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Cómo se producen los rayos (y 6)

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Rayo

Hemos tardado cinco capítulos, pero al final del último por fin conseguimos crear un circuito conductor de baja resistencia que ponga en contacto la carga negativa que se había acumulado en la base de la nube con la positiva inducida en la superficie terrestre. Sin embargo, el rayo en sí es bastante más sencillo de entender que los prolegómenos, lo explicaremos en los próximos tres párrafos.

Como ya dijimos, lo primero que ocurre tras producirse el contacto es la descarga de retorno. Para ser estrictos, esta descarga empieza desde el punto en que se cierra el circuito, ya las cargas que se encuentran allí son las primeras en enterarse que se ha producido el cortocircuito, por así decirlo. Luego, la descarga se va extendiendo hacia ambos extremos. Pero dicho punto está cerca del suelo, por lo que desde lejos solamente veremos la parte ascendente.

Tras la descarga de retorno inicial, el canal conductor permanece abierto durante un corto intervalo de tiempo. Mientras tanto, las cargas negativas situadas en zonas de la nube cercanas al origen del rayo pueden aprovechar la oportunidad para atravesar el canal conductor para viajar hasta las cargas positivas del suelo, con la sana intención de neutralizarse. Normalmente se pueden producir entre dos y cuatro de estas descargas secundarias.

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Cómo se producen los rayos (4)

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Dos rayos

En las entregas anteriores vimos que las nubes de tormenta son capaces de electrificarse por si solas, pero las mediciones experimentales demuestran que el campo eléctrico nunca crece lo suficiente como para llegar a convertir el aire en conductor.

Dijimos también que, según la teoría vigente (y que, por el momento, va superando los tests experimentales), el responsable de desencadenar la descarga es un electrón de muy alta energía, formado como subproducto secundario tras el impacto con la atmósfera de un rayo cósmico.

Para entender lo que ocurre una vez que el electrón relativista entra en la nube debemos tener claros un par de conceptos. En primer lugar, el recorrido libre medio es la distancia promedio que puede recorrer una partícula antes de colisionar con un átomo o molécula del medio en que se encuentra. Cuanto más rápido vaya, mayor será esta distancia, como parece lógico.

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El Jardín de la Especulación Cósmica

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Los jardines pueden ser en sí mismos bellos y bucólicos, pero la mano del hombre puede tunearlos hasta arrancarles nuevos matices, como si entonces fueran los escenarios de algún cuento de hadas. Son bien conocidos los jardines con laberintos artificiales o decorados con arbustos que han sido podados para parecer esculturas de animales u objetos.

Pero si existe un jardín que lleva hasta sus últimas consecuencias esta obsesión por mejorar a la naturaleza o ajustarla a nuestros parámetros culturales o ficcionales, éste es El Jardín de la Especulación Cósmica. Ha sido concebido por el arquitecto y paisajista norteamericano Charles Jencks, y podéis visitarlo en Escocia, en Portrack House, en la región de Dumfries.

Ocupa unas 15 hectáreas y es privado: pertenece a la familia Keswick. Aunque permite el acceso al público en algunas ocasiones.

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El Sol esconde un secreto oscuro

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Un equipo de científicos de la Royal Holloway University de Londres, liderado por el doctor en Física Stephen West, sostiene que en las entrañas del Sol se esconden ingentes cantidades de materia oscura, que sería, además, la responsable de un descenso en la temperatura del núcleo solar.

Al parecer, se cree que la materia oscura forma un halo que rodea la Vía Láctea y, puesto que el Sol se mueve alrededor de nuestra galaxia, éste debería estar sufriendo las consecuencias de un “viento de materia oscura” a medida que se desplaza a través de este halo.

Algunas de las partículas de materia oscura podrían estar chocando con alguno los elementos que hay en el Sol y ser capturados por su gravedad.

Dice West:

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¿Podríamos dar la vuelta al mundo mediante el efecto de ascender en helicóptero y esperar a que el lugar del destino si sitúe bajo nosotros?

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Nuestra intuición nos dice que, si la Tierra rota tan velozmente, al dar un salto lo suficientemente alto sobre ella, el punto de salto se alejaría de nosotros.

La superficie de la Tierra rota a unos 450 m/s en el Ecuador, 2 veces la velocidad media de un 747. Entonces, ¿por qué no hay ninguna aerolínea ofreciendo baratos deslizamientos a destinos seleccionados?

La razón se debe a que los objetos que hay en nuestra atmósfera comparten la rotación del planeta. Cuando un helicóptero despega verticalemente, por ejemplo, se lleva con él la velocidad de avance, de manera que se mantiene la relación con el terreno.

La primera ley de Newton permite profundizar en los entresijos de la inercia. Galileo fue el que enunció que un sistema o conjunto que se mueve a una velocidad constante tiene las características de un sistema en reposo. Por eso en un tren a velocidad constante nos podemos mover libremente como si estuvieramos en tierra. Y también una mosca puede volar por el interior del tren sin verse obligada a acelerar a la velocidad del tren.

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El ser humano llegará a su límite físico en el año 2060

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Las nuevas tecnologías facilitan el entrenamiento de los deportistas de tal forma que, hoy en día, se obtienen marcas impensables hace apenas unas décadas.

Sin embargo, el ser humano tiene unos límites físicos que nunca podrá superar, a no ser que se convierta en una especie de mujer biónica. Cierto es que muchos de los límites actuales son simplemente psicológicos: en cuanto un atleta, por ejemplo, supera una marca que permanecía imbatible durante años, no es raro que otros atletas superen a sí mismo esa marca en poco tiempo, como si en realidad una barrera psicológica del tipo “es imposible” les hubiera boicoteado los músculos.

Pero una vez superados los psicológicos, los físicos no habrá forma de sortearlos. Y éstos llegaran sobre el año 2060. A partir de ese año, se acabaron los récords mundiales.

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Albert Einstein

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Figura de EinsteinPremio Nobel de Física, medallas Copley y Max Planck, formulador de la Teoría de la Relatividad, del movimiento browniano, del efecto fotoeléctrico, persona del siglo según Time, padrino del elemento 99 de la tabla periódica (einstenio)... y ahora figura de acción por menos de 10 dólares USA y un robot humanoide de vanguardia.

Encontrarme con este muñequito tan simpático e inspirador me ha recordado cómo en la figura de Albert Einstein se dan dos cualidades que, generalmente, no suelen coincidir en la misma persona: el genio científico y la popularidad más absoluta al más puro estilo de las estrellas de rock. ¿Acaso alguien imaginaría una figurita de Pascal o un robot con la cara de Barbacid? Según uno de los creadores de Albert HUBO, el de Einstein es el rostro más famoso del mundo.

Nacido en 1879 en el seno de una familia judía de Alemania (a cuya nacionalidad renunció más tarde al conseguir pasaporte suizo), el genio tuvo una personalidad inquieta desde su infancia. A pesar de la leyenda de que no era un buen estudiante, Einstein destacó ya en la escuela y a los 12 años ya se hallaba inmerso en el estudio de geometría euclidiana. Con 22 años se graduó en Zúrich en Físicas.

El reconocimiento comenzó a llegarle mientras que trabajaba en la oficina de patentes de Berna. En 1905, año conocido como Annus Mirabilis, por lo importante que fue para su carrera, publicó cuatro artículos en la revista Annalen der Physik, a pesar de su pobre entorno científico. Con ellos contribuyó notablemente al entendimiento e incluso definición del efecto fotoeléctrico, el movimiento browniano, la relatividad especial y la equivalencia masa-energía (donde apareció la famosa ecuación E=mc2). De hecho, el premio Nobel que recibió 16 años más tarde se debe a sus trabajos sobre el efecto fotoeléctrico, y no a la teoría de la relatividad general, como cabría pensar.

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Usar el silicio como superconductor

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Philipp Achatz preparando silicioHasta ahora, el silicio ha considerado el arquetipo de material semiconductor. Debido a su abundancia, estas propiedades lo han convertido en la base de la industria de la electrónica, donde se usa para la fabricación de todo tipo de chips y circuitos, llegando a dar nombre a Silicon Valley, en California.

Pues bien, ahora un grupo de físicos franceses han sido capaces de desarrollar un superconductor, a partir del silicio. Para ello, sustituyen un 9% de los átomos de silicio por boro, lo que consigue la resistencia del metal disminuya cuando alcanza una temperatura por debajo de los 0,35 kelvin.

Busterret Etienne y sus compañeros del Centro Nacional de Investigación Científica de Grenoble han desarrollado la “desnaturalización láser por inmersion en gas”, mediante el cual han sido capaces de vencer la tendencia del silicio a rechazar las impurezas en su estructura. El proceso consiste en fundir y enfriar mediante pulsos de láser una capa de silicio que, durante el fundido, se tamiza con átomos de boro, que permancecerán al volver a solidificarse, consiguiendo así que se lleguen a reemplazar el 9% de los átomos de silicio por boro.

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