Higgs

marzo 28, 2013
Partículas elementales al 2013

Partículas elementales al 2013

En los últimos cien años hemos descubierto que todo lo que podemos observar en el universo está hecho a base de únicamente doce partículas fundamentales: leptones (electrón, muón, tau, neutrino electrón, neutrino muón y neutrino tau) y quarks (up, down, charm, strange, top y bottom). La forma en que estas partículas se agrupan e interaccionan entre sí está regida por las fuerzas que existen en la naturaleza y sabemos de al menos cuatro: gravitacional, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil. En el mundo microscópico solo las últimas tres son relevantes ya que la gravedad es extremadamente débil como para jugar un rol. Cada una de ellas se manifiesta a través de la existencia de otras partículas que son llamadas mediadoras de las interacciones y que llamamos fotón (asociado a la interacción electromagnética), las partículas Z, W+ y W- (asociadas a la interacción nuclear débil) y 8 partículas llamadas gluones (asociadas a la interacción nuclear fuerte).

La existencia de todas estas partículas ha sido verificada en múltiples experimentos realizados en varios aceleradores alrededor del mundo durante los últimos 100 años. La última de estas partículas en ser producida y detectada en un experimento fue el neutrino tau, cuya existencia fue confirmada hace poco más de 10 años.

Estas partículas son los componentes básicos del universo visible. Para entender cómo es que se pueden producir y cómo pueden formar todo lo que observamos, fue necesario diseñar un marco matemático basado en las leyes físicas que gobiernan las interacciones entre ellas. En otras palabras, tuvimos que construir la teoría a través de la cual se pudiera entender lo que sucede. En física la palabra teoría se refiere a la serie de leyes y relaciones matemáticas que describen, de manera verificable, los diferentes fenómenos naturales. A diferencia de otras disciplinas del conocimiento, en la física las teorías no son cuestiones de opinión ni discurso. Las teorías, para ser consideradas válidas, tienen que explicar los observado y hacer predicciones específicas de nuevos fenómenos que permitan invalidarlas si éstos no ocurren. Una característica de las teorías es que siempre son incompletas y su rango de validez es limitado. Siempre están en crecimiento y mejora. Muchas de ellas están basadas en modelos que comienzan simplificando la naturaleza y poco a poco se van complicando y/o perfeccionando. En otras palabras, las teorías verificadas y válidas representan el conglomerado de conocimiento científico hasta el momento.

Sheldon Glashow with Abdus Salam and Steven Weinberg

Sheldon Glashow con Abdus Salam y Steven Weinberg en la ceremonia del Nobel.

La teoría que describe todo lo relacionado con las partículas fundamentales se conoce como el Modelo Estándar (ME) y está basado en la conjugación armónica de los dos grandes desarrollos científicos del siglo pasado: la mecánica cuántica y la relatividad especial. El ME fue construido el siglo pasado por varias personas entre las que destacan de manera importante los físicos Steven Weinberg, Sheldon Glashow y Abdus Salam. El ME es extremadamente exitoso y describe con una precisión increíble todas las observaciones realizadas en todos los experimentos. Es el modelo más preciso y de mayor alcance jamás hecho por el ser humano.

Bueno, eso lo sabemos hoy, después de décadas de experimentos minuciosos que así lo atestiguan. Sin embargo, cuando fue propuesto por primera vez, hace alrededor de 40 años, tenía un pequeño problema. El ME predecía que ninguna partícula fundamental debería tener masa, mientras que los experimentos mostraban que muchas de las partículas tenían (tienen) masa. No era un problema sencillo ya que significaba que el ME, aunque atractivo, en realidad no servía. De hecho muchos científicos no lo tomaron en cuenta al inicio precisamente por esa predicción descabellada e incorrecta. ¡Obviamente estaba mal!

Peter Higgs (1954)

Peter Higgs (1954)

Cuando un modelo es incorrecto existen dos posibles caminos: desecharlo y crear otro, o hacer modificaciones y ver si se puede corregir. Cuál camino se sigue depende de muchos factores. Puede ser que a alguien se le ocurra generar ideas completamente nuevas, lo cual es siempre difícil aunque ocurre con frecuencia, o puede ser que alguien vea una posible modificación que resuelva el problema sin tener que cambiar todo. Es como si se nos rompe un pantalón; si el agujero no es muy grande, es posible que en lugar de tener que comprar otro, podamos colocar un parche. Por otro lado, si el agujero es enorme, o si se sigue rompiendo en varias partes hasta que tengamos mas parches que pantalón, entonces será evidente que la solución será buscar un pantalón nuevo. En el caso del ME lo que sucedió fue que Peter Higgs , un físico británico, encontró un parche que corrige el problema de la masa en el ME. Higgs sugirió la existencia de otra partícula que de existir, implicaría la existencia de masa para las partículas fundamentales. La solución era lo suficientemente atractiva y encajaba lo suficientemente bien con el ME que la mayoría de los científicos involucrados la tomaron en serio, además de que el pantalón estaba muy bonito y era difícil desecharlo.

Pero recordemos que en la física es necesario que las ideas sean verificadas. La solución del problema, llamada mecanismo de Higgs, implicaba la existencia de una partícula y debería ser observada en algún experimento. Se le empezó a buscar con ahínco inmediatamente. No se le encontró en los primeros intentos. Ni en los segundos. Ni en los terceros. Tuvieron que pasar casi 40 años para encontrarla.

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Escrito por fefino

Va de nuez, o más bien de plátano…

marzo 25, 2013
Hace tiempo publiqué esta entrada en el blog y me han pedido las multitudes que la rescate. Here it goes:

radioactive_bananasSabemos que para producir antimateria se requiere de experimentos muy sofisticados y caros ¿verdad?

Hace poco leí algo cotorrón sobre la producción de positrones (anti-electrones) y me puse a verificar a ver si era cierto. El enunciado a verificar es el siguiente: un plátano produce un positrón aproximadamente cada 75 minutos.

Veamos si es cierto:

Todos sabemos (!?!) que los plátanos tienen potasio. El potasio cuenta con una cierta cantidad de isótopos, es decir, potasios a los que se le han agregado o quitado neutrones. El potasio normal tiene en su núcleo 19 protones y 20 neutrones y lo llamamos ^{39}K. Estos átomos son estables, lo que quiere decir que una vez formados son eternos (a menos que algo externo los destruya, por supuesto). Así, si el átomo captura un neutrón obtenemos el isótopo ^{40}K y si captura $2$ neutrones obtenemos ^{41}K, y así hasta llegar a ^{55}K (después de esto ya no puede capturar más neutrones).

Bueno, pues resulta que el isótopo ^{41}K es también estable, mientras que todos los otros isótopos son inestables y tienen semividas  pequeñas (de milisegundos a horas) excepto el isótopo inestable ^{40}K que tiene una semivida de 1.277 \times 10^9 años.

El potasio que podemos encontrar en el planeta Tierra fue formado hace aproximadamente 4500 millones de años, es decir hace 4.5 \times 10^9~años y por lo tanto aún existe ^{40}K de manera natural.

La abundancia relativa de estos tres es (lo encontré en la red):

^{39}K con una abundacia relativa de 93.2581\%

^{41}K con una abundancia relativa de 6.7302\%

^{40}K con una abundancia relativa de 0.0117\%

Bien, entonces si un plátano tiene potasio, lo tiene en estas tres variedades. El ^{40}K es inestable, como hemos mencionado, entonces, es posible que decaiga cuando estamos a punto de comernos el plátano. La siguiente pregunta es en qué decae. Resulta que el 89.28 (13)\% de las veces decae a través del decaimiento \beta^{-}, el 10.72(13)\% de las veces captura un electrón y se convierte en argón. Sólo 1 en 10^{5} decaimientos emiten un positron (lo busqué en la red).

Un plátano (promedio) tiene 467.28 mg de potasio (lo encontré en la red), aproximemos como 0.5 g que corresponden a 7.7\times 10^{21} átomos, de los cuales sólo el 0.0117\% son de ^{40}K, es decir, \approx 9 \times 10^{17} átomos de ^{40}K.

Con esta información podemos calcular el número de positrones emitidos en un año:

Llamemos N_0 al número inicial de átomos de ^{40}K en nuestro plátano:  N_0= 9 \times 10^{17}.

Llamemos a la semivida de ^{40}K t_{1/2} (recordemos que t_{1/2}=1.277\times 10^{9} años).

Entonces, at tiempo t tendremos que el número de átomos restantes (llamado simplemente N(t) es:

N(t)=N_0 2^{-t/t_{1/2}}.

Por lo tanto el número de positrones emitidos, N_{e^{+}}(t), al tiempo t será:

N_{e^{+}}(t) = 10^{-5}(N_0 - N(t)) =10^{-5} N_0 (1- 2^{-t/t_{1/2}}).

En un año obtenemos que N_{e^{+}} \approx 4885.

Por lo tanto nuestro plátano emite un positrón aproximadamente cada 108 minutos.

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Escrito por fefino

limones, gravedad y simultaneidad

marzo 23, 2013
Les re – re – re- comparto esto:

Juanete estaba ya cansado de preguntar. Juanete, así le decían sus amigos a Juanito, quien en realidad se llamaba Juan Carlos, era uno de esos muchachos que habían logrado sobrevivir la primaria y parte de la secundaria sin perder la imaginación y sobre todo la curiosidad.

– N’ombre, ese chamaco es rete listo – ininteligiblemente decía siempre el viejo Momo, ebrio.

La verdad es que Juanete tenía una triste necesidad de entender las cosas que lo llevaba, en las más de las ocasiones, a la desesperación y la frustración. Le molestaba de sobremanera que al preguntar y cuestionar sobre sus inquietudes causara en las personas invariablemente sólo dos posibles reacciones: la indiferencia rotunda acompañada con una dosis de desprecio o, aún peor, una serie de respuestas a medias e indiscutibles emitidas con autoridad y sinsabor.


Fue así cuando un día que se hallaba cortando limones se encontró cuestionándose en voz alta – ¿por qué los objetos en el espacio flotan? –

limones Resulta que unos días antes había tenido la oportunidad de ver en la televisión un reportaje sobre los astronautas que se encuentran en órbita alrededor de la Tierra. En el reportaje se veía como uno de los tripulantes en la nave espacial flotaba en el espacio y cómo, para hacer reír un poco a los televidentes, pelaba un plátano para luego soltarlo y verlo flotar junto a él antes de devorarlo. A Juanete no le gustó mucho el reportaje, sin embargo, debido a su patológica curiosidad, se le quedó grabado este episodio. Juanete seguía pensando en este curioso fenómeno aún después de haberle preguntado a sus maestros en la escuela y de haberlo discutido con algunas personas.

Todos los que no ignoraron su pregunta, y que además habían coincidido en la respuesta, le decían

– Ay Juanito, lo que pasa es que en el espacio no hay gravedad, y como ya te han enseñado en la escuela, lo que hace que las cosas caigan, o sea que no floten, es precisamente la fuerza de gravedad –


Juanete definitivamente tenía algo extraño en la cabeza. La respuesta que recibió parecía bastante lógica y suficientemente académica como para que todos sus compañeros estuvieran inmediatamente satisfechos (bueno, en realidad todos es una exageración ya que la mayoría ni siquiera se interesaron es escuchar la pregunta), sin embargo él no se convenció. La respuesta tenía algo que no le cuadraba. En efecto, él sabía que los objetos caen a la Tierra por la fuerza de atracción que existe entre los objetos masivos y que llamamos gravedad. Pero se preguntaba Juanete, si la nave y los astronautas (y los plátanos) son masivos., y éstos están dándole vueltas a la Tierra, quien también es masiva, entonces no es posible que no exista fuerza de gravedad entre ellos, ¿O si? Y si en efecto la gravedad estaba presente, entonces ¿por qué flotaban?


Esto se cuestionaba mientras, como dijimos antes, cortaba unos limones. No sé si por cuestiones del destino o simplemente por una mala jugada del azar, mientras Juanete pensaba en voz alta pasó por ahí alguien que desconocemos y no queremos conocer pero que llamaremos Arturo. Arturo alcanzó a escuchar las inquietudes del chamaco y decidió platicar con él. No se le acercó de inmediato y se puso a observarlo por unos minutos mientras aquel llenaba una bolsa de plástico con los limones. Justo en el momento en que la bolsa se había llenado, Arturo le dijo

– ¿No has oído hablar de la gravedad?, ¿a tu edad? –

Juanete lo miró de reojo y su primera impresión fue desagradable (quizás por la pregunta, se sintió cucado)

– No, no te molestes, lo que pasa es que escuché lo que estabas pensando sobre los cuerpos en el espacio, y como eso tiene que ver con la gravedad –

Juanete se imaginó inmediatamente el rollo por venir, así que se adelantó

– Si, ya se lo que vas a decir, que no hay gravedad en el espacio y que por eso flotan, pero yo no estoy convencido –

Arturo entonces dejó salir una ligera sonrisa y altaneramente (como era su costumbre) dijo

– Yo si estoy convencido de que NO es por eso –

En ese instante la conversación se tornó inmensamente interesante para Juanete. Recordemos que había estado pensando en esto varios días y que su patológica necesidad de entender lo tenía desesperado. Juanete, entusiasmado preguntó

– ¿Verdad que si hay gravedad? ¿Verdad que esa NO es la razón? –

– Efectivamente, – respondió Arturo, – aunque la respuesta si involucra a la gravedad. Has oído hablar de Galileo Galilei, estoy seguro – afirmó Arturo,

– claro – respondió Juanete con ganas de escuchar más,

– entonces sabrás que él descubrió que si dejas caer de la misma altura a objetos de diferente masa, éstos caen a la Tierra al mismo tiempo. –

– Sí, lo sé. He hecho el experimento en la escuela y también sé que en realidad caen al mismo tiempo cuando no hay fricción involucrada. Es un resultado muy bonito.–

Arturo entonces clavó sus ojos en Juanete (pero sin verlo) por unos segundos antes de continuar. Parecía que estaba preparando cuidadosamente la explicación que vendría. Así de repente le dijo:

– quiero que te imagines en la cima de una montaña. Ahora levantas una piedra y la lanzas horizontalmente, ¿Qué pasa? –

Juanete respondió inmediatamente: – bueno, llega a una cierta distancia horizontal y cae porque es atraída por la Tierra –

Arturo asintió. – Ahora en lugar de lanzar la piedra con tu brazo, imagínate que la lanzas con una resortera, ¿ahora qué pasa? –

La respuesta era obvia: – lo mismo, sólo que esta vez cae a una distancia más grande –

Siguió la explicación – Perfecto, ahora imaginemos que en lugar de lanzar piedras lo que hacemos es disparar una bala con una pistola, obviamente sucederá lo mismo, la bala caerá y lo hará a una distancia aún mayor –

Los ojos de Juanete en este momento empezaban a cambiar de apariencia, como que presentía hacia donde iba el argumento.

– Ahora imaginemos un cañón muy poderoso – seguía emocionado Arturo – entonces lo disparamos y sucederá lo mismo –

– ¡solo que más lejos! – le interrumpió Juanete.

–Bien – Continuó Arturo – si seguimos lanzando objetos con cada vez mayor velocidad, entonces caerán más y más lejos. Ahora recordemos que la Tierra es esférica y por lo tanto, existe una cierta velocidad a la que nuestro objeto lanzado avance tanta distancia que al ir cayendo, lo hace al mismo ritmo con que la Tierra va curvando en su esfericidad y así entonces nunca llegará a colisionar con el suelo. –

En este punto Juanete se quedó pensativo por un instante y luego como si le hubiesen dado un susto saltó de su lugar y gritó

–¡claro, eso es lo que pasa!, la nave va demasiado veloz y va cayendo todo el tiempo y como todos los objetos caen al mismo tiempo, entonces parece que van flotando –

newton-canon1Era tanta la emoción de Juanete que salió disparado de ahí sin siquiera agradecer o preguntar el nombre a Arturo. Lástima, porque de haberlo hecho no hubiera sido atropellado por el camión que decidió pasar por la calle justo en el mismo lugar y en el mismo instante en que Juanete volaba de felicidad. Sin duda a Juanete le hubiese mucho inquietado y motivado el entender la idea de simultaneidad en la relatividad especial. Ni modo.

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Escrito por fefino

Adivinando

marzo 19, 2013

¿Cuándo va a temblar? ¿dónde, cuándo y cuánto va a llover? ¿podemos saber? ¿acaso no es curioso o interesante que podamos predecir con asombrosa precisión cuándo va a suceder el siguiente eclipse total de Sol (y el que le sigue, y el que sigue después de ese y ……) pero no seamos capaces de predecir ni dónde ni cuándo caerá el próximo rayo? ¿A qué se deberá esta diferencia?

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Uno de los pilares de la ciencia es la capacidad de explicar los fenómenos naturales. Otro es el de predecir. Cuando podemos explicar de manera precisa y detallada lo que observamos y registramos en experimentos, sentimos que logramos un entendimiento de la naturaleza. Cuando además somos capaces de predecir lo que va a suceder si hacemos tal o cual experimento y acertamos, nos sentimos superiores a cualquiera y hasta puños de estrellas queremos bajar. Sin embargo, en muchas e importantes ocasiones, aunque seamos capaces de entender algunos fenómenos naturales, pues simplemente no podemos predecir con precisión cuándo sucederán. Un ejemplo clásico y familiar es el de predecir el “clima”. Lo mejor que podemos hacer es dar la probabilidad de lluvia, un rango de temperatura, pero no podemos decir algo como: el día de mañana a las 11:35 empezará a llover en el jardín Libertad y a las 11:37 caerá un rayo en el kiosko del jardín. ¿Porqué? ¿acaso no conocemos qué es ni cómo se genera una descarga eléctrica? ¡No me digan!

La respuesta se encuentra en algo que en ciencia llamamos complejidad. Por complejo no queremos necesariamente decir que sea difícil de entender, sino más bien que un fenómeno es complejo si depende de un gran número de factores que se relacionan entre sí y hacen prácticamente imposible el poder calcular su evolución, no por falta de entendimiento, sino por falta de tiempo. Me explico: para hacer una predicción sobre la evolución de un cierto fenómeno (el movimiento de la luna, o el desplazamiento de un iceberg, por ejemplo) se requiere llevar a cabo ciertas operaciones matemáticas (como sumar y multiplicar). El número de operaciones necesarias depende del número de factores que participen en el fenómeno y un sistema complejo puede involucrar un número de operaciones tan grande que nos tomaría un tiempo mayor al de la edad del universo para poder completarlas, incluso utilizando las computadoras más veloces que podamos concebir. Lo mejor que podemos hacer es utilizar los datos que podamos recabar y utilizar la estadística para calcular con las mejores computadoras que tengamos aspectos muy generales de esos fenómenos naturales (como probabilidades de lluvia, rangos de temperatura, etc.).

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Luego, para complicar la complejidad, no todos los sistemas o fenómenos complejos son como los que acabamos de describir. Existen otros que no necesariamente están relacionados a un gran número de factores que actúan sino que están gobernados por leyes físicas y matemáticas que llamamos no lineales. En este caso el problema de no poder predecir la evolución del sistema se reduce por un lado a nuestra inhabilidad de resolver las ecuaciones que los gobiernan y por otro a que la mayoría de los sistemas con esta característica son extremadamente sensibles a cambios muy pequeños en su alrededor. Así que cualquier pequeña perturbación puede afectar de manera brutal la evolución del sistema, haciéndolo prácticamente impredecible.

Cuando digo que en parte el problema se debe a nuestra inhabilidad de resolver las ecuaciones no lineales, lo que intento decir es que no hemos sido capaces de crear las matemáticas necesarias para hacerlo. Las matemáticas son algo que inventamos día a día. La mayor parte de las matemáticas que nos enseñan en la escuela son matemáticas que fueron inventadas hace muchos años – algunas incluso siglos – sin embargo la mayor parte del conocimiento matemático ha sido inventado recientemente. Cada año crece la cantidad de conocimiento matemático que es generado por los matemáticos que actualmente trabajan alrededor del mundo y siempre estamos buscando maneras tanto de seguir produciendo más, así como de buscar aplicaciones del mismo. El crear nuevo conocimiento matemático es la labor principal de los matemáticos.

¿Y los problemas no lineales? Muchas personas que se dedican a las matemáticas (y algunos físicos) intentan de varias formas tratar de resolver ese tipo de problemas. Ya sea tratando de inventar nuevos métodos de cálculo basados en las matemáticas existentes, o incluso tratando de encontrar nuevas ideas que llegaran a generar matemáticas que aún no conocemos. El problema es importante ya que la mayoría de los fenómenos naturales son complejos y nos gustaría poder tener mayor información sobre sus evoluciones.

En la Universidad de Colima existen científicos que han dedicado los últimos años de sus vidas profesionales a estudiar este tipo de problemas. Utilizando técnicas basadas en matemáticas ya conocidas han desarrollado nuevos métodos analíticos (analítico es una manera de decir que se obtienen los resultados con fórmulas generales, sin tener que sumar y multiplicar los números con computadoras) y computacionales que permiten analizar ciertos tipos de problemas no lineales con una precisión y rapidez sorprendentes. Paolo Amore junto con sus colegas César Terrero y Ricardo Sáenz y varios estudiantes de física y matemáticas, han trabajado en diferentes aspectos de estos problemas y siguen desarrollando ideas al respecto. Hasta el momento sus trabajos han estado centrados en la creación y desarrollo de técnicas matemáticas que posteriormente quizá puedan ser aplicadas, por otros investigadores, a problemas específicos en áreas como ingeniería (cualquiera), medicina, sismología, biología, meteorología, climatología, etc.

Por otro lado, así como los problemas asociados a sistemas no lineales son difíciles de resolver, existen también otros tipos de problemas que tampoco sabemos resolver, aunque no necesariamente caigan en la clase de no lineales, y desde luego también se les busca nuevas técnicas y métodos. Paolo y colaboradores han estado desarrollado nuevas técnicas analíticas y computacionales para atacar también problemas de este tipo, por ejemplo uno de los trabajos que han sido realizados recientemente consiste en lo siguiente: Imaginemos la superficie vibrante de un tambor, es decir, la piel o cuero que cubre la caja que golpeamos para que suene. Para ser más precisos imaginemos un tambor de los que se utilizan en las bandas de guerra, los cuales tienen una superficie circular. Cuando golpeamos la superficie ésta vibra de una manera que depende de qué tan fuerte haya sido el golpe, en otras palabras, dependiendo de la energía que le hayamos transferido es la vibración que resulta. Desde hace muchos años conocemos las ecuaciones matemáticas que gobiernan esas vibraciones; podemos resolver esas ecuaciones y por lo tanto entender exactamente como son las vibraciones. Muy bien, pero podemos hacerlo para tambores circulares. Si tuviéramos tambores o cualquier tipo de membrana vibradora con forma arbitraria, las ecuaciones son demasiado complicadas y no tenemos soluciones exactas. Paolo y colaboradores han desarrollado varias técnicas que permiten calcular de manera exquisitamente rápida, comparado con las técnicas previas, los diferentes modos de vibración de tambores (membranas) con forma arbitraria. En su página de internet (http://fejer.ucol.mx/paolo/spgm/) pueden ver algunas de las imágenes obtenidas con tambores de diferentes formas. ¿Dónde se puede aplicar? ¿De qué sirve? ¿Porqué alguien puede dedicar años en este tipo de problemas? Preguntas interesantes que nos podemos plantear y que con el tiempo, leyendo esta columna (y otras), esperamos nuestros lectores se vayan respondiendo por si mismos. Como una pequeña pista para ir viendo por dónde se nos podría ocurrir pensemos en lo siguiente: muchos de nuestros propios órganos consisten de y/o contienen membranas oscilantes de variadas formas. Esperamos sus comentarios.

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Escrito por fefino

Instituto Heisenberg

marzo 16, 2013

Hace poco más de diez años en algunas líneas telefónicas entre Boston y Princeton, nació el Instituto Heisenberg. Ricardo Sáenz Casas y un servidor ideábamos su creación y funcionamiento para instalarlo formalmente en Colima. La cosa era que estábamos por venir a trabajar a la Universidad de Colima en los recién creados programas de las licenciaturas en física y matemáticas, programas que por cierto fueron creados mediante una triangulación Colima – Boston – Princeton, y discutíamos qué hacer para dar a conocer a los jóvenes colimenses no solo las nuevas carreras, sino también lo que significaban. No eran carreras tradicionales ni comunes, eran más bien formas de vida y era importante explicarlo y motivarlo. Los programas fueron diseñados con la idea base de formar y preparar a los estudiantes con los requisitos necesarios para poder, inmediatamente después de terminar su licenciatura, iniciar sus doctorados en alguna universidad del extranjero, con becas y sueldo pagados por esas universidades.

Niels Bohr (derecha) con Werner heisneberg cafeteando

Niels Bohr (derecha) con Werner Heisenberg cafeteando

El problema (al menos como lo veíamos al principio): explicar y convencer a los jóvenes talentosos de que ellos, si lo desean, pueden ser científicos y contribuir al conocimiento humano. Convencerlos de que si se dedican por completo y se entregan totalmente al trabajo, es posible que puedan ir a estudiar sus doctorados y formarse como científicos en las mejores universidades del mundo y además pagados por esas mismas universidades. Que no importa ni de dónde son, ni cuánto dinero tienen ni a quien conocen. Solo necesitan poner todo su esfuerzo y con eso existe la posibilidad de lograrlo. Que no será fácil, pero tampoco imposible.

El reto: que nos crean. Cómo convencer a una persona de 17 años (y peor, a sus padres) que quizás nunca ha pensado en salir de su ciudad para estudiar y mucho menos en dedicarse a la ciencia, algo que además ha estado siempre alejado de su entorno. Añadamos también que por estar en México lo más probable es que su familia no tenga los recursos económicos para pensar en la posibilidad de ir a estudiar a un lugar fuera ya no del país, sino de su propia ciudad. ¿Cómo hacerle para platicar con ellos y decirles que en 4 o 5 años podrían estar viviendo en Boston (por ejemplo) y estudiando en las mejores universidades del mundo, hablando inglés y además recibiendo un sueldo? ¿cómo hacerlo además sin sonar ridículo o exagerado? ¿Cómo convencerlos a ellos y a sus familias, y a veces a las mismas universidades, que lo mejor que le podría pasar a la región es que cada vez más de nuestros jóvenes talentosos pudieran acceder y aprovechar esas oportunidades?

La idea (modesta): Reclutar a un grupo de estudiantes de bachillerato y explicarles en qué consiste el quehacer científico. Reunirlos con personas que ya se dedican a la ciencia para que convivan con ellos y que puedan preguntarles cómo es su vida, su trabajo, su experiencia. Enseñarles también un poco de matemáticas y de física con una perspectiva moderna, atractiva y diferente a lo que han visto en sus escuelas. Mostrarles que la actividad científica está llena de pasión y experiencias únicas y que si tienen la vocación e interés, pueden tener una vida intensa y muy gratificante.

En realidad el Instituto tiene dos metas muy específicas. Buscar a los jóvenes talentosos del estado y la región e informarlos de primera mano sobre el quehacer e importancia de la ciencia. Generar conciencia sobre la importancia, trascendencia y necesidad de tener una cultura científica, de estar informados y de saber que a través de la ciencia podemos tomar las mejores decisiones. Sabemos (esperamos) que muy probablemente serán esos jóvenes los que en un futuro no muy lejano tengan la responsabilidad de tomar decisiones que puedan afectar a la sociedad, y si no, al menos es también muy probable que algún día sean padres de familia y cuando una de sus hijas les diga que quiere dedicarse a la ciencia, en vez de verla como si hubiera perdido la razón, la apoyen con todas sus energías y se sientan inmensamente orgullosos de esa elección. La otra meta es desde luego la de identificar aquellos jóvenes que ya en este momento les interese y puedan dedicarse a la ciencia, con el fin de ofrecerles el apoyo que necesitarán al iniciar el camino.

El plan entonces consistió en reclutar y reunir a una veintena de estudiantes en la facultad de ciencias de la Universidad de Colima y exponerlos a un programa de actividades semanal: tres horas cada sábado. Esto se llevaría a cabo por una duración de poco menos de un semestre (de marzo a junio) y las actividades incluirían dos cursos (uno de física y otro de matemáticas), conferencias, charlas, películas, videos e interacción social entre científicos y estudiantes. Pensamos por un momento qué nombre le daríamos al programa y decidimos nombrarlo Instituto Heisenberg como un modesto homenaje al físico alemán Werner Heisenberg. Escogimos a Heisenberg por dos razones: la primera es que fue el inventor de la mecánica cuántica, que ha revolucionado completamente la vida de todos los seres humanos, y la segunda es de que lo hizo cuando tenía 20 años. Una de las ideas que deseábamos (y seguimos deseando) transmitir era la de que la ciencia puede ser hecha por cualquiera, en particular por los jóvenes. Existe la idea errónea y perversa de que los científicos son estas personas viejas que utilizan bata y andan algo desaliñadas. O si no, se piensa en personas (también maduritas) arrogantes que hablan con palabras muy técnicas y con desdenes de grandeza y erudición. Y el problema es que en lugares en donde no se hace mucha ciencia, como nuestro país, sí existen personas que por tener un mínimo de contacto con el ambiente científico de repente se vuelven unos pavos reales que se sienten casi intocables, y contribuyen a que el resto de las personas perciban así a los científicos. Hay un montón de impostores y charlatanes. Bueno, pero eso es tema de otro día, me regreso por donde iba (uff!). Pues nada, que Heisenberg de alguna manera representa un ejemplo de juventud y grandeza, y eso es lo que andamos buscando y promoviendo. Además, para que Heisenberg no se lleve todo el crédito, cada generación del Instituto lleva asociada el nombre de un científico destacado y que ese año tuviera algo de relevancia con su trabajo o vida, alternando física y matemáticas. Así, las diferentes generaciones han estado dedicadas a (comenzando en 2003): Werner Heisenberg (se llevó el nombre del Instituto y de la primera generación), Henri Poincaré, Albert Einstein, David Hilbert, Ludwig Boltzmann, Leonhard Euler, Galileo Galilei, Bernhard Riemann, Enrico Fermi, Évariste Galois y este 2013 llevará el nombre de Niels Bohr.

   Inicialmente pensamos que unos 20 participantes cada año sería sensacional (tomando en cuenta por supuesto la población del Estado, que aproximamos en su momento como de medio millón de habitantes). Luego estimamos que nuestro programa sería un éxito si lográbamos que 1 o 2 de esos 20 participantes (es decir del 5 al 10%) decidieran dedicarse a la ciencia en las áreas de física y matemáticas.

 El resultado: Después de 10 ediciones hemos aceptado a 258 estudiantes. De esos algunos decidieron no participar y alrededor de 200 son los que han egresado del Instituto Heisenberg (digo egresado pero en realidad simplemente les damos una rebanada de pastel y un diplomita para que se lo enseñen a la familia y amigos envidiosos). De esos 200, 34 (17%) decidieron dedicarse a la ciencia en las áreas de física y matemáticas aquí en Colima. Algunos de ellos (13), que les tocó participar en las primeras seis generaciones, se encuentran en este momento trabajando en sus doctorados en instituciones del extranjero y nacionales. Nos creyeron, trabajaron, se esforzaron y están ya participando en el desarrollo de la ciencia. Cabe resaltar que existen más egresados de la facultad de ciencias, algunos también actualmente estudiando sus doctorados, que no necesariamente participaron en el Instituto Heisenberg.

 Acabamos de iniciar las actividades de la generación Niels Bohr y pueden ver el programa y a los participantes en (http://fejer.ucol.mx/ih). Apenas el pasado 9 de marzo arrancamos el nuevo programa y estoy seguro de que como cada año seguiremos encontrando nuevos científicos en potencia y seguiremos divirtiéndonos aprendiendo sobre la naturaleza.

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Escrito por fefino