¡Qué hace ahí esa bandera noruega!

Cuando el capitán Robert Scott ordenó soltar amarras del velero Terra Nova en Cardiff el 15 de junio de 1910 no se imaginaba que nunca volvería a pisar suelo británico. Había conseguido financiación para intentar ser el primero en llegar al Polo Sur y dejar constancia de su hazaña poniendo allí una bandera, la Union Jack del Reino Unido. Con mucho esfuerzo recaudó de patrocinadores y suscripciones públicas unas 40.000 libras (equivalentes hoy en día a casi cuatro millones de euros). Estaba a punto de iniciarse el último gran desafío de las exploraciones mundiales y, lo que es aún más importante, la primera gran expedición científica al último lugar de la tierra: la Antártida.

Aparte del claro objetivo político, el Terra Nova tenía otros afanes. En sus bodegas estaban cuidadosamente almacenados numerosos equipos científicos preparados para realizar mediciones geofísicas, recoger muestras geológicas, cartografiar por primera vez el territorio antártico y estudiar la fauna y la escasa flora de la zona. En sus abarrotados camarotes viajaban científicos de todo tipo: biólogos, geólogos, meteorólogos, oceanógrafos, físicos. Por sus diarios sabemos que, sistemáticamente, todos los días se recogían numerosos datos como salinidad y temperatura de las aguas antárticas o la velocidad y dirección del viento. Se tomaron muestras de agua perforando el hielo marino y se realizaron medidas cartográficas muy precisas. Se llevaron a cabo experimentos sobre las formaciones de hielo, se midió la radiación solar sobre la superficie del suelo y se tomaron datos geomagnéticos. El espesor de la capa de hielo era una de las grandes incógnitas de aquella época y la expedición de Scott trajo numerosas muestras y mediciones. En el campo base del Cabo Evans había instalado un auténtico laboratorio científico, el primero de la Antártida. Junto a ellos viajaba el afamado fotógrafo Ponting que captó en cerca de 2.000 negativos tanto el salvaje, y al mismo tiempo sublime paisaje de la Antártida, como de la valentía heroica de este grupo de hombres.

Scott, junto a cuatro de sus compañeros, alcanzó el Polo Sur el 17 de enero de 1912, hoy hace 100 años. Pero entre la bruma de aquella fría tarde, para su sorpresa, observaron de lejos lo que parecía una pequeña tienda de campaña. Al acercarse pudieron ver, además, ondear una bandera noruega, con su cruz azul sobre fondo rojo. «Maldita bandera», bramó el capitán Scott. 34 días antes, el 14 de diciembre de 1911, el explorador noruego Roald Amundsen había llegado allí y aquella bandera noruega era la prueba inequívoca, como lo era la gran cantidad de huellas humanas que habían dejado en un radio de varios metros.

Los expedicionarios británicos se fotografía en el Polo Sur junto a la bandera noruega que había dejado Amundsen 34 días antes.

La decepción fue tremenda. Habían perdido la carrera, los honores se los llevaría otro, el noruego. Cuando Scott entró en la tienda encontró una carta de Amundsen fechada el 16 de diciembre de 1911 y en la que le decía lo siguiente: «Querido capitán Scott, con toda probabilidad será usted el primero que lea estas líneas…». El viento arrasaba la desolada meseta antártica, y no se sabe si eran peor los síntomas de fatiga o los de decepción labrados en las caras de Scott y sus cuatro compañeros. Habían perdido y no había nada que hacer. Aun así, Scott alzó la bandera británica y el pequeño grupo se hizo la fotografía ritual. Exhaustos y fracasados, los cinco hombres emprendieron a pie el camino de regreso, durante el que fallecieron todos ellos, se cree que el 29 de marzo de 1912, último registro en el diario de Scott que se encontraría, junto a sus cuerpos, el 12 de noviembre. No pudieron sobrevivir a las durísimas condiciones climatológicas con temperaturas mínimas cercanas a los 50 grados bajo cero a finales del verano antártico. En cambio, el noruego Amundsen logró volver a Oslo y se convirtió en todo un mito en el mundo entero a pesar de que no estaba tan preocupado como Scott por la vertiente científica y, como curiosidad, en uno de sus cuadernos anota que la carne de foca le recuerda el sabor de las morcillas.

Hoy sabemos que la masa de hielo donde está el Polo Sur pertenece a un glaciar y se mueve unos 10 metros cada año, por lo que la posición exacta del Polo, respecto al suelo de hielo, va cambiando lentamente. La estaca, colocada cerca de una columna con una esfera metálica, que marca el punto más austral del globo terráqueo (coordenadas 90° 0″ 0″ Sur) hay que ir cambiándola de sitio cada año. En esta ceremonia anual se homenajea a los dos, al noruego y al británico. Recordando la canción del grupo de pop Mecano dedicada al triste desenlace de la expedición de Scott, diríamos: «Gloria eterna a los héroes de la Antártida».

Publicado en La Tribuna de Albacete (19-1-2012) por A. Nájera (UCLM), E. Arribas (UCLM) y A. Beléndez (UA).

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El “Tripos Matemático” de Cambridge

Ahora que comienzan los exámenes se incluye esta entrada sobre un sistema de exámenes introducido en 1730 en la Universidad de Cambridge y conocido como Tripos Matemático desde 1824. Se llamaba así por el taburete de tres patas en que se sentaban los estudiantes.

La Universidad de Cambridge era el centro más influyente de la física en el siglo XIX (y desde luego también en gran parte del XX). Para aquellos estudiantes con inclinaciones científicas, Cambridge poseía el atractivo del Tripos Matemático, con un contenido de lo que hoy conocemos como ciencias físico-matemáticas pues en los exámenes predominaban las preguntas de matemáticas y física teórica. El Tripos estaba dividido en dos periodos. El primero duraba cuatro días con pruebas, de 9:00 a 12:00 y de 13:30 a 16:00. Los que superaban esta primera fase pasaban a la segunda, más difícil y distribuida en cinco días consecutivos. Los problemas que se planteaban no eran triviales sino de dificultad creciente y solución no evidente. Se valoraba la capacidad de los estudiantes de resolver los problemas pero también la rapidez y precisión. En ocasiones los profesores que proponían los problemas no siempre sabían el modo de resolverlos y esperaban que algún alumno brillante lo consiguiera, convirtiéndose de este modo los ejercicios en auténticos temas de investigación. Sin ir más lejos, el teorema de Stokes y el vector de Poynting son el fruto de ejercicios de exámenes del Tripos de Cambridge. Se había desarrollado todo un aparato de preparación intensiva de los exámenes y lecciones particulares con profesores-preparadores, y algunos estudiantes, como Hardy, pensaban que:

“iban a ser entrenados como un caballo de carreras para correr una carrera de ejercicios matemáticos”.

La preparación de los exámenes era muy dura y larga, incluso se necesitaban dos o tres años para que un estudiante estuviera preparado para presentarse a los exámenes. A veces las largas horas de estudio y el estrés permanente desembocaba en crisis de salud, incluso para figuras de la física como J. C. Maxwell o J. J. Thomson, que llegaron a sufrir crisis nerviosas y cansancio generalizado fruto de la tensión acumulada durante la preparación de las pruebas.

Los participantes quedaban clasificados (de por vida) según sus resultados y de esta clasificación dependía, en gran medida, su futuro profesional. El estudiante que obtenía la mejor nota en el Tripos era conocido como senior wrangler, el segundo, era el second wrangler, y así sucesivamente. Ser el senior wrangler en cada edición del Tripos era casi un honor nacional. Conforme pasaron los años la competición por los puestos más altos se hizo cada vez más dura, y su futuro profesional y sus carreras dependían de ellos. En la mayor parte de los colleges (el equivalente a nuestras facultades) si uno conseguía salir como senior o como second wrangler era automáticamente elegido miembro del cuerpo docente de la universidad. Con algunas excepciones notables como Faraday o Joule, la mayoría de los principales físicos británicos que trabajaron entre 1820 y 1900 estudiaron en Cambridge y se examinaron del Tripos y en la segunda mitad del siglo XIX cerca de la mitad de las cátedras de física no sólo de las universidades británicas sino del resto del imperio fueron ocupadas por wranglers.

Fueron senior wranglers físicos como Herschel (1813), Airy (1823),  Stokes (1841), Cayley (1842), Tait (1852), Routh (1854), Lord Rayleigh (1865), Larmor (1880) y Eddington (1904) y otros wranglers famosos son Maxwell (2º), Poynting (3º), George Darwin -hijo de Charles Darwin- (2º), H. Lamb (2º), J. J. Thomson (2º), William Bragg (3º) o Jeans (3º). Resulta interesante comprobar como un físico excepcional como es Maxwell no consiguió el primer puesto del Tripos cuando se examinó en el año 1854, sino que fue second wrangler detrás de Routh. La formación de todos los estudiantes del Tripos Matemático, era totalmente teórica y el ideal del Tripos era la perfección, la permanencia, lo absoluto, lo constante. Los exámenes del Tripos tenían lugar en enero, tras tres años y un trimestre de formación, en un majestuoso edificio barroco con grandes ventanales (Senate House) y sin calefacción. Seguro que aquéllos estudiantes que no cayeron enfermos durante la preparación seguro que lo harían durante los exámenes por el frío en este edificio.  En 1909 esta “orden del mérito” fue abolida y el último senior wrangler fue Daniell.

En el año 1851, y coincidiendo con la exposición universal de Londres, la Universidad de Cambridge creó el Tripos de Ciencias Naturales con el objetivo de impulsar la tecnología y la ciencia británica desde la universidad. En 1860 se incluyeron en este nuevo Tripos todas las ramas de la física con contenido experimental: termodinámica, electricidad, magnetismo y óptica.

Senate House (Universidad de Cambridge)

REFERENCIAS

J. M. Sánchez Ron (edición y traducción). Materia y Movimiento (J. C. Maxwell). Crítica. Barcelona, 2006. pp. 19-22.

J. Navarro. El padre del electrón: J. J. Thomson. Nivola libros y ediciones. Madrid, 2006.

C. P. Snow, Las dos culturas y un segundo enfoque. Alianza Editorial. Madrid, 1977.

G. H. Hardy, Apología de un matemático (en el prólogo de C. P. Snow a este libro). Nivola libros y ediciones. Madrid, 1999.

G. Curbera, Matemáticas desde las afueras: Ramanjuan y Sunyer i Balaguer. En “Matemáticos y Matemática” (editado por A. J. Durán, J. Ferreiros). Universidad de Sevilla, 2004, pp. 157-184.

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La aparente soledad de Kamerlingh Onnes

El físico holandés Heike Kamerlingh Onnes (1853-1926) tuvo la mala suerte de ser contemporáneo durante casi medio siglo del físico más genial (hasta el momento), Albert Einstein (1879-1955). Mientras Einstein se preocupaba de interpretar correctamente las tres dimensionales espaciales y el tiempo, Kamerlingh se interesaba por la Física de las bajas temperaturas. El gran destello de los trabajos del físico alemán oscurecía (sin pretenderlo) la inmensa labor de otros científicos trabajando en campos de la Física que no parecen ser tan atractivos al gran público.
Al mismo que se celebraba el primer congreso Solvay en el glamouroso hotel Metropole de Bruselas, 1911, Heike anotaba a lápiz, con una caligrafía endemoniada, en un cuaderno de notas escolar que había medido una resistencia nula en su abarrotado laboratorio de la Universidad de Leiden y, por tanto, había obtenido evidencias del fenómeno de la supraconductividad. Él la llamó así, aunque años más tarde se decidió que era más conveniente denominar superconductividad a este fenómeno. Había medido la resistencia del mercurio y anotó en su cuaderno «mercurio prácticamente cero». Había descubierto un fenómeno muy interesante, aunque él creía que había tenido suerte al elegir el mercurio como objeto de su estudio.

En 1911 ya se sabía (modelo de Drude) que los responsables de la conducción eléctrica eran unos pocos electrones de los átomos del conductor, los cuales mientras deambulaban libremente por el interior del metal iban chocando con los iones positivos colocados en los vértices de unos cubos imaginarios de la red cristalina metálica. Se suponía que esa movilidad de los electrones disminuía conforme iba disminuyendo la temperatura del metal conductor. Se creía que se alcanzaría movilidad cero (resistencia nula) cuando la temperatura fuera el cero absoluto (0 K, es decir, -273 ºC), así lo había predicho Lord Kelvin en 1902, la máxima autoridad en bajas temperaturas, suponiendo que la resistencia variaba linealmente con la temperatura.

Sin embargo en el laboratorio de Leiden de Kamerlingh, usando el helio líquido para enfriar, se observó que a una temperatura de 4.20 K (-268.80 ºC) el mercurio tenía resistencia nula, se comportaba como un superconductor. Es decir, no hacía falta llegar a temperatura nula para que el mercurio tuviera resistencia nula, había un salto cualitativo en las propiedades eléctricas del mercurio.

Por este descubrimiento Kamerlingh obtuvo el premio Nobel de Física en 1913; mientras que Einstein tardó ocho años más en lograrlo y no fue por su contribución más importante (la Teoría de la Relatividad), fue por la explicación del efecto fotoeléctrico. El mundo científico sí reconoció el trabajo de Heike, le concedieron el Nobel por sus investigaciones de las propiedades de la materia a bajas temperaturas, que condujeron, entre otros, a la producción del helio líquido. Y, añadimos nosotros si se nos permite, al descubrimiento de la superconductividad.

Podríamos construir circuitos con superconductores por los cuales podría circular una corriente eléctrica sin diferencia de potencial (violando aparentemente la ley de Ohm). Algunos experimentos realizados han logrado mantener esas corrientes durante años sin que haya pérdidas de energía debido al calentamiento de los conductores que forman el circuito. Se calcula que se podrían mantener estas corrientes durante varias decenas de miles de años.

Habrían de pasar dos décadas hasta que tres físicos, Bardeen, Cooper y Scrieffer explicaran satisfactoriamente este fenómeno, mediante la denominada teoría BCS (sus iniciales) merecedora del premio Nobel de Física en 1972.

Bardeen, Cooper y Schrieffer

Kamerlingh intentó solidificar el helio pero no pudo conseguirlo, sí que lo hizo, posteriormente, uno de sus discípulos. Su salud siempre fue muy quebradiza y en 1926 falleció debido a una corta enfermedad.

En la Física como en otras muchas facetas de la vida, además de ser brillante hay que tener suerte, hay que nacer de pie, para que tus trabajos sean reconocidos. Como dijo Sigmun Freud: «He sido un hombre afortunado; en la vida nada me ha sido fácil».

Publicado en La Tribuna de Albacete (7-1-2012): Augusto Beléndez (UA), Alberto Nájera (UCLM) y Enrique Arribas (UCLM). 

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“Fundamentos Físicos de la Ingeniería I” en el OCW-UA

La asignatura “Fundamentos Físicos de la Ingeniería I”, curso 2010-2011, de primer curso del del Grado en Ingeniería en Sonido e Imagnen en Telecomunicación que se imparte en la Escuela Politécnica Superior, se encuentra publicada en la sección “Ingeniería y Arquitectura” del OpenCourseWare de la Universidad de Alicante.

OpenCourseWare (OCW) es un programa internacional de publicación docente electrónica de los contenidos de cursos de las universidades creado en 2001 por el Massachusetts Institute of Technology. Más de 200 universidades y otras instituciones de educación superior se concentran en el OpenCourseWare Consortium. El OpenCourseWare UA se creó en 2007, es una de las universidades españolas socias y también una de las que cuenta con más cursos en el consorcio mundial.

OCW-UA tiene como fin no solo la publicación, sino además el acceso libre y gratuito y la generación de nuevos contenidos compartidos entre los docentes, de modo que integra la cesión de una licencia libre. No es necesario que el curso a publicar se esté impartiendo simultáneamente a su publicación, sino que, del mismo modo, pueden publicarse cursos ya extintos o proyectos docentes que no se imparten ya por cambios en los planes de estudio.

Acceder al curso en el OCW-UA

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Conferencia del Dr. Michael Gleason sobre la modelización de fotopolímeros para holografía

El próximo día 23 de Noviembre de 2011 a las 12:00, el Dr. Michael Gleeson del University College Dublin (UCD), ofrecerá la conferencia sobre la modelización de fotopolímeros titulada “Modelling the photo-kinetic behaviour of photopolymers using the non-local photopolimerisation driven diffusion model”. En la organización de esta conferencia participan el Instituto Universitario de Física Aplicada a las Ciencias y las Tecnologías de la Universidad de Alicante a través del Proyecto Prometeo/2011/021 del Grupo de Holografía y Procesado Óptico y la Sección Local de Alicante de la RSEF.

La conferencia tendrá lugar en la Sala de Juntas del Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal situada la planta baja de la Escuela Politécnica III del Campus de San Vicente del Raspeig de la Universidad de Alicante.

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