comercial, político y militar era esencial comprender y predecir el comportamiento del vapor de agua a altas temperaturas y a máxima presión. 

Boltzmann se había especializado en mecánica estadística y fue el autor de la llamada constante de Boltzmann, la cual es un concepto fundamental de la termodinámica. 

Ludwig Boltzmann y muchos científicos imaginaron que si el vapor se componía de millones de diminutas esferas rígidas, era posible desarrollar algunas ecuaciones matemáticas que fueron capaces de predecir el comportamiento del vapor. 

Boltzmann y sus colegas atomistas se vieron envueltos en una agria polémica con quienes negaban la existencia de átomos. 

Estos últimos arguían que los invisibles átomos en los que se basaban los cálculos eran sólo una convención matemática, pero no objetos reales. Dijeron que era presuntuoso y blasfemo reducir el milagro de la creación a una serie de colisiones entre esferas diminutas inanimadas. 

James Clerk Maxwell 

La afirmación de Boltzmann de que toda la materia está formada por átomos, era compartida por muchos científicos y químicos ilustres. 

Entre ellos, el físico escocés James Clerk Maxwell (1831-1879), y el físico estadounidense Josiah Willard Gibbs (1831-1879). 

La trágica ironía del suicidio de Boltzman es que, un año antes, en 1905, un joven científico había publicado un documento que de manera innegable e irrefutable proclamaba la realidad del átomo. Este joven era Albert Einstein. 

Este informe que Einstein envió a la revista científica "Annalen del Physik" fue decisivo para zanjar la polémica. 

Josiah Willard Gibbs 

Einstein y los atomos 

Resulta muy ilustrativo recordar cómo llegó Albert Einstein al descubrimiento de los átomos. 

Para ello, hay que remontarse al año 1827, cuando el ilustre botánico escocés, Robert Brown (1773-1858) roció unos granos de polen en un poco de agua y los examinó con un microscopio. Lo que observó fue algo realmente extraño. En lugar de granos flotando suavemente en el agua, vio que los granos se movían vertiginosamente como si tuvieran vida. 

Robert Brown 

Este fenómeno, conocido desde entonces como movimiento browniano permaneció 80 años olvidado como una anomalía física que a nadie interesó mayormente. 

En 1905, Einstein vio que el movimiento de los granos de polen podía resolver el debate acerca de la existencia de los átomos. Su argumentación era sencilla: si el agua estuviera compuesta por pequeñas partículas en movimiento, estarían golpeando continuamente a las partículas de polen. 

Einstein fue más allá de los argumentos verbales y llevó a cabo un impecable estudio matemático con el que demostró no sólo que existían los átomos, sino que no se veían porque su tamaño era de una décima de millonésima de milímetro. El grosor de un fino cabello humano es un millón de veces más ancho que un átomo. 

Albert Einstein 

Modelo atómico según Rutherford 

Según el modelo de Rutherford el átomo tiene un núcleo central rodeado de electrones 

El modelo atómico de Rutherford postulaba que los electrones orbitaban en un espacio vacío alrededor de una minúscula carga, situada en el centro del átomo. Esta teoría tropezó con varios problemas que, al intentar explicarlos, llevó al descubrimiento de nuevos hechos y teorías: 

a) Por un lado se planteó el problema de cómo un conjunto de cargas positivas podían mantenerse unidas en un volumen tan pequeño, en vez de repelerse unas a otras, al tener cargas de igual signo. La solución a este problema llevó a pensar que en el interior del núcleo actuaba una fuerza desconocida hasta ese momento. Hoy la conocemos como fuerza nuclear fuerte, una de las cuatro interacciones fundamentales reconocidas en la teoría estándar de la materia. 

b) Por otro lado, se decía que si los electrones son partículas con carga eléctrica, para mantenerse en órbita necesitan una aceleración, con lo cual producirían radiación electromagnética y eso les haría perder energía. Las leyes de Newton y las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo aplicadas al átomo de Rutherford llevan a que en un tiempo del orden de 10 − 10s, toda la energía del átomo se habría radiado, ocasionando la caída de los electrones sobre el núcleo. 

El modelo atómico de Rutherford es un modelo físicamente inestable, desde el punto de vista de la física clásica. En el modelo de Rutherford, las órbitas de los electrones no están definidas y solamente se dice que forman una estructura compleja. No obstante, los resultados de su experimento, permitieron calcular que el radio del átomo era diez mil veces mayor que el núcleo mismo, de lo que se deducía que existe un gran espacio vacío en el interior de los átomos. 

Modelo atómico según Niels Bohr 

Según el modelo de Rutherford el átomo tiene un núcleo central rodeado de electrones 

Resumiendo: Los electrones no irradiarían energía (luz) si permanecieran en órbitas estables. 

Pero si saltan de una órbita de menor energía a una de mayor energía, el electrón absorbe un cuanto de energía (una cantidad igual a la diferencia de energía asociada a las órbitas concernidas). 

Si el electrón pasa de una órbita de mayor energía a una de órbita más interna, pierde energía y la energía perdida es lanzada al exterior en forma de radiación (luz): el electrón desprende un cuanto de energía, un fotón. 

Niels Bohr dedujo que la frecuencia de la luz emitida por un átomo, está relacionada con el cambio de energía del electrón, siguiendo la regla cuántica de Planck "cambio de energía/frecuencia=constante de Planck". 

Trece años después de que Max Planck decidiera incorporar el cuanto a la teoría de la luz, Bohr introdujo el cuanto en la estructura atómica y el mayor éxito de su modelo fue la explicación del espectro de emisión de luz del hidrógeno. 

La teoría de Bohr sobre el átomo, fue uno de los momentos cruciales de la física. Bohr se hizo famoso y en 1922 era una gloria nacional para Dinamarca. 

Nuevos modelos atómicos del siglo XX 

Proton 

Avanzado ya el siglo XX, los científicos continuaron explorando las propiedades del núcleo atómico y descubrieron que los protones y los neutrones estaban compuestos por minúsculos quarks. 

Para ver los quarks no bastan los microscopios, por potentes que sean, pues se necesitaría una precisión de 10-17 cm y se hizo necesario idear otras técnicas más sofisticadas. Fue así como se inventaron los aceleradores de partículas. 

Neutron 

El modelo estandar de la materia 

Acelerador de partículas LHC en Ginebra 

El camino para explicar la composición de la materia y las leyes que la rigen, se había hecho extraordinariamente confuso a mediados del siglo XX. El trabajo y la imaginación de miles de científicos, entre los años 1950 y 1980, en el desarrollo teórico y experimental llevó a elaborar con notable éxito lo que se ha llamado "modelo estándar de la física de partículas". 

En los años 1980’s surgieron diversos modelos nuevos que son válidos en ciertas circunstancias, pero que tienen problemas de consistencia matemática. Las investigaciones siguen su curso, pues los nuevos experimentos han sacado a luz nuevas partículas. 

Sin embargo, al día de hoy, las evidencias experimentales más importantes del modelo estándar han ido encajando con las ideas teóricas que se habían planteado. 

Actualmente, este modelo estándar está ampliamente aceptado.