domingo, 29 de diciembre de 2013

CERN

El CERN es la Organización Europea para la Investigación Nuclear donde los físicos y los ingenieros investigan la estructura fundamental del universo utilizando  los instrumentos científicos más grandes y complejos del mundo. Está situado en la frontera entre Francia y Suiza. Cuenta con la participación de 30 países.





Fue fundado en 1957, por 12 paises. En 1984, Carlo Rubbia y Simon van der Meer descubren los bosones W y Z. En 1990, Tim Berners-Lee y Robert Cailliau inventan la world wide web (www). En 1992 Georges Charpak inventa el detector de partículas.

El foco principal del CERN es la física de partículas, el estudio de los constituyentes fundamentales de la materia, la física nuclear de alta energía y los estudios de antimateria.


Los aceleradores de partículas

Su trabajo consiste en acelerar y aumentar la energía de un haz de partículas mediante la generación de campos eléctricos que aceleran las partículas y campos magnéticos que dirigen y enfocan ellos para guiar a las partículas. Finalmente hacen chocar estas partículas y mediante detectores y ordenadores estudian las partículas desprendidas en el choque.

Los aceleradores pueden ser circulares, donde un haz de partículas viaja varias veces alrededor de un bucle, o lineales, donde el haz de partículas viaja de un extremo al otro

El acelerador de partículas más grande del mundo está en el CERN y es el LHC. El LHC es un acelerador circular de 27 km de circunferencia al que llegan las partículas después de haber pasado por un acelerador lineal y 4 aceleradores circulares.




Tecnología

Para hacer todo esto posible el CERN 
  • Utiliza cables superconductores para obtener toda la inmensa energía eléctrica que necesita.
  • Cuenta con el sistema de criogenia más grande del mundo. Mediante este sistema los imanes se mantienen a una temperatura cercana a la del 0 absoluto en la que la materia se convierte en superconductora y se ahorra energía eléctrica.
  • Cuenta con potentes electroimanes que crean campos electromagnéticos para guiar a las partículas dentro del acelerador.
  • Cuenta con cavidades de radiofrecuencia que contienen campos electromagnéticos que aceleran las partículas.
  • Cuenta con un gran sistema de vacío dentro del LHC para evitar el choque de las partículas con las moléculas de gas.
  • Utiliza el enfriamiento estoclástico para reducir la propagación de la energía y la divergencia angular de los haces de partículas cargadas

En el CERN hay más ingenieros que físicos.


Experimentos actuales

Alice
Es un detector de iones pesados del LHC . Está diseñado para estudiar el estado de la materia en el Big Bang.

Ams (Espectrómetro Magnético alfa)
Detecta la materia oscura , la antimateria y lleva acabo la detección de rayos cósmicos.

Awake
Estudia el uso de plasma para acelerar partículas de altas energías en distancias cortas.

Isolde
Investiga las propiedades de los núcleos atómicos.

LHCb
Investiga por qué el universo en el que vivimos está compuesto casi en su totalidad de materia y no antimateria.

Cloud
Estudia qué podría existir una relación entre los rayos cósmicos y la formación de nubes



domingo, 22 de diciembre de 2013

EL ORIGEN DEL UNIVERSO - IDEAS CLARAS

El origen del universo en la actualidad tiene sus fundamentos aun incompletos en la teoría del Big Bang. Este nombre se utiliza tanto para hablar del preciso momento observable en el que se originó el universo  como para hablar del paradigma del origen del universo y su evolución. El nombre de la teoría lo propone Fred Hoyle en la BBC mientras que se reía de las suposiciones de esta teoría. Esta gran teoría se basa en:

-Teoría de la relatividad: creada por Albert Einstein para explicar las interacciones de los cuerpos con los campos gravitatorios. Se divide en dos partes, la relatividad general que explica el funcionamiento y creación de los agujeros negros y de gusano; y la relatividad especial que postula la constante de la velocidad de la luz y la afirmación de que todas la teorías físicas se cumplen en cualquier sistema de referencia. Por último postula la ecuación E=mC^2 que explica como se puede crear materia a partir de energía y viceversa 

-Ley de Hubble: gracias a Hubble sabemos tres cosas del universo, la primera es Andrómeda, la galaxia que este científico descubrió y que supuso una gran revolución, descubre la separación de las galaxias y el corrimiento al rojo (descomposición del espectro de luz de las galaxias debido a la lejanía de estas respecto del observador) y con ello se confirma que el universo está en expansión acelerada


-Teoría del átomo primigenio: creada por Georges Lemaître habla de que si el universo está en expansión en la actualidad, si invertimos el proceso, podríamos decir que hace varios miles de millones de años antes toda la masa del universo estaba concentrada en un punto, el átomo primigenio o primitivo

-Radiación de fondo de microondas: descubierta en 1964 por Arno Penzias y Robert Wilson. Gracias a esta radiación podemos datar la temperatura media del universo, los límites del universo y la edad del universo (13.000 millones de años) e incluso la composición del universo.
-Nucleosíntesis: proceso teorizado por Fred Hoyle, explica la formación de los elementos químicos en el interior de la estrellas

-Teoría inflacionaria: ideada por Alan H Guth, explica el proceso del Big Bang. Habla de cómo en la nada había una partícula y una antipartícula en un equilibrio de creación y destrucción (0=0) y de repente hubo una variación de una de las cuatro fuerzas que dominan las partículas, la gravedad. Esto produjo que la partícula ganara a la antipartícula en una gran explosión que dio comienzo a la creación del universo. En este momento se crean dos tipos de ´´cuerpos`` exóticos, la energía oscura y la materia oscura.


-El Campo de Higgs: gracias a la interacción de las partículas con este campo, estas tienen masa, por tanto podemos decir que la masa proviene de la interacción de los átomos con este campo. El Bosón de Higgs es la parte más pequeña del Campo de Higgs 

miércoles, 18 de diciembre de 2013

Concurso CERN



Buenas os dejo parte de la información necesaria para el desarrollo del trabajo propuesto sobre el CERN. Ánimo y recordad que aunque no consigamos premios, estamos aprendiendo y tenemos la oportunidad de desarrollar nuestra creatividad, quizás alguno vea su trabajo colgado en los pasillos del CERN cuando vayan a trabajar. En el siguiente enlace tenéis las bases del concurso.Bases del concurso 

Forma y plazo de presentación
Se podrán presentar trabajos hasta el 31 de enero de 2014 a través del portal español de CERNland Concurso CERNland.
Junto al trabajo se incluirá el nombre, apellidos e información de contacto del autor, su edad, escuela y curso y el nombre e información de contacto de un profesor de la escuela.

Fechas límites
Presentación de trabajos: Hasta el 31 de enero a las 23:59
Pre-selección Hasta el 15 de febrero
Publicación de los trabajos seleccionados para voto popular: Del 16 al 28 de febrero a las 23:59
Anuncio de los ganadores: 7 de marzo
Visita y ceremonia: Del 16 al 17 de abril



Materiales de apoyo sobre física de partículas:

Aquí os dejo un enlace con material de apoyo sobre el tema.


martes, 17 de diciembre de 2013

Nanotecnología Ideas Claras


Nanotecnología

La nanotecnología se centra en el estudio de los fenómenos y la manipulación de los materiales a escala atómica, donde las propiedades difieren considerablemente de las observadas a escalas superiores.



Algunos de los momento claves en la historia de la nanotecnología:

- La conferencia del físico americano Richard Feynman

- El desarrollo del Microscopio de Efecto Túnel y del Microscopio de Fuerza Atómica (explicado es nuestro anexo)

Posibles beneficios

  • Se consiguen nuevos materiales.
  • Puede resolver muchos problemas relacionados con el agua.
  • Resolvería parte de la crisis energética.
  • Es una solución para la brecha digital.
  • Hoy en día, la nanomedicina es ya una realidad que está produciendo avances en el diagnóstico, la prevención y el tratamiento de las enfermedades.
  • Beneficios para el medioambiente.

Riesgos

  • Desequilibrio económico debido a una proliferación de productos baratos.
  • Riesgo personal por uso de la nanotecnología molecular por parte de criminales o terroristas.
  • Desequilibrio social por nuevos productos o formas de vida.
  • Carrera armamentística desequilibrada debido a la nanotecnología.
  • Daños medioambientales debidos a nuevos materiales.
  • Dato curioso: Plaga gris (se refiere a un hipotético fin del mundo que involucraría la nanotecnología molecular. Según esta hipótesis, un conjunto de robots se autorreplicarían sin control consumiendo toda la materia viva en la Tierra).

Materiales de la nanotecnología:


Fulerenos: moléculas formadas por un gran número de átomos de carbono. Forman estructuras conocidas como “exapentas”



Nanotubos: Son estructuras tubulares con un diámetro en torno al nanómetro



Grafeno: Es un material que proviene del grafito.


Características:
  • Alta conductividad térmica y eléctrica.
  • Es muy flexible y duro( 200 veces más que el acero).
  • Es el material más resistente del mundo.
  • Es muy ligero.
  • Transparente.
  • Se calienta menos al transmitir la corriente eléctrica (efecto Joule).
  • Se puede autoreparar.


domingo, 15 de diciembre de 2013

Historia de los Videojuegos

Ideas Claras – Historia de los Videojuegos
Un videojuego es un juego electrónico en el que una o más personas interactúan, por medio de un controlador, con un dispositivo dotado de imágenes de vídeo.
Pasado:
  •    En 1952 se crea el primer videojuego, OXO (tres en rayas electrónico).
  •     Las primeras empresas de videojuegos fueron Atari, Nintendo, Sega, Taito y Sony, entre otras, de origen muy remoto
  •  En la década de los 80 empieza a desarrollarse más a fondo el mundo de los videojuegos
  •  Se crean el Super Mario Bros, The Legend of Zelda o Donkey Kong, aparte de muchos otros, que han llegado a la actualidad, y videoconsolas como la Game Boy
  •   La etapa de los años 90 se resuma en la dualidad entre SEGA y Nintendo y es conocida como la Edad de Oro de los videojuegos
  •   Aparecen los famosos personajes Mario y Sonic y las primeras consolas que han llegado hasta nuestros días, como la Nintendo 64 y la PlayStation

Presente (Siglo XXI) :
  •  Aparece la PlayStation 2, que presenta una gran rivalidad con la Xbox de Microsoft y la GameCube de Nintendo
  •  Surgen las primeras consolas portátiles modernas, la PSP de Sony y la Nintendo DS
  •   Hacen aparición las tres grandes consolas del mercado que han competido en el mercado hasta hace relativamente poco: PlayStation 3, Xbox 360 y la Wii de Nintendo

Futuro:
  •  Acaban de saltar al mercado la PlayStation 4 y la Xbox One, el futuro más próximo de los videojuegos
  •  Se están desarrollando proyectos de realidad virtual como Oculus Rift y Omni
  •  Muchas empresas ven el sistema Android el futuro de los videojuegos, como se ve en Ouya
  • Se espera un gran desarrollo con un gasto mundial de 83.000 millones de dólares en 2016 y una tasa de crecimiento interanual del 7,6%


Anexo: El microscopio de efecto túnel y de fuerza atómica




En nuestra exposición sobre la nanotecnología hablamos de dos dispositivos que ayudaron a la expansión de esta ciencia tras su descubrimiento, dos tipos de microscopios a escala atómica. En este anexo pasaremos a explicar con más detalle el funcionamiento de ambos:



Microscopio de efecto túnel



Esquema "básico" del Microscopio de Efecto Túnel



Un microscopio de efecto túnel (STM por sus siglas en inglés) es un instrumento para tomar imágenes de superficies a nivel atómico. Su desarrollo en 1981 hizo ganar a sus inventores, Gerd Binnig y Heinrich Rohrer, el Premio Nobel de Física en 1986.


Su funcionamiento se basa en el efecto túnel, un efecto cuántico. Para explicar este fenómeno usaremos un diagrama simplificado.


El diagrama compara el efecto de túnel con el movimiento clásico de un objeto. Por analogía con la gravedad, el objeto tiende a desplazarse en dirección al centro de la tierra. Clásicamente, para alcanzar el estado mínimo, debe proveerle con energía adicional. Bajo la ley de la mecánica cuántica, sin embargo, el objeto puede ocasionalmente "atravesar" el estado energético representado por las dos pendientes y la cresta hasta lograr un estado de mínimo de potencial energético. Nótese que se trata de un efecto válido en escalas extremadamente mínimas, generalmente sólo puede ser observado cuando existe un intercambio energético entre partículas de tamaño atómico o más reducidas.

La intensidad generada en este fenómeno se denomina intensidad de túnel y es el parámetro de control que nos permite realizar la topografía de superficie.
En una instalación cuyo fin es tomar medidas en escala atómica es necesario que el elemento que se usa como sonda de medida tenga una resolución de esa misma escala. En un microscopio de efecto túnel la sonda es una punta conductora, por ejemplo, de Wolframio. La punta se trata para eliminar los óxidos y para que sea lo más afilada posible. En condiciones ideales hay un solo átomo en el extremo de la sonda.
La instalación consiste en un circuito eléctrico en el que están incluidos la muestra y la punta de medida. El parámetro de medida es la intensidad de corriente túnel. Esta intensidad apenas alcanza los nanoamperios y, además, es muy sensible tanto a la distancia, como a la diferencia de tensión entre la punta y la muestra. Debido a esta sensibilidad todo el sistema debe estar controlado electrónicamente. Así, la toma de medidas y los movimientos de la punta (realizados mediante un dispositivo piezoeléctrico con precisiones que pueden llegar a los 0.05 nm) son controlados por el usuario, a través de las interfases correspondientes, por ejemplo: mediante un PC de sobremesa.
La punta no toca la muestra, sino que se queda a una distancia equivalente a un par de átomos (del orden de angstroms) de la superficie. El PC registra la trayectoria de la punta y entonces se puede desplegar la información como una imagen en escala de grises a manera de mapa de densidades o mapa topográfico. A la imagen se le puede agregar color sólo para mejorar el contraste y así observar mejor los cambios detectados.



Microscopio de Fuerza Atómica



El Microscopio de Fuerza Atómica (AFM) es un instrumento mecano-óptico capaz de detectar fuerzas del orden de los nanonewton. Al analizar una muestra, es capaz de registrar continuamente la altura sobre la superficie de una sonda o punta cristalina de forma piramidal. La sonda va acoplada a un listón microscópico, muy sensible al efecto de las fuerzas, de sólo unos 200 µm de longitud (cantilever, ver figura).


La fuerza atómica se puede detectar cuando la punta está muy próxima a la superficie de la muestra. Es posible entonces registrar la pequeña flexión del listón mediante un haz laser reflejado en su parte posterior. Un sistema auxiliar piezoeléctrico desplaza la muestra tridimensionalmente, mientras que la punta recorre ordenadamente la superficie. Todos los movimientos son controlados por una computadora.


La resolución del instrumento es de menos de 1 nm, y la pantalla de visualización permite distinguir detalles en la superficie de la muestra con una amplificación de varios millones de veces





Algunas imágenes obtenidas con el Microscopio de Fuerza Atómica son las siguientes:


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EL CEREBRO Y LAS ILUSIONES ÓPTICAS

IDEAS CLARAS

El cerebro es el órgano mayor del sistema nervioso central y el centro de control para todo el cuerpo. Es el responsable de la complejidad de nuestro pensamiento, nuestras emociones o nuestro lenguaje. Los actos que realizamos de manera mecánica, responden a estímulo generados por el cerebro.

Las ilusiones ópticas son efectos sobre el sentido de la vista, caracterizados por la visión de imágenes que son falsas o erróneas.

Hay tres tipos de ilusiones:
Ø  Geométricas—Los objetos aparentan estar alterados en cuanto a su forma y tamaño.

Ø  Figuras imposibles—Visualmente resultan figuras que en la realidad no son físicamente posibles.


Ø  Percepción—Son figuras que adquieren más de una interpretación por nuestra mente.

miércoles, 4 de diciembre de 2013

¿SOMOS DIFERENTES?

Cerebros de hombres y mujeres tienen conexiones muy diferentes


Ragini Verma, professor of radiology at the medical faculty of the University of Pennsylvania (East) with his team discovered that the brain of a woman and a man have different connections.
man has a greater number of connections on the front of the brain, central coordination of actions and the rear, where the cerebellum, important is intuition. The scanner also show a large number of connections within each of the hemispheres of the brain. As for women, these connections between the right hemisphere, where the capacity for analysis and processing of information is, to the left hemisphere, intuition center explains.

Ragini Verma, profesora de radiología en la facultad de medicina de la Universidad de Pensilvania (este) descubre junto su equipo que el cerebro de una mujer y un hombre tienen conexiones cerebrales diferentes.

Este estudio mediante escáner del cerebro de 521 mujeres y 428 hombres de entre nueve y 22 años sugiere que el cerebro masculino está estructurado como para facilitar los intercambios de información entre el centro de la percepción y el de la acción y el cerebro femenino está más capacitado para la intuición y la capacidad de análisis.




Esto quiere decir que los hombre tienen mas capacidad para aprender y ejecutar bien una sola tarea, su capacidad y tratamiento de la información es mas veloz que de la mujer y las mujeres tienen mas memoria, una mayor capacidad para socializarse y realizar varias actividades a la vez y su capacidad de atención es mayor que la del hombre.