Volumen 7 - Nº40 - 1997 |
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Revista de Divulgación Científica y Tecnológica
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CIENCIA Y SOCIEDAD La Física del Siglo XX a Vuelo de Pájaro |
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Conferencia
de Juan J. Giambiagi |
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 En la ultima parte del siglo hubo varios descubrimientos trascendentales, tanto por sus consecuencias teóricas como por sus aplicaciones. Cabe señalar al efecto Hall cuántico; en determinada experiencia en que los físicos esperaban encontrar una línea recta, hallaron, en cambio, una escalera con saltos bien definidos, tanto que llevaron a las mejores mediciones de la constante de estructura fina, mucho mejores que las hechas sobre sistemas simples. Parece paradójico que sistemas complejos, con millones de átomos completamente diferentes, con impurezas, etc., tengan valores determinados con una precisión hasta ahora desconocida. Para explicarlo, este fenómeno requiere de nuevas estructuras matemáticas aplicadas a la descripción de los fenómenos físicos. La topología irrumpió en la física por la vía de experimentos concretos en materia condensada, campo en el que tiene mucho más vigor que en el de partículas elementales, donde comenzó. Otro descubrimiento que generó muchas esperanzas, todavía no
concretadas, fue el de la superconductividad de altas temperaturas. Si bien éstas se
ubican en el orden de los cien grados baje cero, se la llama así porque la
superconductividad era un fenómeno conocido sólo para la temperatura del helio liquido,
cercana al cero absoluto. El helio es muy escaso en la Tierra, en contraposición con el
nitrógeno, mucho más barato, con el que pueden obtenerse esas temperaturas de cien
grados baje cero. Este hecho abrió perspectivas de industrialización en gran escala,
pero, lamentablemente, subsisten todavía dificultades no solucionadas. Las cosas
resultaron más difíciles de lo que se previó en el primer momento, aunque hay
esperanzas de que, hacia el final del siglo, se puedan generar aplicaciones industriales. |
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Tabla
2
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Siguiendo con la enumeración de descubrimientos importantes de los últimos años, debemos mencionar los cuasicristales, sobre los que vale la pena detenerse para hacer algunas observaciones. El hombre aceptó siempre, como una realidad objetiva del mundo exterior que el espacio-tiempo tiene cuatro dimensiones (tres del espacio y una del tiempo). Sin embargo, las modernas teorías de cuerdas encuentran que cuatro no es un valor adecuado para los fenómenos subnucleares. Hay también aquí algunos resultados experimentales que es interesante recordar. Haciendo difracción de rayos X se encontraron estructuras pentagonales, pero como no hay ninguna estructura cristalina pentagonal, se las llamó cuasicristales (de AI-Mn-Si). Sin embargo, estudiando grupos cristalográficos en cuatro y cinco dimensiones, se encontró que los cuasicristales son proyecciones de cristales de cuatro y cinco dimensiones. No es aventurado decir pues, que tenemos indicaciones de la existencia de dimensiones por encima de cuatro. Es probable que la cuarta dimensión sea un prejuicio heredado de los siglos XIX y XX. Quiero ahora pasar a unas consideraciones muy divertidas y de
consecuencias muy grandes. Hace treinta y tres años, R. Feynman, premio Nobel, dio un
after dinner talk en una reunión de la American Physical Society en la que llamó
la atención sobre la importancia de poder acumular gran cantidad de información en muy
pequeño volumen; escribir la Biblia en la cabeza de un alfiler. Para ello tendríamos que
poder manipular átomos y moléculas individualmente –explicó-, lo que permitiría
fabricar motores que afectaran a miles y miles de moléculas. Feynman señaló la
importancia de repetir el proceso biológico, pero con máquinas diseñadas por el hombre.
Nadie prestó gran atención a sus ideas en ese momento; se pensó que eran extravagancias
del genio. Sin embargo, tales ideas han cobrado actualidad en los ultimes años -más
específicamente en los últimos tres años- gracias al descubrimiento del microscopio por
efecto túnel, STM (scanning tunneling microscope). Ahora no sólo podemos fotografiar
cada átomo o molécula sino, también, como se hizo en un laboratorio de la IBM,
manipular cada átomo y llevarlo de un lugar a otro. Es así como los investigadores de la
IBM escribieron este nombre en dimensiones de diez a veinte Ángs- troms. Por eso se
empezó a llamar a tal rama de la ingeniería, nanométrica (10-9metros). Dado
que con un millón de letras se escribe un libro, la predicción de Feynman está ya en el
limite de lo posible; se podrá poner toda la información de un libro en la cabeza de un
alfiler. Un bit de información pasa a ser un átomo. En un centímetro cuadrado hay,
alrededor de un cuatrillón de átomos. Puesto que con un millón de átomos se tiene,
aproximadamente, la información de un libro, el numero de átomos que hay en un
centímetro cuadrado permite acumular la información de mil millones de libros, es decir
de todo el acervo de la cultura humana. La capacidad de memoria de las computadoras se va
a multiplicar por un millón (a igualdad de volumen).También será posible detectar en
una superficie la primera molécula que sufra una transformación química. Al comienzo se
hicieron muñecos de dimensiones atómicas, pero pronto se encararon cosas más concretas,
como conductores, y se vio la posibilidad de fabricar motores atómicos. No hace falta
mucha imaginación para percibir que las aplicaciones de lo anterior en medicina, así
como en muchas otras disciplinas científicas y técnicas, pueden ser espectaculares. Hace
tres años la cantidad de científicos en este campo no excedía de dos mil. Hoy son más
de cien mil y su numero crece. Es claro que se necesita mucha investigación básica
acerca de este tema. Japón tiene para ello un laboratorio con un presupuesto del orden de
mil millones de dólares por año; algo semejante sucede en los Estados Unidos y en la
Unión Europea. Creo que se trata de un campo en el que debemos entrar agresivamente y con
la mayor colaboración posible entre los países de América latina. Todos estos
fenómenos han dado al hombre gran habilidad en una ingeniería en la que los fenómenos
elementales están regidos por leyes cuánticas. |
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Para resumir las predicciones para el próximo siglo (siempre con las reservas mencionadas al comienzo), no me parece que habrá descubrimientos espectaculares con aceleradores de partículas. Si hubiera algún avance importante en las altas energías (distancias muy pequeñas), provendrá de observaciones con el telescopio Hubble o sus similares que se construyan a lo largo del siglo. En cambio, creo que se verificará un gran progreso en el estudio de los sistemas complejos, con gran repercusión en las aplicaciones. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
El siglo que viene verá al hombre viajando por el sistema solar a
Marte, Júpiter, etc. Verá, también, las primeras estaciones artificiales que alberguen
seres humanos intentando sobrevivir cuando las transformaciones solares hagan imposible la
vida en la Tierra. En una proyección milenaria, es la lucha del ser humano por su dudosa
supervivencia histórica. |
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Lecturas Sugeridas
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