Fins a on arriba la MQ?

junio 10, 2009

Fins on arriba la quàntica és una pregunta que ja es va fer Shrödinger durant la formulació de la seva coneguda paradoxa del gat. On acaba el món quàntic i comença el món macroscòpic? Fins a on té validesa el principi d’incertesa de Heisenberg?

Sabem que la teoria quàntica i la teoria de la relativitat d’Einstein es contradiuen en molts punts, conegudes són les discussions ocorregudes entre Bohr i Einstein en els seus temps. Però, realment, són aquestes dues teories totalment incompatibles? Personalment penso que no. Aquestes teories, fantàstiques per separat, i que ens serveixen per descriure els sistemes micro i macroscòpics perfectament han de coexistir. És necessari que ho facin.

Sistema_solar2

Una analogia que sempre m’ha agradat fer és entre una galàxia i una molècula. De galàxies dins l’univers n’hi ha infinites(¿?), de formes i propietats totalment diferents. Com les molècules. A la seva vegada, estan formades per centenars de sistemes planetaris agrupats al voltant d’estrelles (per exemple el Sistema Solar). Com els àtoms. I cada planeta es tracta d’una partícula amb un moviment orbitalari i un altre intrínsec de rotació. Com un electró.

Tot i que les forces i energies que mantenen als dos sistemes units i en el perfecte equilibri que permet el correcte funcionament universal, així com el funcionament i principis físics que els governen són molt diferents, hem d’admetre que les similituds són evidents.

atomo

Es tracta d’un tema, possiblement més emocional que científic, però és una comparació agradable que pot ajudar a acostar i donar a entendre què és i com funciona tot això tant petit, tot això governat per la mecànica quàntica. Ja que, no sé si us heu fixat mai, però tot el relacionat amb l’astronomia, astrofísica, etc. agrada molt i atrau a la gent. Seria un bon mètode per atraure l’atenció del gran públic..


La Fusió com a mètode per obtenir energia

junio 3, 2009

Una forma d’obtenir energia a nivell universal és el mètode que segueixen moltes estrelles i astres: un procés de fusió. Aquest es caracteritza per assolir milions de graus de temperatura, que permeten fusionar, i d’aquí el seu nom, àtoms lleugers per, desprenent una enorme quantitat d’energia, formar àtoms més pesats.

Molts són els experiments que han fracassat buscant dur a terme aquest fenomen a temperatures baixes: l’anomenada fusió freda. Aquesta hauria de ser una forma molt econòmica d’obtenir grans quantitats d’energia. El que va semblar l’avens més gran del segle 20 (molt possiblement), es va convertir en la major estafa que s’ha fet a la ciència.

Tot i això, es pensa i encara es creu que aquest és el camí que pot solucionar les deficiències energètiques mundials, i és per aquest motiu que encara s’hi treballa amb gran afany per obtenir resultats.

Una gran entrada al blog “El tamiz”, en fa una extensa explicació sobre el tema i parla sobre una demostració que s’ha intentat realitzar. És molt interessant sobretot la discussió dels resultats que s’hi fa…

Una altra via d’estudi es centra en reproduir la fusió que té lloc a les estrelles, la que hem parlat inicialment. Un dels experiments més ambiciosos és el que es vol realitzar amb l’ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor): un reactor nuclear experimental. Es tracta d’un projecte internacional en el que hi participen La UE, Japó, EUA, Corea del Sud, la Índia, Rússia i la Xina.

ITER-Scheme

Aquest reactor encara es troba en construcció (no he descobert si tant se val han començat a construir-lo..), però amb els temps que corren ara mateix, sembla que la cosa pot anar per llarg. A Nature, per exemple, es parla del 2020-2025.. Així que tocarà esperar per poder començar-hi a treballar!

20070629elpcat_1


Spinelectrònica, per Albert Fert

mayo 31, 2009

Parlar d‘Albert Fert és parlar de la Ciència i de la Tecnologia amb paraules majúscules, Premi Nobel en Física per la seva contribució al descobriment del funcionamet dels discs durs actuals, tant necessàris a la vida quotidiana. Avui, però, no parlarem d’això, que es pot trobar al google, Vikipèdia, etc. Parlarem d’un tema relacionat amb un parell d’entrades aparegudes en aquest blog (una i dos).

Fert parla en una entrevista a elPaís, dels seus nous projectes i de les seves línies d’investigació actuals: la spinelectrònica. Aquesta branca de l’electrònica convencional es basa en explotar la propietat intrínseca més famosa de l’electró, el seu spin. Una aplicació, i la principal segons Fert, és la gran potència que té l’ús d’aquesta propietat a nanoescala per emmagatzemar informació (tal i com es va comentar en aquest blog). També parla de la transferència de corrents d’electrons polaritzats en spin, una altra aplicació que provoca moviments oscil·latòris de petits imants per a que aquests produeixin emisió de microones. El potencial d’aquestes noves aplicacions en nanotecnologia en la societat actual poden ser brutals: en telecomunicacions (mòbils), discs durs, ordinadors, miniaturització electrònica mitjançant l’ús de nanotubs…

CNTLSMO_0.preview_sm

Albert Fert, que recentment ha estat investit doctor Honoris Causa per la Universitat Autòoma de Barcelona, representa allò que tots volem arribar a ser: uns apassionats de la nostra fèina amb possibilitats d’ajudar als demés.


Més podcasts

mayo 25, 2009

Seguint en la mateixa línia que l’entrada anterior, aquests dies he quedat sorprès de la quantitat de podcasts que es poden trobar a Youtube sobre el tema! Alguns d’interessants són els podcasts d’un programa de la BBC que condueix el pròpii Stephen Hawking..

Dessprés d’exàmens, quan tingu una mcica més de temps, hem posaré a buscar més podcasts que valguin la pena com aquests!

Sort a tos amb els exàmens!


Probabilitats

mayo 22, 2009

La complexitat de la mecànica quàntica no la discuteix ningú. Però si et diuen que resumeixis amb una frase curta i simple què és la mecànica quàntica podriem dir que aquesta no és més que una probabilitat. I no ens estem equivocant.

És la probabilitat de que el sistema que s’està descrivint tingui unes característiques o unes altres, és a dir, que sigui d’una manera o d’una altra. Possiblement, aquesta petita explicació s’entén molt millor gràcies a la paradoxa del gat de Schrödinger: la probabilitat que el gat dins la caixa estigui viu o que estigui mort.

Aquí deixo un vídeo molt interessant sobre el tema, que espero que pugui ajudar una mica..


La divulgació més complicada: química quàntica

mayo 17, 2009

Buscant per internet sabem que podem trobar infinitat de coses. L’altre dia, avorrit, no sé ben bé perquè volia saber què és la partícula elemental anomenada “bossó de Higgs”. I buscant per la xarxa vaig arribarfins a una molt interessant entrada a un blog: “el Tamiz“. L’entrada en questió era la següent.

Però més que aquesta entrada és tota la informació sobre la física més quàntica explicada de forma clara i entenedora que es pot trobar en aquest blog de divulgació científica. No és fàcil fer divulgació científica, però molt més difícil és fer-ho sobre la química i la física quàntica.

Es tracta d’un blog interessant que segurament rebrà alguna visita meva més, però quan tingui una mica de temps! Aquesta setmana que entrem és la última de classes presencials, i la següent comencen ja els finals.

Molta sort a tots!

Aprofito l’entrada sobre la divulgació de la quàntica per penjar un acudit que també vaig trobar per la xarxa:

Institut

Institut de Física quàntica

Vostè es troba aquí i aquí.

PD. D’aquí una setmana i mitja, el vell acudit aparegut en aquest blog sobre el barça i la molècula d’oxigen pot ser provat per una equació: l’equació de’n Pep. De moment, només es tracta d’un postulat…

Cap a l’estat triplet fonamental! Camí a Roma!


Spins i magnetisme

mayo 13, 2009

En una recent entrada al blog vam posar com a exemple de les infinites possibilitats de la química moderna les propietats magnètiques de les molècules, i més concretament, dels metalls de transició. Seguint aquesta línia, podríem explicar una mica aquests fenomen provocat pels electrons desaparellats en orbitals de tipus d dels metalls de transició. Bàsicament, les propietats magnètiques d’aquestes molècules es deuen a l’excés d’electrons de tipus alfa sobre els de tipus beta. El camp magnètic generat per ambdós tipus d’spins no es compensa i aleshores tenim un camps magnètic intrínsec, com els propis spins, a la molècula. Hem de distingir, però, aquest moment d’spin molecular, del que és el moment d’spin total d’una estructura cristal•lina, que en definitiva es tracta del que dóna les propietats d’imant a una “pedra” (cas de la magnetita). Però perquè tenim un excés d’spins en alfa respecte als beta en una molècula amb nombre d’electrons parell? La resposta és senzilla: és més estable. En els complexos de metalls de transició es produeix un reordenament dels OM segons el tipus de lligand, el nombre de lligands totals, o segons la geometria que aquests adopten al voltant del metall. Així, es compensa l’augment d’energia per poblar un OM més gràcies a que es perd energia d’interacció entre electrons que ocupen un mateix spinorbital. Tenim més estabilitat al poblar spinorbitals amb spins paral•les que al poblar un mateix spinorbital amb 2 electrons. Només cal recordar les senzilles regles de Hund que ens ve a dir que sempre s’assolirà la màxima correlació d’spin.