dimecres, 30 de desembre de 2009

L'anomalia de l'aigua (II)

Abans de començar m'agradaria dir que l'últim escrit sobre l'Udo d'Aachen va ser la meva contribució al Dia dels Innocents.

A principis d'octubre vaig parlar sobre què li passava a l'aigua sòlida quan se la sotmetia a pressions elevades. Si les condicions de pressió i temperatures són les adequades l'aigua sòlida (gel) canvia de fase i passa a líquid (aigua) a temperatures inferiors a 0ºC.

En aquella ocasió vaig fer un experiment en què es posava de manifest aquesta propietat. En resum:

Partint d'un bloc i penjant uns pesos del fil que passava per sobre del bloc aconseguia una zona de més pressió a la superfície del bloc. El gel que és just sota del fil es fon per sota dels 273.15 K (temperatura de fusió del gel a pressió atmosfèrica). A mesura que el fil va entrant la superfície de contacte disminueix (es pot veure a les imatges) i la temperatura de fusió també baixa. (Mitjançant la relació de Clausius-Clapeyron es poden fer càlculs i obtenir una temperatura de fusió).

En fondre's el gel l'aigua deixa passar el fil. Per sobre del fil la pressió disminueix (només hi ha la pressió atmosfèrica) i l'aigua es congela. D'aquesta manera el fil s'obre pas entre el sòlid.

Aprofitant que aquests dies fa una mica més de fresca que quan vaig fer per primera vegada l'experiment hi he tornat. Ara amb una temperatira ambiental lleugerament més baixa (entre 9 i 12 ºC) el gel ha resistit millor el pas de les hores. A diferència de l'altra vegada he vist el moment en què el fil sortia del gel per l'altre costat.

Ara bé, el temps total no l'he pogut calcular perquè no sé en quin instant ha començat a fondre's el gel a causa de la pressió i a més a més hi ha hagut instants en què he tingut una Màquina d'Atwood i un dels pesos ha estat reposant al terra durant no sé quanta estona. De totes maneres és un procés que requereix unes hores.










Aquesta última ha estat uns segons abans de passar. Si es mira bé es pot veure el fil que pràcticament ha acabat de creuar.

dilluns, 28 de desembre de 2009

Udo d'Aachen

Una de les coses bones que té el passat és que per més que ens hi esforcem no el podem canviar. Això fa que els fets succeïts puguin ser recopilats pel que anomenem Història.

Com va dir Richard Feynman:

Quan un historiador diu "Napoleó va existir" o "Napoleó va ser o "que la Revolució Francesa va ser l'any 1783", vol dir que si tu mires en un altre llibre sobre aquesta Revolució Francesa trobaràs la mateixa data... 1789 probablement.

Amb això el que vull dir és que el que entenem per història no és més que els fets que apareixen a la majoria de llibres. Per exemple, a les escoles sempre s'ensenya que Colom va ser el primer Europeu que va arribar a Amèrica. Però se sap que no va ser el primer, es diu que també hi havien arribat àrabs, víkings... I sens dubte els qui ja havien colonitzat la zona.

I la història n'està plena d'aquests episodis. En la majoria de casos es tracta de personatges que estaven molt més avançats als seus coetanis qui van impedir que aquest personatge deixés una bona empremta als llibres d'història.

Un d'aquests personatges és un monjo Benedictí que va viure, aproximadament, entre el 1200 i el 1270. Com a monjo va dedicar una bona part del seu temps d'estudi a la poesia, la teologia i a la còpia de manuscrits. Sembla ser que com a poeta és l'autor del famós Fortuna Imperatrix Mundi que Carl Orff va incloure ja en el segle XX a l'obra Carmina Burana.

I com ja va deixar ben clar Gregor Mendel, un monjo amb inquietuds pot fer molta feina pel progrés del coneixement. I Udo va ser un d'aquests monjos, en el seu cas el que el va cridar van ser les matemàtiques.

Fa uns deu anys d'uns arxius alemanys en va sortir el que avui en dia es coneix com a Còdex d'Udo. Un còdex escrit en llatí i grec per Udo d'Aachen.

En el primer capítol Astragali (daus) destaquen les seves humils contribucions a la probabilitat. Udo havia derivat unes senzilles regles per a manejar probabilitats que resultaven pràctiques als jocs de daus i cartes.

Al segon capítol Fortuna et Orbis (Fortuna i cercle) Udo ens sorprèn amb una aproximació del número pi: 3.1418... (866/275) Si es té en compte la història d'aquest valor es pot veure que uns segles abans Ptolomeu n'havia fet ja una millor aproximació, però el que és realment interessant és el mètode. Udo va marcar una superfície (amb línies paral·leles amb la mateixa separació) i hi va dispersar unes branquetes (de la mateixa mida que la separació de les paral·leles). Fent ús de la probabilitat que havia desenvolupat i un indubtable toc de geni va arribar a la mateixa conclusió a la que arribaria Buffon segles més tard, Udo d'Aachen va concebre el que ara es coneix com Agulla de Buffon. Buffon va anunciar que si es feia aquest experiment, la probabilitat que una branqueta es creués amb una línia era de igual a pi/2, és a dir que a partir del número total de branquetes i les branquetes que creuaven les línies es pot obtenir una aproximació de la meitat de pi i, per tant, una aproximació del valor de pi.

Però la descoberta més gran d'Udo d'Aachen deixa aquestes una mica de banda. Com molta gent d'aquella època i encara més essent monjo tenia una veritable preocupació pels temes de cel i infern. I va idear un mètode molt curiós.

Udo va assumir que les ànimes de les persones estaven compostes per una part a la que va anomenar profana i una altra d'espiritual i com a home de números els va assignar un parell ordenat de números, a més a més, també va fer unes regles que li permetien d'operar amb ells i representar-los, el resultat final s'assembla molt al que avui es coneix com a números complexos, en què cada un té una part real i una d'imaginària (per ell una part profana i una altra d'espiritual).

I què en feia? Doncs una cosa molt interessant. Al naixement a cada persona se li assignaven una ànima (un parell de valors de profà i espiritual) i 70 anys de vida, cada any passava per un judici. Per representar el judici Udo el que feia era multiplicar l'ànima per ella mateixa i sumar-hi l'ànima primordial (la que se li havia assignat a l'inici). I curiosament hi havia ànimes que es mantenien a prop de l'origen i d'altres que de seguida marxaven, les primeres tenien lloc al cel, les segones no. Udo va marcar aquelles ànimes que es quedaven a prop del seu origen i la a figura resultant la va anomenar Divinitas. Tot i tirar del nou sistema de numeració, l'aràbic, Udo d'Aachen va trigar 9 anys en fer l'esquema de les ànimes. Però ja ho diuen: la fe mou muntanyes. I aquesta tasca va tenia una gran importància per determinar qui acabaria o no al cel.

Com es pot veure en aquesta il·lustració Udo va utilitzar el Divinitas per alguna cosa més que per determinar on anirien les ànimes. I sí, té una forma molt curiosa.

Si ens tornem a mirar com es calculaven les coses i passant als números complexos veiem que l'algorisme utilitzat per Udo és $Z_{i+1}=Z_i^2+Z_0$. I si com ell representem els valors que no divergeixen en el pla complex trobarem una figura que a dia d'avui és molt coneguda. Ni més ni menys que el Conjunt de Mandelbrot!!



Però perquè no va tenir èxit? A aquella època no era ben vist que es pogués determinar des de l'inici si algú anava al cel o a l'infern, llavors qui deixaria de cometre pecats per assegurar-se el cel? A més a més, utilitzar els números que havien portat els àrabs tampoc era massa ben vist, de manera que les idees del monjo més que d'alt valor teològic van ser considerades una heretgia. D'altra banda el que encara em pregunto és quin argument feia servir per assignar valors a cada ànima... Tot un misteri i de ben segur que un geni com ell va trobar la manera.

Notícia de John Allen Paulos
Un altre link (en anglès)

Publicat el dia dels Innocents ;-)

dimecres, 23 de desembre de 2009

Jocs de Nadal

Fa uns dies a Fogonazos (de visita molt recomanable) ens presentaven un video amb 10 idees més o menys bones per entretenir a la gent durant els dinars/sopars força comuns en aquesta època de l'any.

Jo per la meva part he trobat un altre joc d'aquests que és entretingut i curiós.

Ara donaré les instruccions i en faré un exemple, en paral·lel.

Es demana a un dels participants que triï un número de 3 xifres i que en un paperet l'escrigui dues vedades per formar un número de 6 xifres.

El meu número és el 136 per tant hauria d'escriure 136136.

Ara es passa el paperet a un altre dels jugadors i se li demana que el divideixi per 7 i apunti el resultat en un altre paperet (la gràcia seria que ho fes a mà... però també pot fer ús de la calculadora).

136136/7 = 19448

Aquest quocient es passa al següent jugador i l'haurà de dividir entre 11 i apuntar el resultat en un altre paper.

19448/11 = 1768

Aquest paper ha d'arribar a l'últim jugador i l'haurà de dividir entre 13.

1768/13 = 136

Ara aquest últim paper es demana que es doblegui i es passi al mag (es a dir a qui està dirigint el problema) el mag hauria de dir algunes paraules màgiques (això és opcional però al públic li sol agradar una mica de màgia) i retornar el paper a qui a triat el número.

Com es pot veure a l'exemple el resultat obtingut coincideix amb el número inicial.

Vinga, bones festes i a veure si trobeu perquè funciona el joc.

dijous, 17 de desembre de 2009

Vint anys de Simpsons

Avui ha fet 20 anys de la primera emisió de The Simpsons. Vint anys després tenen el rècord de temps per una sèrie d'animació, felicitats!!

He estat buscant per Youtube algun video interessant però m'ha costat de trobar per tant us deixo amb un dels molts inicis que s'han fet i un recull dels millors moments de la 4ta temporada.





divendres, 4 de desembre de 2009

Un professor diferent

Tots els qui hem passat per l'ensenyament obligatori hem hagut de soportar unes quantes assignatures que no eren del nostre gust i que d'haver pogut no hauríem fet.

En molts casos una d'aquestes matèries és la de física i química, la química com que acostuma a anar acompanyada amb una mica de laboratori es fa més entretinguda en canvi la física es converteix en el turment de molts ja que s'acaba convertint en una assignatura de fe cega en les fórmules i matemàtiques que proposa el professor.

Per tant, el més important d'aquesta assignatura no és el temari si no com l'enfoca el professor (sí, sé que passa a totes les matèries... però tenir gràcia explicant la natura fa que la gent recordi més endavant que la Terra rota sobre ella mateixa (cosa que no sempre tenen clara els qui han acabat l'ESO)).

I com és un bon professor de física?? Doncs buscant per internet m'he trobat amb Walter Lewin, del MIT, que combina a la perfecció la teoria amb l'experimentació. I a més a més les seves lectures estan penjades a Internet, per tant si sabeu anglès (tampoc és massa difícil de seguir) i ganes d'aprendre o veure les coses més clares és molt recomanable.

Perquè no és el mateix deduir expressions matemàticament i creure-se-les que deduir-les i després experimentar-les.

Una de les coses que sorprèn és que el període d'un pèndol simple no depèn de la seva massa massa sinó de la seva llargada i de la gravetat, fent les matemàtiques la cosa surt; però sempre fa falta veure-ho per quedar-ne convençut del tot i això és el que fa Walter Lewin. Ara doncs, us deixo amb un parell de vídeos en què surt això del pèndol i altres experiments.



dissabte, 28 de novembre de 2009

L'atac dels ÒVNIS

Quan un parla d'OVNIS ràpidament es pensa en el cine i les grans produccions que han arribat des dels Estats Units i que acostumen a acabar inexplicablement bé pels humans. Com pot ser que una civilització que sigui capaç de creuar distàncies d'uns quants pàrsecs en arribar a la Terra no pugui amb uns petits éssers que només poden apel·lar al patriotisme (normalment americà)??

Aquesta gran presència cinematogràfica dels extraterrestres fa que molta gent tendeixi a no pensar el que diu. Però existeixen els OVNIS? La resposta és òbvia. Clar que existeixen! Si més no per la majoria de mortals (per mi aquests dos són OVNIS 1 i 2, però com ja podeu suposar el terme OVNI és molt subjectiu).

Però hi ha notícies relacionades amb avistaments d'OVNIS realment curioses.

Aquest gener (si he anat aplaçant el post...) hi va haver un accident molt curiós a Conisholme, Lincolnshire, United Kingdom.

L'empresa Ecotricity té un parc eòlic a aquesta població i un dia al matí a principis de gener es van trobar amb un aerigenerador destrossat. Alguna cosa havia passat durant la nit anterior. Certs diaris de seguida van veure clar què passava i no van voler impedir que les ments menys afortunades en quedessin al marge.

A la imatge es pot veure que el ventilador va quedar ben arreglat i que pel fet d'estar a 90 metres no es lliura dels accidents. A partir d'aquell moment va passar el que acostuma a passar, algunes persones van afirmar haver vist llums estranyes al cel aquella mateixa nit, havien vist els extraterrestres marxar sense deixar les dades de la seva assegurança als del ventilador.

Com es pot veure a la pagina de l'empresa propietària dels aerogeneradors la notícia es va escampar amb gran rapidesa pels mitjans de comunicació. Però què va passar? S'hi havia estavellat realment una vaca voladora? Homer Simpson havia sortit de casa?? Com era d'esperar la resposta va trigar uns dies però era convincent.

Els tècnics d'Enercon, l'empresa que havia fet els generadors, van determinar que les causes del sinistre eren degudes a la fatiga dels materials que subjectaven l'aerogeneradir i l'aspa que va caure. I què és ben bé això de la fatiga? Una definició més acurada de la que podria donar jo la trobareu a la wikipedia de totes maneres és un fet que per nosaltres és ben normal. Quan volem trencar o tallar certs objectes (un filferro, una cullereta (sí, se me'n va trencar una per fatiga), un plàstic...) enlloc d'estirar amb una mà per cada costat comencem a doblegar-lo entorn d'un punt (precisament pel que volem que se'ns trenqui) amb aquest moviment cíclic el que estem fent és que per fatiga el material necessiti una tensió (força per secció) per trencar-lo força inferior a la que hauríem de fer si el material no estés manipulat prèviament.

I això és el que va passar, tot i que Dale Vince, fundador de l'empresa, encara no ho veu clar. Per ell la història dels àliens tenia més cosa, l'il·lusionava de pensar que havien recorregut tota la galàxia per anar-li a robar la seva humil tecnologia.

Havent acabat amb això m'agradaria demanar a veure si algú em podria facilitar dades d'aquestes torres (si és de més d'una torre millor). Principalment alçades i diàmetres de les bases. Es que tinc una cosa en ment i això no acabo de trobar-ho enlloc.

dissabte, 21 de novembre de 2009

Les primeres voltes

Com ja comentava en l'entrada anterior sembla que la cosa ja comença a funcionar correctament. I ahir ja hi va haver les primeres voltes completes en els dos sentits.

I aquesta matinada ja hi ha hagut els beam splashes. I en aquest enllàç podeu saber alguna cosa més de com ha anat la cosa a l'LHCb (Hi ha una animació de l'event).

Seguint amb el que comentava l'altre dia també penjaré l'episodi de l'Afers Exteriors. El més interessant es troba en les imatges de la caverna de l'LHCb, si es fan comparacions amb les persones es veu que és realment tot molt gran.



Aquests dies s'ha estat fent un seguiment molt bo de l'LHC des del bloc La Hora Zero. Us animo a passar-hi una estona.

dijous, 19 de novembre de 2009

Segon intent

Fa un any (i dos mesos) quan la notícia de la posada en funcionament de l'LHC encara era fresca una altra notícia va caurar un gran impacte, hi va haver una greu avaria en un dels seus sectors.

Ara ja està arreglat i ja han començat a fer les proves preliminars i aquest cap de setmana, ja hi haurà el primer feix circulant per l'accelerador a ni més ni ménys que a 450 GeV i a finals de mes ja hi haurà les primeres col·lisions a 900 GeV (450 + 450). Al desembre s'anirà augmentant l'energia.

L'única diferència de l'altra vegada és que ara els mitjans de comunicació ja no en parlaran fins que es torni a averiar i tornaran a cridar desesperats que sembla que estiguin llençant els diners.

Paral·lelament a tot això un altre esdeveniment que també és rellevant és que aquest vespre, a l'Afers Exteriors, en Miquel Calçada visita el CERN (amb el mateix guia que nosaltres (I, II)) i es parlarà d'Albert Einstein.

dimecres, 4 de novembre de 2009

Sheldon Lee Glashow

Com vaig comentar fa uns dies el mes de juny passat Sheldon Lee Glashow va visitar el notre país i va ser el principal protagonista d'una conferència a la facultat de Física de la Universitat de Barcelona. Fa uns anys ja va concedir una entrevista a la Vanguardia que podeu consultar a la seva hemeroteca.

Com ja he dit Lee Glashow va impartir una conferència que duia per títol: Neutrinos,Very Special Relativity... La conferència va ser, naturalment, en anglès.

Per part meva no exposaré en detall la conferència. Primer perquè no sóc en Glashow i segon perquè no recordo massa com va anar. De totes maneres, si hi podeu aportar o corregir coses ho agraïré.

Una de les coses que es va notar de seguida és que el Dr. Glashow havia fet moltes conferències i parlat en públic. Per trencar el gel en va tenir prou fent un cop d'ull al voltant, i trobat un logo de la universitat, la broma va trigar poc a arribar: "Jo vinc de lluny, de la Boston University, i he acabat a una altra universitat que també es diu UB..."

Al llarg de la conferència es van sentir altres frases amb un toc humorístic i apel·lant a certes qualitats dels físics. Tampoc van faltar les crítiques (dures) als qui segons ell no van pel camí correcte en el cas dels neutrins.

Com es dedueix del títol (tot i no ser trivial) la conferència va estar dedicada a dos grans temes, a la Very Special Relativity (VSR) (Relativitat Molt Especial) i als neutrins.

S'ha trobat que, si s'ignora la gravetat, la Teoria Especial de la Relativitat juntament amb un parell de simetries (les de Lorenz i Poincaré) és capaç de descriure l'espai-temps. Per la seva banda, un parell de físics Andrew Cohen i Sheldon Glashow, van adonar-se que hi havia una alternativa més simple.

Sheldon Glashow diu que des de sempre ha buscat apropar-se a la física d'una manera simple, amb simetries i petites matrius i una vegada ho ha fet. En l'article publicat el 2006 Cohen i Glashow anunciaven que hi ha subgrups del grup de Lorenz que impliquen la Teoria Especial de la Relativitat, és a dir que amb menys cosa també es podia explicar i a més a més pot portar a altres conseqüències (o si més no deuen ser més fàcils de veure).

I per altra banda tenim els neutrins.

Fa més de 70 hi havia molts problemes a la física de partícules (ara també) i un d'ells és que no sortien els número en determinats processos nuclears i per tal que quadressin els números Wolfgang Pauli es va inventar els neutrins (inicialment anomenats neutrons però amb la descoberta del neutró Enrico Fermi va rebatejar els neutrons de Pauli amb el nom de neutrins). Aquestes partícules van ser detectades per primera vegada 26 anys després.

Amb els anys s'han constatat una sèrie de característiques dels neutrins, segons sembla són sempre esquerrans (altra vegada els físics juguen amb paraules normals). Per dir-ho de manera entenedora (i poc acurada) quan un neutrí (esquerrà) se'ns apropa gira en sentit antihorari (es a dir la direcció de l'espin és la mateixa que la de la velocitat però en sentit contrari).

A més a més només les partúclues que no tenen massa poden ser dretanes o esquerranes mentre que les altres són ambidextres. I com no podia ser d'altra manera i per acabar-ho d'embolicar els neutrins tenen massa i fins al moment només se n'han vist d'esquerrans.

I què tenen a veure aquests dos temes?? La veritat sembla que poc però Cohen i Glashow apuntaven que la VSR podria ser una molt bona eina per la física dels neutrins i que fins i tot podria donar una explicació a la massa dels neutrins cosa que de moment porta molts problemes.


Després de la conferència si hi ha una cosa que em va quedar força clara és que la física teòrica de que es fa avui en dia sembla que sigui d'un altre món.

Fa cosa d'un any vaig sentir que en Dan feia servir una paraula que em va passar pel cap el dia de la conferència i ara a l'escriure això: física dura.

dissabte, 24 d’octubre de 2009

Un canvi en la càtedra

Fa uns mesos es va anunciar que Stephen W. Hawking deixaria la famosa Càtedra Lucasiana de la Universitat de Cambridge. I aquesta setmana s'ha anunciat el seu successor.

Curiosament tot i ser una de les notícies de gran transcendència d'aquesta setmana els mitjans de comunicació catalans no ho han ni esmentat com a mínim als seus webs (ni el Periodico, ni la Vanguardia, ni TV3...). Per altra banda sí que ho han comentat diaris com el Mundo.

I qui és el successor? Doncs es tracta del físic teòric anglès Michael Green. Green és un dels pares de la Teoria de les Supercordes que els últims anys ha dut la física en un món completament diferent al que ens tenia acostumats, a una manera de fer física totalment diferent i que de moment queda lluny de qualsevol experiment.

Aquest últim factor, el fet de no haver fet comparacions experimentals, fa que molts físics (entre ells Sheldon Lee Glashow (de qui parlaré aviat)) no la considerin una bona via per assolir l'objectiu final de la física, fer un model precís, acurat i real de l'Univers.

Controvèrisa a part la Càtedra Lucasiana és una entitat amb un historial increïble que amb els anys ha anat passant de matemàtics a físics. Entre els Lucasians destaquen personatges de la talla de Newton, Babbage, Stokes, Dirac i Hawking.

Per acabar només voldria dir un parell de coses. La primera és que la cerimònia se celebrarà el dia 1 de novembre. I la segona que Carl Sagan va parlar una vegada de l'entrada de Hawking a la Royal Society.

A la primavera de 1974, un parell d'anys abans que la sonda Viking aterrés a Mart, jo estava en una conferència a Anglaterra organitzada per la Royal Society de Londres per devatre la qüestió de com buscar vida extraterrestre. Durant la pausa em van informar que hi havia una trobada més gran a la sala del costat, a la que vaig entrar encuriosit. Ràpidament vaig adonar-me que estava essent testimoni d'un ritual arcaic, la investidura de nous membres de la Royal Society, una de les organitzacions acadèmiques més antigues del planeta. A la primera fila un home en una cadira de rodes estava signant, ben a poc a poc, el seu nom en un llibre que conté a les primeres pàgines la signatura de Isaac Newton. Quan finalment va acabar, hi va haver una gran ovació. Stephen Hawking seria una llegenda a partir d'aquell moment.

dimarts, 20 d’octubre de 2009

El informe pelícano

Després de veure que aquest llibre era recomanat pel propi Rajesh Koothrappali al tercer capítol de la tercera temporada de The Big Bang Theory. Vaig decidir-me per començar a llegir alguna cosa de John Grisham. I vaig començar precisament pel que havia agradat a en Raj.

El llibre (The Pelican Brief) ens situa als Estats Units a principis de la dècada dels 90. Un cop situats es produeix un parell d'assassinats. En una mateixa nit maten dos dels jutges dels Tribunal Suprem. Els morts són el liberal Abe Rosenberg qui també era el jutge més vell i el conservador Jensen, el més jove.

Després d'aquest cop l'Administració prova d'aprofitar aquesta crisi per fer pujar la popularitat del President qui té la reelecció a un any vista.

Amb tothom desorientat una jove estudiant de dret, Darby Shaw, després d'investigar els casos que podrien haver arribat al Tribunal arriba a la hipòtesis que els assassinats tenien per objectiu canviar una mica el Tribunal per afrontar un cas en concret. Darby entrega aquesta teoria al seu professor de dret constitucional, amant i incondicional de Rosenberg Thomas Callahan. Callahan fa arribar l'informe a un amic i ex-company de la carrera que treballa per l'FBI. A l'FBI arriba fins al director i aquest el fa arribar al President. L'informe relaciona de lluny a un magnat del petroli (responsable dels assassinats) amb el President.

El Cap de Gavinet del President, Fletcher Coal, l'home qui dirigeix al President decideix que si l'FBI segueix pel camí de l'informe la reelecció deixarà de ser possible. El President demana a l'FBI que deixi d'investigar i passa l'informe a la CIA.

Pocs dies després de passar l'informe a l'FBI el cotxe de Callahan explota, Darby se salva pels pèls. La hipòtesis ha estat confirmada i algú els vol fer callar.

A partir d'aquest moment, Darby Shaw comença amagar-se en diverses ciutats dels seus perseguidors.

Per altra banda, un personatge autoanomenat Garcia es fica en contacte amb el periodista del Washington Post Gray Grantham. Garcia sap alguna cosa dels assassinats.

Fa uns anys aquesta novel·la va ser passada a la gran pantalla amb Julia Roberts i Denzel Washington.

dimecres, 14 d’octubre de 2009

L'anomalia de l'aigua

En ciència, especialment a les branques que es dediquen a estudiar els materials, hi ha una èina molt útil. Els diagrames de fases.

Aquests diagrames poden relacionar diverses variables termodinàmiques de les substàncies però possiblement els més coneguts són els que tenen en compte la pressió i la temperatura d'una substància.

En un diagrama d'aquests (com el que es pot veure une línes més avall) les línies marquen els punts d'equilibri entre dues fases, les fases són precisament les regions del diagrama de fases en què una substància té les mateixes propietats físiques. Lluny de la termodinàmica se les anomena estats de la matèria.
Aquest diagrama mostra el comportament general de la majoria de substàncies i inclou una línia verda discontínua, aquesta línia mostra una peculiaritat d'algunes substàncies; una de les quals és l'aigua.

De manera que donades unes condicions de pressió i temperatura (en aquest cas) podrem determinar en quina fase es trobarà la substància mirant el diagrama.

Ja fa unes setmanes el professor de termodinàmica ens va fer notar aquesta peculiaritat de l'aigua i va explicar algunes de les seves conseqüències. En la majoria de les substàncies podem veure que per sobre del punt triple la línia d'equilibri líquid-sòlid està inclinada de manera que a l'augmentar la pressió la temperatura de fusió de la substància augmenta, en l'aigua en canvi passa el contrari; si augmentem la pressió la temperatura de fusió disminueix. En altres paraules, si tenim gel podem fer que passi a líquid (per sota de 0ºC) augmentant la pressió. L'altre extrem el tenim en el punt d'ebullició si augmentem la pressió aquesta temperatura augmenta (ens és útil per les olles de pressió).

I a més a més ens va donar algunes idees. Algunes no les podré dur a terme per falta de pressupost (no m'és rentable comprar diamants per convertir-los en grafit (un tema curiós del que ja en diré alguna cosa)) però n'hi va haver una que em va agradar.

Es tracta de tenir un bloc de gel a uns 0 ºC, sabem que si s'exerceix suficient pressió la temperatura de fusió disminueix, per contra si deixem d'aplicar-hi pressió la temperatura torna a augmentar. I això pot donar lloc a un experiment curiós. Si fem passar un fil per sobre d'un bloc de gel i hi lliguem uns pesos, el fil farà una pressió a la superfície gelada que es transformarà en aigua líquda i el fil descendirà, un cop el fil ha passat l'aigua tornarà a passar a gel. De manara que amb el pas del temps el fil s'anirà obrint pas pel gel i alhora per sobre seu el gel l'anirà cobrint i així fins arribar al final. Amb la qual cosa haurem travessat el gel sense trencar-lo ni fer ús del famós efecte túnel.

El primer intent que vaig fer no va resultar massa bo. La pressió aplicada era d'unes 3 atm i el vaig fer al matí de manera que el gel es va fondre i caure d'on el tenia abans que acabés de ser travessat. Aquest dilluns vaig tornar-hi amb unes 5 atm i a la tarda, el resultat: positiu.

Aquí hi ha unes imatges del procés, la qualitat sé que no és massa bona però no res millor.

En aquesta primera imatge es mostren els aparells utilitzats.


Mitja hora més tard es veu com el fil ja ha penetrat una mica en el gel.

Al cap d'un parell d'hores ja es pot veure un bon avenç. Sí, no es veu massa bé...


Per pocs minuts m'he perdut la caiguda del dispositiu... I al cap de tres hores i quaranta minuts aquest era l'aspecte del gel, havia estat completament travessat pel fil.


Aquí hi ha els pesos (àlies ampolles amb aigua) amb el fil que encara les connectava.

I aquí hi ha el pobre gel que sens dubte ha passat per un bon trauma. Encara no sabia que minuts després seria mutilat amb una serra (amb proposits estrictament científics) i els fragments destrossats contra el terra (potser una mica més lúdics aquests...).

diumenge, 11 d’octubre de 2009

Un científic pioner

Tot gran descobriment i revolució científica va associada amb un (o a vegades dos) personatges. Per exemple, si es parla de mecànica: Newton. Si es tracta d'evolució: Darwin. Si es química: Lavosier... I així amb els altres camps.

El que no s'acostuma a recordar són els visionaris, els pioners dels camps qui per falta d'eines o d'un ambient idoni no poden desenvolupar amb èxit noves idees.

Amb aquest escrit m'agradaria donar a conèixer (o simplement presentar) un d'aquests visionaris i pioners. Es tracta de Lewis Fry Richardson.

Lewis Fry Richardson va néixer avui fa 128 anys, és a dir l'11 d'octubre de 1881 a Newcastle (Anglaterra). Lewis era el setè fill d'una pròspera família quàquera.

Fry Richardson, la meteorologia i finalment caos

Fins aquell moment les prediccions meteorològiques es feien buscant patrons entre les dades mesurades i les històriques i llavors es feia una extrapolació. Per aquells temps alguns físics com el finlandès Vilhelm Bjerknes ja havien suggerit que havia de ser possible tractar-ho d'una forma més matemàtica, es a dir, hi havia d'haver algunes equacions que descrivissin el fet que els corrents d'aire flueixen cap on hi ha menys pressió, per exemple. Lewis Fry Richardson també ho pensava.

Richardson va viure la Primera Guerra Mundial al servei d'ambulàncies juntament amb altres quàquers qui per temes religiosos s'oposaven a lluitar. Mentre durava el conflicte va posar a prova les seves idees en forma d'equacions diferencials que tractaven la pressió atmosfèrica. Utilitzant unes dades preses a les 7 del matí del 20 de maig de 1910 va començar a fer números per saber com haurien d'haver anat les coses al cap de 6 hores. Després d'unes setmanes intenses va arribar al resultat. Les prediccions deien que la pressió hauria d'haver pujat més de 140 mbar. Què fallava? Segons sembla l'error estava en les dades inicials, eren massa inexactes i escaces.

Tot i aquesta decepció acabada la Guerra va publicar un llibre Weather Prediction by Numerical Process (Prediccions Meteorològiques mitjançant Processos Numèrics). Al llibre hi deia que fer prediccions podia ser viable però que hi havia un gran inconvenient: el gran nombre de càlculs requerits. Però va seguir imaginant. Imaginem que tenim 64.000 calculadors, cadascun amb una calculadora mecànica, i que a cada un se li assignen unes parts del problema. D'aquesta manera es podrien fer les previsions prou ràpid com per ser útils.

Al cap d'unes dècades ja era possible utopies, gràcies a les computadores fer milers d'operacions en poc temps ja era possible. I per demostrar-ho va aparèixer Edward Lorenz. Lorenz amb la idea d'utilitzar les matemàtiques per fer previsions atmosfèriques va donar a conèixer al món un parell de coses. La primera és que era possible. La segona va ser el Caos.


Fry Richardson, les fronteres i els fractals

Com ja va demostrar a la Primera Guerra Mundial Fry Richardson era un pacifista convençut. De manera que va tenir la intenció de tractar d'explicar els conflictes armats amb les matemàtiques. Entre les hipòtesis amb què va treballar la que el va portar a un resultat curiós va ser la que deia que els conflictes entre dos països depenien de la longitud de la seva frontera.

Per provar de demostrar la hipòtesis necessitava longituds de fronteres. I aquí va trobar la sorpresa, depenent d'on consultava la longitud de la frontera entre Portugal i Espanya oscil·lava entre 987 i 1214 km. Una barbaritat!

Què passava? Richardson va seguir investigant i va trobar que la longitud de la frontera depenia de les escales amb què s'havien pres les mesures, com més acurades eren les escales, més llarga era la frontera.

Anys més tard un altre matemàtic va reprendre aquest treball i en va sorgir una de les publicacions més famoses de Benoît Mandelbrot: How Long Is the Coast of Britain? (Quina és la Longitud de la Costa Britànica?)

A partir d'aquest moment les idees de Mandelbrot van anar evolucionant fins a convertir-lo en un dels màxims exponents del món dels fractals.

Fry Richardson, el Titànic i el SONAR

Després de la desgràcia del Titànic van ser molts els qui van mirar de trobar alguna solució pel problema dels icebergs i la navegació.

La primera patent d'un instrument submarí de rastreig d'eco va arribar al cap d'un mes de l'enfonsament i venia ni més ni menys que del matemàtic i físic anglès Lewis Fry Richardson. Amb els anys es van fer altres patents que van permetre el SONAR que utilitzen les embarcacions i d'altres aparells que funcionen seguint els mateixos principis.


Com ja he dit en més d'una vegada en Lewis era un pacifista convençut i una de les coses que el va doldre més va ser un ús que van trobar els militars pels seus estudis sobre l'atmosfera. Els militars van utilitzar les equacions dels corrents d'aire per fer més efectives les bombes químiques. Aquestes conseqüències van portar a Richardson a abandonar els seus intents d'explicar l'atmosfera i a destruir tot el que va poder perquè no se'n poguessin aprofitar els dissenyadors d'armes.

Com podeu veure és un personatge molt interessant que va treure el cap en diversos camps que amb els anys han estat molt importants i de ben segur que encara m'he deixat coses així doncs, si algun dia en trobo més coses ja les afegiré. Per acabar he trobat unes paraules d'aquest home que són molt interessants:

Big whorls have little whorls,
That feed on their velocity;
And little whorls have lesser whorls,
And so on to viscosity.

dissabte, 10 d’octubre de 2009

Dioses menores

Per trencar una mica amb la rutina he canviat totalment de gènere.

Dioses menores (Small Gods) és el 13è llibre de la saga Mundodisco que ha fet mundialment famós a l'autor britànic Terry Pratchett.

El llibre tot i ser de gran entreteniment és una molt bona crítica satírica a les religions.

Al Mundodisco hi ha milers de Déus i tots tenen una cosa en comú: el seu poder depèn del nombre de creients que tenen. Un d'aquests Déus és Om, Déu d'Omnia. Per exemple un dels més poderosos és Io el cec, el Déu dels trons. Segons es diu al llibre qualsevol Déu poderós és capaç de fulminar qualsevol humà amb un llamp, però ha de subcontractar el tro.

Omnia és un país completament controlat per la religió Omniana que controla amb mà de ferro i gràcies als Quisició més de 2 milions de creients. Les bases de la religió s'han anat establint al llarg dels anys i dels profetes, un total de 7, que han anat afegint més i més normes divines. Els Omnians viuen sota una gran opressió d'idees. Segons els líders de la religió el món que habiten és esfèric, el Sol és esfèric, quina bajanada! Si fos esfèric els qui hi ha a la part de baix caurien!!

Quin és el problema? Senzillament la gent ha deixat de creure en el veritable Om i creu en una cosa artificial creada per una sèrie d'homes. Així doncs, en una de les seves excursions al món el gran Déu Om intentant prendre una forma digne del seu poder (un brau, per exemple) acaba transformat en una insignificant tortuga, només li queda un creient.

Com es mostra al llarg del llibre molts dels preceptes de l'Omnianisme són inventats:

Om seguia a la taula, mirant el meló.
—He estat a punt de cometre un acte terrible— va dir Brutha— He estat a punt de menjar fruita en un dia sense fruita.
—Això és terrible, terrible— va dir Om— I ara obre el meló.
—Però està prohibit!
—No, no ho està— va dir Om— Obre el meló.
— Però va ser menjar fruita el que va fer que la passió invaïs el món— digué Brutha.
—L'únic que causà fou flatulència. Obre el meló.
—M'estàs temptant!
—No, no t'estic temptant. T'estic donant permís. Una dispensa especial! Obre el maleït meló!
—Només un bisbe o un grau superior pot...
—Sí, exactament. I ara obre el meló. Si això et fa sentir millor declararé que és pa. Dóna la casualitat que jo sóc el Déu. Puc anomenar-ho com em doni la gana. Es pa, d'acord? I ara talla el maleït meló.
—La maleïda llesca— va afegir Brutha.
—Sí, això. I dóna'm una tallada que no tingui grana

L'únic creient és Brutha, un novici que té una gran memòria. Pensa amb gran esforç i lentitud i se li fa incomprensible la paraula oblidar. Després de veure durant un segon una habitació és capaç de descriure-la a la perfecció.

Brutha es troba amb la tortuga Om i junts emprenen un viatge cap a Efèbia, terra de filòsofs. A Efebia hi van sota les ordres del maquiavèlic exquisidor Vorbis que té una gran ambició de poder.

Efèbia és molt diferent d'Omnia, a Efèbia hi ha esclaus:
Um...— va dir Brutha— Ets un esclau?
—Sí, amo.
—Deu ser terrible.
L'home es va recolzar a l'escombra.
—Teniu raó. És terrible. Realment terrible, sabeu que només tinc un dia lliure a la setmana?
Brutha, que mai havia sentit les paraules "dia lliure" va assentir vacil·lant.
—Per què no t'escapes?
—Oh, ja ho he fet— va dir l'esclau— En una ocasió vaig marxar a Tsort. No em va agradar massa. Vaig tornar. Però cada hivern m'escapo un parell de setmanes a Djelibeybi.
—Et tornen a portar aquí?— preguntà Brutha.
—JA!!. No, d'això res. Aristòcrates és un ranci. He de tornar amb els meus propis mitjans. Convèncer al capità d'alguna embarcació perquè em porti, aquesta classe de coses.
—Tornes??
—Sí. L'estranger està bé per visitar-lo, però ningú hi voldria viure. I de totes maneres, només em queden quatre anys més com a esclau i després seré lliure. Quan ets lliure et donen el vot. A més a més pots tenir esclaus. — El seu rostre es va tensar per l'esforç de recordar mentre anava comptant amb els dits— Els esclaus tenen tres àpats al dia, com a mínim una vegada és carn. I un dia lliure a la setmana. I dues setmanes de permís-per-escapar-se a l'any. I no faig ni forns ni aixeco coses que pesin, i les rèpliques sarcàstiques i enginyoses són estrictament per acord previ.
—Sí, però no ets lliure— va dir Brutha.
—Quina és la diferència??
—Doncs... que no tens cap dia lliure. I només menges dues vegades diàries.
—De debò? Llavors em sembla que passo de la llibertat, moltes gràcies.

En general és un llibre molt especial. Terry Pratchett fa unes comparacions increïbles, genera situacions hilarants i afegeix conceptes de la física molt ben escollits.

Una d'aquestes grans situacions és la següent, recordeu a Arquímedes...?

—Voldria una olla del número nou i una mica de cordill— Va dir l'ancià.
—Sí, senyor Legibus.
El terrissaire va ficar la mà a sota del mostrador i en va treure una tovallola. L'home nu la va agafar. Brutha va tenir la sensació que allò ja els havia succeït abans.
—I una palanca de longitud infinita i un lloc immòbil on recolzar-la.
—El que veu és el que tinc, senyor. Olles i trastos domèstics en genera, però vaig una mica curt de mecanismes axiomàtics.
—Bé, té una mica de guix?
—Me'n queda una mica de l'última vegada.
—L'homenet agafà el guix i començà a dibuixar triangles a la paret. Després va mirar cap avall.
—Perquè no duc roba?
—Hem tornat a banyar-nos, no?— preguntà el terrissaire.
—M'he deixat la roba al bany?
—Crec que ha tingut una idea mentre es banyava.
—Això! Això! He tingut una idea realment esplèndida per moure el món. Un simple mecanisme de palanca. Hauria de funcionar a la perfecció. Només s'han de resoldre uns detalls tècnics.
—Que bé, així a l'hibern podríem desplaçar-nos en un lloc on fes més calor.

dijous, 8 d’octubre de 2009

El Poeta

Després d'uns quants llibres que se centren en els casos del Detectiu Harry Bosch, Michael Connelly canvia totalment de punt de vista. Ara el protagonista és un periodista de Denver, Jack McEvoy.

El llibre comença després de la mort del germà de Jack McEvoy: Sean McEvoy. Sean era detectiu de la policia a Denver i va ser trobat dins del seu cotxe, sol. Tots els indicis apuntaven al suicidi.

Jack no és capaç d'acceptar aquesta atrocitat i fica el nas en el cas. Convençut que el seu germà no s'havia suïcidat viatja fins a Chicago on temps enrere hi havia hagut un suïcidi similar.

Un cop a Chicago troba una clara relació entre els dos casos. Ambdós detectius havien estat investigant, sense èxit, dos casos molt macàbres. A més a més, hi ha una cosa comuna en la mort dels dos policies: les notes que s'havien trobat al lloc del suïcidi eren ni més ni menys que un vers d'Edgar Allan Poe.

Havent vist aquestes relacions tan clares emprèn un viatge que el durà a visitar bona part dels Estats Units juntament amb l'FBI per perseguir un psicòpata, el Poeta.

divendres, 2 d’octubre de 2009

Els nous Ig Nobel

Fa cosa d'una setmana vaig anunciar la cerimònia que ha tingut lloc aquesta nit al Sanders Theater. Com no podia ser d'altra manera aquest matí m'he llevat d'hora per repassar els guanyadors i són els següents:

MEDICINA VETERINÀRIA: A Catherine Douglas i Peter Rowlinson— de la Universitat de Newcastle (UK)— per demostrar que les vaques que tenen nom dónen més llet que les que no.
A la cerimònia: Peter Rowlinson. La Catherine no va poder-hi assistir perquè fa poc que ha tingut una filla. Va enviar una foto d'ella, la filla disfressada de vaca i una vaca.

PAU: A Stephan Bolliger, Steffen Ross, Lars Oesterhelweg, Michael Thali i Beat Kneubuehl —de la Universitat de Berna (Suïssa) — per determinar, experimentalment, si és millor colpejar el cap amb una ampolla plena de cervesa o amb una de buida.
A la cerimònia: Stephan Bolliger.

ECONOMIA: Als directors, executius i auditors de quatre bancs islandesos — Kaupthing Bank, Landsbanki, Glitnir Bank, i el Banc Central d'Islàndia — per demostrar que els bancs petits poden convertir-se ràpidament en bancs enormes i viceversa — i per demostrar que es poden fer coses similars amb l'economia d'un país.

QUÍMICA: Javier Morales, Miguel Apátiga i Victor M. Castaño — de la Universitat Nacional Autònoma de Mèxic — per crear diamants a partir de líquid — més concretament de Tequila.
A la cerimònia: Javier Morales i Miguel Apátiga.

MEDICINA: Donald L. Unger — de Thousand Oaks (USA) — per investigar una possible causa d'artritis als dits fent-se petar els dits de la mà esquerra, mai de la dreta, cada dia durant més de seixanta anys.
A la cerimònia: Donald Unger.

FÍSICA: A Katherine K. Whitcom, Daniel E. Lieberman i Liza J. Shapiro— Universitat de Cincinnati (USA), Harvard i Texas respectivament — per determinar analíticament per què les dones embarassades no cauen de cara.
A la cerimònia: Katherine Whitcome i Daniel Lieberman

LITERATURA: Al servei de policia irlandès (An Garda Siochana), per escriure i presentar més de cinquanta multes de trànsit al conductor més multat del país — Prawo Jazdy — que en polonès vol dir permís de conduir.
A la cerimònia: Karolina Lewestam, ciutadana polonesa que té permís de conduir, parlant en nom de tots els conductors polonesos, i expressant els millors desitjos pels policies irlandesos.

SALUT PÚBLICA: Elena N. Bodnar, Raphael C. Lee i and Sandra Marijan de Chicago (USA) — per inventar uns sostenidors que en cas d'emergència poden ser ràpidament convertits en un parell de màscares de gas, una per la portadora i l'altra per algú proper a ella.
REF.: “Garment Device Convertible to One or More Facemasks” U.S. patent # 7255627
A la cerimònia: Elena Bodnar.

MATEMÀTIQUES: A Gideon Gono — governador del Banc de la Reserva de Zimbabwe — per donar a la gent un mètode quotidià per batallar amb un gran rang de nombres — dels més petits als més grans — a l'emetre bitllets que van des d'un cèntim fins a cent bilions (100,000,000,000,000).
REF.: Zimbabwe's Casino Economy — Extraordinary Measures for Extraordinary Challenges, Gideon Gono, ZPH Publishers, Harare, 2008, ISBN 978-079-743-679-4.

BIOLOGIA: A Fumiaki Taguchi, Song Guofu i Zhang Guanglei — Universitat de Kitasato (Japó) — per demostrar que les deixalles de la cuina poden ser reduïts, en massa, més d'un 90% fent ús de bacteris extrets de cares de pandes gegants.
A la cerimònia: Fumiaki Taguchi.

Aquí podreu trobar el resum que en vaig fer l'any passat.

Al final hi havia d'assistir el d'XKCD però per problemes mèdics no va ser possible...

dijous, 24 de setembre de 2009

19ena Cerimònia dels Premis Ig Nobel

Ja ens acostem a l'octubre i amb ell vénen uns dels premis més especials. L'1 d'octubre s'entreguen, al Teatre Sanders de la Universitat de Harvard els Premis Ig Nobel.

L'any passat ja vaig repassar els guanyadors. I aquest any intentaré fer el mateix.

Si hi voleu anar potser encara sou a temps de comprar entrades que valen entre $ 31 i $ 39. A més a més, en cas de ser més de 6 persones t'ofereixen la possibilitat de ser declarats Delegació Oficial i seran presentats en la presentació dels premis i per acabar-ho d'arrodonir, la Delegació que vesteixi els colors més vius desfilarà ostentosament pel teatre.

El tema d'aquest any serà: RISK. Això vol dir que alguns dels actes que es duran a terme durant l'entrega giraran entorn d'aquest concepte.

I la Cerimònia com anirà? Doncs, la veritat és que sempre es reserven alguna sorpresa aquella gent però en general serà:

Keynote Address (presentació de 60 segons): A càrrec de Benoît Mandelbrot, sobre el tema RISK.

The Big Bank Opera (L'Òpera del Gran Banc): Estrena mundial d'aquesta miniòpera de 4 actes protagonitzada per Maria Ferrante i Ben Sears i el pianista Branden Grimmett dirigida per David Stockton. Uns banquers elegants en un bar pijo de Wall Street expliquen la pujada i baixada explosiva de la banca i els grans banquers.

Risk Cabaret Pre-Concert: Un concert de pre-cerimònia especial a càrrec de The Penny-Wise Guys (Nick Carstoiu, Michael Ricca, Neara Russell, i una petita orquestra) que interpretaran cançons de cabaret sobre: risc, beneficis i Bernie Madoff.

Pre--pre-show: Concert de la Boston Squeezebox Ensemble.

Sembla que seran especialment càustics amb els banquers.

A més a més, comptaran amb la presència d'una sèrie de Premis Nobel que seran els qui entregaran l'Ig Nobel:

Rich Roberts (Medicina, 1993)
Sheldon Glashow (Física, 1979)
Wolfgang Ketterle (Física, 2001)
Dudley Herschbach (Química, 1986)
Roy Glauber (Física, 2005)
Frank Wilczek (Física, 2004)
Martin Chalfie (Química, 2008)
William Lipscomb (Química, 1976)

Les lectures 24/7: un parell de lectures per cada conferenciant. En la primera disposa de 24 segons per fer una descripció tècnica completa del tema. I la segona un resum de 7 paraules que el pugui entendre tothom.

Aquest any tindran l'honor de fer-les:

Wade Adams: director de l'Institut Richard E. Smalley (Nanoscale Science & Technology) de la Universitat de Rice. Tema: Nanotecnologia.

Stephen Wolfram: creador de Wolfram Alpha i Mathematica, i autor del llibre A New Kind of Science. Tema: Genialitat.

Deborah J. Anderson: Professora de ginecologia i microbiologia de l'Escola Universitària de Medicina de Boston i guanyadora de l'Ig Nobel de Medicina el 2008. Tema: Anticoncepció.

Concurs per guanyar una cita amb un Premi Nobel: L'any passat va ser amb William Lipscomb, a veure a qui li toca aquest any. En Glashow??

Com sol passar en aquests actes hi ha discursos que es fan pesats i llargíssims, per sort els organitzadors disposen d'un potent mecanisme per evitar que s'arribi a aquests límits. Es tracta d'un àrbitre que cronometra els discursos i Miss Sweetie Poo una encantadora nena de 7 o 8 anys que va cap al conferenciant dient-li, sense parar, que s'avorreix.

També es comptarà amb la presència de guanyadors d'anys anteriors:

Don Featherstone (creador dels flamencs roses de plàstic)
Deborah Anderson (efectivitat de la Coca-Cola com a espermicida)
Francis Fesmire (massatge rectal digital per tractar el singlot incurable)
Rebecca Waber (les medicines falses cares són més efectives que les falses barates)
L. Mahadevan (com s'arruguen els llensols)
Dan Meyer (empassar espases i els seus efectes)

I amb tanta gent no podia faltar la traducció simultània a diferents llengües que serà com el seu nom indica simultània i per tant costarà molt d'entendre alguna cosa.

El discurs "Welcome, Welcome" el discurs "Goodbye, Goodbye".


Com es pot veure serà un vespre entretingut i és un d'aquells actes que si mai tinc la sort de poder assistir-hi no ho dubtaré.

dimarts, 22 de setembre de 2009

I semblava que no hi arribaria...

Ara fa dos anys vaig acabar-me de decidir i vaig obrir el bloc, el meu bloc. Potser em va faltar imaginació però ara ja és una mica tard per canviar de nom i a més ja m'hi he acostumat.

Fins ara han estat dos anys i tot i les temporades de poca activitat he arribat a les 136 entrades. Quan he fet la suma m'han vingut unes quantes coses al cap.

La primera és que amb el 136 es pot fer un petit joc matemàtic. Si s'agafa cada xifra, s'eleva al cub i se sumen el resultat és 1+27+216=244, i què té el 244? Doncs que si es repeteix el procés anterior: 8+64+64=136. I té la seva gràcia.

Però bé amb aquesta entrada arribo al número 137 que encara m'agrada més. En física el 137 és un d'aquells números que surt en més d'una ocasió.

Fins fa uns anys es creia que la constant d'estructura fina era exactament 1/137. Posterorment es va anar refinant i amb aquesta constant Richard Feynman va extreure de l'equació de Dirac que era el número d'electrons màxims en un àtom seria de 137, de manera que l'àtom amb nombre atòmic més gran que preveu l'equació de Dirac és el 137 que tot i no haver estat descobert ja té nom: Feynmanium. De totes maneres l'equació de Dirac no deixa de ser un model matemàtic i que portar-lo al límit de la taula periòdica pot no ser aconsellable i qui saps si en un futur no s'haurà de modificar per fer-hi entrar més elements (tot i que poc probable).

El 137 entre els físics ha generat diverses anèctodes. Per exemple, una paròdia a una publicació d'Arthur Eddington per part de Bethe i un parell més de físics que van aconseguir relacionar la constant alfa amb el zero absolut.

Amb 58 anys Wolfgang Pauli va ser ingressat en un hospital i quan va saber que es trobava a l'habitació 137 ja va dir que d'allà no en sortiria, i així va ser.

També hi havia quàntics (ara no recordo qui) que als guardarrobes buscaven el número 137...

Aquest any no he apagat espelmes, però ja reproduié dues vegades el vídeo de l'any passat ^^

dissabte, 19 de setembre de 2009

Biografía de la física

Biografia de la física (1961) (Biography of physics) és un llibre de divulgació escrit pel físic George Gamow d'origen ucraïnès (nascut a l'Imperi Rus).

George Gamow va treballar sota les ordres (entre d'altres) de Niels Bohr i posteriorment va treballar en física nuclear, física estel·lar, va predir la radiació de fons i també va ficar-se en temes de genètica.

Als Estats Units va treballar amb el físic Ralph Alpher (el seu estudiant de doctorat) i quan va ser hora de publicar el treball va convidar Hans Bethe a signar-lo tot i que no havia fet res. El resultat final va ser la teoria Alpher-Bethe-Gamow (joc de paraules que fa referència a les tres primeres lletres gregues: alfa, beta i gamma). Posteriorment, en uns càlculs van rebre l'ajuda de R.C. Herman qui va declinar l'oferta de Gamow de canviar-se el cognom per Delter.

Per la seva banda el llibre fa una mescla entre divulgació de la ciència i història de la ciència. Es a dir, divideix el llibre en diferents èpoques de la física i ens presenta més detalladament com va anar evolucionant centrant-se a més a més amb un o dos físics destacats.

Segons Gamow la física va néixer a l'Antiga Grècia tot i que totes les altres cultures també tenien coneixements d'astronomia. D'aquells temps destaca com a físic a Arquímedes: el Principi d'Arquímedes, la llei de la palanca, l'eureka... i la seva aferrissada defensa de Siracusa dels atacs romans.

Els capítols següents passa per l'Edat Mitjana en què havien sobreviscut les idees d'Aristòtil que tot i sobresortir en molts camps la física no se li donava massa bé. Com l'art la física va canviar amb l'entrada del Renaixement amb les figures de Copèrnic, Kepler i Galileu.

Durant la segona meitat del segle XVII Sir Isaac Newton va donar l'impuls final a la física amb grans contribucions en la mecànica, gravitació i òptica i sense menystenir el càlcul de fluxions que ha resultat molt útil.

Les idees de la llum com a partícules (de Newton) contrastaven amb les ondulatòries que podien explicar amb més facilitat certs fenòmens com els deguts a la refracció.

Després d'això entra als dos grans moviments dels segles XVII i XIX: la termodinàmica i l'electromagnetisme. Amb grans personatges com van ser Carnot, Joule, Clausius, Maxwell i Boltzmann en termodinàmica i Franklin, Coulomb, Ørsted , Ampère, Faraday i altra vegada Maxwell en electromagnetisme.

Després d'aquestes dues grans revolucions en van venir encara dues més: la relativitat i la mecànica quàntica.

Finalment el llibre acaba amb una part dedicada a la física nuclear i de partícules que es feia en aquell moment. Va ser en aquest moment, amb el descobriment de la fissió nuclear que molts temes van tornar a quedar tapats i amb alts nivells de secretisme.

El més interessant del llibre és que qui l'escriu va poder conèixer i conviure amb els qui van assentar les bases de la mecànica quàntica i que va tenir un paper molt destacat en l'últim capítol. De manera que pot amenitzar el llibre amb un bon grapat d'anècdotes de personatges com Niels Bohr, Rutherford, Dirac, Pauli...

De Bohr explica que era particularment lent a l'hora d'entendre conceptes i que molt sovint, en conferències, mentre tot el públic comprenia els conceptes només quedava ell per entendre'ls; posteriorment els assistents intentaven explicar-li com podien i acabaven per no entendre res ells i finalment era Bohr el qui ho comprenia tot i que diferent de com ho feia el conferenciant. La visió de Bohr era la bona.

A Bohr li agradaven les pel·lícules de l'oest i els seus companys de cinema (Gamow inclòs) van ser coneixedors d'una teoria molt sorprenent. Al cinema, el dolent sempre era el primer en desenfundar però tot i això el bo responia inmediatament i el qui moria era el dolent. Segons Bohr l'explicació es trobava en la diferència entre les accions deliberades i les condicionades; el dolent prenia una acció deliberada mentre que el bo hi responia de forma condicionada, un acte reflex. Fins i tot un dia Gamow va anar a comprar pistoles de joguina per fer la prova amb Bohr com a pistoler bo. Bohr els va matar a tots.

Altra vegada, com en el cas de les conferències de Feynman, i sortosament per la físia, es veu que hi ha conceptes que no poden acabar d'explicar i que els està començant a sortir greus problemes amb les cada cop més nombroses partícules subatòmiques.

Pel que fa al llibre a mi m'ha agradat i el recomanaria a tots els qui ja tinguessin unes nocions de física i que els interessés la hitòria de la física.


PS: Casualment un professor el va recomanar per si volíem conèixer una mica millor la història del desenvolupament de la termodinàmica just el dia després d'acabar-me'l...

dimarts, 15 de setembre de 2009

Paisatges fractals

En l'article passat (El Mont Taranaki i el Conjunt de Mandelbrot) l'Asimetrich va comentar que en el món dels efectes especials s'utilitzen tècniques fractals. La veritat és que cada cop s'utilitzen per coses més diferents.

Tot va començar amb Loren Carpenter (posteriorment va co-fundar Pixar). L'any 1978 Carpenter treballava per la Boeing, la feina del jove Loren era ajudar a visualitzar els nous prototips. Però els anuncis de Boeing acostumen a mostrar l'avió amb muntanyes al fons, de manera que la intenció de Loren era ficar-hi algunes muntanyes. El problema era que no hi havia maneres de fer una muntanya, les muntanyes estan fetes per milers de milions de petits polígons i les màquines d'aquells temps eren massa lentes.

Però Loren Carpenter es va trobar amb el llibre Fractals: Form, Chance and Dimension de Mandelbrot, en el llibre Mandelbrot deia que hi havia moltes coses a la natura que es podien explicar amb fractals, si s'agafa una superfície llisa i es trenca i es torna a trencar una i una altra vegada es podien fer fractals. Així doncs Carpenter va voler provar-ho al seu ordinador.

En tres dies ja tenia paisatges fractals. El que va fer va ser molt simple. Va començar amb una superfície plana divida en grans triangles, i el centre de cada triangle va ser elevat de manera aleatòria (sempre mantenint-los units), cada triangle el va dividir en 4 triangles més petits i els va aplicar el mateix procés però l'elevació aleatòria era més petita (es veu millor en aquesta animació). I repetint aquest senzill procés va resultar-ne una animació que té per títol Vol Libre.

Després d'aquesta animació va ser contractat per Lucasfilm on va crear un planeta sencer per la pel·lícula Star Trek II: The Wrath of Khan.

La cosa, però, no va acabar aquí. La tècnica va anar evolucionant (per exemple l'algorisme diamond-square) i els ordinadors han anat esdevingut més potents i el resultat ha estat en programari (lliure) com el Terragen que ha permès imitar molt i molt bé la natura com es pot veure en aquesta galeria d'imatges.

Un altre tipus d'efecte especial que és degut als fractals el trobem en la batalla de Mustafar entre Anakin Skywalker i Obi-Wan Kenobi a Star Wars III. En aquesta batalla la lava hi juga un paper molt important i un cop més es va recórrer als fractals. Un dels exemples més clars es troba al minut 1:30 (del vídeo següent) en què cau una onada de lava a sobre d'un braç metàl·lic. Per fer-ho Willi Geiger va partir d'un raig (m'agrada més jet de l'anglès) que feia una trajectòria parabòlica. Aplicant el trencament fractal Geiger va anar trencant una vegada i una altra el raig fins a obtenir el que es pot veure a la pel·lícula.



Com és d'esperar la cosa tampoc acaba aquí, cada cop són més i més els creadors d'efectes especials i artistes que s'aprofiten de programes que permeten transformacions fractals per acabar fent autèntiques meravelles.

Però ja al segle XIX un gran artista japonès havia utilitzat els fractals per representar la natura, es tracta de Hokusai i la Gran ona de Kanagawa.

Per aquest escrit m'ha estat de gran ajuda un documental que vaig veure ara fa uns mesos i que ara he tornat reproduir. Es tracta de Hunting the hidden dimension (Resum de 2 minuts) que forma part de la sèrie de documentals NOVA (n'hi ha que tenen molt bona pinta i miraré de veure) de la PBS, dels Estats Units.

Ja m'agradaria que els de TVC o altres televisions de per aquí es fixessin en aquestes delícies i no en altres coses, llàstima que l'audiència tingui un paper tan important... O que la població sigui com és...

Si algú vol el documental sencer es pot descarregar el torrent i baixar-se'l per alguna xarxa P2P.