Edición Electrónica del
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15 de Octubre de 2001
Año 12 - Nº 427
Segunda parte
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***INDICE
DIVULGACIÓN
EVENTOS
NOTICIAS BREVES
CULTURA
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/////////////////////////////// DIVULGACIÓN \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\
>>> EL NOBEL DE FÍSICA PARA LOS HACEDORES DE UN NUEVO ESTADO DE LA MATERIA
Dos norteamericanos y un alemán premiados por concretar una
predicción teórica de los años '20
(Por Carlos Borches) Nuevamente, los hacedores de una predicción
teórica se alzaron con el Premio Nobel de Física. En esta oportunidad los
estadounidenses Eric A. Cornell y Carl E. Wieman, y el alemán Wolfgang
Ketterle son los galardonados por la conquista del condensado
Bose-Einstein, un estado de la materia a temperatura ultrabaja en el que
los átomos se comportan de modo absolutamente idéntico, como un único
superátomo, regidos por las leyes de la mecánica cuántica.
En 1924 Albert Einstein recibió unos trabajos de su colega, el
físico indio Satyendranath Bose, con una serie de cálculos estadísticos
teóricos sobre partículas elementales. Einstein, comprendiendo la
importancia de estos trabajos, los llevó más lejos aún y predijo un nuevo
estado de la materia que hoy es conocido como Condensado Bose-Einstein.
Pero debieron trasncurrir casi setenta años para que los
condensados Bose-Einstein fueran una realidad de laboratorio. En 1995,
Cornell (de 39 años) y Wieman (43 años), ambos del National Institute of
Standards Technology y de la Universidad de Colorado, lo lograron por
primera vez. Cuatro meses más tarde le tocó el turno a Ketterle (50 años),
del Massachussetts Institute of Technology, que compensó su demora
obteniendo un condesado con una una mayor cantidad de átomos que sus
predecesores.
Para lograr el condensado Einstein-Bose, los científicos tuvieron
que alcanzar temperaturas superbajas en sus experimentos. De hecho
batieron todos los records de frío, con 20 milmillonésimas de grado por
encima del cero absoluto (273 grados centígrado bajo cero), lo que sería
'presumiblemente la temperatura más baja del universo', según destaca el
Instituto Americano de Física.
En esa situación extrema de ultrafrío, los átomos se coordinan como
si fueran uno solo. 'Los premiados han logrado que los átomos canten al
unisono', según la Academia de Ciencias de Suecia. Precisamente por esta
coherencia, los físicos dicen que el condensado Bose Einstein es a la
materia ordinaria lo que la luz láser es a la luz de solar.
* Del rubidio al sodio
Si bien llegó con cuatro meses de atraso, Ketterle alcanzó un
condesado de átomos de sodio cien veces más grande, que el logrado con
átomos de rubidio por Cornell y Wieman, lo que le permitió iniciar una
serie de deslumbrantes experimentos que por un tiempo llegaron a eclipsar
la producción sus colegas de Colorado. Ketterle observó la interferencia
ondulatoria entre condensados independientes y obtuvo el primer láser de
átomos, que es a un haz normal de átomos lo que la luz de láser es a la luz
ordinaria. Ketterle se formó en Alemania en física de la combustión pero
en 1990, con treinta y tres años y una familia de tres hijos, tomó la audaz
decisión de cambiar de campo e irse como postdoc al grupo de Pritchard en
el MIT, iniciando una meteórica carrera.
La condensación de Bose-Einstein se va perfilando como un nuevo
campo de la Física donde el control del comportamiento cuántico de la
materia a escala macroscópica abre un inmenso abanico de aplicaciones tales
como el desarrollo de interferometría atómica ultraprecisa, la obtención de
relojes atómicos mucho más estables que los actuales, y el empleo de
láseres de átomos para diseñar nanoestructuras con extraordinaria
precisión.
* La historia
En 1924, el físico indio Satyendra Nath Bose, de la Universidad de
Dacca, envió a Einstein un trabajo en el que estudiaba desde el punto de
vista estadístico las propiedades de las partículas que no verificaban el
Principio de Exclusión de Pauli (hoy, en su honor, a esa familia de
partículas se las llaman bosones). De esta forma las partículas quedan
caracterizadas en dos grupos: los Bosones y los Fermiones, que si respetan
el Principio de Exclusión. Los fermiones son poco sociables y nunca dos de
ellos pueden ocupar el mismo estado de movimiento. Por el contrario, los
bosones son gregarios y sus leyes estadísticas tienden a favorecer la
ocupación múltiple de un mismo estado cuántico. A temperaturas altas, la
diferencia entre ambos tipos de conducta social es apenas perceptible.
Pero cuando la temperatura desciende, tal como lo predijo Einstein, todas
las partículas buscan los estados de más baja energía.
* Una herramienta para nuevos estudios
En 1995, un nuevo estado de la materia fue creado por primera vez
en los laboratorios de Carl Wieman y Eric Cornell (en Boulder) y en el de
Wolfgang Keterlee (en el MIT). En esos experimentos, recientemente
premiados con el Nobel de Física 2001, se logró enfriar una nube de gas
hasta temperaturas tan bajas que hicieron posible que todos los átomos del
gas se "condensaran" en el mismo estado.
En esta situación, los átomos ya no se comportan como partículas
sino que manifiestan sorprendentes propiedades ondulatorias, tal como se
los permite la mecánica cuántica. Estas nubes de gas enfriado, llamadas
"condensados de Bose-Einstein" en honor a Einstein y Bose que los
predijeron en 1925, se comportan como fuentes de "ondas coherentes de
materia".
Los experimentos que Wieman, Cornell y Keterlee realizaron desde
1995 hasta la fecha demuestran todas las predicciones de la mecánica
cuántica. Por ejemplo, producir un condensado de átomos de sodio, para
luego dividirlo en dos porciones y observar, luego de recombinar estas dos
partes, la interferencia entre las ondas de materia que provienen de cada
una de ellas. Desde su aparición en 1995, los condensados de Bose-Einstein
han sido estudiados experimentalmente en decenas de laboratorios en el
mundo (vale la pena aclarar que, pese a que el equipamiento necesario no es
exageradamente caro, en Latinoamérica tan sólo hay laboratorios con
capacidad de reproducir estas experiencias en San Pablo y Río de Janeiro).
La utilidad potencial de estos avances es múltiple: la que ha
generado mayor interés es la creación de una fuente coherente de ondas de
materia: un láser de átomos que podría tener numerosas aplicaciones.
Pero los condensados pueden también ser usados como laboratorios de
prueba para estudiar efectos físicos cuyo interés proviene de otras áreas.
Notablemente, manipulando las propiedades de los átomos que forman el
condensado se pueden aumentar o disminuir las interacciones entre ellos,
generar remolinos u ondas de presión y reproducir en ellos condiciones
extremas que podrían permitir comprender algunos procesos físicos que
tienen lugar en el interior de estrellas enanas o, incluso, en la vecindad
de agujeros negros. En definitiva, los condensados de Bose-Einstein se han
convertido hoy en una herramienta maravillosa para estudiar nuevos
fenómenos físicos de interés para muchas áreas.
Juan Pablo Paz
Director del Dto. de Física de la FCEyN-UBA
* Información en la Red
Páginas personales
Eric A. Cornell
http://jilawww.colorado.edu/bec/
Wolfgang Ketterle
http://cua.mit.edu/ketterle_group/
Carl E. Wieman
http://spot.colorado.edu/~cwieman/
Información de la Fundación Nobel
http://www.nobel.se/physics/laureates/2001/press.html
Datos biográficos de Bose
http://www-groups.dcs.st-andrews.ac.uk/~history/Mathematicians/Bose.html
>>> 'LOS ÁTOMOS ESTÁN CONGELADOS Y SON COHERENTES'
Wolfang Ketterle, uno de los tres premiados con el Nobel de Física
2001, visitó la Universidad Autónoma de Madrid en septiembre de
1999 y el diario madrileño El País aprovechó la ocasión para
entrevistarlo. A continuación prsentamos un extracto de aquella
entrevista realizada por Mónica Salomone.
Pregunta:
¿Qué es un Condensado Bose-Einstein?
Respuesta:
Los átomos, como todas las partículas, son también ondas. Están
moviéndose continuamente, y cuanto más lento se mueven su longitud
de onda es mayor . Cuando se enfría un gas, la longitud de onda de
sus átomos se alarga más y más, hasta el punto de que las ondas
empiezan a superponerse. En ese momento se produce el condensado
de Bose-Einstein: la materia está en un nuevo estado en el que
todos los átomos oscilan de forma coordinada, formando una única
onda.
P. ¿Cuánto hay que enfriar los átomos?
R. A milmillonésimas de grado por encima del cero absoluto, -273
grados centígrados. Son las temperaturas más bajas jamás
alcanzadas.
P. ¿Por qué hay un cero absoluto de temperatura?
R. La temperatura es sólo una forma de medir la cantidad de energía de
un sistema. Si sacas toda la energía de un sistema llegas al cero
de temperatura, aunque eso es inalcanzable. Las dificultades
técnicas nos impiden llegar al cero absoluto.
P. ¿Cómo se consiguen temperaturas tan bajas?
R. Hemos tenido que desarrollar métodos específicos de enfriamiento, y
de hecho ése ha sido uno de los principales desafíos de este campo.
Se parte de átomos a temperatura ambiente y se enfrían con láseres
y técnicas de evaporación. También necesitas una forma de confinar
ese gas, que debe estar aislado en cámaras de vacío... Para
obtenerlo desarrollamos más tecnología nueva de la que nadie
imaginó.
P. ¿Qué pasa en la materia cuando se enfría tanto?
R. Hay dos propiedades nuevas. Una es que los átomos están
congelados, todo lo quieto que permiten las leyes de la mecánica
cuántica. Eso hace que la interacción entre ellos sea muy débil, y
se ve por ejemplo cómo les afecta la gravedad: se caen como si
fueran una roca, algo que no solemos ver a escala atómica. Pero
siguen siendo un gas, y éso es lo que los hace tan fascinantes. Se
comportan como sólidos, pero no lo son. La segunda propiedad es
que los átomos son coherentes, forman una única onda, igual que la
luz en los láseres.
P. ¿Tiene aplicaciones el condensado de Bose-Einstein?
R. El principal beneficio es indirecto: si entendemos este nuevo
estado de la materia entenderemos mejor cómo funciona toda la
materia. Más en concreto... bueno, los átomos ultrafríos podrían
servir para mediciones muy precisas. En el fondo esto va de
manipular átomos, y ahora tenemos un control sin precendentes sobre
el movimiento y la posición de los átomos. Es como los láseres:
los átomos en el condensado de Bose-Einstein son a los normales lo
mismo que el láser a la luz ordinaria. Y mira las múltiples
aplicaciones de los láseres hoy.
///////////////////////////////// EVENTOS \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\
>>> COMPETENCIA ACM DE PROGRAMACIÓN
El 10 de noviembre de 2001 se realizará simultáneamente en seis
sedes de Sudamérica la Final Sudamericana de la Competencia Internacional
de Programación de la ACM, auspiciada por IBM, (26th ACM International
Programming Contest, http://acm.baylor.edu/acmicpc), cuya final se llevará
a cabo en Honolulu, Hawaii, del 20 al 24 de marzo de 2002.
Las sedes sudamericanas son: Caxias do Sul, Natal y Campinas,
Brasil; Buenos Aires, Argentina; Punta Arenas, Chile; Isla Margarita,
Venezuela. La sede de Buenos Aires será el Departamento de Computación de
la FCEyN.
Se prevée que un máximo de tres equipos por escuela o Departamento
podrá participar de la Competencia Sudamericana. Una misma universidad
puede tener varias escuelas/departamentos que quieran presentar equipos.
En este caso pueden presentarse tres equipos por cada escuela o
Departamento.
La informacion más detallada sobre Competencia Regional
Sudamericana puede encontrarse en http://www.ic.unicamp.br/~acmcntst/
En http://www.acm.org/contest/archive/finals_problems/ pueden
encontrarse enunciados de problemas de competencias pasadas
Para participar de la competencia sudamericana los equipos deben
inscribirse en la página de ACM http://icpc.baylor.edu/icpc/ de acuerdo con
el siguiente calendario:
Hasta el 22 de octubre las facultades tienen que inscribir sus
equipos usando la página general de la competencia mencionada arriba (no
hace falta incluir los nombres de los integrantes de los equipos).
Hasta el 25 de octubre los equipos recibirán la confirmación del
responsable de la sede donde se inscribieron.
Hasta el 31 de octubre hay tiempo para incluir los nombres de los
participantes de cada equipo.
El día de la competencia (10/11) se paga la inscripción de los
equipos ($60 por equipo) y se debe presentar alguna constancia firmada por
algún profesor o autoridad de la Facultad diciendo que los integrantes de
los equipos son alumnos de la misma.
El 10 de noviembre se realiza la competencia. Se enviará a los
inscriptos la información detallada sobre las actividades de ese día.
Informes: Pablo Coll, Ignacio Laplagne, Irene Loiseau.
Departamento de Computación, FCEyN, Pabellón I. Tel.: 4576-3390/93, int.
711 Telefax: 4576-3359. E-mail: pecoll@dc.uba.ar , ilaplane@dc.uba.ar o
bien irene@dc.uba.ar
///////////////////////////// NOTICIAS BREVES \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\
>>> ANTITETÁNICA POSTERGADA
El Servicio de Higiene y Seguridad informa que la vacunación
programada para el 24, 25 y 26 de octubre se posterga una semana, es decir
para el 31 de octubre, 1º y 2 de noviembre.
///////////////////////////////// CULTURA \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\
>>> PORTAL CUBANO SOBRE SU PRODUCCIÓN CULTURAL
En el marco de una estrategia de expansión de su producción
simbólica, y con la finalidad de difundir y promocionar en todo el mundo la
cultura de Cuba, una empresa estatal de ese país caribeño produjo días
atrás el relanzamiento de un portal en Internet.
Bajo la denominación de http://www.soycubano.com/ , la nueva página
permite a los visitantes moverse dentro de un conjunto de sitios para
conocer y comprar productos relacionados a la música, la pintura, el cine y
la literatura cubana, entre otras producciones culturales.
La página también se dedica a la promoción de festivales y eventos,
cuyo eje central es la cultura cubana, con facilidades de navegación para
informarse sobre los artistas de la isla y sus empresas, según un informe
de la agencia de noticias británica Reuters.
Este portal digital, que vio la luz tímidamente en abril pasado,
fue relanzado por la recién creada Agencia de Comercio Electrónico de la
empresa estatal Artex.
Los responsables del portal comentaron que en una primera etapa los
compradores se volcaron de lleno a la música, pero ahora enfatizan las
manifestaciones literarias y las artes plásticas, para ir luego a los
servicios de empresa a empresa, con inclusión de las artes escénicas.
>>> CINE GRATIS EN EXACTAS
El Regreso del Jedi
El martes 16 de Octubre, a las 19:30 hs.,
en el Aula Magna del Pabellón 2.
Organizan: Secretaría de Cultura del CECEN
El Agite en Exactas
>>> MAPA MUSICAL DE LA ARGENTINA
Leda Valladares en el Rojas
Miércoles 24 de octubre, 20.00 hs.
En el C. C. Rojas, Corrientes 2038, Buenos Aires.
>>> SAEyC CULTURA INFORMA:
Actividades de los talleres de Dibujo y Escultura:
- Muestra del taller de Dibujo y Pintura de la Facultad a cargo de
Paula Gotfraind: hasta el 19 de octubre de 2001, en la Suyana
Atahualpa Yupanqui (P.B. Pab. II)
- Muestra del taller de Escultura de la Facultad a cargo de
Alejandra Palacio: hasta el 19 de octubre de 2001, en la vidriera
del Salon Roberto Arlt (P.B. Pab. II).
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Edicion Electronica del Cable Semanal
Producido por la Oficina de Prensa
Secretaria de Extension Universitaria
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales - UBA
Editores Responsables: María Fernanda Giraudo y Carlos Borches
Redacción: Patricia Olivella
Soporte Tecnico: Matias R. Pedraza.
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