Mamá, papá, quiero ser matemática

noviembre 19, 2013

Y se llevó a cabo la Primera Semana de Física y Matemáticas en la Universidad de Colima (http://fejer.ucol.mx/semana).

La idea de organizar esta serie de eventos consiste por una parte en dar a conocer el tipo de cosas que realizamos en la Facultad de Ciencias en el día a día. Abrirnos y acercarnos un poco más a la comunidad, para que con suerte nuestro trabajo deje de ser algo desconocido. Por otra parte, la intención es acercar a las y los jóvenes con aptitudes e intereses científicos a la oportunidad de dedicarse a la ciencia. Jóvenes que, de alguna manera, sienten una atracción por el conocimiento y la naturaleza, pero que quizá no han contemplado una vida dentro de la ciencia, ya sea por no saber cómo es el quehacer científico, o peor aún, por tener una idea equivocada de lo que es. Recuerdo, por ejemplo, cuando era estudiante de bachillerato (ya llovió) que ni idea tenía de que era posible estudiar una carrera científica, mucho menos sabía en qué consistía una vida como científico. No conocía a nadie que se dedicara a eso; me parecía algo totalmente ajeno a mi entorno y a mi vida. Cuando pensaba en un científico, me imaginaba personas superdotadas y únicamente de países extremadamente avanzados. Nada que ver.

worried-motherY no sólo es importante mostrar esas oportunidades a nuestra juventud, es indispensable también informar y enamorar a las madres y padres de familia. No se imaginan (bueno, sí) la clase de miradas, contorsiones faciales, señas, espasmos y palpitaciones que sufren y manifiestan muchas de nuestras madres y padres cuando escuchan a una de sus hijas decir “Mamá, papá, me gustaría ser astrónoma”, o “Papá, quiero ser matemática”.

700.hqNos ha tocado escuchar todo tipo de respuestas y preocupaciones por parte de las familias que se han visto “afectadas” por tan terrible situación. Claro que después de explicarles que en realidad son familias afortunadas de tener una hija o hijo que quiera dedicarse a una de las carreras más necesarias para el futuro del país, les cambia la mirada y se sienten un poco mejor. Claro que no todos aceptan con la misma gracia que, por ejemplo, para que puedan convertirse en científicas y científicos será bastante probable (y de hecho recomendable) que durante su formación, la cual involucra no sólo una carrera universitaria (léase licenciatura), sino un doctorado, tengan que irse a vivir a otro lugar, posiblemente otro país. Para algunos padres y madres de familia eso les quita la fortuna. Pero aparte de esto, sí es posible mostrarles que de hecho deben sentirse inmensamente orgullosos y apoyar la decisión de sus hijas e hijos.

¿Dónde trabaja un científico? ¿De qué vive una investigadora? ¿Qué hacen los matemáticos? Si las maestras y maestros que nos dan clases de matemáticas no son matemáticos, entonces ¿qué es un matemático? Este tipo de preguntas y otras relacionadas son las que intentamos responder y discutir durante la “Primera Semana de Física y Matemáticas”. El evento fue un éxito y espero que le sigan muchos más.


Señor Sol

noviembre 19, 2013

Si fuera necesario agradecer por la existencia de la vida tendríamos sin duda que agradecer al Sol, al menos por la vida en este planeta. De hecho vemos el Sol gracias al Sol, es decir, gracias a que produce luz que llega a nuestros ojos y por eso lo vemos. Bueno, en realidad vemos la superficie solar, ya que la luz que se genera en las reacciones nucleares en el interior del Sol no llega directamente a nosotros. No podemos ver el centro del Sol, al menos no a través de la luz.

sunEl Sol produce la energía que nos mantiene vivos a través de varios procesos nucleares en su interior. En esos procesos, elementos como el Hidrógeno, se transforman en otros más pesados liberando importantes cantidades de energía, parte de ella en forma de luz (fotones) que es lo que hace que “brille”. Esos fotones liberados en la parte central del Sol son reabsorbidos y reemitidos por el material solar muchas veces antes de “alcanzar” la superficie y salir en nuestra dirección. De hecho, se puede estimar el tiempo promedio que tarda un fotón producido en el centro del Sol en “salir” y se obtiene que es alrededor de un millón de años. En realidad los fotones que nos están llegando en este momento, y que permiten que leamos el periódico (entre otras cosas) salieron de la superficie del Sol hace unos ocho minutos, pero fueron producidos en el interior solar mucho tiempo antes.

Por lo tanto no podemos ver el interior del Sol, ¿o sí? Bueno, con nuestros ojos no. Para empezar, si utilizamos los ojos quemamos las retinas, así que no nos conviene. Pero ese no es el único problema, el otro más difícil de resolver es que para ver el interior del Sol necesitamos recibir fotones que salgan directamente de su interior. Como describimos antes, esto es imposible. Entonces, repitiendo, no podemos ver el interior con nuestros ojos. Nos conformamos con ver la superficie (y en fotografías porque no queremos quemar las retinas).

Somos necios. Queremos ver el interior y ni modo, tenemos que lograrlo. ¿Cómo le hacemos? Pues resulta que la energía liberada por el Sol no es liberada únicamente a través de la luz (fotones), también se liberan otras partículas y en particular (para que suene redundante) el Sol libera en sus reacciones nucleares inmensas cantidades de neutrinos. Los neutrinos tienen una masa muy muy muy, pero muy pequeña, y son eléctricamente neutros (¡por algo el creativo nombre de neutrinos!). Son partículas que prácticamente no interaccionan con nada. Al no interaccionar casi con nada, la gran mayoría de ellas salen del Sol sin ser molestadas por el material solar. A diferencia de los fotones que son absorbidos, reemitidos, reabsorbidos y luego re-reemitidos (y así por cientos de miles de años), los neutrinos salen directamente. El Sol es “transparente” para casi todos los neutrinos (habrá por ahí algunos cuantos que interacciones, pero en promedio casi ninguno). Esos neutrinos salen del Sol y algunos en justo la dirección adecuada para pasar por la Tierra, que por cierto, también es transparente para los neutrinos, y pasan a través del planeta (y de nosotros) sin interaccionar. Otra vez, habrá algunos que si interaccionen, pero la gran mayoría pasará sin que se enteren de que había alguien celebrando que los Red Sox ganaron la Serie Mundial. Para darnos una idea de cuántos neutrinos atraviesan la Tierra consideremos lo siguiente: cada segundo, por una superficie de un centímetro cuadrado (la superficie de una uña), pasan alrededor de cien mil millones de neutrinos producidos por el Sol.

¿Cómo sabemos todo eso? Pues aunque suene extraño e ilógico, lo sabemos gracias a que de repente, casi nunca, pero de repente, uno de esos neutrinos sí interacciona con material de la Tierra. Entonces diseñamos un laboratorio para tratar de ver el efecto de esas interacciones. ¿Cómo le hacemos? Muy sencillo. Necesitamos un tanque de algún material con el que el neutrino deberá interaccionar. Como casi no interaccionan, para tener al menos un poco probabilidad de suerte, necesitamos el tanque más grande posible. ¿Qué significa que interaccione? Significa que el neutrino, al pasar por el material contenido en nuestro tanque, chocará con alguno de los átomos de ese material y generará partículas cargadas (como electrones por ejemplo) que saldrán a una velocidad muy alta, mayor a la velocidad de la luz en ese medio (la luz en el agua, por ejemplo, viaja más lentamente que en el vacío). Cuando esto suceda, la partícula súper veloz emitirá una radiación (luz) muy específica que podremos ver con algún tipo de detector de luz (que obviamente tendremos que poner en las paredes de nuestro tanque). Así de sencillo. ¿Qué material utilizamos para llenar el tanque? Pues como necesitamos ver la luz que se generará de las posibles colisiones, utilizamos algo transparente. Agua. Ah, y para que no nos confundamos con colisiones de otras partículas que andan por ahí de metiches, construimos el laboratorio en el interior de una mina o una montaña, para que la misma Tierra sirva de filtro. Así, con suerte y con un tanque cilíndrico de 40 metros de diámetro en su base y 41 metros de altura, rellenado en sus paredes con 6000 detectores de luz, podremos ver unas decenas de neutrinos cada año. Si, decenas. Si, aunque cada segundo pasen cien mil por centímetro cuadrado.

neutrino_detector_super_kamiokandeConclusión: para ver el Sol necesitamos buscar un tenue destello de luz dentro de un tanque de agua en el interior de una mina. Si esto no es bello, no sé qué podría serlo.