la gata cuántica

Nº 4 Otoño 2017

Revista de Divulgación Científica de Manzanares El Real

Ayto. Manzanares El Real

Revista Trimestral

Noticias, curiosidades y mucho más...

Jóvenes CientíficosLos globos que se unen (o por qué suenan algunos instrumentos de viento)

El electrón con doble personalidad

Microencapsulación

En este número:

Consejo de Redacción: Aimara Planillo (Directora)Samuel GonzálezConcejalía de Cultura, Ayto. de Manzanares El Real

Edita:

También puedes leernos en:lagatacuantica.wordpress.com

Si quieres ponerte en contacto con nosotros, escríbenos a: lagatacuantica@gmail.com

ISSN: 2530-1721

Plaza del Pueblo nº 1, 28410 Manzanares El Real, Madrid

Depósito legal: M-33308-2016

Impreso en España

Copyright: todo el contenido de esta revista puede ser reproducido en otros medios nombrando la fuente, excepto aquellas partes identificadas con copyright propio.

Portada: Doble proyección según el punto de vista (imagen libre).

Editorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Rincón del lector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

Especial Premios Nobel 2017 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Artículos

El electrón con doble personalidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Microencapsulación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Agujero negro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Jóvenes científicosLos globos que se unen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Quién fue . . . Teano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Fauna urbana: Cardera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

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la gata cuántica

ISSN: 2530-1721Depósito legal: M-33308-2016

Nº 4. Sep-Nov 2017

Editorial

Con este número la gata cuántica cumple su primer aniversario . Aunque somos un proyecto modesto, este año nos ha dado grandes momentos y nos anima a continuar con el espíritu divulgador que dio origen a la revista . Mucha gente se ha acercado a nosotros para proponer ideas o temas que le resultaban interesantes y muchos científicos han colabo-rado con contenidos . A todos ellos les estamos sumamente agradeci-dos por su apoyo y las semillas de curiosidad que siembran en nuestras cabezas, con las que descubrimos nuevos aspectos del mundo que nos rodea .

Esperamos continuar esta andadura y seguimos invitándoos a todos a participar, a plantearnos vuestras dudas o hacer nuevas propuestas . La divulgación es un campo emocionante, lleno de descubrimientos y de misterio, de seres mágicos, como los electrones que nos describe Gus-tavo en su artículo de este número, de apasionantes nuevos aspectos, de los que os damos una muestra en nuestras noticias, o de objetos que se comportan de forma imprevista, como los globos que describimos en la sección de jóvenes científicos.

Sabemos que esta emoción es compar-tida por muchas personas, y muchos divulgadores trabajan para llegar aún a más . Y nosotros seguiremos aquí, po-niendo nuestro pequeño granito de are-na .

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Nº 4. Otoño 2017 la gata cuántica

Rincón del lectorEn esta sección queremos responder a todas esas dudas que tengas so-bre ciencia, además de proponerte algún que otro desafío.

Envía tus preguntas a: lagatacuantica@gmail .comO visítanos en: lagatacuantica .wordpress .com

Gazapos científicos para cinéfilos

¿Es malo dormir con plantas?

Las plantas respiran durante las 24 h del día . De día, hacen la fotosíntesis y además del CO2 de la respiración emiten oxígeno . Durante la noche, solamente emiten CO2, de donde sale este mito . No obstante, el CO2 que emite una planta es menor que el emitido por una persona o un perro, así que no deberíamos notarlo . En cualquier caso, siempre es recomendable ventilar la habitación .

Nos pregunta Elena

Desafío al lector

Mándanos tu respuesta con el asunto “desafío gazapos de cine” a nuestro email . También puedes contestar directamente en el blog . En el próximo número, la solución y la mejor explicación recibida .

Película: Gravity¿Cuando George Clooney se suelta de Sandra Bullock, puede salir des-pedido a esa velocidad? ¿Qué tendría que hacer para acercarse a ella?

Desafío anterior: Matrix. Respecto a lo de usar seres humanos como baterías… ¿a alguien le suena raro?

Es muy poco eficiente debido a la conservación de la energía: si aportas energía a una máquina te devolverá como mucho la misma energía que le des, aunque normalmente menos. Un humano emplea mucha energía en crecer, mantener la temperatura corporal, funciones fisiológicas, etc., por lo que necesariamente te devolverá menos energía que la que le aportas en forma de alimento.

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EspEcial

Premios Nobel 2017

Este año, los premios Nobel de ciencias han recaído en:

Física: Rainer Weiss, Barry Barish y Kip Thorne , por encontrar las Ondas Gra-vitacionales predichas por Einstein en su Teoría General de la Relatividad de 1916, y son perturbaciones del espacio-tiempo . Según esta teoría, cualquier masa en movimiento producirá estas débiles ondas, que serán más fuertes cuanta más masa y más velocidad tenga el objeto . En 2015, los premiados descubrieron estas ondas provocadas por la colisión de dos agujeros negros, y desde entonces se han detectado ya otras cuatro veces, y todas ellas confirman la genial teoría del famoso físico.

Química: Jaques Dubochet, Joachim Frank y Richard Henderson, padres de la microscopía crioelectrónica . Este proceso permite congelar muy rá-pidamente biomoléculas, evitando que se formen cristales y se dañen sus membranas . Así, se lanzan rayos de electrones que crean imágenes en dos dimensiones . Esto se realiza desde diferentes ángulos, y luego un ordenador las ensambla para obtener imágenes 3D . Esta técnica permite conocer las estructuras moleculares tales como el apara-to de Golgy o las mitocondrias . Realmente este Nobel no es por un descubrimiento científico, sino que es un avance tecnológico, hecho que resulta controvertido en algunos foros .

Fisiología o Medicina: Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young, por explicar el funcionamiento de los ciclos circadianos . Conocemos hace tiempo que los seres vivos poseemos un reloj interno que sincroniza funciones biológicas básicas como el sueño, metabolismo, y temperatura corporal, con las fases del día y la noche .

Los premiados lograron aislar el gen responsable de estos ciclos . Este gen co-difica una proteína que se acumula por el día y se degrada por la noche, y ex-plicaron el funcionamiento del reloj interno dentro de la célula .

Además: Paz - Campaña internacional para abolir las armas nucleares; Ciencias Económicas - Richard H. Thaler; Literatura - Kazuo Ishiguro .

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Hemos leído muchas veces libros de fantasías con mundos de seres extraños como elfos, dragones o principitos solitarios . Tienen poderes especiales: capacidad de volar, de hacerse invisibles, transformarse en otro ser, y todo lo que podamos imaginar . Además, es habitual que un mismo ser posea varios superpoderes, que en realidad son una mezcla de capacidades de seres de “nuestro mundo” .

Algo parecido encontraron los físicos a principios del siglo XX . En los experimentos, el electrón parecía tener la capacidad de comportarse de distintas formas, según las condiciones de observa-ción . Como si se tratara de uno de los protagonistas de la literatura, a veces se comportaba una bola o

partícula, y otras como una onda, que son características de varios objetos de nuestro mundo .

¿Es una onda, es una partícu-la? ¿Es un pájaro, es un avión? Error. No podemos clasificarlo según nuestro mundo . Él vive en su mundo de lo muy muy peque-

Gustavo Escribano, Licenciado en Ciencias Físicas

El electrón con doble personalidad (o qué demonios es la física cuántica)

2- La dualidad Onda Corpúsculo

A la izquierda, resultado espera si lanzamos partículas por dos ranuras . A la derecha, resultado obtenido al lanzar las partículas cuánticas por dos ranuras .

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Louis-Victor De Broglie (Dieppe, Francia, 1892 - Paris, 1987) . Fue el 7º duque De Bro-glie, profesor de Física Teórica en la Universidad de París, y premio Nobel en 1929, cin-co años después de doctorarse, por descubrir la naturaleza ondulatoria del electrón .

ño con su propia personalidad . O múltiples personalidades, por qué no . Lo que conocemos de él es que, según se observe, reaccio-na de una manera o de otra . Los físicos se decían, mirad, mirad, es como una bola cuando lo lanzo a través de un agujero . O mirad, mirad, es como una onda cuando la lanzo a través de dos agujeros, interfiere consigo misma.

El famoso experimento de Young inspiró esta idea . Si lanzaba elec-trones a una pantalla, pero ha-ciéndolo pasar por una ranura, los impactos estaban en su mayoría justo enfrente del agujero, como si disparases dardos a una diana .

Al abrir una segunda ranura, espe-raríamos encontrar algo similar, pero doble, uno por cada ranu-ra . Pero en la pantalla se observó como si el ser se transformara en onda y pasara por ambas ranuras, interfiriendo consigo misma.

Para visualizarlo, imaginad que en un lago generamos dos ondas . Éstas interfieren, y las crestas y los valles se suman o restan, dan-do lugar a un patrón de interfe-rencia .

Así, las partículas cuánticas no son onda, ni corpúsculo, ni elfo . Son entes que se comportan a veces como onda, y otras como partícula, efecto que De Broglie denominó Dualidad Onda Cor-púsculo . Lo más curioso es que se comportan de una u otra for-ma según cómo lo observemos, como si él también nos observara (artículo anterior: el científico ya no es mero observador, su experi-mento influye en el resultado).

Este contratiempo fue en reali-dad un reto para aventureros de batas blancas y laboratorios, un nuevo y apasionante campo de estudio y experimentación que ha dado y dará descubrimientos y conclusiones asombrosas .

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Desde hace unos años vivimos rodeados de numerosos ejemplos de sustancias mi-croencapsuladas, materiales de pequeño tamaño (inferior a 100 micras) rodeadas de membranas porosas . El primer ejemplo de microencapsulación surgió en la industria del papel en 1957 con el papel calco, cuya parte inferior está impregnada de micro-cápsulas de tinta . Al escribir, oprimimos con un bolígrafo la parte superior, se libera

la tinta que contienen las micro-cápsulas y se deposita en el papel inferior .

Actualmente, la microencapsula-ción se utiliza en múltiples indus-trias y con muchos fines distintos, desde medicina a reparación de edificos. En farmacia, las sustan-cias se microencapsulan para pro-teger a los principios activos del deterioro ambiental, enmascarar olores y sabores indeseables y li-berarlos en el lugar del sistema digestivo que se necesite . En cos-mética se emplean los liposomas,

microcápsulas que contienen aceites, vitaminas, aromas, etc ., que alargan la vida del producto . En la industria textil encontra-mos medias con microcápsulas con sustancias adelgazantes inte-gradas en el tejido que se liberan al roce con la piel y penetran en nuestros tejidos .

Asimismo, existen prendas con microcápsulas que contienen sus-tancias que absorben calor del or-ganismo o lo ceden para mante-ner el cuerpo a una temperatura constante . Estas mismas micro-

Pilar Luna. Doctora en Ciencia y Tecnología de los alimentos e Ingeniería Química, Departamento de Química-Física Aplicada, UAM.

Microencapsulación

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cáspsulas impregnadas en el yeso de las paredes hacen que la tem-peratura de una estancia se man-tenga constante, absorbiendo o liberando calor de la habitación .

En la construcción también exis-te el hormigón “autocurable”, que contiene microcápsulas que cuando se produce una grieta se rompen y liberan un agente que reacciona con el óxido de calcio dando lugar a un material que se endurece y sella la grieta .

En la industria del calzado, la in-corporación de microcápsulas que contengan aceites esenciales,

agentes hidratantes o desodoran-tes, o sustancias antimicrobianas en diversas partes del zapato, facilitaría la liberación de dichas sustancias de forma gradual man-teniendo el cuidado y la salud de nuestros pies .

En el caso de la industria alimen-taria son muchos los ejemplos de sustancias más o menos sensibles al deterioro que se microencapsu-lan para protegerlas de la luz, el

oxígeno y la temperatura, mante-niendo así sus propiedades intac-tas durante mucho más tiempo; o porque queramos transformar

sustancias líquidas en sólidos de mejor manejo en la elabo-ración de productos, etc . Un ejemplo son

los chicles, cuyos componentes relacionados con el sabor se mi-croencapsulan, manteniéndose sus propiedades durante el al-macenamiento del producto y liberándose lentamente al masti-carlo, lo que hace que su sabor se prolongue en el tiempo .

Como veis el mundo de la mi-croencapsulación es infinito, hay miles de aplicaciones en todos los campos industriales y cada día surgen muchos más .

La microencapsulación se usa en industrias tan dispares como la far-macéutica o la construcción.

Las microcápsulas alargan el sabor de los chicles, al romperse y liberar la sustancia progresivamente

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Noticias, curiosidades, mitos y efemérides

Agujero Negro

La mayor llamarada solar de la década

A principios del mes de septiembre se regis-tró la llamarada solar más intensa registrada en los últimos diez años . La radiación nociva procedente de estas erupciones no llega a la superficie terrestre, pero sí a la capa superior de la atmósfera donde operan los satélites de comunicaciones .

Créditos: NASA/GSFC/SDO

Ondas gravitacionales

Este mes se ha anunciado una nueva observación que va aún más allá, ya que además de las ondas gravitacio-nales generadas por la colisión de dos estrellas de neutrones -kilonova-, se ha registrado el suceso en forma de luz, en todo el espectro electromagnético .

Créditos: NASA Goddard Space Flight Center/CI Lab

Adiós a la sonda Cassini

Tras veinte años de viaje y la recopilación de gran cantidad de información científica (por ejemplo 453 .000 fotografías), la sonda Cassini se ha desintegrado en la atmósfera de Satur-no el pasado 15 de septiembre .

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Agujero Negro

Mito: El mapa de los sabores de la lengua

Aún hoy mucha gente cree que existe un mapa común de los sabores en la lengua . Que hay partes especializadas en la detección de los di-ferentes sabores . El mito nació en 1901 y fue rechazado de forma contundente en 1974 por Virginia Collins .

Todas las papilas gustativas son capaces de reconocer todos los sabores, y las ligeras di-ferencias en su capacidad de percepción son diferentes en cada persona .

Olor a “tierra mojada”

El olor caractéristico de la tierra mojada se denomina petricor .

Está compuesto por multitud de sustancias, siendo las dos principales la geosmina, producida por bacterias que pueblan los suelos, y aceites exudados por las plantas en época de sequía .La lluvia convierte estos compuestos en aerosoles que podemos percibir por el olfato .

10/1992 El Vaticano da por finalizada la con-dena a Galileo

En el año 1633 la Santa Inquisición declara culpable a Ga-lileo Galilei del delito de divulgar las ideas del copernica-nismo; la teoría que establece que la Tierra y el resto de planetas orbita alrededor del Sol, y le condena a prisión perpetua .Tres siglos y medio después de su fallecimien-to, en octubre de 1992, la iglesia daba por finalizada su condena . .

10/1965 Se escribe por primera vez el símbolo de la integral

El alemán Gottfried Leibniz, reconocido como “último genio universal”, escribió por vez primera el signo de integración, ∫, en el mes de octubre de 1675. A él se atribuye, en paralelo a Isaac Newton, la invención del cálculo infinitesimal, siendo su notación la que ha llegado a nuestros días .

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Jóvenes científicos

Procedimiento:

Infla los globos y átalos con la cuerda a la barra, de manera que queden separados un par de centímetros .

Ahora, sopla con cuidado entre los dos globos . ¿Qué crees que ocurrirá? ¿Que se separan? Pues no, se unen .

¿Y si mantienes el soplido de manera continuada un ratito? Que los glo-bos se unen hasta tocarse, y se separan, y vuelven a unirse, y vuelven a separarse .

Material:

- Dos globos- Cuerda- Una barra

Experimento: Los globos que se unen (o por qué suenan algunos instrumentos de viento)

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¿Has hecho el experimento? Mándanos una foto del resultado!¿No te sale? Escríbemos con tu problema y te ayudamos!!

lagatacuantica@gmail.com // lagatacuantica.wordpress.com

¿Por qué?

El principio de Bernoulli nos dice que la presión que el aire ejerce sobre los globos será menor si éste está en movimiento que cuando está detenido. Es decir, que el aire que rodea al globo ejercerá más presión que el que está en movimiento entre ellos, por lo que la presión les em-puja a unirse . Una vez que se unen, deja de pasar aire, por lo que vuel-ven a separarse, y así sucesivamente .

Ejemplo en instrumento de viento:

Este principio funciona también para algunos instrumentos, como el clarinete . Al soplar sobre la boquilla, se mueve lengüeta, separándose

y uniéndose sucesivamente de la boquilla, y así conseguimos producir una onda de sonido . La nota producida (frecuencia de la vibración) de-pende de la distancia que el aire encuentre hasta la salida, por lo que conseguiremos diferentes notas tapando los orificios del instrumento.

Clarinete, instrumento que suena gracias al principio de Bernoulli . A la derecha, la boquilla con la lengüeta donde se produce el efecto que da lugar al sonido al soplar por el instrumento .

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Quién fue...

Teano es una de las primeras mujeres mate-máticas de las que historicamente se tienen datos . Era hija de Milón, que dedicó parte de su fortuna a mejorar el conocimiento, con-virtiéndose en mecenas de Pitágoras . Teano entró en la escuela pitagórica, donde destacó como alumna aventajada y llegó a convertirse en profesora, aunque pocas mujeres tenían ac-ceso a formación . Pitágoras quedó fascinado con ella, se casaron, y tuvieron varios hijos/as .

La escuela pitagórica defendía que todas las cosas naturales pueden explicarse mediante números . Los pitagóricos compartían la au-toría de las obras, lo que hace difícil asignar el autor de cada una . No obstante, a Teano se le atribuyen varios tratados de física, matemáti-ca y medicina, destacando especialmente sus trabajos sobre la proporción áurea . La pro-porción áurea es un número irracional y está relacionado con la belleza geométrica (un rec-tángulo con proporción áurea sería aquel cuya división del lado mayor entre el menor es igual a 1,618) y, muchos siglos después, fue una referencia en arquitectura y dibujo durante el Renacimiento . Por ejemplo, el hombre de Vitrubio y el David de Miguel Ángel siguen la proporción aúrea, también conocida como Divina proporción .

La escuela pitagórica mantenía el conocimiento dentro de los miembros de la propia escuela y el descontento general de la población llevó a unas revueltas que acabaron con la vida de Pitágoras . Teano tomó su relevo y pasó a dirigir la escuela matemática desde el exilio, y con ayuda de sus dos hijas difundió los conocimientos matemáticos en Grecia y Egipto .

Teano(Crotona, Antigua Grecia, nacida en el año 546 aC .)

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Fauna Urbana

¿Sabías que no hace falta irse a las selvas amazónicas para descubrir animales fascinantes? Dentro de nuestros pueblos tenemos muchos que vamos a ir descubriendo .

5. Cardera (Vanessa cardui)

Esta mariposa, de distribución cosmopolita, es uno de nues-tros visitantes habituales en verano . Pequeños seres de co-lor naranja que revolotean de flor en flor, pero que esconden secretos y una existencia mu-cho más interesante de lo que pensaríamos a primera vista .

- Es una mariposa de tamaño medio-grande, de más de 5 cm de enver-gadura, de color principalmente naranja, destacan las manchas negras y blancas en la punta de sus alas .

- Se alimenta en gran medida de cardos, de donde le viene su nombre .

- Estas mariposas no se quedan mucho tiempo en el mismo sitio, des-plazándose hacia el norte en verano y reproduciéndose por el camino . Las nuevas mariposas pueden desarrollarse en menos de un mes .

- Recientemente se ha descubierto que esta especie recorre distancias mucho más largas de lo que se creía; realizan una migración de 4 000 km, entre Europa y África subsahariana, atravesando montañas, el Me-diterráneo y el desierto del Sáhara .

Para críticas, alabanzas, sugerencias, comentarios, invitaciones a cañas . . . escríbenos o visita:

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