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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Feliz cumpleaños frío Neptuno

El 12 de julio, el planeta más alejado del Sistema Solar, Neptuno, después de que Plutón fuera despojado de este título, cumplió un año. ¿Cómo es esto posible? ¿Nunca antes había dado una vuelta al Sol? Pues la verdad es que sí, pero desde que fue descubierto en 1846 no había dado una vuelta completa y esto es así porque el año neptúnico tiene una duración terrestre de 164 años, 288 días y 13 horas… y ese es el tiempo que ha pasado desde el 23 de septiembre de 1846 cuando Johann Gottfried Galle (1812-1910) en el Observatorio de Berlín, armado con escasos y limitados instrumentos de observación, iba describiendo a su ayudante Heinrich L. d’Arrest, lo que iba observando en el mínimo campo visual que ofrecía su telescopio. De repente, Heinrich dijo «esa estrella no está en el mapa».

Johann Gottfried Galle

Pero Galle buscaba un planeta gracias a las extremadamente precisas predicciones que John Couch Adams (1819-1892)desde Cambridge y Urbain Le Verrier (1811-1877) desde París habían realizado previamente. Poco antes, los astrónomos de la época habían observado que Urano, su planeta vecino, había modificado su velocidad de traslación alrededor del Sol. Nadie sabía por qué estaba ocurriendo aquello. Pero parecía lógico pensar que debía haber algún planeta cerca, no observado previamente, que estaba afectándole gravitatoriamente. Sin ayuda de ordenadores ni calculadoras, Adams y Le Verrier predijeron la posición del nuevo planeta con error mínimo. Pero había que encontrarlo y confirmar que si en aquella posición había una estrella, ésta debía ser una errante, debía comportarse como un planeta, debía ser un planeta nunca antes observado. Y así fue. Lo encontraron; una vez más gracias al tesón de unos pocos, y la ciencia vertió luz sobre la ignorancia humana.

John Couch Adams

Parece mentira pero Galileo (1544-1642), en sus escritos de 1612, ya describió una estrella en esa región pero no volvió a fijar su rudimentario telescopio hacia esa posición y no pudo concluir que se trataba de un planeta que se movía… sí, sin embargo se movía. Hoy sabemos que Neptuno está a 4.500 millones de kilómetros de la Tierra, esto es 30 veces la distancia Tierra-Sol. Cuenta con 13 lunas o satélites y está fundamentalmente compuesto de hidrógeno. Su temperatura media es de alrededor de -220°C, casi parecida a lo que podemos sentir en muchos comercios y edificios de nuestra ciudad, a pesar de las advertencias y del gasto estúpido que supone esta situación y de los terribles efectos sobre el clima del planeta, hoy tocado de muerte.

Gracias al tesón de unos pocos, Albacete cuenta con un modelo a escala del Sistema Solar en el Parque Lineal, el «Paseo de los Planetas». Nunca antes Neptuno estuvo más cerca de los albaceteños, exactamente frente a la Fábrica de Harinas. Y sorprende comprobar la inmensidad del «barrio» que habitamos si pensamos que en esa escala, la Tierra no mide más que unos pocos milímetros de diámetro y que el espacio entre los planetas y el Sol, en realidad, está completamente vacío. Debemos estar agradecidos a los científicos que durante siglos han hecho de la búsqueda de la verdad científica de aquello que nos es desconocido su forma de vida, y así que hoy podamos vivir como vivimos.

Paseo de los Planetas (Albacete).

Si queremos que nuestra calidad de vida no empeore, debemos seguir haciéndoles caso por encima de creencias e intereses económicos. Debemos prestar atención al cambio climático, porque o nos vamos a Neptuno o cada vez pasaremos más calor, tanto que podría llegar a ser insoportable, podría llegar a hacer que la vida en nuestro pequeño planeta, sea prácticamente imposible.

Así pues el planeta cuyo nombre rinde tributo al dios del mar (en la mitología romana es Neptuno y en la griega es Poseidón) y su luna mayor, Tritón (la versión masculina de la sirena), ya tienen un añito. No vamos a estar aquí para soplar el pastel con la segunda vela.

Publicado en La Tribuna de Albacete (15-11-2011) por A. Nájera (UCLM), E. Arribas (UCLM) y A. Beléndez (UA)

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