Física por estudiantes

Jesús Blanco

Santiago Folgueras — Mon, 27 Apr 2009 19:13:50 +0000

El profesor Jesús Blanco, del área de la física de la materia condensada nos cuenta cómo fue su experiencia al terminar la carrera y las posibilidades profesionales que ofrece su especialidad, así como las enormes aplicaciones que la física del estado sólido ofrece a la sociedad

Construcción de un Cañón Gauss

Wis_Alien — Sat, 28 Mar 2009 23:26:15 +0000

En la asignatura de electromagnetismo de 2º curso nos propusieron la realización de un trabajo libre. Desde hacía tiempo siempre había querido hacer un cañón Gauss así que esta fue la excusa perfecta para construirlo. Y es que los físicos podemos no sólo construir circuitos de manera sencilla, sino que aprovechamos los conocimientos en electromagnetismo para hacer de ellos un acelerador magnético, como en este caso.

Este es el vídeo en el que se ve el cañón Gauss en funcionamiento. Es un prototipo pequeño y no demasiado potente, pero suficiente para aprender los fundamentos físicos en los que se basa.

Si estáis interesados en ver cómo se construye podéis aprender aquí. Eso sí, hay que tener cuidado al construirlo ya que puede ser peligroso si no sabes lo que haces.

Esquema de funcionamiento del Cañón Gauss

Acería

Santiago Folgueras — Thu, 26 Mar 2009 19:09:00 +0000

La industria del sector del acero es otro sector donde la presencia de los físicos es notable.

Generalmente, los físicos trabajan en el departamento de I+D con el fin de desarrollar nuevos sistemas de producción, medición, seguimiento de la producción… con el fin de mejorar el rendimiento o rentabilizar un producto.

La universidad de Oviedo cuenta con múltiples acuerdos con Arcelor-Mittal, algunos de ellos que disfrutan los estudiantes de física.

¿Cómo ha sido posible el LHC?

Santiago Folgueras — Thu, 26 Mar 2009 18:56:39 +0000

Javier Cuevas, profesor del área de física nuclear y de altas energía. Dirige un grupo de investigación de física de altas energías que colabora en el CERN, concretamente en el detector CMS del LHC. Nos explica cómo ha sido posible llevar a cabo el proyecto del LHC:

Búsqueda del Bosón de Higgs en CDF

Santiago Folgueras — Wed, 18 Mar 2009 18:55:20 +0000

Bárbara Álvarez, estudiante de doctorado en la Universidad de Oviedo, se encuentra ahora mismo haciendo una estancia en Fermilab, desde allí nos llega este vídeo en el que explica la búsqueda del bosón de Higgs en el CDF, uno de los detectores del Fermilab.

Más información en el artículo en en la web del SINC

Satétites y aparatos espaciales

eeergo — Wed, 18 Mar 2009 16:39:41 +0000

No todo es observación en la Astronomía, o en la Física del Espacio, también hay sitio para colaborar con los ingenieros aerospaciales y construir aparatos que exploren.

La Universidad de Oviedo tiene varios convenios de investigación y desarrollo en este sentido: colaboraciones con Thales Alenia Space, una empresa líder en la construcción de satélites, para desarrollar sistemas informáticos de control para satélites de comunicaciones. En algunas charlas se nos recuerda el importante papel que puede jugar un físico en el mundo de los satélites, calculando órbitas, desarrollando instrumentos, programas de navegación, sensores…

Satélite de Thales-Alenia Space

Los físicos también podemos colaborar desarrollando nuevos materiales, paneles solares más eficientes o nuevas fuentes de energía más compactas, que luego pueden generalizarse para que cualquiera las use en su vida diaria. Por ejemplo, las mantas térmicas que utilizan el personal sanitario en emergencias tuvieron su origen en el aislante de los satélites, que deben soportar cambios enormes en la temperatura.

Mantas térmicas de emergencias y satélites - una estrecha relación

Los relojes atómicos del GPS que todos usamos en el coche, la televisión, el móvil, la radio, Internet por satélite, los sistemas de rescate en lugares remotos o en el mar… todos ellos y muchos más necesitan del espacio para funcionar. Y los físicos juegan un papel imprescindible en su desarrollo. Por no hablar de los descubrimientos alucinantes que nos llegan de Marte, Saturno, el telescopio Hubble o la Estación Espacial Internacional.

La Estación Espacial Internacional, a 350 km de altura, actualmente. Muchos experimentos de Física, algunos españoles, se llevan a cabo en ella

Tanto en tierra como en el espacio, todo telescopio necesita científicos que pongan a punto su óptica y su electrónica. Además, la luz no abarca sólo aquello que podemos ver con nuestros ojos, sino que hay muchas “luces” que no podemos ver, y cada una necesita unos espejos y lentes especiales. Para diseñar telescopios de rayos X, gamma, ultravioletas, infrarrojos, radio… en todo ello se necesitan físicos. Incluso se pueden descubrir nuevas maneras de observar, como las técnicas de interferometría: se utilizan muchos telescopios pequeños distribuidos en una zona grande para que actúen como un único telescopio gigante.

Representación artística del telescopio espacial europeo de rayos-X, XMM-Newton

Campo de radiotelescopios que funcionan con interferometría

Astronomía y Cosmología

eeergo — Wed, 18 Mar 2009 16:21:46 +0000

La astronomía se define como la ciencia que se ocupa del estudio de los cuerpos celestes, sus movimientos, los fenómenos ligados a ellos, su registro y la investigación de su origen a partir de la información que llega de ellos a través de la radiación electromagnética o de cualquier otro medio.

La cosmología se define como el estudio a gran escala de la estructura y la historia del Universo en su totalidad. Es decir estudia cómo es el universo, por qué es así, y busca las respuestas a su origen.

Ambos unidos nos dan casi todas las respuestas sobre el universo y el firmamento.

Y es que no sólo lo que está “cerca” nos afecta, también las galaxias más lejanas tienen mucho que aportar a nuestra vida, y mucho más a nuestra curiosidad.

Dos galaxias en colisión: un Universo por descubrir está esperándonos.

El Universo, como el Sol pero a lo grande, es el mejor laboratorio que existe. Ofrece una variedad infinita de estados de altísimas o bajísimas energías, que serían muy difíciles o imposibles de replicar en la Tierra. Mirando a lo que hay “ahí fuera”, podemos comprender cosas que de otra manera no tendríamos manera de estudiar. Las estrellas de neutrones son astros que demuestran teorías cuánticas y relativistas en directo, y aún se están buscando las estrellas de quarks, que son todavía más especiales.

Estrella de neutrones, uno de los astros más densos del Universo

Los agujeros negros, o las explosiones de rayos gamma (que dan más energía que toda la del Sol en un año, pero en un sólo segundo) nos hacen testigos de cataclismos inimaginables. Y la física es la que los estudia.

Representación artística de un agujero negro alimentándose

Hay detectores de partículas enormes por todo el mundo: bajo los hielos de la Antártida, en minas abandonadas e inundadas, en los desiertos… Todo para encontrar partículas como los neutrinos, de las que se sabe muy poco, y que tienen aplicaciones directas a la vida cotidiana. ¡Incluso se producen neutrinos en algunos tratamientos médicos! Es importante saber cómo son. Y esos son sólo una clase de partículas de las que nos ofrece el cosmos.

Detectores de neutrinos en una mina inundada abandonada (izquierda) y enterrados en el hielo antártico (derecha)

Si hay tantas cosas que aún no conocemos de la Tierra, imagínate lo que hay por descubrir en el Universo. Y muchas pueden ayudar a inventar aparatos médicos, mejor tecnología, mejor cuidado del medio ambiente… ¡las grandes invenciones necesitan hallazgos rompedores! Al fin y al cabo, todos somos polvo de estrellas: todos los elementos que nos forman fueron fabricados en el núcleo de una estrella y expulsados en una supernova.

Nebulosa Eskimo

Más del 95% del Universo, del lugar al que pertenecemos, está hecho de una materia que no conocemos: la materia oscura. Y la energía oscura, una especie de gravedad repulsiva de la que no se conoce casi nada, rige gran parte del Universo que observamos. O quizás no existan y lo que no cuadren sean nuestras teorías, aún incompletas. ¿Cómo era el Universo antes? ¿Tuvo el tiempo un principio? ¿Cómo será el futuro del Universo: se congelará, se aplastará sobre sí mismo, o nada de lo anterior? ¡Hay que explorar! La Astrofísica no deja de adentrarse en lo desconocido. Y la Universidad de Oviedo tiene proyectos algunos de estos campos apasionantes, como el telescopio espacial Planck, que estudiará la luz de los “rescoldos” del Big Bang, que aún nos está llegando ahora, 13000 millones de años después.

El satélite en el que colabora la Universidad, en la Guyana Francesa este mes, preparándose para el lanzamiento. Abajo, lo que estudiará: el fondo de radiación de microondas (la imagen fue sacada por otro satélite menos avanzado)

Heliofísica

eeergo — Wed, 18 Mar 2009 16:08:53 +0000

La heliofísica es la física del Sol, que es nuestra estrella más cercana, que afecta todo lo que pasa en el planeta y sin cuya ayuda no podría haber vida. Saber cómo impacta en nuestras vidas es crucial, y la Física se encarga de ello, en parte.

El Sol visto desde el satélite SOHO, en longitudes de onda que nuestros ojos no pueden ver

¿Sabías que hay erupciones en el Sol? Cada una podría tragarse varios planetas como la Tierra, a su lado todo el arsenal nuclear terrestre sería un estornudo, y lanzan cantidades increíbles de gases a millones de grados al espacio, sin que aún sepamos muy bien cómo. A veces, la Tierra está en su camino, y su llegada puede afectarnos: vivimos con una estrella, para bien y para mal. Mal funcionamiento de los satélites (del GPS, o de los que reciben la TV por satélite, por citar algunos ejemplos), peligros para los astronautas… incluso se llegaron a fundir los cables telegráficos en el siglo XIX por una erupción de este tipo. Algo parecido hoy en día sería un desastre, predecirlo es muy importante.

La Tierra comparada con una erupción mediana del Sol

El futuro de la energía en la Tierra vendrá, casi seguro, inspirado por el Sol. La fusión nuclear es lo que mantiene encendido al Sol. Es mucho más limpia que la fusión nuclear que utilizamos actualmente, y da mucha más energía. En la Tierra es muy difícil de lograr, y uno de los problemas es contener el combustible, que está a millones de grados. Estudiando cómo lo hace el Sol, cómo controla magnéticamente las “llamaradas” que vemos desde aquí, estaremos más cerca de controlar este proceso.

Interior de un reactor nuclear experimental de fusión Tokamak, que controla el combustible con técnicas inspiradas en el Sol. Uno más grande y potente se está construyendo en Francia actualmente

Además, nos proporciona partículas de altas energías, mucho mayores que cualquiera que pueda hacer un acelerador de partículas en la Tierra, que nos descubren cómo están hechos los átomos, qué partículas existen, cómo interaccionan con la materia…

El Sol nos envía el "viento solar": un flujo constante de partículas muy variadas y con altas energías

Geofísica y física del espacio

eeergo — Wed, 18 Mar 2009 15:52:36 +0000

Aunque parezca que dentro de la atmósfera está todo lo que podamos necesitar, hay muchas cosas que sólo es práctico investigar fuera de ella:

¿Cómo se comportan las partículas que envía el Sol hasta la Tierra cuando chocan con los campos magnéticos de la Tierra? ¿Y con la atmósfera? ¿Qué efectos tiene sobre los que vivimos en el suelo, o los que viajan en aviones? Las auroras, las medidas de la radiación a gran altura, e incluso la calidad de recepción de las señales de TV, radio, Internet… todo esto se ve afectado por el espacio.

Aurora vista desde el transbordador espacial

Para la Física del Plasma, que investiga cómo se comporta este estado de la materia, el espacio es el mejor laboratorio. Toda la atmósfera superior es un hervidero de plasma, que puede servir para infinidad de aplicaciones, además del estudio básico de sus propiedades. Desde enviar señales de radio más lejos, haciéndolas rebotar en esta zona, hasta para hacer caer a un satélite de su órbita.

El espacio afecta a toda la atmósfera

Algunos efectos son tan débiles que sólo se pueden comprobar en laboratorios “a lo grande”: las perturbaciones que produce la Tierra según la Teoría de la Relatividad de Einstein afectan a los relojes ultraprecisos necesarios para cualquier aplicación cotidiana, como los GPS, los ordenadores o los semáforos de una ciudad. De hecho, la primera vez que se comprobó esta teoría fue gracias a observaciones de la órbita de Mercurio, y de cómo la luz se curva cuando pasa cerca de objetos con mucha masa. Se pueden ver estrellas que están detrás del Sol cuando hay eclipses (para que no deslumbre el brillo del Sol).

La física relativista predice la curvatura de la luz

Otros planetas también ayudan a la Física. Investigando cómo se forma el campo magnético de Júpiter, se descubrió un nuevo estado del hidrógeno; se encontraron lagos de hidrocarburos en Titán, una luna de Saturno; podemos saber hasta qué punto puede cambiar el medio ambiente de la Tierra observando a otros planetas, como Venus.

Júpiter, y otros planetas, lugares excepcionales para la física

Rebeca González

Santiago Folgueras — Mon, 16 Mar 2009 15:16:13 +0000

Otra entrevista a Rebeca González, estudiante de doctorado en el área de física nuclear y de partículas en la universidad de Oviedo. Su trabajo de investigación se encamina a la búsqueda del bosón de Higgs