La presente edicin es-pecial de la Revista de

Fsica Moderna

est diseada con el fin de dar a co-

nocer, al pblico

en general, algu-

nos de los avan-ces que en los

ltimos tiempos

han revoluciona-do tanto la ciencia

como la tecnolog-

a, y han brindado mltiples herra-

mientas para que

el ser humano

pueda entender ms claramente

los fenmenos del

atomundo. Temas co-mo la nanotecnologa,

nanomateriales, la RMN,

la clonacin, las propie-dades del hidrgeno y la

teora del color, son al-

gunos de los tantos

ejemplos que ilustran lo

primordial que es la fsi-ca cuntica para el pro-

greso de la humanidad.

Adems, se hizo una

compilacin corta de los

fenmenos y maravillas de la naturaleza, particu-

larmente relacionadas

con los agujeros negros,

el cambio del polo magntico de la tierra y

el calentamiento

global, igual-mente se hizo

una breve resea

de todos los

eminentes perso-najes merecedo-

res del premio

Nobel, que du-rante los ltimos

aos han contri-

buido con ste campo de la fsi-

ca an joven, y

que promete

grandes alcan-

ces.

De esta manera se espera

que el lector no especia-

lizado en fsica cuntica,

tenga un acercamiento ameno que lo lleve a

descubrir cun interesan-

te e importante es sta

para el mundo.

RECIENTES AVANCES DE LA FSICA CUNTICA

Puntos de in-

ters espe-

cial:

El mundo microscpi-

co fcilmente es en-

tendible como un

mundo de ciencia

ficcin.

Los elementos mas

pequeos del univer-

so los manipulamos

para producir com-

plejas aplicaciones.

REVISTA DE FSICA

MODERNA

U N I V E R S I D A D N A C I O N A L D E C O L O M B I A

Ni se lo imagina

La fsica por mucho tiempo

se dedico al anlisis de las estructuras macroscpicas

del mundo que nos rodea por eso hubo un estanca-

miento que se vio reflejado en la dificultad de contem-

plar los fenmenos que

ocurran a escalas muy pe-queas. El ser humano nun-

ca se imagino que el enten-

der estos fenmenos seria muy importante para los

principales avances de la edad contemporanea a pe-

sar de que es un mundo donde nada del sentido co-

mun se cumple. Estos avan-

ces marcaran las pautas para mejorar el medio am-

biente, buscar nuevas for-

mas de energia, viajar en el tiempo!, traspasar paredes,

etc.

Volumen 1, n 1

Diciembre 05 de 2008

EDITORIAL 2

TEORA DEL COLOR 3

LA MARAVILLA DE LOS

LSERES

6

RMNRESONANCIA MAGNTI-CA NUCLEAR

9

FSICA MDICA 12

NANOTECNOLOGIA 15

EL HIDRGENO 18

NANOMATERIALES 21

CLONACION 24

AGUJEROS NEGROS: EL

PARADIGMA DEL SIGLO XIX

27

PREMIOS NOBEL DE FSICA 30

CALENTAMIENTO GLOBAL 33

Contenido:

Si miramos la historia de la evolucin de la fsica nos

damos cuenta de que los adelantos ocurran con una

diferencia sustancial de aos, pero cuando llegamos a los comienzos del siglo veinte nos encontramos con

una especie de locura y de adelantos que venan uno

tras de otro pero con una contante en cada uno, la

incomprensin de lo que se descubra por el sentido comn, de aqu que el sentido comn se volvi en un

ferviente enemigo de la evolucin de la fsica moder-

na o mejor dicho la fsica cuntica.

Con la fsica cuntica se ha llegado hasta pensar en viaja a travs del tiempo simplemente por-

que as cuadran las ecuaciones y las matemticas son un arma muy poderosa que explican cualquier fenmeno fsico. Esta por ejemplo el caso de Dirac que en sus ecuaciones le daba un

valor que era igual a un electrn positivo y por lo tanto lo llamo positrn sin probar ni siquiera

si exista pero aos mas tarde esto se demostr experimentalmente. Vemos tambin que la fsi-

ca cuntica se volvi una ciencia de las probabilidades algo que no le gustaba a varios cientfi-cos entre ellos al mismsimo Albert Einstein y Max Planck quienes iniciaron las teoras cuanti-

cas.

Todo este mundo de caos se estaba describiendo de manera matemtica pero nunca se hicieron

todos estos descubrimientos con alguna finalidad simplemente los cientficos mostraban sus

descripciones matemticas sin saber que en pocos aos estas pequeas ecuaciones serviran para hacer microscopios de resolucin atmica, alternativas de energa adems de las fsiles,

telecomunicaciones, computadores y muchos elementos que nos rodean entre ellos: televisores

DVD, celulares, videojuegos, etc. Por eso la importancia de entender varios adelantos que ocu-

rren en nuestros tiempos gracias a la fsica cuantica que cada vez rompe y deja mas paradig-mas. Es de extremo importante no dormirse ante esta situacin ya que este campo es el que

esta formando la nueva vida del ser humano y es lo que le servir para sobrevivir a los nuevos

problemas que se van presentando en una sociedad cada vez mas violenta, grande y con mas

necesidades.

Entre los problemas que se abarcan estn el de la teora del color, los lseres, la nanotecnolog-

a, nanomateriales, clonacion, agujeros negros, etc. Fueron temas de libre eleccin por parte de cada uno de los autores con el fin de transmitir temas que son cada vez mas exticos y que se

pueden explicar de una manera muy didctica y no con ecuaciones para que as mucha gente

pueda leer estos documentos y se interese por lo que es la fsica porque lo que mas necesita el

mundo son seres interesados en estos temas.

EDITORIAL

Pgina 2

Pgina 3

Aunque el color es algo muy comn en nuestra vida cotidiana y desde pequeos aprendemos a

diferenciarlos y de una manera u otra hace parte

de nuestra vida e incluso algunos siclogos ase-guran que influye en nuestro estado de nimo, es

muy comn pensar en este tema como algo pura-

mente artstico, sin darnos cuenta de la base fsi-

ca que este fenmeno involucra.

El color es un hecho de la visin que resulta de

las diferentes percepciones del ojo a distintas lon-

gitudes de onda que componen lo que se denomi-na el espectro de la luz blanca, estas ondas lla-madas visibles son aquellas cuya longitud de on-

da est comprendida entre los 380 y los 780 nan-metros, ms all de estos lmites sigue habiendo

radiaciones, menor de 380 ultravioleta y mayor a

780 infrarrojo, pero estos ya no son percibidos

por nuestra vista.

De esta manera tenemos que el color es un fen-

meno fsico-qumico asociado a las infinitas com-

binaciones de la luz, dependiendo de la longitud

de onda en la zona visible del espectro

electromagntico, que absorba o refleje

el objeto que miramos, las personas y

animales a travs de los rganos de la

visin, perciben esto como una sensa-

cin que nos permite diferenciar los ob-

jetos con mayor precisin. Aunque es

necesario aclarar que el color es una sensacin

subjetiva y nadie puede asegurar a ciencia cierta

que percibe los colores igual que otro. De todas

formas los hombres vemos ms o menos igual y

partiendo de esta premisa se estudia la teora del

color.

Una de las teoras que ms ha influenciado a los

pensadores acerca de la teora del color es la pro-

puesta por el filsofo Aristteles la cual establec-

a que todos los colores se conforman con la mez-

cla de cuatro colores y adems otorg un papel

fundamental a la incidencia de luz y la sombra

sobre los mismos. Estos colores que denomin

como bsicos eran los de tierra, el fuego, el agua

y el cielo. Siglos ms tarde, Leonardo Da Vinci

defini al color como propio de la materia,

adelant un poquito ms definiendo la siguiente

escala de colores bsicos: primero el blanco como

el principal ya que permite recibir a todos los de-

ms colores, despus en su clasificacin segua

amarillo para la tierra, verde para el agua, azul

para el cielo, rojo para el fuego y negro para la

oscuridad, ya que es el color que nos priva de to-

dos los otros. Con la mezcla de estos

colores obtena todos los dems, aunque

tambin observ que el verde tambin

surga de una mezcla.

En 1665 el cientfico britnico Isaac

Newton realiz estudios relacionados

con la ptica y con la naturaleza de la

luz; atribuyendo el fenmeno del color a pequeos

corpsculos y diminutas partculas, flotando por el

espacio e interfiriendo la luz y demostr su teora,

colocando un prisma en una habitacin oscura.

Dej penetrar un haz de luz a travs de un agujero

en la pared. Cuando el rayo, pas a travs del pris-

ma, se gener el espectro de color. De este modo

demostr que la luz es la fuente de todos los colo-

res. Redireccionando el espectro de color hacia

otro 2 prisma, se produjo luz blanca. De este mo-

do demostr que la luz blanca es un componente

de todos los colores del espectro. Tras sucesivas

experiencias, Newton, teoriz que el color de un

objeto, era producto de la reflexin selectiva de los

rayos de luz.

TEORIA DEL COLOR

el color de un objeto, es

producto de la reflexin

selectiva de los rayos de

luz.

Figura 1. Espectro de la luz blan-ca.

Cuando la luz alcanza un objeto, algunos rayos son absorbidos y por lo tanto perdidos y otros

son reflejados, produciendo, as, el color obser-

vado. .Este cientfico tambin realiz un interesante experimento basado en

la creacin de un crculo cromtico

giratorio, llamado por algunos

"Crculo de Newton", sobre el cual se han coloreado sectores circulares

iguales (como trozos de tarta). Cada

uno de estos sectores circulares est pintado con uno de los colores del

espectro visual, en orden correlativo:

rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, ail y violeta. Al hacer girar este crculo

cromtico a gran velocidad, mediante un meca-

nismo de engranajes dispuestos para tal fin, la

superficie del crculo se percibe de color blanco, desapareciendo momentneamente cada uno de

los sectores circulares coloreados. Al detenerse,

desaparece el color blanco y de nuevo reapare-

cen los colores anteriormente mencionados.

Obsrvense los diferentes colores primarios in-

dicados sobre el disco: naranja, amarillo, verde,

azul, ndigo, violeta, rojo. Los sectores ocupan

ngulos proporcionales a su extensin en el es-pectro de prisma. En el centro del disco, en pun-

to O, Newton ubic el blanco.

En el ao 1809, el ingls James Sowerby pu-

blic su trabajo Una nueva elucidacin de los colores, en el cual asuma la existencia de sola-mente tres colores bsicos: rojo, amarillo y azul.

Al mismo tiempo e independientemente, el

cientfico ingls Thomas Young (1773 1829) postul una nueva teora, la Teora de la Visin

Tricromtica (1801) en la que sostuvo que el ojo

es capaz de producir todas las sensaciones de color con solo tres longitudes de onda, que defi-

ni como rojo, verde y azul. A Young debemos

los primeros experimentos de interfe-rencia que demostraron definitivamen-

te que la luz es un fenmeno ondulato-

rio, as como la primera medicin de

la longitud de onda de los colores. Pe-se a ello, sus trabajos permanecieron

poco menos que olvidados hasta ser

redescubiertos aos ms tarde por el

fsico francs Augustin Fresnel.

Durante los ltimos aos se ha estu-diado esta teora con diferentes enfoques: artsti-

co, fsico, sicolgico, qumico, etc. Ya que es un

tema que tiene varias aplicaciones. Desde el

mbito qumico se estudia la constitucin mole-cular de la materia colorante o pigmento, los

problemas de la concentracin de los colores y

de su resistencia a la luz, los disolventes y la preparacin de los colores. Dentro del enfoque

se ha estudiado las diferentes longitudes de onda

y su respectiva frecuencia. Teniendo en cuenta que C= * donde C es la velocidad de la luz, es la longitud de onda y es la frecuencia. A

continuacin se presenta algunos ejemplos.

Figura 3. Tabla de longitud de onda y frecuencia

de algunos colores.

En el mbito sicolgico a los colores se les aso-

cia generalmente con estados de nimo, alimen-

tos, sabores y hasta olores.

De esta manera podemos observar que un tema tan comn y aparentemente simple tiene grandes

aplicaciones y entorno a l pueden existir un sin

nmero de teoras, experimentos e hiptesis por

muy sencillo que parezca el fenmeno.

NANCY PINZN FARFN

"Mi reino es tan amplio como el universo y mis ambiciones no tienen lmites. Siempre voy avanzando, liberando espritus y sopesando mundos, sin miedo, sin compasin, sin amor, sin Dios. Me llamo Ciencia." Gustave Flaubert

Figura 2. Rueda de color de Newton

Pgina 4

Pgina 5

Aunque los lseres no llevan ms de un siglo

de existencia, han sido utilizados de muchsi-

mas formas en casi todos los mbitos de la

vida cotidiana. Las incontables finalidades

que se le han encontrado van desde, cirug-

as, as como tambin implemento para la

guerra y desde luego factor primordial en

reproductores de DVD y CD.

DEFINICIONES

Para explicar que es un lser primero se debe

hacer nfasis en el significado de sus siglas; como muchos inventos, su nombre proviene de

un acrnimo de la expresin inglesa Light Amplification by Stimulated Emission of Ra-

diation, o en espaol amplificacin de la luz por emisin estimulada de la radiacin.

El descubrimiento de los lseres fue un proceso

lento en el que muchos cientficos observaron

fenmenos fsicos a nivel cuntico y que sola-mente cinco dcadas despus de que Einstein

enunciar por primera vez la posibilidad de

generar un lser se logro realizar de forma tan-

gible.

HISTORIA

Antes de la invencin del lser se produjo el mser, este produce ondas electromagnticas

coherentes mediante emisin estimulada, esta

en el espectro de las microondas.

La historia de los lseres se remonta a la se-gunda dcada del siglo XX, cuando el cientfi-

co alemn Albert Einstein en su ensayo Zur

Quantentheorie der Strahlung replanteo la ley de radiacin de Planck para la absorcin, la

emisin espontnea y la emisin inducida en la

radiacin electromagntica. Einstein pronostic

la posibilidad de estimular los electrones para que emitieran luz de una longitud de onda

determinada.

PRINCIPIO FSICOS

La idea de Newton planteo un paradigma que duro ms de cuatro dcadas en ser resuelto,

cmo hacer para que un tomo emita radia-

cin de forma inducida? Como ya se sabe, un tomo en estado funda-

mental tiene la capacidad de absorber un

fotn con una frecuencia conocida o de fcil

calculacin. Este proceso hace que el tomo llegue a un estado excitado, el cual despus

de cierto tiempo regresa al estado fundamen-

tal emitiendo un fotn de las mismas carac-tersticas que el absorbido inicialmente. Esta

segunda etapa del proceso recibe el nombre

de emisin espontnea. En la emisin estimu-

lada, un tomo en estado excitado es pertur-bado por un fotn que tiene la frecuencia in-

dicada, haciendo que el tomo baje al estado

fundamental como resultado de la creacin de un nuevo fotn, el nuevo fotn tendr

tambin las mismas caractersticas, por lo

tanto para cada tomo hay un fotn antes de la emisin estimulada y dos fotones despus,

este efecto recibe el nombre de amplificacin

de la luz.

El lser hace uso de la emisin estimulada

para producir un haz que consiste en un gran

nmero de tales fotones coherentes. Aunque

estas nuevas apreciaciones vislumbraban un futuro brillante para el lser, todava estaba

presente otro problema, a cualquier tempera-

tura razonable pocos tomos estn en un esta-do de energa mayor que el fundamental, por

lo tanto es casi imposible que se produzca

LA MARAVILLA DE LOS LSERES

i Lser en el espectro Visible

alguna cantidad apreciable de emisin estimula-da bajo condiciones normales. Por lo tanto el

proceso ms probable es el de la absorcin.

En ese punto se deba buscar la forma mediante

la cual se pudiera aumentar el nmero de tomo

en estados excitados, la primera forma que se plante fue aumentar la energa de los tomos

mediante un haz de radiacin con frecuencia

proporcional a la diferencia entre la energa del estado

excitado y el fundamental.

Los resultados fueron favora-

bles, ya que se aumento el nmero de tomos en estado

excitado momentneamente.

Pero se necesitaba una frecuencia bastante alta

para experimentar dicho fenmeno, lo cual ge-

neraba complicaciones en el proceso. Como el resultado final que se esperaba era aumentar el

nmero de tomos en el estado excitado se de-

termino una forma diferente llamada inversin

de la poblacin. En los lseres de helio-nen, este mtodo se obtiene por medio de dos electro-

dos, luego se le aplica un voltaje alto generando

una descarga elctrica. Las colisiones entre los tomos ionizados y los electrones de la corriente

de descarga excitan a los tomos a varios esta-

dos de energa. En un lser semiconductor, la inversin se obtiene impulsando electrones con

un campo elctrico permanente.

CLASES DE LSERES

Existen lseres de diversos tipos, como es de

esperarse estos depende de la longitud de onda en la que emiten o el material en s mismo. En la

tabla se pueden observar los ms importantes

con sus respectivas caractersticas.

Las aplicaciones de cada uno de estos lseres

son variadas, han sido utilizados como posicio-nadores, para fines mdicos, en la grabacin de

informacin en formato CD y DVD, entre otras.

EVOLUCIN

Luego de este descubrimiento se inicio el estu-

dio especfico de los lseres en el ao de 1957, cuando Charles Hard Townes y Arthur Leonard

Schawlow iniciaron sus investigaciones enfoca-

dos en la zona del infrarojo, con el paso del

tiempo prefirieron enfocarse en las frecuencias del espectro visible. Solo hasta el ao de 1960

Theodore H. Maiman realizo el primer lser,

utilizo una cabeza hecha por un cristal de rub

para producir un lser con un haz de luz de color

rojo, con una longitud de onda de 694 nm.

FUTURO

Desde ese momento las investigaciones siguie-

ron arrojando resultados que han permito opti-mizar los lseres inciales, adems de darles

mltiples aplicaciones con todo tipo de propsi-

tos, desde fines mdicos hasta fines de guerra.

As que de ahora en adelante cuando este en cla-

se y vea esa luz roja alumbrando al tablero, o cuando este en un carro escuchando msica de

CD, piense, qu otra aplicacin se le puede dar a un lser, cundo se inventar el ser humano un

sustituto, lo ms probable es que se asombre

con sus respuestas.

ERICK PEZ JEREZ

Pgina 6

Clase Caracterstica

Visible

Est constituido por un medio am-plificador de luz, por lo general de forma cilndrica o alargada, ubicado dentro de una cavidad resonante formada por dos o ms espejos alineados a lo largo de un eje pre-ferencial. La luz emitida por el me-dio se refleja en los espejos, que la dirigen nuevamente hacia el prime-ro y producen un aumento de su

Rayos X

Carecen de cavidades resonantes y funcionan mediante el proceso llamado de amplificacin de emi-sin espontnea. La emisin esti-mulada tiene lugar en un pequeo volumen del medio activo y es am-plificada a lo largo de este a medi-da que los fotones se propagan siguiendo la direccin preferencial dada por su forma.

HeNe

El bombeo del lser se realiza por medio de las colisiones que una descarga de electrones. Los tomos de helio son excitados a los niveles superiores 21S y 23S. La inversin de poblacin en el nen ocurre debido a colisiones con tomos excitados de helio. Los tomos de helio pasan a su estado base y los tomos de nen pasan a los estados 3s y 2s, creando una inversin de poblacin

Las aplicaciones de cada uno de

estos lseres son variadas, han

sido utilizados como

posicionadores, para fines

mdicos, en la grabacin de

informacin en formato CD y

DVD, entre otras

Pgina 7

La Resonancia Magntica Nuclear se conoce desde 1946 cuando sus creadores Edward Pur-

cell y Felix Bloch de la universidad de Harvard

y Stanford respectivamente, decidieron aplicar los conceptos de la fsica moderna en aspectos

fundamentales del entorno del hombre, produ-

ciendo una revolucin en campos como la me-

dicina y la qumica. La importancia de ste descubrimiento radica en los grandes avances

que ha generado, pues por medio de la RMN

hoy por hoy se pueden obtener imgenes de rganos y tejidos blandos del cuerpo humano,

evitando as las intervenciones quirrgicas y

los diagnsticos inexactos dados por suposicio-nes mdicas errneas. Adems es muy til a la

hora de analizar los componentes de las sustan-

cias, sin necesidad de engorrosas pruebas de

laboratorio y clculos qumicos.

Las imgenes que se logran por medio de la

tcnica de RMN gozan de gran calidad, y per-

miten prevenir, detectar o analizar enfermeda-des, mltiples lesiones, entre otros. As pues, si

para el estudio de los huesos se tienen los Ra-

yos X, para el estudio de rganos, tejidos y

cartlagos se cuenta con la Resonancia Magn-tica Nuclear.

Aunque se atribuye el adelanto a los cientficos

Purcell y Bloch, el principio fsico de funciona-miento ya haba sido analizado y descrito en

1896 por Peter Zeeman, quin basado en sus observaciones y en predicciones de Faraday

encontr que al aplicar un campo magntico con una frecuencia determinada a un tomo

hidrogenoide, se produce un espectro de emi-

sin en tros de picos denominados tripletas que con herramientas elaboradas por Lorentz

determinaba una cuantizacin del espacio.

Otros cientficos han contribuido con el avance de la tcnica como Richard Ernst, quien en

1966 instaur un mtodo de RMN con trans-formada de Fourier que finalmente es lo que

actualmente usan los espectrmetros de alta tecnologa.

El principio fsico que explica el funciona-

miento de sta gran tcnica se remite al estudio subatmico, en el que se identifica a los proto-

nes en movimiento orbital dentro del ncleo como generadores de un campo magntico, lo

que les atribuye un momento magntico, que

intrnsecamente lleva asociado un espn. En particular, el espn puede tener dos orientacio-

nes (el nmero cuntico puede ser -),

convencionalmente se define espn hacia arriba

y espn hacia abajo. Para que el ncleo posea un espn asociado a su momento angular, el

nmero de protones debe ser impar, pues si hay

un nmero par, el espn de los positivos (que corresponden a la mitad de protones) ser anu-

lado por el de los negativos, por lo que resul-ta un espn neto del ncleo igual a cero.

El tomo que se amolda a estas caractersticas,

entre otros, es el de hidrgeno, puesto que al

poseer un solo protn en su ncleo, tiene un

momento magntico nuclear asociado a dicho protn, lo que le permite ser adecuado para la

aplicacin de RMN. El cuerpo humano posee

una gran cantidad de tomos de hidrgeno, siendo por lo tanto su ncleo una eleccin na-

tural para aplicar las tcnicas de resonancia

magntica en el cuerpo humano.

Purcell y Bloch basados en Zeeman pudieron observar que al aplicar un campo magntico

sobre un determinado tipo de ncleos, podan

absorber energa de radiofrecuencia (RF) y posteriormente liberarla tambin en RF para

ser captada por instrumentos que elaboraban un

espectro de lo emitido.

Es razonable lo sucedido en la medida que si se tienen ncleos (unos con energa alta y otros

con baja), con un momento angular no nulo,

antes de aplicar un campo magntico, es posi-ble ver que los ncleos se encuentran distribui-

dos aleatoriamente y sus momentos magnticos

se orientan indistintamente. Al aplicar un cam-po magntico externo, el protn empieza a os-

cilar a la misma frecuencia del campo y la

orientacin de su eje de rotacin es paralelo o

anti paralelo al del campo. A este fenmeno se le dio el nombre de movimiento de precesin, y

la frecuencia a la cual lo hacen se le denomin

frecuencia de precesin.

RESONANCIA MAGNTICA NUCLEAR (RMN)

Fig. 1 Movimiento precesional del protn.

El nmero de protones cuyo eje de rotacin se oriente a 0 o 180 de la direccin del campo

aplicado, ser diferente para cada caso, pues en

el paralelo estarn los de menor energa y en el anti paralelo los de mayor. Generndose as, un

vector de magnetizacin neta resultante M.

Fig. 2. Magnetizacin resultante.

En ste estado de precesin, si se aplica una ra-

diofrecuencia igual a la frecuencia de precesin,

y adems su orientacin es perpendicular al del campo magntico ya aplicado, los ncleos de

menor energa absorbern la energa radiada

para pasar al estado de mayor energa, y vicever-

sa, los de mayor energa pasarn al estado de menor energa, lo que se califica como resonan-

cia.

Cuando finalice la aplicacin de la radiofrecuen-cia, los protones vuelven a su estado de equili-

brio original emitiendo la energa absorbida.

sta energa fue la estudiada por cientficos e

ingenieros, que luego de unas adaptaciones tec-nolgicas pudieron interpretar sus espectros co-

mo imgenes.

La generacin de imgenes se logra a partir de la localizacin de todos y cada uno de los elemen-

tos que emiten la energa; si todos emitieran la

misma energa, en el espectro no habra ninguna

diferencia entre un pico y otro, lo que dificultar-a el proceso de ubicacin. Para la solucin de

ste problema, se ha diseado un artefacto que

emite un campo magntico fijo e invariable, que es el que se aplica inicialmente; y se le superpo-

ne otro campo magntico variable espacialmen-

te, creando lo que se conoce como gra-

diente de campo magntico. Dada la variacin del campo, los protones de la

muestra van a tener diferentes frecuen-

cias de precesin segn su posicin, con lo que se tendr la informacin

suficiente para esbozar un mapa de la

regin que se analiza.

La fuerza de la seal de resonancia en cada fre-

cuencia indica el tamao relativo de los volme-

nes que contienen los ncleos en distintas fre-

cuencias y, por tanto, en la posicin correspon-diente; y el nmero de protones contenidos en el

volumen influirn proporcionalmente en la in-

tensidad de la imagen.

Fig. 3. Espectroscopia para el H.

En la interpretacin de imgenes, los sistemas

operativos encargados de la tarea dividen la re-

sonancia en dos secuencias: T1 (tiempo de rela-jacin longitudinal) y T2 (tiempo de relajacin transversal). Tanto en la secuencia T1 como en

la T2, los tejidos representan caractersticas es-peciales, comparando las imgenes provistas por

estas secuencias, se pueden deducir caractersti-

cas de las diferentes estructuras.

Las imgenes de T1 expresan cambios de orien-

tacin de los tomos en el plano longitudinal, mientras que las imgenes de T2 expresan las

modificaciones en el plano transversal.

Cada Tejido responde de manera diferente ante

un mismo estimulo creando diferentes imgenes T1 y T2.

si para el estudio de los huesos se tienen los Rayos

X, para el estudio de

rganos, tejidos y cartlagos

se cuenta con la Resonancia

Magntica Nuclear.

Pgina 8

Pgina 9

Por ejemplo, en RMN las lesiones se ven usualmente en T2, las imgenes en T1 no son lo suficientemente sensibles para detectar.

Fig. 4. A la derecha imagen del cerebro T1, a la

izquierda imagen del cerebroT2.

Como se puede apreciar en la Fig. 4, son muy claras las imgenes que se tienen de rganos

del cuerpo que antes de la aparicin de la

RMN, acceder a ellos implicaba obligatoria-

mente una intervencin quirrgica.

La RMN tiene un amplio campo de aplicacin

y aceptacin dadas las innumerables ventajas

que presenta, y los pocos riegos que corren las personas que la practican. As miedos como el

cncer, las mutaciones celulares, el dolor mien-

tras la ejecucin de la tcnica, entre otros, se

ven reducidos, pues sta tcnica no hace uso de radiacin ionizante como los rayos X o , ni requiere de impactos o elevacin de la tempe-

ratura, que podran reflejarse en dolor del pa-

ciente.

Entre otras ventajas est la posibilidad de tener

una imagen multiplanar de una parte en espec-

fica, eliminando la necesidad de la representa-cin en 3D. Adems, otra ventaja vincula la

buena calidad de las representaciones que arro-

ja, permitiendo hacer diagnsticos acertados y prevenciones que busquen el bienestar del

usuario.

No obstante, la RMN posee limitaciones que

hacen que su alcance no cumpla con los reque-rimientos de una situacin particular. Por ejem-

plo, la tcnica se caracteriza por su larga dura-

cin (entre 30 y 80 minutos), lo que puede generar en algunas personas claustrofobia; el

alto costo hace que la accesibilidad al servicio

sea limitada; se requiere de mxima quietud a la hora de la resonancia, convirtindose los

movimientos involuntarios como los cardiaco-

respiratorios, o los intestinales, en problemas

para la nitidez de la imagen; el no cumplimien-

to de precauciones como el no portar materia-les ferromagnticos (armas, llaves,, metal), en algunos casos puede conllevar hasta la

muerte del paciente.

Sin embargo, a pesar de las desventajas men-

cionadas, es una tcnica por la que actualmente

el sector de la medicina se inclina a la hora de

llevar a cabo procesos de identificacin fo-togrfica sin necesidad ciruga. Adems, es una

promesa para seguir avanzando en el estudio

del cuerpo humano, tanto as, que en el presen-te, cientficos e ingenieros del mundo estn

estudiando la posibilidad de poder observar

directamente el efecto qumico de las medici-

nas en el organismo.

Referencias

Nathan, Pedro Joseph. Resonancia Mag-netica Nuclear de Hidrogeno-1 y de

Carbono-13 http://www.uhu.es/quimiorg/rmn3.html

http://www.uam.es/departamentos/

ciencias/qorg/docencia_red/qo/l21/

ftrmn.html http://www7.nationalacademies.org/

spanishbeyonddiscovery/bio_007590-

02.html#TopOfPage

http://es.geocities.com/qo_10_rmn/

http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_magn%C3%

A9tica_nuclear

http://www.sinorg.uji.es/Docencia/FUNDQO/

TEMA10FQO.pdf

JUAN PABLO CASTRELLON

ABSTRAC.

La medicina ha sido una de las reas

del conocimiento con mayor recorrido hasta la actualidad, con esta van avan-

zando los mtodos, tcnicas e instru-

mentos utilizados para cumplir su ta-

rea de la mejor forma posible, hay es donde entra la fsica medica, ya que

esta se centra en una serie de tcnicas

usadas normalmente en fsica aplicada al cuerpo humano obteniendo resulta-

dos muy provechosos y actualmente la fsica

moderna es muy aplicada por sus buenos resul-tados.

INTRODUCCIN.

A medida que pasa el tiempo, las tcnicas utili-zadas para detectar enfermedades van aumentan-

do en la misma proporcin, desde tiempo ante-

riores donde las tcnicas medicinales se basaban en lo que la naturaleza ofreca, continuando con

una ciencia mdica en la que se estudiaban los

comportamientos de ciertos pacientes frente a

varias pruebas y de esta forma los signos presen-tados por cada una de ellas podra contribuir de

ayuda para determinar el padecimiento de cual-

quier paciente, hasta la fecha, donde aparte de usar estas tcnicas en donde se asocian los snto-

mas con las enfermedades, toca tener una cierta

certeza mas apoyndose de utensilios que permi-

tan observar el comportamiento del cuerpo humano en su interior, ac es donde la fsica

medica cumple un papel muy importante.

Con la fsica medica se aplican al cuerpo radio

sonidos, resonancias magnticas y diversas tcnicas adicionales que al parecer eran herra-

mientas de estudio fsico cientfico ahora permi-

ten hacer de la medicina una ciencia menos pro-

babilstica y ms confiable, adems su campo de accin es a nivel mundial, debido a que no es

una tecnologa nueva de estos ltimos aos, sin

embargo su recorrido ha sido demasiado impor-tante para el desarrollo de la medicina y a su vez

se ayuda a adquirir al paciente una certeza ma-

yor en cuanto a lo que ocurre en su cuerpo.

CUERPO DEL ARTICULO

Primero que todo vamos a definir la

fsica medica como la rama del cono-

cimiento aplicada a la medicina en la cual se utilizan y aplican mtodos fsi-

cos para tratamientos y chequeos

mdicos, la fsica medica tiene aplica-ciones en ramas de la medicina como

lo son las asistencias sanitarias, inves-

tigacin biomdica y prevencin, mas aplicadamente es resonancias magnticas nu-

cleares, tomografas axiales computarizadas uso

del ultrasonido entre otros.

La historia para la implementacin de esta rama

del conocimiento se dio desde 1895 con el des-

cubrimiento de los rayos X por Roentgen y es-tudios de fenmenos radioactivos por Pierre, M

Curie y Becquerel. Ms adelante en el tiempo en

el siglo XX Henri Danlos abri al mundo la po-sibilidad de hacer tratamientos con radiaciones

de ondas de radio tal como el para realizar un

tratamiento de Lupus. Adems en este siglo se

implemento como tal el sector investigativo de radiacin de materia biolgica.

Radiodiagnstico

El radiodiagnstico es una de las ramas con las que se trabaja la fsica medica, en esta se hacen

anlisis por imgenes, esta tcnica es muy im-

portante y a la vez muy usada para diagnosticar

Con la fsica medica se aplican al cuerpo radio

sonidos, resonancias

magnticas y diversas

tcnicas adicionales que al

parecer eran herramientas

de estudio fsico cientfico

ahora permiten hacer de la

medicina una ciencia

menos probabilstica y ms

confiable

Pgina 10

FISICA MEDICA

Pgina 11

y ofrecer un buen tratamiento de algunas enfer-

medades, en esta prctica lo que se hace es ex-

poner ciertas partes del cuerpo a radiaciones ionizantes u otras, dentro de estas tcnicas apli-

cadas encontramos tomografas de emisin de

positrones, resonancia magntica nuclear entre

otras, los resultados obtenidos por estos trata-mientos se dan en imgenes con buena resolu-

cin del tejido que se est analizando.

Medicina nuclear

La medicina nuclear tambin hace parte de las

aplicaciones de la fsica medica, este tipo de medicina se caracteriza porque en sus trata-

mientos hacen uso de sustancias radioactivas

para determinar el funcionamiento actual del rgano que se desea analizar, esta tcnica es

muy usada para prevenir posibles enfermeda-

des que aun no se han desarrollado como es el caso de algunos canceres. En el procedimiento

como tal se le inyecta cierta cantidad de una

sustancia radioactiva, esta varia dependiendo la

zona y el tipo de estudio que se desea hacer, esta sustancia despus de ser absorbida por el

tejido comenzara a emitir cierta radiacin que

ser captada por un detector de radiacin el cual es normalmente un detector gama y este

enviara una imagen en 3D que es en la que se

va a estudiar el comportamiento del rgano.

Radioterapia

Al igual que la medicina nuclear y el radio-diagnstico, la radioterapia hace parte de las

aplicaciones de la fsica medica. En esta se uti-

lizan rayos X de alta intensidad para destruir clulas cancergenas, de esta forma la radiote-

rapia es una tcnica muy til para combatir el

cncer e incluso disminuir el tamao de los tumores que puedan temer los pacientes, todo

esto para ser de tratamiento e incluso como

prevencin para que el cncer no se desarrolle

en el cuerpo.

La radioterapia puede ser de dos formas, una

de ellas se practica cuando el tumor esta en la parte externa del cuerpo, en estos casos se apli-

ca un haz de rayos X directo en este para redu-

cirlo, la otra forma de tratamiento se hace cuando el tumor esta dentro del cuerpo, para

esto se le incertan sustancias radioactivas di-

rectamente en el tumor para asi tratarlo. En

casos donde se hay que recurrir a este tipo de tratamiento hay que inmovilizar al paciente

para que este no tenga exposicin de estas emi-

siones directamente en tejidos sanos, los resul-tados de este tipo de exmenes se pueden dar

de dos tipos, uno es bidimensional y el otro es

tridimensional, este valor cambia de acuerdo a

la forma como se desarrolle la radioterapia.

De esta forma vemos que la radioterapia a sido

utilizada en mayor parte para el tratamiento y prevencin de canceres desarrollados, y esta

tcnica se a aplicado a lo largo del mundo.

FISICA MEDICA

CONCLUSIONES

Actualmente la fsica mdica ha sido una herra-

mienta muy utilizada para poder conocer de una forma

mas precisa como es el comportamiento interno de los

pacientes.

Los radiodiagnsticos son la mejor forma para conocer que alteraciones puede tener un

paciente en sus tejidos.

La medicina nuclear es una forma de aprove-

char los conceptos de la fsica mdica para

detectar anomalas en los rganos del cuer-po humano.

Las radioterapias son herramientas fuertes para

combatir los tumores e incluso variedades del cncer.

Tanto la medicina nuclear, las radioterapias y los radiodiagnsticos son activas aplicacio-

nes de la fsica mdica.

REFERENCIAS

[1] www.fisica.ciens.ucv.ve

[2] www.ucm.es/info/otri/computecno/fichas/

tec_evano1.htm

[3] http://www.healthsystem.virginia.edu/

uvahealth/adult_radiology_sp/nucmed.cfm

[4] www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/

article/001918.htm

[5] PLAZAS, Maria Cristina. MACHADO,

Harold. Fsica medica. Revista ACAC, Uni-versidad nacional de Colombia, instituto nacio-

nal de cancerologa, Bogota DC.vol12 No

4.2005

[6] www.chospalaes/area-medica/

radiodiagnostico/intro.htm

[7] Fundacion Hospital Carlos Haya. Fisica y

salud.2005

JUAN CARLOS BERNAL QUIMBAY

Pgina 12

FISICA MEDICA

Pgina 13

Sin duda el estudiar, analizar, construir y adap-tar dispositivos cada vez ms pequeos para el

cumplimiento de labores especficas de forma

ms cmoda y as satisfacer las necesidades planteadas por el hombre, es una revolucin

que viene de tiempo atrs pero que podemos

decir que hasta ahora esta empezando. En el artculo a continuacin, se introduce al concep-

to de nanotecnologa, plantendose como una

de las revoluciones tecnolgicas ms importan-

tes de finales del siglo XX y principios del XIX. Se mostrarn sus usos, beneficios y temas

de controversia, en donde la creatividad huma-

na y la ciencia ficcin hacen pensar en lo que posiblemente pueda llegar a ser el futuro con

estos diminutos dispositivos.

Surge algo diminuto pero poderoso, la

nanotecnologa.

La nanotecnologa es el conjunto de las disci-plinas y tcnicas en el tratamiento de materia

cuyas dimensiones no son mayores a las de un

micrmetro, ms especficamente en la escala de los nanmetros (1 nm es 1*10-9 m). Normal-

mente se llevan a cabo proceso donde se mani-

pula materia de uno a cien nanmetros. Por ser

tan diminutos, la aparicin de nuevas propieda-des fsicas de los materiales se hace inminente,

razn por la cual podemos decir que nos en-

contramos hasta ahora en sus inicios.

La primera gran idea que dara paso al trabajo a escala molecular, fue propuesta por el fsico

estadounidense Richard Feynman en 1961,

quien propona manipular tomos de tal mane-ra que se ensamblaran molculas por s mismas

de caractersticas previamente establecidas.

Feynman lanzaba entonces un gran reto a la ciencia, incluso lleg a ofrecer grandes canti-

dades de dinero como premio para aquellos

que lograran obtuvieran resultados del mismo.

Normalmente los mtodos para la sntesis de los materiales se lleva a cabo comenzando por

un elemento de gran tamao que se moldea

para obtener formas que dan lugar a las distin-

t a s

herramientas y dispositivos con lo que estamos

familiarizados. La nanotecnologa entonces,

llega y propone empezar no por lo grande, sino

por lo ms pequeo, e ir creciendo hasta for-

mar una estructura, de manera similar como en el proceso natural son creadas las cosas en

nuestro entorno. Se empieza por sintetizar y

disear grupos de molculas cuya habilidad especial es el autoensamblaje, luego se hace un

cambio en el estado del medio ambiente en que

se encuentran, como cambio de temperatura ph

NANOTECNOLOGIA

imgenes, llevando as un diagnstico completo y confiable de la evolucin de enfer-

medades as como la prevencin de

estas; la reparacin de tejidos; el mejoramiento de las defensas y sis-

temas biolgicos; tratamiento y ad-

ministracin de medicamentos, son

entre otras las ms destacadas fun-ciones que puede desempear el uso

de esta nueva tecnologa.

Hoy en da se trabaja por ejemplo

en la creacin de Biosensores, que a futuro sern los dispositivos encar-

gados de monitorear y administrar

medicamentos de forma directa. La

idea de estos es que se activen en los momentos justos, es decir, cuan-

do el estado al interior del cuerpo cambie, as, a

un paciente que sufre de diabetes se le podra depositar en su interior clulas artificiales senso-

riales que se encarguen de producir la insulina

que necesita nicamente cuando la glucosa en la sangre de la persona aumente. Tambin se traba-

ja en lo que se ha denominado como dendrme-

ros, los cuales son ramificaciones diminutas de

cadenas de polmeros, cada una de las cuales podran cumplir con distintas funciones, de esta

forma, al ser depositadas dentro del cuerpo, se

encargaran de buscar y reparar daos dentro del

organismo.

Se destaca tambin el que el Instituto Nacional

de Cncer de los Estados Unidos se haya pro-

puesto para antes del 2015 eliminar las muertes

y el sufrimiento causados por el cncer usando nanotecnologa y el que la Nasa est impulsando

programas para el diseo de un prototipo de una

clula artificial.

Otras utilidades importantes de la nanotecnolog-

a es el desarrollo en la ciencia de los materiales,

donde se busca crear estructuras que tengan cada

vez mejores propiedades de resistencia a la vez que su densidades sea menores. Se tienen ya

por ejemplo los denominados nanotubos de car-

bono descubiertos por Sumio Iijima (Prncipe de Asturias de Ciencia y Tecnologa 2008), en

1991.Estas diminutas estructuras se caracterizan

por su ultrarresistencia, extremada ligereza y

gran flexibilidad.

Los nanomateriales, adems de tener

mejores propiedades fsicas sern tam-

bin sern cruciales para responder a

la problemtica ambiental que genera el alto consumo de energa. Iijima se-

ala que con estos dispositivos se

podr ahorrar hasta un 95% de la energa que utilizan los equipos actua-

les, pues su consumo es menor,

adems con ellos pueden fabricarse bateras de mayor duracin y mayor

capacidad de entrega energtica.

Tambin se propone a los nanodisposi-

tivos como las futuras fuentes energ-ticas capaces de absorber y aprovechar

al mximo la energa solar. Ello se

basara primordialmente en el reforza-miento de celdas solares con capas de nanopart-

culas, aumentndose as la capacidad de absor-

cin energtica. Se ha descubierto adems que

aadiendo cierta cantidad de nanopartculas a lubricantes y refrigerantes, se podra obtener un

equivalente a un refrigerador de bajo consumo

para fbricas, barcos, hospitales, etc. que requie-ran de altos niveles de refrigeracin. Aunque no

se ha deducido la razn exacta por la cual ocurre

esto, es sin duda un avance notable si se tiene en

cuenta que gracias a sistemas de refrigeracin se utiliza cerca de un 9% de la demanda energtica

global. Como otra contribucin, las nanopartcu-

las se quieren usar como filtros para el agua po-table donde stas se encargaran de captar bacte-

rias impidiendo su paso por las tuberas del agua.

Similar al proceso de purificacin del agua, existen ya nanopartculas de oro que recubren

vidrios tintados, los cuales al ponerse en contac-

to con la luz

s o l a r , p u r i f i -can el aire.

Pgina 14

NANOTECNOLOGIA

Pgina 15

Dentro de la produccin de elementos comer-ciales, se encuentran hoy en da ropa con nano-

partculas en su estructura, las cuales repelen la

suciedad y hasta virus, tambin se tienen nanopartculas en elementos

deportivos que requieran de alta re-

sistencia y poco peso, como raquetas

y pelotas de tenis, palos de golf, tra-jes deportivos, etc., se usan adems

en la industria cosmtica, como agen-

tes cuyo objetivo es regenerar las clulas de la piel, en pinturas, alimen-

tos envasados, entre otros y se espera

siga creciendo en nmero.

Riesgos y Discusiones.

Por ser un campo que traer un cam-bio rpido y de grandes magnitudes

en la sociedad humana, se predicen

puedan existir riesgos bastante altos al momen-

to de empezar a usar lo producido por la nano-tecnologa. Los riegos cobijan desde cambios

estructurales en la sociedad hasta una extincin

de la misma. A continuacin se describirn

brevemente algunos de ellos. Se dice que la nanotecnologa usada en la fa-

bricacin de armas a menor costo y de mayor

eficacia as como de ms difcil deteccin y defensa, causa incertidumbre en cuanto a lo

que pasara si se desatara un guerra entre pases

que trabajaran con este tipo de dispositivos.

La economa se vera de igual manera bastante afectada si se empezaran a fabricar dispositivos

con bajsimos costos de produccin causando

una inmensa sobreoferta de productos, por lo cual el medio ambiente se vera de igual mane-

ra afectado.

Uno de los que parece ms trado de la ciencia

ficcin, es un posible descontrol de tecnologa con la capacidad de autoreproduccin, ocasio-

nando que esta terminara dominando a sus pro-

pios creadores.

Como prevencin a todo este tipo de riesgos se

ha procurado establecer un compendio de nor-

mas que puedan definir un buen uso de las tec-

nologas nanomtricas. Sin embargo se debe

tener bastante cuidado en lo que se prohibir pues si se restringe demasiado su uso, el trfico

ilegal de nanotecnologa puede ser un proble-

ma mucho mayor al que se est

procurando dar solucin.

Estamos a portas de una revolu-

cin en todo campo desde el laso que se mire. Con el tiempo se hab-

a apreciado como cada vez los

aparatos que a diario utilizamos son de menor tamao , ahora, stos lo sern tantos que slo

con dispositivos especiales podremos apreciar-

los, eso si sus efectos sern todo lo contrario a

la magnitud de su tamao.

La reglamentacin de una herramienta tan po-

derosa es algo que no puede dar espera, habr

que analizar bien que se podr y que no hacer con la nanotecnologa. El cambio sin duda ser

fuerte en nuestra sociedad, sin embargo se es-

pera se asimile de la mejor manera para as

darle un uso realmente positivo y no poner en riesgo la sana convivencia en nuestro planeta.

Referencias

http://es.wikipedia.org/wiki/Nanotecnolog%

C3%ADa

http :/ /www.eurores identes .com/futuro/

nanotecnologia/nanotecnologia.htm

EDUARDO AUGUSTO ALARCON

NANOTECNOLOGIA

En estos tiempos es importante investigar como podremos crear una fuente de energa

diferente al petrleo, para lograr cubrir

las necesidades de la demanda y la

proteccin del medio ambiente.

Una fuente energtica es el Hidrogeno

H. que empleado en los motores de ga-

solina, dara como resultado movimien-to y adems el resultado de la combus-

tin seria agua y protegera al planeta.

Adems se obtendra del agua median-te el proceso de electrolisis. El generar hidroge-

no es un proceso bastante simple, se trata me-

diante el proceso de electrlisis, el cual signifi-ca que al hacer pasar electricidad a travs de un

elemento liquido, el cual ha sido mezclado con

un electrolito; la electrlisis producir la ruptura

de las molculas de agua separando el hidrogeno del oxigeno.

Es necesario disponer de una alta energa elctri-

ca que nos permita la produccin de hidrogeno y obtendramos un buen ciclo, sacar combustible

del agua y regresar el agua al medio ambiente.

El hidrgeno es el primer elemento de la tabla peridica. Es el elemento qumico ms ligero y

tambin, el ms abundante, constituyendo

aproximadamente el 75% de la materia del uni-

verso.

Presenta mayor contenido energtico por unidad de peso que cualquier combustible conocido. Aqu tenemos una tabla con el poder calorfico infe-rior de los combustibles ms habituales en automo-cin:

Gasolina: 11.000 kcal/kg.

Gasoil: 10.200 kcal/kg.

Fuel-oil: 9.600 kcal/kg.

Gas natural: 12.800 kcal/kg.

Carbono: 8.140 kcal/kg.

Hidrogeno: 29.000 kcal/kg.

Basados en esos datos, observamos que el valor energtico de 1 kg de Hidrgeno equivale a 2,78

kg de gasolina, 2,80 kg de gasleo y entre 2,5 y

3,1 kg de gas natural (dependiendo de su com-

posicin).

La empresa australiana Solar Systems -una de las pioneras en energa fotovoltaica de

alta concentracin- est construyendo

la primera planta comercial de Austra-lia y que es capaz de producir hidr-

geno con energa solar. Costar 60

millones de dlares y forma parte de

una planta solar de 450 millones que estar en funcionamiento en 2010.

Junto al empleo de la luz del Sol, lo

realmente novedoso de esta factora es la tecnologa desarrollada para descomponer el

agua en hidrgeno y oxgeno.

El problema de la electrolisis del agua a tempe-

ratura ambiente es su poca eficacia: hacen falta 100 vatios de electricidad para obtener una can-

tidad de hidrgeno equivalente a 60 vatios. Solar

Systems ha conseguido mejorar enormemente

esta ecuacin.

El profesor Antonio Ruiz de Elvira, Catedrtico

de Fsica Aplicada de la Universidad de Alcal

de Henares, analiza el cambio climtico, y reco-mendando los combustibles que protejan el me-

dio ambiente nos concluye que necesitamos el

hidrgeno, y lo necesitamos con gran urgencia.

Hablar de coches del futuro es hablar de energ-as alternativas, por consiguiente el gobierno

alemn a travs de su ministerio, invertir 500 millones, durante los prximos diez aos en el programa para desarrollar la clula de combusti-

ble para propulsar los automviles, autobuses y

barcos.

EL MODELO PRESENTADO POR LUIGI

COLANI

Luigi Colani es en el mundo del automovilismo,

quien presento unos diseos extravagantes y

que se obtienen a travs de fibra y chapa. Su ultima creacin sigue una lnea basada en for-

mas biolgicas las cuales caracterizan sus pro-

yectos, ha los cuales les incorporo clulas de combustible de H. para su movimiento. El mo-

delo se llama H2Go y es fabricado por la firma

Corgi Internacional. y adems se acompaa de

su propia estacin de combustible, y lo obtiene a travs de una planta solar, y se presento en una

feria de Juguetes de Nurenberg.

necesitamos el hidrgeno, y lo

necesitamos con

gran urgencia.

Pgina 16

HIDROGENO

Pgina 17

Un nuevo vehiculo presentado por Hyundai, l Gnesis que se haba presentado en Alemania y que ahora esta en el saln de Chica-go.

El Hyundai i-Blue Concept ofrece una alterna-tiva con tecnologa de H. y se presenta por pri-

mera vez. Elaboro un motor elctrico-

combustible de 100 Kw. y cuya pila o clula de combustible recibe H comprimido a 700 bar y

tiene una autonoma de 600 Km. con carga

completa de 115 litros a 160 Km./h.

La clula de combustible se ha movido fuera del motor, como en otros prototipos de hidr-

geno, y se ha colocado en los bajos del vehcu-

lo para facilitar su ventilacin. Estticamente se han mezclado las formas de crculo y cua-drado, logrando una forma aproximada a un

rombo entendiendo que la aerodinmica no est distanciada de las nuevas tecnologas de

combustibles.

EL HIDROCAR 2009

El H-racer es un pequeo blido de competi-

cin propulsado por clula de combustible de H que lo presentaron en Horizon Fuel Cell

Technologies en 2006. El Hydrocar, se ini-ciar su comercializacin en 2009. En esta ver-

sin, el abastecimiento del H en el vehiculo es

producido por l mismo y se autoabastece.

EL CONCEPTO DE CRYSLER EN SU

DISEO.

Chrysler presento el ecovoyager, que es un

prototipo de vehiculo elctrico con clula de

combustible.

Un motor elctrico de 200 KW (268 CV.) junto

a una pila de combustible, bateras de litio y un

recuperador de energa en frenada, autonoma

de unos 65 Km. con las bateras, llegando hasta los 480 gracias al depsito de hidrgeno que

alimenta la clula de combustible.

Todo el sistema de propulsin se encuentra debajo del suelo del habitculo, mejorando el

espacio para pasajeros y equipaje. Parecen

haber buscado a propsito una imagen de co-

che ecolgico tipo Prius. Lo primero que llama la atencin de los coches

de hidrgeno es el hecho de que por el tubo de

escape solo emitan agua.

Honda quiere transmitir la necesidad del coche de clula de combustible lo llamo el Honda

Clarity. El mensaje es simple: sus beneficios

estn ms claros que el agua.

El gas H es abundante en la tierra, y se encuen-

tra en el agua (H2O), y el hidrgeno combinado

con carbn forma compuestos (hidrocarburos)

como el metano, carbn y petrleo. Los cient-

ficos en todo el mundo enfrentan sta y otras

barreras tecnolgicas.

Los retos principales para producir H. segn

George Sverdrup, un investigador y funciona-

rio del gobierno con el Departamento de Segu-

ridad Energtica de Estados Unidos (DOE), al

Servicio Noticioso, son cmo producir hidr-

geno a un costo de dos a tres dlares por equi-

va l ent e d e l ga l n d e ga s o l ina

(aproximadamente 4 litros); para almacena-

miento, es cmo almacenar suficiente hidrge-

no a bordo de un vehculo para permitir una

distancia de manejo econmica de 300 millas

(483 kilmetros); y para las celdas de combus-

tible, es cmo llevarlas al punto donde tengan

un costo competitivo y sean igual de duraderas

que los motores de gasolina. Sverdrup es el

gerente del Programa de Tecnologas de Hidr-

geno, Celdas de Combustible e Infraestructura

del Laboratorio Nacional de Energa Renova-

ble (NREL) del DOE.

El hidrgeno se puede producir a travs de un

proceso qumico de los combustibles fsiles de

hidrocarburo, pero en este proceso se emiten

gases los cuales contaminan y producen el

efecto invernadero.

En NREL, el trabajo con hidrgeno se centra

en producir el elemento de fuentes de energa

renovable para la produccin, entrega y alma-

cenamiento de hidrgeno, celdas de combusti-

ble, tecnologa de validacin (sistemas de prue-

HIDROGENO

y normas y anlisis.

El presidente de General Motors Corporation, RicWagoner, pre-senta el auto de concepto elctrico Chevrolet Volt en 2007.

Los cientficos de NREL buscan producir Hidro-

geno del agua usando la luz solar, el viento y los

recursos biolgicos como las algas y bacterias.

El almacenamiento de hidrgeno es uno de los

principales obstculos para su comercializacin

y, NREL es uno de los tres centros nacionales de

excelencia en Estados Unidos que trabajan en el

problema, al usar estrategias diferentes.

El hidrgeno representa una gran promesa para

un futuro con energa sostenible, como el ele-

mento clave de una mezcla de combustibles,

afirm Sverdrup. Existen todava obstculos

tcnicos que superar, pero si comenzamos desde

ya con las investigaciones daremos solucin.

CONCLUSIONES

Es indispensable usar combustibles que mejoren

y protejan el planeta para poder compartir una

mejor calidad de vida.

El estudio de una alternativa basada en la energ-

a del Hidrogeno, dara como resultado una me-

jora en los recursos de la tierra y un mejora-miento en resultados de salud, menos contami-

nacin y efecto invernadero.

Es posible que si empleamos a fondo todas las

estrategias e investigaciones podemos lograr un

combustible que denominaramos biolgico ya

que dara beneficios mltiples a la humanidad.

El producir combustibles no contaminantes es

un reto mundial y que debe ser primordial para

cientficos e ingenieros.

REFERENCIAS

http://ingenieria.udea.edu.co/investigacion/gea/

COMBUSTIBLE.htm

ht tp :/ / www. t ecnoc ienc ia . es / esp ec ia les /

hidrogeno/tipopilas.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3geno

CSAR NDRES MOLANO

Pgina 18

HIDROGENO

Pgina 19

ABSTRAC.

A lo largo del tiempo la industria de los mate-

riales a avanzado de una forma increble, desde antecedentes con pinturas y arte rupestre hasta

lo que hoy conocemos como nanomateriales,

siendo una de las industrias actuales y en creci-

miento, sin embargo esta ltima tecnologa en cuanto a nanomateriales no es del todo nueva

ya que anteriormente se haca uso de ella in-

conscientemente y ahora la implementacin es mucho ms clara y mejor aplicada.

INTRODUCCIN.

La implementacin y uso de materiales se data

desde tiempos cercanos al origen del hombre, continuando con las antiguas civilizaciones,

pasando por las diferentes edades donde se co-

menzaron a a trabajar los diferentes materiales como plata bronce hierro etc hasta la actuali-

dad, en la que paralelamente se hace un estudio

de materiales compuestos de todos estos mate-riales investigados y comprendidos con ante-

rioridad y lo que conocemos ahora como los

nanomateriales.

Para la implementacin de la nanotecnologa y

el estudio de los materiales se hiso uso de teor-

a relativista y tambin conceptos de fsica cuntica, sin embargo estas no han sido total-

mente comprendidas por estas ramas de la fsi-

ca. El campo de estudio e investigacin en este

campo ya es a nivel mundial, incluyendo a nuestro pas, en el cual se destaca el centro de

excelencia en nuevos materiales (CENM).

CUERPO DEL ARTCULO

Actualmente el concepto de los nanomateriales

puede escucharse y asociarse a esta poca que

estamos viviendo, sin embargo hay estudios

que afirman que este tipo de tecnologa se usa-ba en la antigedad, aunque no se asegura que

tan consientes eran las antiguas civilizaciones

para conocer en realidad lo que estaban hacien-do, un

ejemplar de estas investigaciones acerca de culturas antiguas se da al observar y analizar la

pintura de color azul que usaba la cultura maya,

ya que este color era muy duradero.

A diferencia de los otros tonos en la pintura, el

azul perduraba con el tiempo, los anlisis que

se le hicieron a este material para conocer que se poda tratar de una aplicacin de nanotecno-

loga en la antigedad mostraba que este mate-

ria se haca a bases de arcillas de varios tipos y

color natural proveniente de plantas cultivadas en su poca, adems por microscopa se obser-

vo que la combinacin de estos materiales ge-

neraba una superred manomtrica. Anexo a este estudio, se encontr que este tipo de dispo-

sicin nanomtrica hacia que las propiedades

del material fueran las adecuadas para su im-

plementacin de esta obra maya, las propieda-des que se obtenan claramente eran el color y

la durabilidad del pigmento azul, este pigmento

azul se considera que puede durara hasta ms de 15 siglos.

En la actualidad la implementacin de los na-nomateriales en la industria es muy comn ya

que este tipo de nanotecnologa se aplica en

muchos campos del conocimiento y de la in-

dustria en general, dentro de sus aplicaciones ms vistas por la sociedad se encuentran las

prendas con caractersticas anti manchas, las

pinturas de automviles con refuerzos y protec-cin contra los rayados, las pinturas anti grafiti,

estudios del virus de inmunodeficiencia huma-

NANOMATERIALES

(VIH) con nano partculas de plata, los dispositi-vos electrnicos avanzados y muchos

ms.

A nivel de costos para la implementa-

cin que se le a dado a este tipo de

tecnologa no a tenido un impacto

muy alto, este tipo de materiales se implementan en los productos de con-

sumo normal y la elevacin de costos

es no es muy alta, por esta razn cabe decir que la nanotecnologa y en gene-

ral el uso de nanomateriales es como tal una tec-

nologa muy rentable y completa ya que se me-jora la calidad en los productos con aumentos en

el

costo bajos.

Si ahora retomamos la implementacin y uso de

los materiales en los ltimos avances de investi-

gacin, encontraremos ciertos nanodispositivos como los que veremos adelante.

Nano clulas solares

Actualmente la implementacin de celdas foto-

voltaicas para la transformacin de la energa

solar a sido uno de los avances ms nombrados, sin embargo este avance no es de acceso para

cualquier persona y en lo general solo han hecho

uso de esta tecnologa las grandes empresas y las que se encargan de suministrar energa por

este mtodo. La nanotecnologa esa siendo usa-

da para mejorar eficientemente esta labor y as

mismo hacer de esta tecnologa algo ms accesi-ble al usuario en general, el planteamiento que

se hace es desarrollar un tipo de material foto-

voltaico que se extienda como un plstico e in-cluso como una pintura.

Nano hilos de plata como detectores de explo-

sivos.

Actualmente el sector militar encargado de en-

contrar y desactivar materiales explosivos de cualquier proveniencia malintencionada usa

herramientas de alto costo e incluso personal

animal para encontrar los explosivos, sin embar-go esas fuentes no proporcionan una efectividad

del 100% e incluso sus costos son muy elevados,

para esta tarea la industria natotecnologica est

implementando nanohilos de plata para la detec-cin de explosivos.

La disposicin de estos nanohilos se hace de tal forma que se cree una capa

delgada de estos hilos que se asemejan

a agujas, y estas deben estar posicio-

nadas apuntando a una misma direc-cin, esta disposicin hace que la de-

teccin sea muy efectiva, e incluso

e s t a t c n i c a s e l e l l a m o

espectroscopia Raman de superficie

Se presume que este tipo de tecnologa sea de

mucha ayuda en casos donde se necesite este tipo de deteccin en guerras qumicas, biolgi-

cas e incluso serian muy tiles para la seguridad

global. Este tipo de tcnica detecta cualquier tipo de

emisin qumica y energtica de los explosivos

como lo puede ser el dinitrotolueno

Nanotubos para detectar y reparar fisuras en

alas de avin y otras estructuras criticas

Esta tecnologa es muy aplicada, sin embargo el

alcance del provecho causado al utilizar los na-notubos de carbono esta siendo evaluado en va-

rios campos, en este caso se observo que la im-

plementacin de los nanotubos de carbono en la

Elementos de d i m e n s i o n e s nanometricas que producen efectos a e s c a l a s macrometricas.

Pgina 20

NANOMATERIALES

Pgina 21

Despus de que la red detecta las caractersti-cas de la fisura, los ingenieros encargados env-

an una carga leve al rea afectada y de esta

forma los nanotubos de carbono se calientan y se funde el agente reparador que est incluido

en el compuesto, y este se desplazara hasta cu-

brir la falla en el material, y el nuevo material

despus de la reparacin ser un 70% tan fuerte como la original, adems de que se evitan pro-

longaciones de fallas en el material.

De esta forma vemos que la aplicacin de la

nanotecnologa es a nivel mundial y multidisci-

plinaria, con lo que se espera reducir costos para procesos actualmente complicados y cos-

tosos, y de esta forma darle una modificacin

estructural a las herramientas de trabajo apli-

cando los nanomateriales.

CONCLUSIONES

La utilizacin e investigacin de los nanoma-

teriales ya esta implementada a nivel mun-

dial incluyendo nuestro pas. La implementacin de los nanomateriales en

herramientas complejas son beneficiosas

para redisear las dimensiones del dispo-

sitivo a uno de menor talla. El uso de nanotecnologa y nanomateriales

particularmente en las industrias hacen

que los costos no se eleven y sean accesi-bles para mas usuarios.

Los campos posibles para implementar tecno-

loga de nanomateriales est en proceso de

evolucin y de evaluacin para las dife-rentes ramas del conocimiento.

REFERENCIAS

[1] MENDOZA, Aminta. de los materiales artificiales a la economa de los nanomateriales.

Revista ACAC, articulo del instituto interdisci-

plinario de las ciencias. Armenia, colom-

bia.vol12 No 4.2005 [2] http://blogs.creamoselfuturo.com/nano-

tecnologia/category/nanomateriales-y-

nanodispositivos/ [3] http://www.ucm.es/cont/descargas/prensa/

tribuna1017.pdf

[4] http://www.tecnomania.com

JUAN CARLOS BERNAL

Jaime Villalobos

NANOMATERIALES

Una de las cosas por la que nos podemos mara-villar al ver el mundo que habitamos,

es la forma como la naturaleza se en-

carga de crear, sustentar y seleccionar a cada uno de los individuos que la

conforman. El hombre como ser supe-

rior por si mismo denominado, ha

buscado a travs de cada poca descri-bir lo ms claramente posible los

fenmenos que logra percibir de tal

manera que en un futuro prximo este conocimiento pueda ser usado para su

beneficio.

En una de tantas bsquedas aparecera en a finales del siglo XIX una de las

primeras aproximaciones considera-

bles de lo que hasta entonces se vea

como utpico, la clonacin. A partir de all el enfoque de gran parte de la

comunidad cientfica se volcara a trabajar sobre

dicho tema, y es que no solo ser capaces de des-cribir el comportamiento de lo que nos rodea

sino ser capaces de realizar propiamente proce-

sos que son bsicamente ajenos y muchas veces

inentendibles, motiva pensar en formas de avan-ce y bsqueda de ciencia.

La clonacin nos abre muchas puertas de estudio

donde caben sin numero de discusiones que in-volucran todo tipo de temas, sus aplicaciones,

restricciones tanto fsicas como ticas, se con-

vierte entonces en una rama que parece tener

mucha ms cuerda por desatar que sorprende con cada nueva publicacin y que sin duda hace

sentir ansiedad sobre lo que se pueda venir en

los tiempos prximos.

A continuacin un artculo que describe breve-

mente uno de los avances y centros de atencin

de la comunidad cientfica en el ltimo siglo, la clonacin y todo lo que consigo trae, beneficios

y problemticas.

Antecedentes

La clonacin se define como la creacin de una copia de un organismo vivo de tal manera que su

material gentico sea el mismo. En la naturaleza

se presenta en diversos organismos.

Como antecedente encontramos que los agricul-tores de hace miles de aos usa-

ban tcnicas que podan definirse

como una clonacin primitiva. La experiencia les indicaba a

nuestros antepasados que si cor-

taban un fragmento de una planta

y lo sembraban obtenan otro organismo de las mismas carac-

tersticas del primero. Con el pa-

sar del tiempo perfeccionaran su tcnica y obtendran plantas con

ciertas caractersticas de tal ma-

nera que satisficieran de manera ms eficiente sus necesidades

alimenticias, aunque muchas ve-

ces con resultados aleatorios.

Sera solo hasta finales del siglo XIX que se empezaran a obtener

resultados del trabajo directo con

clulas, cuando el zologo alemn Hans Deisch obtendra separar las dos clulas confortantes de

un embrin de erizo de mar, las cuales posterior-

mente creceran y llegaran a ser adultas.

Los estudios con embriones continuaran con

otro alemn, Hans Spemann, quien ampliara lo

hecho por su colega Deisch a los anfibios, pro-

poniendo engendrar un animal extrayendo el ncleo de una clula e introducindolo en un

ovulo al que se le haba extrado el ncleo pre-

viamente. Los resultados de sus estudios daran sus frutos en 1952 cuando los bilogos Robert

Briggs y Thomas King lograran introducir

ADN de una clula embrionaria de rana en un

Pgina 22

CLONACION

Pgina 23

ovulo vaco.

resultados seran realmente sorprendentes para

la poca, el embrin lograra convertirse en

adulto. En 1962 el bilogo britnico John Gur-don realizara el experimento de

Briggs y King con la diferencia

que uso clulas que no eran em-

brionarias en renacuajos con tcnicas sobresalientes para la

extraccin y transferencia del

ncleo celular en renacuajos, des-afortunadamente estos organis-

mos no llegaron nunca a la edad

adulta. Sin embargo las miradas de la comunidad cientfica se en-

focaran en el procedimiento y

tcnicas usadas por Gurdon direc-

cionando su estudio hacia anima-les ms grandes, los mamferos.

No pasara mucho tiempo para

que los resultados de los estudios se dieran a

conocer. Steen Willadsen, bilogo dans, pre-sentara por primera vez un mamfero clonado

en 1977. Willadsen clonara ovejas a travs de

la transferencia nuclear con ADN de clulas embrionarias tempranas o jvenes. Llegaran

los 90s y con ellos los mayores avances en el

campo de la clonacin. En 1995 cientficos

britnicos clonaran dos corderos con la pecu-liaridad de mantener vivas las clulas embrio-

narias en un cultivo antes de iniciar el proceso.

En el 96 llegara el caso de mayor mencin acerca del tema. Nacera gracias al equipo de

cientficos de Roslin la oveja Dolly, la cual

sera el primer ser vivo clonado a partir clulas adultas. Con la aparicin de Dolly vendran

despus la clonacin de un sin nmero de clo-

naciones en donde se destaca principalmente el

de Polly, un cordero al que en se le insert en sus genes fragmentos de ADN humano que

controlan la coagulacin en la sangre, utilizado

en el tratamiento de la hemofilia.

Aplicaciones

Como todo avance de la ciencia, la clonacin

tiene su propsito en los intereses humanos.

Como en tiempos pasados donde se cortaban partes de plantas para luego sembrarlas y as

reproducir de forma eficaz un cultivo, ahora con la clonacin de animales, se puede hacer

un sistema anlogo en el rea de la ganadera,

producindose as ms carne y leche y donde se podra pensar en una solucin a la crisis ali-

mentara que se dice, se agrava

con el pasar de los das.

Lo que es la medicina, tambin se ve beneficiada conforme

avanza la clonacin como tcni-

ca. Como en el caso del cordero Polly, clonar animales gentica-

mente modificados con fragmen-

tos de ADN faltantes en pacien-

tes con cierta enfermedad, con-seguira producir medicamentos

que seran producto directo de

los animales clonados, es decir leche con propiedades realmente

curativas.

La clonacin se ve tambin co-

mo una salida a los problemas de poblacin de animales en va de extincin e incluso de la

recuperacin de animales ya extintos.

Discusin y controversia.

La clonacin en animales aunque muy benefi-ciosa, da lugar tambin a ciertas discusiones.

En primer lugar se dice que la falta de diversi-

dad gentica que existira en grupos de espe-cies, si se llegara a dar la clonacin maiva de

una de ellas, contribuira a que las enfermeda-

des que puedan existir fueran difcilmente combatibles, por lo cual muchas de ellas que

antes no lo eran puedan llegar a ser letales.

Adems se ha visto que los animales clonados

son ms propensos a sufrir de distinto tipo de enfermedades, por citar un caso, la oveja Dolly,

despus de un tiempo sufri de artritis.

Pero sin duda la mayor de las discusiones se lleva a cabo alrededor de lo que podra ser la

clonacin humana. Por razones ticas y religio-

sas es grande el nmero de opositores que po-

see esta idea, entre los que se encuentra princi-palmente la iglesia catlica. El problema se

plantea, adems de las razones teolgicas, des-

de los efectos que se le puedan ocasionar a un

CLONACION

humano saber o compartir con su clon, o ms an saber que se es un clon. Adems como en la

clonacin con animales, el xito del procedi-

miento es en porcentaje bajo, lo que pondra en riesgo tanto a la portadora del clon como al clon

mismo.

La ciencia sin lugar a dudas seguir avanzando,

la clonacin en humanos legalmente parece no llegar a llevarse, por lo menos a la luz pblica

por ahora, pues realmente traera consigo impli-

caciones ticas bastante serias. En cuanto a lo que es clonar con el fin de la produccin de ali-

mentos y medicamentos se debe abrir la mente y

aceptar las innovaciones que traen estos procedi-

mientos.

Referencias

http://es.wikipedia.org/wiki/Clonaci%C3%B3n

http://www.ugr.es/~eianez/Biotecnologia/

Clonacion.html

EDUARDO AUGUSTO ALARCON

Pgina 24

CLONACION

Pgina 25

Abstract: Black holes are one of hardest ob-jects of study in the astronomy. Inside them is

maybe the answer to many problems of the

modern and quantum physics, but at the same time its a real big challenge because theyre absolutely complex. This work is just a small

introduction to the black holes, their charac-

teristics and their influence over our universe.

Artculo- Como es bien sabido, los agujeros

negros son uno de los fenmenos astronmicos ms impresionantes y tal vez de los ms miste-

riosos de todo el universo, no slo por su des-

cubrimiento relativamente reciente, sino por sus caractersticas conocidas y por todas las

presunciones que rondan sobre ellos. Pero pri-

mero, definamos lo que se conoce como aguje-

ro negro: un agujero negro es una concentra-cin de materia la cual tiene un campo gravita-

cional suficientemente grande para curvar to-

talmente el espacio tiempo que est a su alrede-dor, de tal manera que nada puede escapar de

caer en l, ni siquiera la luz. La primera per-sona que sugiri que podran existir estrellas oscuras cuya gravedad fuera tan fuerte que la luz no podra salir de ellas fue John Mitchell en

1873 (Gribbin, 1996: 60). Yendo un poco atrs en el tiempo poco menos de un siglo para ser exactos- es posible encon-

trar muchas teoras que hablan de supergrave-

dades capaces de atrapar la luz; sin embargo, el

verdadero estudio de este tema es muy actual, pues una teora con caractersticas suficientes

para aceptar la influencia de la gravedad sobre

la luz tendra una base ms bien slida slo hasta el desarrollo de la fsica cuntica y la fsi-

ca relativista. De hecho, se encuentran estudios

como el de Robert Oppenheimer, quien en

1939 propuso la idea de colapsos gravitatorios en las estrellas, por lo que existira la probabili-

dad de existencia de agujeros negros que son

creados por la naturaleza. En la actualidad uno de los personajes ms co-

nocidos dentro del estudio de los agujeros ne-

gros es Stephen Hawking, quien en su libro

titulado Agujeros Negros y la Historia del Tiempo habla del proceso de formacin de los mismos desde el momento en que una estrella

gigante roja caracterizada por su enorme ma-sa- muere, hasta la atraccin gravitatoria que la

nueva estrella enana blanca se ejerce a s mis-

ma para convertirse finalmente en un agujero

negro.

Cmo nace un agujero Negro?

Basndonos en la publicacin de Stephen Haw-

king, el proceso comienza cuando una estrella gigante roja agota todo su combustible, por lo

que la estrella muere. Con el pasar del tiempo

la fuerza gravitatoria de la estrella hace presin sobre su superficie, disminuyendo su radio y

convirtindose en una nueva estrella del tipo

enana blanca. La continuacin del proceso de auto-absorcin de la estrella puede dar origen a lo que se conoce como colapso esfrico, situa-

cin en la que el espacio-tiempo comienza a

deformarse generando cerca del campo gravita-cional de la estrella un horizonte de eventos en

la superficie crtica de radio R=2M. Esto

vendra siendo el lmite del agujero negro en formacin, lo que nos indica que todo lo que

sobrepase este limite horizonte tendr una di-reccin de propagacin apuntando hacia el in-

terior de esta superficie. Una vez dentro de la estrella (hoyo negro), la materia e incluso las ondas electromagnticas- sern dirigidas a un

punto de singularidad que tender a tener un

volumen cero y una densidad infinita.

El fenmeno de Tiempo Congelado

En este fenmeno se tiene una divisin del

tiempo en propio y aparente y se puede expli-

car al ver una secuencia de seales emitidas

por un objeto por ejemplo una nave- mientras entra a un agujero negro. El tiempo propio ser

el que transcurra dentro de la nave mientras

que el tiempo aparente ser que el vivan los receptores de la seal, lejos del agujero. Al

principio, cuando apenas est siendo atrada

hacia el agujero, la nave emitir una secuencia

Agujeros Negros: El Paradigma del Siglo

XIX

de imgenes y stas podrn ser recibidas en al-guna parte distante del agujero negro puesto que

la distancia con el horizonte de eventos todava

es considerable. Los tiempos ac y all son igua-les. Sin embargo, a medida que la nave se va

acercando a dicho lmite, los tiempos de recep-

cin de la seal se van haciendo cada vez ms

largos aunque esto no se ver hasta el final-. Cuando la nave ha llegado al lmite, el horizonte

de eventos, las seales de emisin tardarn un

tiempo infinito para llegar a ser recibidas tenien-do as la sensacin de que el tiempo se ha dete-

nido en la nave. Esto es una demostracin de la

dilatacin del tiempo de Einstein, pero en un escenario bastante extremo, donde la velocidad

llega incluso a la de la luz. Esta situacin se en-

cuentra en las figuras 1 y 2.

Figura 1. Diagrama espacio-tiempo de la forma-

cin de un agujero negro.

Figura2. Secuencia de imgenes en diferentes

tiempos: A) Tiempo aparente y B) Tiempo pro-

pio

En la figura dos encontramos el ejemplo de un

personaje que se encuentra en la nave y su rela-cin en el tiempo propio y en el tiempo aparen-

te. Mientras que nuestro personaje se estar mo-

viendo en el tiempo propio mientras la nave se

dirige al agujero negro, las seales que se envan de su movimiento se vern instantneamente

congeladas cuando la nave atraviese el horizonte

lmite del agujero.

Las zonas de un Agujero Negro: el eterno

misterio.

La primera de las zonas que se encuentran cuan-do se es atrado por un hoyo negro es el lmite

esttico, en el cual las partculas a pesar de la

atraccin, todava pueden moverse libremente. La segunda zona es la que se encuentra entre el

lmite esttico y el horizonte de eventos; en esta

zona la materia es forzada a rotar en la misma direccin del hoyo negro, la libertad de movi-

miento ha decrecido considerablemente y la ma-

teria es absorbida hacia el agujero, aunque aun

es posible zafarse de l movindose en espiral hacia fuera. La zona oscura es aquella que se

encuentra dentro el horizonte de eventos: cual-

quier cosa que entre all nuestra nave de ejem-plo- ya no tiene posibilidad de salir ni siquiera

viajando a la velocidad de la luz. Esta regin

siempre ser un misterio, pues nada de lo que

entra all puede salir y por tanto lo que pase all solamente podr sugerirse o suponerse fsica-

mente, pero no probarse. La zona que se encuen-

tra entre el horizonte de eventos y el lmite est-tico es conocida como ergosfera y es bastante

estudiada por los cientficos, puesto que es la

zona ms cercana al agujero negro a la cual la

materia puede llegar con posibilidad de retorno.

Los chorros de plasma

La revista Nature en Abril de este ao (2008)

public un estudio realizado en la Universidad

de Boston y dirigido por Alan Marscher. Este documento explica que existen unos chorros de

plasma colimados que parten de campos magn-

ticos ubicados cerca del borde de los agujeros

negros. En algunas zonas puntuales de los cam-pos magnticos de los agujeros negros estos

chorros son orientados y acelerados a velocida-

des cercanas a la de la luz. Cuando estos chorros pueden ser vistos desde la tierra, los agujeros

negros que los produjeron entran en la categora

de blazar.

Aunque ciertamente es bastante extrao que un

Pgina 26

Pgina 27

agujero negro emita radiaciones, este fen-meno se explica precisamente con la naturaleza

del mismo: justo cuando el agujero est devo-

rando materia, antes de pasar por el horizonte de eventos en la ergosfera-, la misma est siendo afectada por las fuerzas del agujero, por

lo que un poco de materia sale disparada con

velocidades enormes.

Hace relativamente poco tiempo se hall un

caso en el que un agujero negro afect a una

galaxia con uno de los chorros mencionados. El ao pasado el chorro emitido por un agujero

negro supermasivo arremeti contra una ga-

laxia cercana a l. Tal violencia sobre una ga-laxia muy seguramente habr causado enormes

modificaciones a los planetas y estrellas que

hay dentro de la misma, dejando posibilidad

incluso a la creacin de nuevas estrellas luego de la estela destructora. Este suceso ocurri en

un sistema binario conocido como 3C321, en

donde hay 2 galaxias que giran en rbita, una alrededor de la otra. El fenmeno se produjo

cuando el chorro producido por un agujero ne-

gro supermasivo que se encuentra en el centro

de la galaxia ms grande se dirigi a la galaxia pequea. Los chorros traen consigo enorme

radiacin, en especial rayos X y rayos gama.

Figura3. Imagen del ataque propiciado por un agujero negro a una estrella cercana.

A pesar de ser descubiertos desde hace tan po-

co tiempo, los agujeros negros ahora hacen parte importante de la astronoma a nivel mun-

dial y su centro eternamente misterioso tal vez

sea la clave para muchas de las conjeturas que

an existen en la fsica. La naturaleza de los agujeros negros todava tiene mucho por reve-

larnos.

Referencias

GRIBBIN, J. (1996) The Companion to Cos-

mos. London: Weidenfeld & Nicolson.

Wikipedia, la enciclopedia libre. Bsqueda:

Agujeros Negros.

www.wikipedia.com/ Pgina visitada el 30 de noviembre del 2008.

LUMINET, Jean Pierre.(1998) Black Holes:

Black Holes: A General Introduction. Observa-toire de Paris-Meudon, Departement

dAstrophysique Relativiste et deCosmologie, CNRS UPR-176, F-92195 Meudon Cedex, France

Portal Ciencia@NASA: La NASA anuncia el

descubrimiento del ataque ocasionado por un agujero negro a una galaxia cercana.

http://ciencia.nasa.gov/ Pgina visitada el 30 de noviembre del 2008.

EDINSON CAMILO DURAN

Hace dos meses se conocieron los nombres de los ganadores del premio Nobel de fsica de este

ao. Este importante premio, que reconoce a las

personas que se hacen un gran trabajo en cada una de sus reas se otorga anualmente desde

1901. Todo se debe a un importante empresario

sueco Alfred Nobel, quien hizo toda su fortuna

gracias al descubrimiento de la dinamita, pero al ver que su fortuna venia en gran parte de la gue-

rra se sinti un poco culpable y en su testamento

dejo toda su fortuna para que se repartiera en cinco partes iguales a las personas que en ese

ao hayan realizado el mayor beneficio a la humanidad. Asimismo escogi por que motivos se daran los premios y quienes serian los encar-

gados de seleccionar a los ganadores. Desde en-

tonces este es uno de los premios ms importan-

tes y de mayor reconocimiento en el mundo.

Este ao los ganadores del premio Nobel de fsi-

ca fueron tres personas, el estadounidense Yoi-

chiro Nambu y los japoneses Makoto Kobayashi y Toshihide Masakawa. El premio se reparti de

la siguiente manera: la mitad para el estadouni-

dense y la otra mitad repartida en partes iguales

para los japoneses.

Yoichiro Nambu naci en Tokio en 1921, estu-

dio fsica en la Universi