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Un viaje en el tiempo en busca de la luz

Por Mar Gulis (CSIC)

La luz, un fenómeno fundamental para el desarrollo de la vida en nuestro planeta, ha sido y es algo fascinante para los seres humanos, además de una importante fuente de inspiración en diversos campos como la pintura, la poesía o el arte en general, así como en diferentes disciplinas científicas.

¡Nos han robado la luz! Viaja en el tiempo con nosotr@s para recuperarla. 22 de diciembre de 2015 a las 18 horas.

‘¡Nos han robado la luz! Viaja en el tiempo con nosotr@s para recuperarla’. 22 de diciembre de 2015 a las 18 horas.

Desde fenómenos lumínicos espectaculares como los amaneceres y las puestas de Sol, los arcoíris, las auroras boreales, etc., hasta utilizaciones concretas como los rayos láser, los telescopios o las conexiones ópticas, lo cierto es que la luz y sus características no han dejado de resultar enigmáticas y sorprendentes. Así, la ciencia lleva siglos cuestionándose qué es la luz, en qué consiste la propia naturaleza de este fenómeno físico tan cotidiano y cuáles son sus posibles aplicaciones.

Es prácticamente inimaginable concebir una vida sin luz y sin todas las utilidades que provienen de ella y que facilitan la existencia en casi todas las actividades humanas. Por ello, el 20 de diciembre de 2013 la Asamblea General de las Naciones Unidas proclamaba 2015 como ‘Año Internacional de la Luz y de las tecnologías basadas en la luz’, con el objetivo de comunicar a la sociedad y poner de relieve la importancia que de la luz en áreas tan importantes como la energía, la educación, la salud, las comunicaciones, etc.

Hoy martes 22 de diciembre, a las 18 horas, en el salón de actos del CSIC en la calle Serrano, 117 (Madrid), el CSIC aprovecha los días de ocio de las vacaciones navideñas para invitar a jóvenes y mayores a participar en la actividad ‘¡Nos han robado la luz! Viaja en el tiempo con nosotr@s para recuperarla’. Con este título, un grupo de investigadores del Instituto de Óptica Daza de Valdés del CSIC pone en marcha la segunda edición de Ciencia en Navidad con una actividad de divulgación científica teatralizada para toda la familia.

Si la física cuántica protagonizaba la primera edición del evento (2014) con la sesión ‘¿Qué tienen que ver los gatos con el bosón de Higgs?’, la actividad de este año nos invita a trasladarnos a diferentes épocas, desde la Antigua Grecia hasta el futuro, para recuperar la luz y comprender sus propiedades. De este modo, Alba, una joven científica, hará un viaje en el tiempo y preguntará sobre la naturaleza de la luz a Herón de Alejandría, Newton, Huygens, Maxwell y Einstein, personajes excepcionales de este cuento de Navidad que desfilarán por escena respondiendo a las preguntas con entretenidos y vistosos experimentos lumínicos de diversa índole.

De un modo lúdico y teatralizado, en esta actividad divulgativa para todas las edades se tratarán aspectos como las leyes de reflexión, los fenómenos de absorción, emisión, refracción. Se abordará la discusión fundamental entre Newton y Huygens, en la que el primero defendía la naturaleza corpuscular de la luz, y el segundo su naturaleza ondulatoria (más tarde el físico francés De Broglie descubrirá que ambos llevaban razón). La luz como onda electromagnética, la polarización, la energía o los láseres, son otros contenidos que pasarán por esta segunda edición de Ciencia en Navidad.

Algunos de los protagonistas de ‘¡Nos han robado la luz!’ (Juan Diego Ania, Rebeca de Nalda, Pedro Corredera y Javier Solís) lo explican así en el siguiente vídeo. La obra también contará con la participación de Javier Portilla y Jaime Pérez del Val.

 

Para más información sobre la luz y sus propiedades, puedes visitar aquí la exposición ‘Un universo de luz’, así como sus unidades didácticas asociadas y diez fichas de experimentos.

El bosón de Higgs resucita la teoría del éter

MaherPor Martin Ian Maher*

En la antigua Grecia se consideraba que existían cuatro elementos terrestres: aire, agua, tierra y fuego. Había un quinto elemento, la materia de la que estaban hechas las estrellas. Este quinto elemento, quintaesencia o éter, era incorruptible y eterno. A lo largo de la historia aparece propuesto en varios sistemas filosóficos con distintas formas.

A finales del siglo XIX Maxwell propuso que la luz poseía una naturaleza ondulatoria. Una onda necesita un medio en el que propagarse, con una velocidad que depende de la naturaleza del medio. Dada la elevadísima velocidad con la que la luz se desplaza en el espacio, se postuló que este medio debía ser una sustancia de una densidad inapreciable y con un coeficiente de elasticidad enorme que permearía todo el universo. A esta sustancia se la denominó éter por su similitud con el concepto griego original.

Albert Einstein

Albert Einstein.

En 1887 Michelson y Morley intentaron probar la existencia de tan enigmática sustancia con el famoso experimento que lleva sus nombres. La prueba tuvo resultados negativos, y al no poder determinar ninguna propiedad física del éter, se llegó a la conclusión de que no existía. Triste fin para un concepto aceptado por muchos durante largo tiempo.

Unos años después Einstein propuso que no existen ni un tiempo ni un espacio absoluto, de lo que se dedujo que tampoco existiría el éter. A partir de aquí surgió lo que conocemos como teoría de la relatividad especial, que estableció una relación entre la masa y la energía y redefinió el espacio-tiempo.

La desaparición del éter permitió superar el problema de explicar la naturaleza de una sustancia intangible. Sin embargo, quedaban en el aire algunas cuestiones: si la luz posee una naturaleza ondulatoria, ¿en qué medio se propaga?

La respuesta a esta y otras preguntas estimuló la aparición de la mecánica cuántica en la que Einstein también tuvo una participación destacada.

Imagen del experimento CMS/CERN.

Imagen del experimento CMS/CERN.

En 1964 Peter Higgs desarrolló un mecanismo que dotaba de masa a las partículas dentro del modelo estándar de física de partículas. El campo de Higgs es un campo cuántico que abarca todo el universo y que dota a las partículas de masa, debido a la interacción del bosón de Higgs con las partículas elementales.

El 4 de julio de 2012 la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) anunció la observación de una nueva partícula cuyas características coincidían con el bosón de Higgs. Este descubrimiento lleva implícito la existencia del campo de Higgs. Dicho campo sería imponderable y se encontraría en todo el universo. Sus características recuerdan a las del éter que descartó Einstein a principios del siglo XX.

* Martin Ian Maher es ayudante de Investigación del CSIC y responsable de la Unidad de Microscopia Electrónica del Instituto Cajal CSIC.