Power Balance??

Avui en Dan ens sorprenia amb polseres i preses de pèl i és que aquests últims dies el que ha estat notícia a Espanya és precisament això, un presa de pèl en forma de polsera. Pensava que la població era, en general, més intel·ligent (d'en Cristiano Ronaldo no m'ha sorprès pas, però).

Navegant per internet he arribat a una de les pàgines d'aquesta gent. En aquest cas es tracta de Power Balance Perú. Aquesta gent no s'amaguen els trucs a la màniga si no que els exposen al públic clarament. Anem a veure què diuen.

Per començar parlen d'hologrames i freqüències. La primera gran paraula me la guardo per després i començaré per les freqüències.

Els representants del producte resolen així a la pregunta què és una freqüència:

Cada objecte d'aquest planeta, animat o inanimat, té una freqüència que pot ser calculada amb exactitud. Albert Einstein sabia que qualsevol cosa en l'univers emet una freqüència única, i que aquesta freqüència no només afecta l'hàbitat que l'envolta, la seva energia es manté en el temps i pot afectar fins i tot a grans distàncies.

Un bon paràgraf però la pregunta persisteix, què coi és una freqüència? Del text se n'extreu que la freqüència és una caracterísitca de cada cos i que pot ser calculada. Llavors per esvair dubtes fan referència als grans coneixements d'un dels científics més reconeguts del segle XX: Albert Einstein. Així doncs, tenint en compte la referència a Einstein, el més normal és que aquestes freqüències corresponguin a freqüències d'ones. I quines ones?

De la Teoria de la Relativitat d'Einstein es pot arribar al concepte d'ones gravitatòries però que fins a dia d'avui no s'han pogut mesurar. Així doncs aquestes no poden ser.

Unes altres ones famoses que tenen relació amb el físic alemany són les electromagnètiques i aquestes sí que es poden mesurar amb gran precisió. I la freqüència serveix per a classificar-les, ja anem bé. La llum que veiem són ones d'aquestes i per tant, és cert que actuen a grans distàncies.

Ara bé, a finals del segle XIX es va descobrir que una de les maneres d'identificar les substàncies era mirant quines radiacions emetien quan es desexcitaven. Amb això es va poder identificar un nou element a milions de quilometres de distància, l'heli. L'heli va ser ni més ni menys que al Sol.

Ara bé, hi ha un petit problema... Cada substància acostuma a tenir més d'una freqüència... Per exemple, si observem la readiació únicament d'àtoms de ferro:

I aquesta barbaritat de freqüències són només pel ferro, no vull ni imaginer-me què passa en molècules més complicades o amb estructures cristal·lines.

I la pregunta ara és inevitable, de totes les freqüències en què radiem quina és la bona?

O potser són més sofisticats i van una mica més lluny, i consideren que la freqüència d'una persona és justament la freqüència màxima en què emetem radiació si ens consideréssim un cos negre. Hi ha qui ha fet els càlculs i el resultat es troba aproximadament cap longituds d'ona de $9500 nm$ que en freqüència equival a $3.2 \cdot 10^{13} Hz$ i correspon a radiació infraroja.

I si aquesta és la freqüència a què treballa l'aparell hi ha un petit problema... i és que l'energia dels fotons de les radiacions electromagnètiques està estretament lligada a la seva freqüència per la famosa constant de Planck.

Hi ha un altre dispositiu, mundialment conegut, que treballa a freqüències més baixes i que ha atemorit a molts dels qui han comprat polseres d'aquestes. Es tracta dels telèfons mòbils, hi ha qui creu que amb la radiació emesa per un telèfon mòbil n'hi hauria prou per fer un ou dur. Jo suposo que per controlar tot el que controlen aquestes polseres l'energia radiada o canalitzada ha de ser sorprenentment alta i podria ser perjudicial per les nostres proteïnes.

Si llegim unes línies més ens adonem que realment res d'això és el que esmenten ells, i que es tracta de freqüències de tot just $7 Hz$, a què es refereixen? Qui sap... Mirant una mica per internet ens adonem que aquesta freqüència ja està "reservada".

Un cop deixat aquest tema per inútil entrem amb el que ells anomenen hologrames. L'holografia és una tècnica experimental que durant els últims anys ha estat aconseguint uns èxits cada cop més rellevants. Exactament no sé què hi ha d'holografia, però copio una altra frase:

Els hologrames que es composen de Mylar una pel·lícula de poliéster utilitzada per la impressió de música, pel·lícules, fotografies i dades. Per tant, és natural.

I és aquesta gent, la que ho vol tot natural, és la que diu que tot allò que és sintètic (fet al laboratori) no és natural. I el Politereftalat d'etilè, àlies PET, que es troba en molts embasos de begudes és un polímer sintètic, per tant no natural pels més maniàtics.

Però la realitat és que implementar tot això per aconseguir una simple polsera és tot un mèrit, amb raó guarden el secret!

Per això jo també m'he atrevit a donar una idea per un nou dispositiu amb força funcions. Es tracta del Discman. Al video següent es mostra que utilitzat de la manera adient pot proporcionar un plus d'estabilitat i equilibri impressionant, sobretot si es porta lligat al cap com si fos una diadèma. A més a més, permet escoltar música, interaccionar amb la gent, es fa notar per si s'és un exhibicionista, i pot descodificar molta informació. I més d'un podrà rescatar-lo d'algun armari, no caldrà ni comprar-lo de nou! Així doncs, a veure quan començo a veure gent amb discmans al cap.

Un dels lectors del blog (Sheldon Copper) m'ha fet arribar publicitat dels de Power Balance. La veritat és que aquesta gent ho ha treballat molt això de vendre el seu producte, però clar, amb els diners que n'han fet...

Potser ens hauríem de replantejar el futur i mirar de guanyar-nos la vida enredant a la gent? Alguna idea?

M'agradaria veure els participants d'humor amarillo amb aquestes polseres, dubto que els servissin de massa allà.

Will it blend?

Moltes empreses tenen problemes a l'hora d'anunciar-se i la majoria d'elles recorren als publicistes i acaben fent un enunci que costa d'entendre (tot i que a vegades ens ho sembla i l'anunci ja ha fet la seva feina).

Però quina publictat és millor que posar a prova el producte fent coses que s'acostuma a no recomanar?

Tom Dickson, fundador de Blendtec, una empresa que fabrica batedores, ho va tenir clar. Havia de posar a prova la maquinària i que tothom pugués veure les excel·lències dels seus productes. I Youtube permet això últim.

Al llarg de pràcticament un centenar de vídeos ha provat de triturar una mica de tot. Des de zirconi cúbic (molt més econòmic que els diamants) fins a imans de neodimi passant per videojocs i, sobretot, aparells de l'Apple (iPod, iPhones, iPad).

Aquí us deixo amb uns minuts amb les estrelles de Blendtec (en Tom i el Total Blender o l'Extrem Blender).

Qui no ha tingut mai la temptació de jugar amb unes quantes bales?

Hi ha qui després de les bales es va passar al cub de rubick, aquí hi ha un mètode ràpid per resoldre'l.

A qui no li molesta l'Spam?? En Tom també té els seus mètodes.

Altres vegades li toca canviar les bombetes.

I n'hi ha molts més que podeu trobar vosaltres mateixos, espero que els gaudiu.

Yes, it blends!

La llum de l'ALBA

Vaig acabar l'entrada dedicada a l'ALBA mencionant que aquest accelerador s'ha construït per ser una font de llum. I aquesta llum té unes característiques que la fan molt diferent a la que ens arriba del Sol.

La llum sincrotró són rajos X (de longitud d'ona comparable a la mida dels àtoms) molt brillants i intensos, es a dir, estan molt més concentrats que els dels aparells de fer radiografies. La llum està polaritzada. Es pot seleccionar longituds d'ona determinades. Es pot emetre en polsos de l'ordre del nanosegon...

El fet que els rajos X tinguin una longitud d'ona d'escala atòmica fa que en incidir sobre les estructures atòmiques es difracti. Quan la llum troba un obstacle (un àtom) l'àtom fa el paper de font de llum.

En aquesta imatge es veu una ona plana (podrien ser rajos X) que incideix sobre dos obstacles (podrien ser dos àtoms), després d'incidir sobre els obstacles, aquests passen a ser emissors.

Com es pot veure les dues ones se solapen, s'interfereixen. En aquesta animació es poden veure dues ones diferents (una de blava i una altra de vermella) que se solapen; la negra és la resultant. Això farà que en alguns punts l'efecte de les dues se sumi i en d'altres es resti. De manera que si es fica una pantalla quedarà un patró d'intensitats que serà caracterísitic de cada tipus d'obstacle.

Exemple de patró de difracció (alumini) (link)

I d'aquí en surt la cristal·lografia de rajos X. A principis de segle XX es va veure l'enorme potència que oferia aquesta tècnica per estudiar les xarxes d'àtoms, inicialment cristalls (xarxes molt ordenades). Les primeres estructures determinades amb èxit van ser les de la sal de taula (NaCl) i el diamant. Amb pocs anys es va entendre perquè el diamant i el grafit tot i ser formats per carboni tenien unes propietats tan diferents. La resposta estava en la manera com estaven enllaçats els àtoms de carboni. I l'espectroscopia va ajudar a veure aquests patrons.

A l'esquerra tenim l'estructura del diamant, és tetraèdrica, enllaços en 3D. A la dreta el grafit format per làmines planes d'hexàgons amb àtoms de carboni en cada vèrtex, enllaços en 2D.

I tot això va ser en menys d'una dècada!!

Quan als anys 50 es va atacar la geometria de la molècula de l'ADN, una de les proves més importants va ser la que provenia dels estudis de dispersió de rajos X fets per la biofísica Rosalind Franklin.

I ara, amb l'ajuda d'ordinadors que donen una capacitat de càlcul inimaginable fa unes dècades i els rajos dels sincrotrons, també inimaginables, els científics s'atreveixen a atacar l'estructura de les proteïnes. Ja que en les proteïnes tant la composició com la seva estructura són rellevants ja que aquesta última permetrà que tinguin lloc o no algunes reaccions químiques.

La llum sincrotró també ajuda en el desenvolupament de nous fàrmacs, en l'estudi d'algunes reaccions químiques que tenen lloc a les cèl·lules...

En els nous materials també és molt important ja que permet estudiar nous aliatges aeroespacials, nous materials per catalitzadors, superconductors i semiconductors i en condicions de temperatura i pressió extremes.

També per estudiar el comportament magnètic en capes primes de materials que serveixen per emmagatzemar informació digital...

Com es pot veure la llista encara s'allarga molt més però tot i això ja és molt extensa. Els sincrotrons del món tenen la feina assegurada.

De moment a l'ALBA obriran 7 línies de llum, cada una d'elles especialitzada en fer diferents estudis. I ja se n'han proposat 8 més.

Problema 4: Un problema de pes

Aquí ve el 4t problema, de moment encara no sé quin patró seguir i per tant, els vaig deixant anar a mesura que em van passant pel cap. Que vagi bé.

A l'Alasanid li agrada viatjar i de tant en tant agafa l'avió. Un cop a l'avió l'avorriment fa que es fixi més del normal en les converses del voltant. I l'última era realment curiosa. Va ser en un vol de Nova York (NY) a Barcelona molt peculiar, el pilot va seguir el paral·lel.

Un parell de noies comentaven uns fets molt estranys. Sembla ser que una d'elles s'havia pesat durant el viatge d'anada (el vol de BCN a NY) i la bàscula havia deixat de pujar just als 60 kg; havia de procurar no sobrepassar aquesta xifra. Però tot i el règim en terres americanes en aquell moment tornava de pesar-se i s'havia engreixat mig quilo! Després de pensar-hi una mica l'Alasanid no va poder evitar de deixar anar una bona rialla. I es va tornar a concentrar en les vistes de l'oceà que oferia aquell meravellós vol a 10.000 metres i 900 km/h.

Què se'ls escapava a les noies?

Una possible resposta:

Aquest problema necessitava conèixer la física del problema (i dubto que cap de le snoies ho fos) i és aconsellable de mirar-se'l des de fora de la Terra per veure quines forces actuen sobre els cossos (principalment sobre la noia).

Com es pot veure al gif la Terra gira cap a l'Est (bé, el gif és fet a partir de les evidències experimentals, no al contrari).

En un vol BCN-EUA la velocitat del planeta (d'un punt de la superfície) i de l'avió estan en sentit contrari. En canvi en el vol EUA-BCN les dues tenen el mateix sentit. Aquesta diferència de velocitats de gir respecte del centre de la Terra farà que un observador a l'avió noti unes forces fictícies, una d'elles la centrífuga. I la bàscula mesura el pes de la noia (la famosa component normal $N$).

Així doncs ataquem el problema. El pilot fa una cosa molt estranya, i és passar pel paral·lel 42 (que ens facilita els càlculs), quan el més curt seria seguir una geodèsica, un cercle màxim. Per tant treballarem amb un radi $R = R_T cos(\frac{\pi}{2}-\theta) = 4.73 \cdot 10^{6} m$

L'expressió de la velocitat angular per la Terra i l'avió són les següents:

$\omega_T=\frac{2\pi}{24 \cdot 3600} = 7.27 \cdot 10^{-5} rad/s$, és l'angle que recórre la Terra en una rotació (en un dia).

$\omega_a=\frac{v_{avio}}{R} = 5.28 \cdot 10^{-5} rad/s$ les unitats en SI.

Per tant la velocitat angular resultant $\omega_R$ serà. I

$\omega_R = \omega_T + \omega_a = 1.26 \cdot 10^{-4} rad/s$ Pel viatge NY-BCN

$\omega_R = \omega_T - \omega_a = 1.99 \cdot 10^{-5} rad/s$ Pel viatge BCN-NY

I l'acceleració centrífuga (força fictícia) serà $a_c=\omega^2R$ i per tant la força sobre la noia $N=m(g-a_c)$, la força de la rotació tendeix a allunyar la noia de la Terra, l'aixeca de la bàscula. Es poden menysprear els 10 km de l'avió enfront dels més de 4.000 del radi que prenem.

$a_{c1}=0.08 m/s^2; a_{c2}=0.002 m/s^2$

Així doncs en el viatge d'anada va mesurar 60 kg. Cal tenir en compte que les bàscules són el principal problema pels qui intentem diferenciar massa i pes. Ja que pesuren pes i donen la massa equivalent a la Terra. Es pot desfer el canvi multiplicant per $g$ i llavors s'obté, altra vegada el pes.

La noia es va pesar al primer vol i per tant si va otenir 60 kg:

$60 \cdot 9.8=m(9.8-0.002); m = \frac{60 \cdot 9.8}{9.8-0.002} \simeq 60 kg$

I al viatge de tornada es va tornar a pesar i va marcar 60.5 kg:

$60.5 \cdot 9.8=m(9.8-0.08); m = \frac{60.5 \cdot 9.8}{9.8-0.08} \simeq 61 kg$

La noia s'havia engreixat més del que deia la màquina!!! Quina sorpresa es deuria endur quan ho va tornar a fer a casa, segur que va donar les cúlpes als de l'aerolínia. I es que viatjar és perillós!!

L'Alba i companyia

Aquests últims dies, la innauguració (o tallada de cinta) de l'ALBA ha estat notícia. Uns quants han estat els mitjans que han seguit la notícia i que han anat informant.

Els esdeveniments en física més mediàtics dels últims anys han estat els acceleradors de partícules. Fa uns mesos l'LHC i ara l'ALBA. I el que més agrada als mitjans és parlar de números. Pel que fa a l'LHC eren 27 km de perímetre i l'ALBA uns 300 metres. Què passa aquí? Per això tanta propaganda? La veritat és que l'LHC i l'ALBA són acceleradors molt diferents en propòsits i en caracterísitques.

Als grans acceleradors com l'LHC el que es pretén és accelerar partícules amb càrrega elèctrica per tal que assoleixin grans velocitats (a velocitats molt properdes a la llum), i en conseqüència grans energies, i a més energia es poden observar fenòmens menys corrents i més semblants als que succeïen en els primers instants de l'Univers. Ara bé, les velocitats que es pretenen assolir fan que no es pugui fer en línia recta i que l'accelerador hagi de prendre forma d'anell i així, mentre les partícules fan voltes, van guanyant més i més velocitat (i energia). Per acabar xocant.

Però un accelerador d'aquests té els seus inconvenients. I és que han de fer girar les partícules. I això no només canvia la direcció de la partícula si no que fa que aquesta emeti llum i en conseqüència perdi energia.

Per aquest motiu els acceleradors que es dediquen a la recerca en física de partícules i que necessiten col·lisions de gran energia són (o haurien de ser) cada cop més llargs, per tal que les partícules perdin menys energia cada cop que giren.

Un altre factor important (molt important) en aquestes pèrdues d'energia és la massa de les partícules accelerades. Les partícules menys massives emeten més llum; perden més energia. Si en un accelerador de partícules s'hi acceleren electrons aquests perdran més energia que si s'hi acceleressin protons. Els protons són unes 2.000 vegades més massius que els electrons.

Aquest és un dels motius pels quals, al CERN, van ficar l'LHC (accelerador de protons) al mateix túnel en què hi havia hagut el LEP (accelerador d'electrons i positrons) i han pogut superar de molt l'energia dels xocs. Clar que la tecnologia de l'LHC és més moderna.

I com acostuma a passar... Allò que és dolent per a uns passa a ser bo per uns altres. I si el que volem ara és una font de llum molt pura i d'alta energia??

Doncs la millor solució és fer un accelerador relativament petit i accelerar-hi electrons i aquests ja s'encarregaran de fer la llum. I això és l'ALBA!

Així doncs l'ALBA és una màquina per fer llum, un focus molt peculiar. Ara deixo algunes imatges de l'ALBA. He estat incapaç de trobar-ne d'altres d'interessants, a veure si aquests dies en surt alguna altra.

Continuarà...

Els miratges

Fa uns mesos vaig parlar de la Llei de Snell. Aquesta llei descriu el fet que la llum viatgi sempre d'un punt a un altre no pel camí més curt si no pel que fa que el temps sigui mínim.

I moltes vegades aquests dos camins no són els mateixos. El motiu és que la velocitat de la llum varia depenent de la substància per la que es propagui. De manera que li resulta més recórrer més espai però anant més ràpid.

I per comparar la velocitat de propagació amb la que té la llum en el buit es defineix l'índex de refracció $n=\frac{c}{v}$. De manera que una substància com l'aigua que té $n=1.33$ significa que en el buit la llum va 1.33 vegades més ràpid que per dins de l'aigua i per tant la llum va aproximadament a 225.000 km/s per dins de l'aigua. Parlar en termes de l'índex de refracció és més còmode i estalvia força zeros.

Quan parlem de l'aire, de l'atmosfera, acostumem a considerar l'índex de refracció constant i molt proper a 1. Però si volem filar prim l'índex no és constant, depèn de la densitat ($\rho$) de l'aire.

A l'atmosfera aquesta densitat depèn principalment de l'alçada (en capes altes la densitat és més baixa, hi ha menys aire en un mateix volum que no pas a la superfície), tot i que la temperatura també hi juga un paper important.

Si considerem una zona propera a la superfície l'alçada és més o menys la mateixa de manera que el que tindrà importància és la temperatura. I en l'aire una temperatura més alta implica una densitat més baixa.

Després d'aquesta breu introducció anem a veure com se'ns manifesten aquestes variacions.

En dies de molta calor el terra s'escalfa molt i l'aire que hi està en contacte està a més temperatura que el que té per sobre. De manera que la densitat de l'aire serà més baixa a la superfície que uns metres per sobre. I en conseqüència $n$ serà més baix al terra i més gran uns metres per sobre. I la llum que es dirigeixi cap el terra es corbrà cap a munt.

Per altra banda el nostre cervell el que fa és interpretar la llum que ens arriba com si ho fes en línia recta.

Com es pot veure a la imatge extreta de la wikipedia, rajos provinents del cel que no ens arribarien es corben i el nostre cervell interpreta que vénen del terra. Això pot fer pensar en una gran superfície d'aigua enmig del desert.

Imatge del Delta de l'Ebre de Rafel Sabater. Es pot veure el far i el miratge just al peu. Aquest és un miratge inferior.

Però què passa si es dóna l'efecte contrari? I si és el terra que està més fred?

Una cosa així passa al països nòrdics. Sobretot al mar. Quan el mar està molt fred després d'un hivern dur i arrriben aires més càlids es dóna aquest efecte, l'aire que està en contacte amb el mar està més fred que el que hi ha uns metres per sobre. I això farà que la densitat de l'aire a la superfície sigui major que no pas uns metres per sobre. Per tant la llum es corbarà cap aball, i el nostre cervell també malinterpretarà els rajos.

La llum provinent de les parts altes de l'emparcació es corben cap a la superfície del mar. De manera que quan ens arriben als ulls el nostre cervell els interpreta com si vingessin en línia recta. El resultat és espectacular.

De ben segur que més d'un mariner es va espantar al veure-ho per primer cop...

Aquests dos últims miratges són coneguts com miratges superiors. Imatges de Pekka Parviainen.

Feliç dia de PI

Els ciutadans dels Estats Units tenen una sèrie de celebracions curioses. Una d'elles és el dia del President. I avui són molts els qui celebraran el dia de pi.

Una altra cosa curiosa d'aquella gent és que acostumen a ordenar diferent els dies i els mesos. Nosaltres estem acostumats a fer dies/mesos/anys, ells en canvi, s'estimen més de ficar els mesos per davant dels dies. El que per nosaltres és 14/3 per ells és 3/14.

I si mirem amb prou atenció el 3 i el 14 el més normal és relacionar-ho amb pi. I per això se celebra el dia de pi.

Però tant important és pi? La veritat és que m'ho pregunto sovint i sempre arribo a la mateixa conclusió.

Si es pregunta al carrer molta gent reconeix pi com a 3,14. Molts no en saben res més i d'altres recorden $2$$\pi$$r$ tot i que ben bé no saben què vol dir. El que vol dir és que el perímetre d'una circumferència és $\pi$ vegades el seu diàmetre.

Però 3.14 és només una aproximació. Amb els anys s'ha anat trobant que pi té unes peculiaritats que el fan diferent als altres números que corren pel carrer. Pi és irracional. Es a dir, té infinits decimals però no és periòdic.

Per calcular els decimals de pi es fan servir ordinadors i unes fórmules que permeten d'acostar-se molt al seu valor real. Tant que fa uns mesos es va arribar pràcticament als 2.700.000.000.000 decimals. Una barbaritat. Una curiositat de pi és que al decimal 762è hi ha una repetició de sis nous i Richard Feynman va dir:

M'agradaria memoritzar els decimals de pi fins aquesta posició i poder acabar recitant nou, nou, nou, nou, nou, nou i segueix.

Aquesta frase podria portar a la confusió i fer creure que a partir d'aquest punt tot són nous. Però no és així. Com he dit abans pi és irracional, de manera que no és periòdic.

Aquests sis nous seguits són coneguts com el punt de Feynman.

Sobre pi es poden dir moltes coses però jo ja ho deixo aquí amb una última imatge i desitjant un bon dia de pi a tothom!!