matria marzo 08 · 4 marzo · 2015 L os rayos gamma (γ) son la forma más extrema deradiación...

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Sabere ienciaS marzo 2015 · número 37 año 4 · Suplemento mensual

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Sabere ienciaSmarzo 2015 · número 37 año 4 · Suplemento mensual

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5El sitio de HAWC

IBRAHIM TORRES

6IceCube y el descubrimiento

de neutrinos astrofísicos de altas energíasIGNACIO TABOADA

7El agua para HAWC

HUMBERTO SALAZAR IBARGÜEN

8Rayos cósmicos y rayos gamma

ALBERTO CARRAMIÑANA

9 HAWC y el medio ambiente

JANINA NAVA

10 La Colaboración HAWC

DANIEL ROSA

11 La entrevistaHAWC: Ambicioso proyecto científico

comprometido con la formación de recurso humano especializadoa

DENISE LUCERO MOSQUEDA

12 Año Internacional de la LuzLa era de las fibras ópticas

BALDEMAR IBARRA ESCAMILLA

13 Tras las huellas de la naturalezaAgua, cuanta, cuenta

TANIA SALDAÑA Y CONSTANTINO VILLAR

14 Tekhne IatrikéCiencia y políticos: el caso Mancera

JOSÉ GABRIEL ÁVILA-RIVERA

15 Homo sumComicios indiferentesSERGIO CORTÉS SÁNCHEZ

16 Reseña (incompleta) de librosLa doble vida de Jesús

ALBERTO CORDERO

17 Año Internacional de la LuzOjos de insectos:

sistemas ópticos de múltiples pupilasFRANCISCO-J. RENERO-C

18 EfeméridesCalendario astronómico marzo 2015

JOSÉ RAMÓN VALDÉS

19 A ocho minutosLas placas astrofotográficas

de Tonantzintla a la Memoria del MundoRAÚL MÚJICA Y GUADALUPE RIVERA

20 Agenda

ÉpsilonJAIME CID

Probo y eficiente

José Mújica, expresidente de Uruguay, dejó elcargo con una aprobación de 65 por ciento; PeñaNieto, el Ejecutivo federal de México en su segun-do año de gestión tiene 80 por ciento de desapro-bación. Entre ambos mandatarios hay una diferen-cia notable: la honradez del uruguayo y la falta deprobidad del mexicano. El primero vive y vivirá enuna modesta vivienda que corresponde a su bio-grafía laboral y principios éticos; el segundo, enmansión blanca cuya adquisición nunca ha sidodemostrada o respaldada por la declaratoria deingresos fiscales ni la documentación bancaria queacredite un ingreso legal del adquiriente.La administración pública federal encabezada

por Enrique Peña Nieto hace un uso dispendioso ydiscrecional del erario e impulsa normas y reformasdepredadoras del patrimonio nacional y de la inte-gridad física de los mexicanos; en cambio, al sur delcontinente, en Argentina, Cristina Fernández em-prende el rescate de la riqueza de ese país en bene-ficio de la mayoría de ciudadanos, enfrentándoseal poder de los empresas transnacionales. Al Eje-cutivo mexicano lo obceca privilegiar los interesesextranjeros y enriquecerse durante su sexenio:otorga contratos sin licitación y privilegia a su cons-tructor de cabecera, que es el mismo que les edifi-có lujosas mansiones a él y al actual secretario deHacienda y Crédito Público. Peña Nieto incumpliósu promesa de campaña de dignificar la calidad devida de los mexicanos y ser eficiente. Lejos de de-mostrar probidad, nombró a un subalterno paraque investigue los conflictos de intereses en que seha involucrado y nombró Procuradora General dela República a una exsenadora de Televisa, la mis-ma empresa que lo hizo presidente de la Repúblicacon una campaña mediática sostenida seis añosantes de que fuera electo presidente.A la falta de honradez con que se comporta

Peña Nieto habría que agregar la impunidad y ci-nismo de su actuación y la domesticación que des-de la presidencia de la República se hace del Con-greso de la Unión: los acuerdos trascendentales ylas reformas de gran calado se elaboran en LosPinos con la anuencia de los poderes fácticos. Lacooptación del Poder Legislativo y su actuacióncontraria al interés de la mayoría de la poblacióngeneran desinterés por los comicios para renovar alos legisladores federales y aumentan la no credi-bilidad en el Poder Ejecutivo y Judicial. A esta situa-ción habría que agregar la criminalización de laprotesta social, las desapariciones forzadas, los da-ños colaterales de la guerra contra el narcotráfico,los crímenes de estado y la ausencia de un Estadode Derecho. Peña Nieto debe de entender que notiene ni ha tenido legitimidad ni credibilidad y que

su legalidad, dudosa en principio, cada vez se cues-tiona más. La renta de las actividades extractivas hasido empleada en Bolivia, Venezuela, Brasil y Ar-gentina en beneficio de las mayorías en esos paí-ses, aquí, para engrosar las utilidades de las gran-des empresas, y aumentar la exclusión social y lapobreza de aquellos a quien debería representarPeña Nieto.Recomponer el tejido social requiere restable-

cer la confianza entre nosotros y las instituciones;para ello necesitamos que las instituciones expre-sen, preserven y defiendan los intereses mayorita-rios y que los representantes electos a través delsufragio y los profesionales de la administraciónpública sean eficientes, probos y congruentes consus dichos y hechos, Tenemos un pasado que nosdignifica, una heterogeneidad de recursos bióticosy capacidad para su disfrute y transformación sus-tentable, no sacrifiquemos más a una nación enaras de complacer a los poderes fácticos. Otro go-bierno es posible y deseable.

Contenido

3 PresentaciónEquinoccio, Haro, Juárez y HAWC:

celebrando comienzosRAÚL MÚJICA

4 HAWC: una nueva ventana

al universo extremo desde MéxicoALBERTO CARRAMIÑANA

es un suplemento mensual auspiciado por La Jornada de Oriente

DIRECTORA GENERAL

Carmen Lira Saade

DIRECTORAurelio Fernández Fuentes

CONSEJO EDITORIAL

Alberto Carramiñana Jaime Cid Monjaraz Alberto Cordero Sergio Cortés Sánchez José Espinosa Julio Glockner Mariana Morales López Raúl Mújica

COORDINACIÓN EDITORIAL

Sergio Cortés Sánchez

REVISIÓNAldo Bonanni

EDICIÓNDenise S. Lucero Mosqueda

DISEÑO ORIGINAL Y FORMACIÓN

Elba Leticia Rojas Ruiz

Dirección postal:Manuel Lobato 2109, Col. Bella Vista.Puebla, Puebla. CP 72530Tels: (222) 243 48 21237 85 49 F: 2 37 83 00

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AÑO IV · No. 37 · marzo 2015

Editorial

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Direct

orio

marzo · 20152

· Nuestra portada es una vista de los 300 detectores que componen al Observatorio de Rayos Gamma HAWC,

ubicado en el Parque Nacional Pico de Orizaba. Foto: Archivo INAOE

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Antes de estos dos grandes proyectos la astro-nomía mexicana estaba centrada casi sola-mente en la parte óptica, o visual, del espec-tro electromagnético. Los telescopios másgrandes con los que contábamos eran el delObservatorio de San Pedro Mártir, en BajaCalifornia, y el Observatorio Guillermo Haro enCananea, Sonora. Ambos con espejos primarios dedos metros de diámetro que desarrollaron tambiéninstrumentos para observar en el infrarrojo.

El futuro de la astronomía mexicana esluminoso, ya que además somos sociosdel Gran Telescopio Canarias y se estágestando un nuevo telescopio gigantepara San Pedro Mártir. Con esto tendrí-

amos acceso, con telescopios modernos,a casi todas las frecuencias del espectro

electromagnético.

Equinoccio, Haro, JuárEz y HaWc: cElEbrando comiEnzos

El equinoccio de primavera marca el mo-mento en que el Sol cruza el plano ima-ginario en el cielo generado por la exten-

sión del ecuador terrestre. Cada año pasa delSur al Norte en marzo 19, 20 o 21. En muchasculturas esto fue siempre motivo de celebración.Muchas culturas celebran festivales de prima-vera o tienen otros festejos próximos a estasfechas, como la Pascua. Se trata de celebrarnuevos comienzos.

Hay comienzos que conmemoramos en estasfechas. Festejamos en todo el país el natalicio deJuárez el 21 de marzo, y el mismo día los astró-nomos recordamos a Guillermo Haro, que en2015 cumpliría 102 años.

En Puebla el equinoccio de primavera 2015sucederá el 20 de marzo a las 16:45 horas, eldía y la noche durarán casi lo mismo. Es elmomento, en la trayectoria de la Tierra alrede-dor del Sol, cuando el eje de nuestro planeta esperpendicular a los rayos de nuestra estrella. Elequinoccio de marzo ha sido tomado como tiem-po de renacimiento en el hemisferio norte.

Pero ninguna de las tres es ahora la causa dela celebración, y de la edición de este número de

se trata del nacimiento, delcomienzo formal del observatorio de rayosgamma HAWC (High Altitude Water Cheren-kov, por sus siglas en inglés), el más grandeen su tipo hasta la fecha y localizado en nues-tro estado.

Los artículos colectados en este número,escritos por varios de los colaboradores del pro-yecto, describen con suficiente detalle tanto alobservatorio, como su funcionamiento, asícomo el tipo de objetos que va a observar en elcielo, por lo cual, no insistiremos en eso.

Lo que sí queremos remarcar es que ahoraexisten dos grandes proyectos funcionando enel volcán Sierra Negra y ambos dando excelen-tes resultados. El Gran Telescopio MilimétricoAlfonso Serrano (GTM) está produciendo susprimeros artículos científicos y estableciendonuevas colaboraciones, como el proyecto VLBIpara observar el centro de nuestra galaxia, enconjunto con otros radiotelescopios en elmundo, y seguirán publicando nuevos y nove-dosos resultados. Y el otro es HAWC.

La construcción del GTM, en particular lainfraestructura desarrollada para este proyec-to simplificaron muchos aspectos para HAWC,sin embargo, un proyecto de esta magnitudtiene su propia complejidad. Colectar el agua,aplanar el terreno y construir los trescientosdetectores, minimizando el impacto en unambiente tan cuidado como el del ParqueNacional Pico de Orizaba, fueron algunos delos retos del este nuevo observatorio. La insta-lación de los detectores, control y desarrollode los mismos es otro aspecto, y ahora, con lageneración de datos, se tiene el reto de sualmacenamiento y transporte.

Siendo 2015 el Año Internacional de la Luzresulta gratificante que dos grandes proyectosastronómicos se localicen en nuestra región yque además observen en frecuencias en losextremos del espectro electromagnético, el GTMobservando las regiones frías del universo yHAWC la parte más energética, los fenómenosmás extremos del mismo.

marzo · 2015 3Presentación

Raúl Mújica

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marzo · 20154

Los rayos gamma (γ) son la forma más extrema deradiación electromagnética por la energía de losfotones que componen esta radiación. Expre-

sando la energía de la radiación en electrón-volts (eV),la luz infrarroja queda por debajo de 1 eV; la luz visi-ble entre 2 eV y 3 eV; la luz ultravioleta, dañina paranosotros, comienza en 4 eV; por encima están losrayos X con miles de eV; los rayos γ tienen energíasque van desde millones de electrón-volts (MeV =Megaelectrón volt) hasta valores arbitrariamentealtos, por encima de los Teraelectrón volts (1 TeV =1,000,000,000,000 eV). La radiación γ es difícil de pro-ducir ya que requiere acelerar partículas cargadas amuy altas energías, como lo hace el Gran Colisionadorde Hadrones y objetos celestes como las estrellas deneutrones. Además, estas partículas energéticas de-ben interactuar con materia o con radiación para pro-ducir rayos γ. La detección de en rayos γ de algúnobjeto indica que en éste se aceleran partículas, y portanto se producen rayos cósmicos.

La atmósfera terrestre absorbe toda radiación conenergía superior a unos pocos eV, obligando a realizarobservaciones astronómicas desde el espacio. Sin em-bargo, los fotones de muy alta energía absorbidos porla atmósfera producen cascadas de partículas y foto-nes “secundarios” que son registradas desde la Tierra,permitiendo emplear nuestra atmósfera como partede un gran detector de radiación de muy alta energía.Al pasar cerca del núcleo de una molécula de aire1,rayo γ se materializa en un electrón y un positrón(e−e+), repartiendo su energía entre ambas partícu-las, mismas que viajan en una trayectoria muy cerca-na a la del fotón original, o primario, hasta que a suvez pasan cerca de una molécula atmosférica dondeproducen un nuevo fotón, cediendo a su vez parte desu energía. Así, un fotón primario de 1 TeV puede ori-ginar una cascada de decenas de miles de partículasque crece hasta que las partículas secundarias dejande tener suficiente energía para ramificarse en máspartículas. Los rayos cósmicos generan cascadas at-mosféricas más complejas, ya que sus interaccionesinvolucran la producción de muchos tipos de partícu-las, en particular muones. Estos muones ayudan adiferenciar entre cascadas atmosféricas iniciadas porrayos cósmicos (cascadas con muones) y rayos γ (sinmuones).

La detección de partículas energéticas se haceaprovechando la emisión de luz Cherenkov cuando semueven más rápido que la luz en el medio de propa-gación. La luz se propaga más lentamente en unmedio que en el vacío: mientras que su velocidad enel vacío es de 299 792 458 metros por segundo, en elagua es inferior a 230 000 km/s. Un electrón con una

energía de 100 MeV viaja a 299 785 km/s, es decir másrápido que la luz en el agua (o en el aire). Cuandoesto sucede, el medio emite luz azul, violeta y ultra-violeta. Esta luz fue estudiada en los años 1930 por elfísico soviético Pavel Cherenkov. La observación defuentes de rayos γ de muy alta energía se hace contelescopios “Cherenkov atmosféricos”, que registranla luz Cherenkov emitida por el aire, y observatorios“Cherenkov de agua”, que emplean el agua para ladetección directa de partículas.

El primer observatorio astrofísico Cherenkov deagua se denominó “Milagro” y operó en NuevoMéxico entre 1999 y 2008. En ocho años Milagromapeo 55 por ciento del cielo, revelando la emisiónde rayos γ en la nebulosa del Cangrejo, el cuasar Mrk421, una región extendida en la constelación delCisne, y descubriendo un nuevo objeto, MGROJ1908+06. Milagro demostró la factibilidad de la téc-nica Cherenkov de agua en astronomía. Sus limitacio-nes fueron su tamaño, insuficiente para el muestreocompleto de toda la cascada de partículas; y su altitudde 2 mil 600 metros, muy por debajo de los 6 milmetros donde las cascadas atmosféricas de interésalcanzan su máximo desarrollo antes de atenuarse.Los logros Milagro dieron lugar a la propuesta de unobservatorio de mayores capacidades: HAWC.

La propuesta de instalar HAWC en México fueplanteada en 2006 por un grupo estadounidenseparte de la colaboración Milagro, y respondida con unestudio de factibilidad. En julio de 2007 se decidió ins-talar HAWC en México, favorecido ante las opcionesde China y Bolivia. Con la aprobación de los permisosambientales, en 2009 fue posible la gestión de finan-ciamiento, el cual se obtuvo en México en 2010 y enEstados Unidos a inicios de 2011, cuando inició elpleno desarrollo de HAWC el cual está culminando.HAWC estará listo para operar al 100 por ciento enmarzo de 2015.

HAWC es un arreglo de 300 tanques cilíndricos de7.3 metros de diámetro y 4.6 metros de altura, cadauno conteniendo 180 metros cúbicos de agua e ins-trumentados cada uno con cuatro tubos fotomulti-plicadores altamente sensibles a la luz. Las señales delos mil 200 fototubos inmersos en agua en condiciónde total oscuridad son muestreadas constantemen-te, buscando la señal de la luz Cherenkov de mane-ra casi simultánea en varios canales. Al darse estacoincidencia de señales se registra la informaciónprecisa del tiempo de llegada de la señal de cada fo-totubo del arreglo, permitiendo reconstruir la direc-ción de dónde vino el evento, así como la intensidadde la señal que proporciona un indicador de la ener-gía del rayo γ o cósmico primario. HAWC funciona

permanentemente, tanto de día como de noche, cap-tando más de 17 mil eventos por segundo, lo querequiere más de un terabyte diario de almacena-mientos de datos. HAWC observa en un cono de 45ºalrededor del cenit, correspondiente a un 15 porciento del cielo. Al rotar la Tierra el campo de visiónde HAWC barre parcialmente el firmamento demanera a observar 2/3 de la bóveda celeste en un díasideral. Así, HAWC hace un barrido permanente delcielo, al mismo tiempo que acumula los datos en uncenso cada vez más profundo.

HAWC ha sido desarrollado en fases que han per-mitido su crecimiento junto con su verificación. Entre2010 y 2011 se instaló el arreglo de ingenieríaVAMOS de siete tanques detectores Cherenkovcapaces de registrar las señales de partículas secun-darias en coincidencia, requerimiento indispensablepara HAWC, elaborando un mapa del cielo de carác-ter demostrativo. En febrero de 2012 inició la insta-lación de los tanques detectores, alcanzando el hitode 30 detectores en septiembre del mismo año:HAWC-30 permitió iniciar la toma de datos de valorcientífico. En agosto de 2013 inició de la fase de ope-ración científica con HAWC-111, un tercio del arre-glo completo. En un año HAWC-111 ha producidoresultados científicos como son la medición de la ani-sotropía en las direcciones de arribo de rayoscósmicos; la búsqueda de rayos γ de muy alta ener-gía en GRB 130427a; y un mapa celeste más profun-do que el realizado por Milagro en sus ocho años. Ala par de estos logros, se siguió avanzando en la ins-talación del observatorio: HAWC-250 inició opera-ciones el 27 de noviembre de 2014, poco antes de lainstalación del tanque 300, el 15 de diciembre. Lacolaboración HAWC está actualmente trabajando enla instrumentación de los últimos detectores paratenerlos a punto en febrero e iniciar la fase de ope-ración en plenitud por 10 años en marzo. Hay impor-tantes experimentos que serán potenciados por losdatos de HAWC: el satélite de rayos X Swift; eltelescopio espacial de rayos γ Fermi; los observato-rios Cherenkov de aire VERITAS y MAGIC; el detectorde neutrinos Icecube y el detector de ondas gravita-cionales LIGO. Desde una meseta del volcán SierraNegra, en México, HAWC está abriendo una ventanaal conocimiento del universo extremo.

Alberto Carramiñana

[email protected]

Nota

“Una molécula de aire” no existe como tal; el término se refie-re a una molécula de algún gas atmosférico, principalmentenitrógeno u oxígeno.

: una nueva ventana al universo extremo desde México

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marzo · 2015 5

Ibrahim Torres

El observatorio HAWC está instalado en elVolcán Sierra Negra o Tliltepetl. Este vol-cán tiene una edad de 460 mil años y

hospeda varios experimentos científicos quese benefician de su gran altitud y posición geo-gráfica. Esta cumbre fue elegida en 1997 comola locación final del Gran Telescopio Mili-métrico Alfonso Serrano (GTM), 10 años mástarde esta misma locación fue escogida paraser el hogar del observatorio de rayos gammaHAWC, un instrumento de gran campo devisión concebido para monitorear el cielo demanera continua.

El centro geométrico de la plataforma delHAWC está localizada a 4 mil 97 metros sobreel nivel del mar. Esta altitud permite que eldetector sea más sensitivo a la detección departículas secundarias creadas por rayosgamma o cósmicos que el mismo detector pues-to a menores altitudes. La latitud geográfica es18.99 º, lo que permite un monitoreo de 2/3partes del cielo. HAWC tendrá una exposiciónconsiderable de fuentes como la nebulosa delCangrejo, Geminga, Mrk 421 y 501, y la regiónde Cygnus; inclusive HAWC podrá observar elcentro de nuestra galaxia por dos horas cadadía. La longitud geográfica del sitio, 97.31 º W,es similar a varios observatorios de México,Estados Unidos y Sudamérica, permitiendo observarlas mismas fuentes de rayos gamma con diferentesaparatos y por tanto diferentes longitudes de onda.

INFRAESTRUCTURA DEL SITIO

Y DISEÑO DE LA PLATAFORMA DEL HAWCEl sitio HAWC está ubicado dentro del Parque Nacio-nal Pico de Orizaba, por lo que se han gestionado yotorgado los permisos por parte de las agencias fede-rales como Semarnat, basándose en una extensa revi-sión y aprobación del manifiesto de impacto ambien-tal gestionado por el INAOE. Todos los permisos am-bientales fueron obtenidos en marzo de 2009 y elcamino de acceso fue abierto en julio del mismo año.El permiso obtenido establece tres etapas: instalación(tres años, la cual se concluyó en marzo 2015), opera-ción (10 años) y el desmantelamiento y recuperaciónambiental (tres años).

El desarrollo y construcción del HAWC ha sido be-neficiado de la infraestructura del GTM, como el cami-no ya existente para llegar a la cima del Volcán SierraNegra, la línea eléctrica y la fibra óptica que fue rami-ficada y extendida 700 m hasta el sitio del HAWC. Estocreó las condiciones óptimas para la rápida creaciónde la plataforma y del arreglo de detectores delHAWC.

El observatorio está diseñado como un arreglo de300 detectores Cherenkov en agua (WCD por sus si-glas en inglés), cubriendo un área de 22 mil 500metros cuadrados. Cada detector está compuesto porun cilindro de acero corrugado de 7.3 m de diámetropor 5 m de altura y lleno de agua ultra pura; el aguaestá contenida en una bolsa de las mismas medidaspara que esté aislada de la intemperie y que el líquido(que funciona como medio radiador) se encuentretotalmente a oscuras. Los WCD son controlados indivi-dualmente desde un centro de comando llamadoCounting House (CH), donde se almacenan los datos.También el arreglo es monitoreado a distancia a tra-vés de una interface web. El diseño del observatorioestá diseñado como un arreglo compacto, lo másdenso posible. Los WCD son colocados en pares para

formar columnas y entre cada columna o par dedetectores hay un espacio que permite el manteni-miento y reparación de cada WCD. Durante 2011 seconcluyó la obra de ingeniería que permitió contarcon una plataforma plana con un área de 22 mil 395metros cuadrados y con una inclinación de Sur a Norteentre 8 por ciento y 1 por ciento, suficiente para per-mitir el flujo del agua de lluvia.

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE LOS WCDEl diseño mecánico de las estructuras de los WCD con-siste en tanques metálicos corrugados con una bolsaplástica que contiene los 188 mil litros de agua ultrapura. Los cilindros están construidos de acero galvani-zado corrugado diseñados y manufacturados por unaempresa con base en Estados Unidos. El grosor de lasparedes de los cilindros varía con respecto a su alturapara minimizar los costos sin perder resistencia mecá-nica. Los cálculos del estrés mecánico aplicado a cadauno de los puntos del cilindro debido a la presión delagua en su interior siguieron la norma API-620, la quenos permite conocer el estrés mecánico permitido pa-ra cada tornillo y cada parte de metal. Cada cilindroestá enterrado 60 cm para proveer mayor estabilidadestructural necesitada en caso de sismos, ya que lalocación del HAWC está situada en una región conbastante actividad sísmica.

Cada cilindro se arma usando un total de mil 700tornillos con su respectiva tuerca y rondana de seguri-dad por cada WCD, lo que quiere decir que para laconstrucción del observatorio se usaron más de mediomillón de tornillos. Otro componente de cada WCD esel techo con forma de domo; éste tiene debajo unaestructura rígida echa con tubular de acero para darlesoporte y forma a la cúpula y sobre esta estructura seensambla el domo que está fabricado a base de polí-meros de alta densidad y es especialmente elaboradapara el observatorio, el material es altamente resis-tente a la radiación UV; este material es usado por lamilicia de Estados Unidos para instalar sus campamen-tos; ésta tiene la función de evitar que se acumulenieve o agua de lluvia sobre la parte superior de la

bolsa que contiene el agua, lo que provocaríauna presión hacia abajo en toda la estructura,pudiendo deformarla o dañar la bolsa plástica.

El último de los componentes de los WCDson los detectores de luz o fotomultiplicadores(PMT); éstos están sumergidos hasta el fondodel cilindro, con la parte sensitiva orientadahacia arriba. Se usan tres fotomultiplicadoresde ocho pulgadas colocados en los vértices deun triángulo equilátero de 3.2 m de lado y unfotomultiplicador de 10 pulgadas (con mayorsensibilidad ) en el centro del triángulo, deforma que la distancia de cada PMT de ochopulgadas al PMT de 10 pulgadas es de 1.85 m.La posición este último PMT coincide con elcentro de cada cilindro metálico.

El procedimiento para la instalación de cadaWCD empieza por la señalización de la posicióndel centro de cada cilindro mediante el uso deuna estación topográfica con una precisión dealgunos milímetros de error, debido a la formaen que el HAWC calcula la dirección de arriboen el cielo de los rayos gamma y rayos cósmicos,es de suma importancia saber la posición decada WCD y cada PMT dentro de él con sumaprecisión. Después de marcar con unas estacas,especialmente diseñadas, se procede a cons-truir el cilindro metálico alrededor de este

punto; el cilindro llega dividido en paneles que poste-riormente forman una sección del cilindro o anillo; searma el último anillo y se le instala la estructura parasu domo y el domo plástico. Después, con ayuda deunos gatos hidráulicos especiales de alta carga seeleva el último anillo de forma que se pueda construirel penúltimo anillo debajo del anterior y así sucesiva-mente, hasta completar el cilindro. Al final se bajan yretiran los gatos cuidando que el primer anillo quede60 cm bajo la tierra.

Posteriormente se instala en el interior del cilindrometálico la bolsa plástica, teniendo cuidado de anclar-la a las marcas topográficas instaladas desde el inicio.Una vez en el interior del tanque, se extiende y seeleva con cuerdas y se infla con aire para que tome laforma del cilindro; luego se le inyecta el agua ultrapura, que es bombeada desde la planta de filtradoexpresamente instalada en la parte este de la plata-forma del HAWC; el llenado de los 188 mil litros decada WCD se realiza en un tiempo aproximado de seishoras. Finalmente se sumerge cada uno de los senso-res de luz hasta el fondo de cada WCD.

ESTATUS ACTUAL

En el mes de diciembre de 2014 se ensambló la últimaestructura; en enero de este año se terminó de llenarel último de los detectores y se tenían mil 37 de los mil200 fotosensores que componen al observatorio com-pleto. La instalación del último PMT coincidió con elcierre de esta edición.

Es importante notar que el desarrollo del observa-torio ha sido modular por lo que no fue necesario ter-minar el HAWC completo para empezar a operar estedispositivo único en el mundo y de altísima sensibili-dad, por lo que ya se han reportado resultados cientí-ficos desde 2012 y esperamos responder a muchas másinterrogantes del universo con el HAWC completa-mente funcional a partir del 20 de marzo de 2015, díaen que se inaugurará oficialmente el experimento.

[email protected]

El sitio de

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La invención de herramientas nuevas en la astro-nomía consistentemente ha llevado al descubri-miento de nuevos fenómenos. El

telescopio de Galileo fue utilizadopara descubrir las fases de Venus ycuatro lunas que orbitan Júpiter, que sirvieronde evidencia a favor de la hipótesis de Copérnico deque la Tierra orbita al Sol. Los radiotelescopios fueronutilizados para descubrir objetos como los pulsares y lasgalaxias con núcleos activos (AGN, por sus siglas eninglés). Satélites que orbitaban la Tierra para verificartratados que limitaban las pruebas de armas nuclearesdescubrieron destellos de rayos gamma (GRB, por sussiglas en inglés) producidos por estrellas supernovas amitad de camino al borde del universo visible.

IceCube es un telescopio de neutrinos. En lugar deutilizar radiación electromagnética (radio, infrarrojo,luz visible, luz ultravioleta, rayos X y rayos gamma),IceCube utiliza neutrinos. E igual que muchas ideasinnovadoras pasadas, esta nueva forma de estudiar eluniverso ha sido premiada con el descubrimiento deneutrinos de origen astrofísico. El detector de IceCubefue construido y es operado por una colaboración in-ternacional de cerca de 300 científicos de múltiples paí-ses, incluyendo Estados Unidos, Alemania, Japón,Suecia, Bélgica, etcétera.

Los neutrinos son partículas subatómicas que in-teractúan muy débilmente. El neutrino típico pasa através de personas, paredes y inclusive de un lado delplaneta Tierra al otro con más facilidad aun que con laque la luz visible pasa a través de un panel de vidrio.Por ejemplo, cada segundo, 10 mil millones (1010)de neutrinos producidos en el centro denuestro sol pasan por la uña del dedogordo de la mano de usted, lector.Durante la vida de cada persona,en promedio, sólo un neutrinoproducido por el sol reaccionará ochocará con material del cuerpo dedicha persona.

Para compensar por la tremendatimidez del neutrino, IceCube es undetector gigantesco. Con un volumende un kilómetro cúbico, Icecube podríacontener la Pirámide del Sol de Teotihua-can, una de las estructuras más grandesfabricadas por la humanidad, aproximada-mente mil veces. Para detectar neutrinos,IceCube utiliza hielo glacial extremadamente transpa-rente en el casquete polar antártico en el polo geográ-fico sur. Neutrinos que interactúan en el hielo o en laroca debajo del hielo de IceCube, producen partículassubatómicas. Estas partículas que viajan cerca de lavelocidad de la luz, producen una cantidad minúsculade luz azul —llamada radiación Cherenkov. IceCube esun arreglo de tres dimensiones de sensores de luz, fo-tomultiplicadores. No accidentalmente, HAWC operade forma semejante.

El objetivo primordial de IceCube es utilizar neutri-nos para estudiar objetos astrofísicos. En particular, aldetectar neutrinos astrofísicos, se sospecha que se hanencontrado las fuentes de rayos cósmicos. Descubiertoshace más de 100 años por Victor Hess, los rayos cósmi-cos son partículas subatómicas, principalmente proto-nes, que llegan a la Tierra desde todas las direcciones.Sus fuentes están ocultas porque los rayos cósmicos tie-nen carga eléctrica y por ende no viajan en línea recta,sino que son desviados por campos magnéticos en

nuestra galaxia o inter-galácticos. Cuando los rayos cós-micos llegan a la Tierra toda información de su direc-ción de origen se ha perdido. Esto no sucede con losneutrinos; como estos no tienen carga eléctrica, viajanen línea recta. Las fuentes de rayos cósmicos tambiénse espera que produzcan rayos gama que son detecta-bles por HAWC. Detectar neutrinos con IceCube esprueba clara de haber encontrado fuentes de rayoscósmicos, más no así con la detección de rayos gama.Esto es porque hay formas de generar rayos gama queno tienen relación con los rayos cósmicos. Una sinergiamuy interesante está en el estudio simultaneo dedatos de IceCube y HAWC. Estudiando fuentes que

simultáneamente produzcan neutrinos yrayos gama se puede aprender más res-

pecto a las fuentes de rayos cósmicos. Se sospecha que hay al menos dos clases

de fuentes de rayos cósmicos. Dentro de nuestragalaxia los remanentes de explosiones supernova

probablemente producen rayos cósmicos y consecuen-temente rayos gama y neutrinos. Se cree también quehay fuentes extragalácticas de rayos cósmicos, pero suorigen es más incierto. Dos candidatos para fuentesextragalácticas comunes son los GRB y los AGN.

A finales del año 2013 IceCube publicó un estudioen la revista Science, en la que presenta evidencia muyclara de haber detectado neutrinos que provienenfuera de nuestro sistema solar (los neutrinos produci-dos por el Sol fueron detectados en los años 60 porRaymond Davis). De acuerdo a una actualización deese estudio presentada en el año 2014, IceCube utili-zando tres años de datos ha encontrado 35 eventos. Deestos, se espera que aproximadamente 16 sean de ori-gen terrestre, producidos indirectamente por rayoscósmicos que chocan con nuestra atmósfera. El restode los eventos son de origen astrofísico. Una de las for-mas en que IceCube identifica los neutrinos como deorigen astrofísico es de acuerdo a su energía, que en elestudio publicado en Science, se puede determinar conbuena precisión. Eventos que tienen origen atmosféri-co, tienen energías mucho más bajas que una fraccióngrande de los 35 eventos encontrados. Las energías de

estos neutrinos es tan alta como 2 PeV,o unas 100 veces más que la energíaque los científicos de CERN en Suiza,pueden realizar en aceleradores departículas.

El método utilizado porIceCube para detectar estosneutrinos tiene la desventajade que no permite medir conprecisión la dirección de losneutrinos. Para el neutrino as-trofísico típico, la dirección es co-nocida con una incertidumbre de10 grados. Como comparación, laLuna o el Sol tienen medio grado dediámetro cuando son vistos desde laTierra. Eso ha resultado en que Ice-Cube no puede decir con certeza cuál esla clase fue fuente astrofísica que produ-

ce los neutrinos. Para un número muy reducido deeventos, es posible determinar la dirección con unaprecisión de un grado. Pero aun así esto es insufi-ciente para saber qué clase de objeto produce losneutrinos.

Los científicos de IceCube, animados por su éxito,han propuesto un sucesor de IceCube, llamadoIceCube-Gen2. De ser aprobado para construcción,Gen2 incluiría a IceCube, y con instrumentación nuevatendría un tamaño siete veces mayor que IceCube. Elmayor tamaño no solamente ayudaría incrementandoel número de neutrinos astrofísicos que se detectanpor año, sino que permitiría determinar un mayornúmero de neutrinos para los que se puede medir ladirección con buena precisión. Esto podría llevar a des-cubrir el origen de los rayos cósmicos. En cualquiercaso, la era de la astronomía de neutrinos de alta ener-gía ha comenzado.

marzo · 20156

Ignacio Taboada

[email protected]

· IceCube se encuentra en el Polo Sur, donde el casquete glacial tiene 2.8 km de espesor.

IceCube consta de 86 cadenas de fotomultiplicadores. Los fotomultiplicadores se ubican entre 1450 y 2450 metros

bajo la superficie, donde el hielo glacial está libre de burbujas de aire y es extremadamente transparente.

La Torre Eiffel está a escala correcta.

IceCube y el descubrimiento de neutrinos astrofísicos de altas energías

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LAS OPCIONES DE ABASTECIMIENTO

Tal vez el principal reto del proyecto del Obser-vatorio HAWC fue el abastecimiento de 55 mil500 metros cúbicos de agua para los 300 detec-

tores individuales en un lapso de tiempo de aproxi-madamente 36 meses. El proveedor natural de aguapara este experimento era el Citlaltépetl, de cuyas fal-das se originan varias corrientes de agua de impor-tancia, algunas dando lugar a ríos, como por ejemplolos Encino y Malacara, que desembocan en la cuencadel Papaloapan. Sin embargo, debido a las caracterís-ticas del terreno, algunas corrientes se dan de mane-ra subterránea, mientras que otras corren de manerasuperficial, particularmente durante precipitacionesfuertes. Estudiamos la posibilidad de adquirir aguatanto subterránea como superficial. La propuesta ini-cial incluyó el financiamiento para bombear el aguapara HAWC de un valle cercano. Sin embargo, dada laubicación montañosa y las razonablemente altas pre-cipitaciones en la región (100 cm/año, con una marca-da dependencia estacional), probablemente eramejor adquirir el agua a nivel local, a través de unpozo profundo más cerca del sitio de HAWC o un sis-tema de captura de agua. Se construyó un modelotopográfico 3D de la región para modelar los flujos deagua en las cercanías del sitio y se complementó conestudios geo-eléctricos para determinar la ubicaciónmás adecuada para el pozo de extracción. Las deman-das sobre la capacidad del pozo eran razonables:teniendo en cuenta el volumen de agua necesariapara los 300 tanques.

Una segunda opción de adquisición de agua eraun sistema de captura colocado debajo de un puntode convergencia, una boquilla natural de agua yendohacia abajo del Citlaltépetl, que fue identificado aunos siete kilómetros al O-NO del sitio de HAWC. Estesistema de captura sería un gran paralelepípedo dehormigón, el cual sería particularmente eficaz duran-te la temporada de lluvia (mayo-octubre), mientrasque el pozo suministra agua de forma más continua.

A la par de estas propuestas, con el inicio del pri-mer prototipo, ProtoHawc, en la cima de la Sierra

Negra en 2009 y después del arreglo de verificaciónVAMOS a 4100 msnm en 2010, se empezó a probar laopción de subir el agua desde los pozos profundos deriego de Esperanza, una ciudad al lado de la autopis-ta Puebla-Orizaba, a 25 km del sitio seleccionado paraHAWC y con una diferencia de altura de mil 800 m.

Los primeros resultados obtenidos tanto del pri-mer prototipo como del arreglo de verificación ibanen la dirección de usar urgentemente una planta defiltrado profesional y no una improvisada como sehabía hecho, y de suavizar el agua que provenía delos pozos profundos de Esperanza, si se quería conti-nuar con su uso. Se requería evitar la degradación bio-lógica del agua y aumentar su longitud de transmi-sión en el ultravioleta.

De esta forma se decidió en forma práctica, ya queera la opción más rápida de realizar y con un costoalcanzable, que fue instalar una planta de suavizadoen un lugar cercano al pozo de abastecimiento enEsperanza y colocar una planta de filtrado en el sitiode HAWC, para el filtrado final del agua provenienteya fuera del pozo profundo de Esperanza o de algúnsistema de colección de la montaña en el futuro.

EL SISTEMA DE FILTRADO Y SUAVIZADO

Las características del agua del pozo profundo en Es-peranza eran que poseía una dureza de entre 9-10grains. Los requerimientos establecidos para el pro-yecto eran que la dureza del agua no debería sobre-pasar uno o máximo dos grains. Esto era para que,con un filtrado adecuado, se alcanzara la meta deobtener una longitud de transmisión mayor a nuevemetros en el intervalo ultravioleta de la luz.

De esta forma, la planta de suavizado se configu-ró con un filtro inicial de cinco micras (prefiltrado) conel fin de eliminar basura que pudiera traer el agua. Deahí se pasa por una planta de intercambio iónico, queelimina los iones del agua y la suaviza. Este sistemarequiere de 150 kg de sal por cada 450 toneladas deagua suavizada con las características del agua usada,descritas con anterioridad. Finalmente, el agua suavi-zada se coloca en dos contenedores de 38 mil litros

cada uno, que permite una reserva de cinco cargas deagua de 15 toneladas cada una, para ser transporta-da. Las pipas de agua que suben esta agua hasta elsitio de HAWC tienen una capacidad de 15 toneladascada una.

Una vez que el agua es suavizada, es transportadaal sitio por las pipas, después de un recorrido de 25km, cuya duración aproximada es de dos horas porpipa, al subir de 2 mil 300 msnm a una altura de 4 mil100 msnm. En el sitio se recibe en un sistema de cincocontenedores de 180 toneladas cada uno, para suposterior filtrado.

Ya en el sitio de HAWC, el agua es pasada por unsistema de prefiltros de 10 micras en paralelo, paradespués ser pasados por una lámpara ultravioleta,con el fin de eliminar cualquier bacteria. Continúa sucamino por un sistema paralelo de filtros de carbónactivado y finalmente es pasado por un sistema dobleen serie de filtros de una micra. El agua filtrada esalmacenada en dos contenedores de 180 toneladascada uno y de ahí es bombeada mediante tubería acada uno de los detectores del observatorio. Los siste-mas de filtros de 10 micras y de una micra, respectiva-mente, se deben cambiar después de cada 2 mil 700toneladas de agua filtrada, mientras que la carga delfiltro de carbón activado se debe cambiar cada 22 mil500 toneladas de agua.

Finalmente, aproximadamente 20 por ciento delagua utilizada en los 300 detectores Cherenkov conbase en agua, se colectó de los nacimientos natura-les de la faldas del Citlaltépetl, a una altura de 4 mil200 metros sobre el nivel del mar, y se condujeronmediante ductos de dos pulgadas de diámetro yuna longitud de aproximadamente un kilómetro,hasta un contenedor cercano al sitio HAWC, para suposterior transporte por medio de pipas de capaci-dad de 15 toneladas al sitio HAWC. La calidad deesta agua fue equivalente a la suavizada (durezamenor a un grain), por lo que solo se prefiltró paraeliminar la basura que alcanza a capturar en el sis-tema de colección.

marzo · 2015 7

Humberto Salazar Ibargüen

[email protected]

El agua para

UNA VEZ QUE

EL AGUA ES SUAVIZADA, ES TRANSPORTADA AL SITIO

POR LAS PIPAS, DESPUÉS DE UN RECORRIDO DE 25 KM,

CUYA DURACIÓN APROXIMADA

ES DE DOS HORAS POR PIPA

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Entre 1911 y 1912 el físico austríaco Victor Hessrealizó varios ascensos en globos aerostáticospara entender por qué placas metálicas tienden

a cargarse en forma espontánea. En aquel entoncesse suponía que la causa era la radioactividad de lasrocas terrestres. De ser así, a medida que uno se ale-jara del suelo la tendencia de las placas cargarsedebía disminuir. Hess llevó consigo tres electrosco-pios, instrumentos compuestos de dos hojas de metalencerradas en una esfera de vidrio que al cargarse seseparan una de la otra. Observó primero una dismi-nución en la tendencia a cargarse, pero a partir decierta altura los tres electroscopios se cargaban aúnmás. El 7 de agosto de 1912, junto con un coman-dante de vuelo y un metereólogo, realizó un vuelo deseis horas ascendiendo por encima de los 5 milmetros. Hess publicó sus resultados en 1913, con laconclusión de que la carga en las placas de los elec-troscopios se debía a una radiación de origen cósmicoque es absorbida por la atmósfera, pero que se mani-fiesta a grandes altitudes. Hess recibió el Nobel en1936 por el descubrimiento de esta radiación cósmica.

Aun cuando este descubrimiento fue verificadoen 1913 por Kohlhörster, quien hizo medi-ciones hasta una altura de nueve kilóme-tros, no fue sino hasta mediados de 1920cuando la noción de que el espacio estápermeado por una intensa radiación cós-mica que penetra las partes más altas de laatmósfera terrestre ganó aceptación. Al nohaber observado ninguna diferencia en susdatos entre el día o la noche, Hess había descartadoal Sol como el origen de los rayos cósmicos. En 1925Robert Millikan introdujo el término “rayos cósmi-cos” para describir a esta radiación cuya naturaleza yorigen permanecían en el misterio. Se creía quepodría tratarse de rayos gamma (γ) que son fotones,el mismo tipo de partículas que forman la luz, perode muy alta energía. Otra posibilidad era partículascon masa y carga, como electrones o protones, dos delos principales constituyentes de la materia. La cues-tión podía dirimirse determinando si los rayos cósmi-cos tienen carga.

Una forma de saber si una partícula tiene carga ono es viendo cómo se mueve en presencia de unimán, que no afecta el movimiento de los fotones,mientras que las cargas se mueven de manera curvilí-nea en un campo magnético. El imán a emplear erala Tierra: las partículas cargadas deberían llegar

preferentemente por los polos, donde el campomagnético es más intenso. En los años 30 ArthurCompton demostró, mediante minuciosas medicio-nes en distintas partes del mundo, que los rayos cós-micos llegan preferentemente por los polos, siendosu intensidad mínima en el ecuador, y que por tantoson partículas con masa y carga. Estudios posteriores,como los realizados por el mexicano ManuelSandoval Vallarta, mostraron además una diferenciaentre mediciones hacia el Este y hacia el Oeste, indi-cando que la mayoría tienen carga positiva: 99 porciento de los rayos cósmicos son núcleos atómicos,principalmente protones (núcleos de hidrógeno),pero con la presencia clara de núcleos de helio, car-bono y los demás elementos químicos.

El aspecto más relevante de los rayos cósmicos esla energía que tienen. Mientras que los fotones de laluz visible tienen una energía de dos o tres electrónvolts, los rayos cósmicos tienen energías por encimade billones (millones de millones) de electrón volts.Estas son comparables con las que pueden alcanzarlos mayores aceleradores de partículas del mundo,como el Large Hadron Collider (LHC). Más aun, losrayos cósmicos de mayor energía detectados porobservatorios como el Pierre Auger en Argentina, tie-nen energías decenas de millones superiores a lasalcanzables en el LHC. Son partículas viajando a0.9999999999999999999999 veces la velocidad de laluz, rozando el límite de velocidad establecido por lasleyes de la física. Las partículas más energéticas tienenuna masa de 0.0000000000000000017 microgramos yla misma energía que una pelota de tenis en un buensaque (el segundo saque de Venus Williams). Una per-sona moviéndose a esa velocidad tendría una energíade 700 mil cuatrillones de joules: misma que produceel Sol en treinta minutos; la que recibe la Tierra en 260

mil años; o la que produciría la humanidaden mil 400 millones de años al frenético ritmoactual.

Desde el punto de vista astrofísico, laexistencia de estas partículas indica que ennuestra galaxia y más allá hay objetos celes-tes que funcionan como aceleradores departículas de una potencia extraordinaria.

Siendo partículas cargadas inmersas en el campomagnético de la Vía Láctea, los rayos cósmicos no via-jan en línea recta y la dirección de la cual los vemosllegar no indica dónde se originaron. Para saber quéobjetos son los que producen rayos cósmicos es

necesaria alguna evidencia indirecta. Hasta dóndesabemos, los procesos físicos que dan lugar a partícu-las de muy alta energía seguramente deben producirtambién rayos γ, los cuales viajan en línea recta sin serafectados por el campo magnético de nuestra gala-xia. Es decir que los objetos que emiten rayos γ segu-ramente producen rayos cósmicos.

Los rayos γ son absorbidos por la atmósfera y suestudio astrofísico tuvo que esperar el desarrollo detelescopios espaciales. Los primeros satélites con lacapacidad de estudiar el firmamento en rayos γ fue-ron puestos en órbita en los 1960s y 1970s; pero nofue hasta los 1990s cuando el Compton Gamma-RayObservatory catalogó más de 200 objetos capaces deemitir fotones con energías de cientos de megaelec-trón volts. El Fermi Gamma-Ray Space Telescope, enórbita y operación desde junio de 2008, ha detectadomás de 3 mil fuentes de rayos γ con energías degigaelectrón volts. La mayoría de estos objetos songalaxias activas, principalmente cuasares y objetos detipo Bl Lacerta, además de pulsares y restos de super-nova dentro de nuestra galaxia.

Gracias a que el efecto de un sólo fotón de tera-electrón volts en la atmósfera es medible, es po-sible estudiar fuentes de rayos γ de muy alta energíadesde la Tierra. Fotones de algunos teraelectrónvolts absorbidos por la atmósfera desencadenanuna cascada de partículas “secundarias” detectablesdirectamente en la superficie terrestre. Esto se haceaprovechando un tipo particular de luz, la “luz Che-renkov”, emitida por partículas de alta energía en elaire y en el agua. Los instrumentos capaces de hacerastronomía de rayos γ aprovechando la luz Cheren-kov de partículas secundarias en la atmósfera seconocen como “telescopios Cherenkov atmosféri-cos”. También es posible medir directamente el pasode las partículas secundarias empleando un detectorconstituido por un gran volumen de agua situadopreferentemente a una gran altitud. Este es el prin-cipio de operación del observatorio HAWC (HighAltitude Water Cherenkov), que ha sido instaladoen el volcán Sierra Negra a 4 mil 100 metros de alti-tud por un consorcio de instituciones de México yEstados e iniciará su fase de operación plena enmarzo de 2015.

marzo · 20158

Alberto Carramiñana

[email protected]

Rayos cósmicosy

rayos gamma

·Victor Hess emprendiendo un vuelo en globo aerostático en abril de 1912

· Energías de fotones y de rayos cósmicos. Los rayos cósmicos demayor energía detectados sobrepasan los 100 EeV.

Prefijo

kilo

mega

giga

tera

peta

exa

Abrev.

eV

keV

MeV

GeV

TeV

PeV

EeV

Fenómeno

Luz infrarroja, visible y ultravioleta

Rayos X

Rayos γ “suaves”

Rayos γ de alta energía

Rayos cósmicos de baja energía

Rayos γ de muy alta energía

Rayos cósmicos “normales”

Rayos cósmicos de alta energía

Rayos cósmicos de muy alta energía

Valor

1

1000

1000 000

1000 000 000

1000 000 000 000

1000 000 000 000 000

1000 000 000 000 000 000

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marzo · 2015 9

Siendo un proyecto localizado dentro de la poli-gonal del Parque Nacional Pico de Orizaba, enlas faldas del Volcán Sierra Negra, uno de los fac-

tores más importantes es la interación con el ambien-te. Para llevarlo a cabo fue necesaria la realización, yposterior aprobación, de los llamados Manifiestos deImpacto Ambiental (MIA), en su modalidad Particular.Éstos fueron presentados con antelación ante las ins-tancias gubernamentales correspondientes: Secreta-ría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semar-nat) y la Comisión Nacional de Áreas Naturales Pro-tegidas (Conanp).

Uno de los requisitos para instalar HAWC en estelugar fue justamente adquirir los resolutivos corres-pondientes, tanto para la construcción del camino deacceso y tendido de la línea eléctrica subterránea (casiun kilómetro con un ancho de corona de seis metros)necesarios para el desarrollo del Observatorio, asícomo para la ejecución de la plataforma que alber-garía el arreglo de los 300 detectores. Dicha obramayormente incluía la remoción de material vegetalcaracterístico de esta zona y el movimiento de tierras.

Como era de esperarse, tratándose de un parquenacional, los términos y condicionantes descritos en elresolutivo correspondientes fueron estrictos y pun-tuales. El seguimiento a cada uno de estas activida-des, como los programas de recuperación y conserva-ción de suelos, informes y reportes periódicos, pro-gramas de protección de flora y fauna, programas deeducación ambiental durante y posterior a la ejecu-ción del proyecto, entre otros, se apegan a lo solicita-do por las autoridades correspondientes y por supues-to a los lineamientos que marca la Ley General delEquilibrio Ecológico y Protección al Ambiente.

Es importante mencionar que también se incluyódentro de la solicitud el sistema de retención, la colec-ción y filtrado de agua, así como un programa de des-mantelamiento del arreglo una vez que se concluya elperiodo de operación del Observatorio, que es de 10años a partir de su inauguración. Esta etapa consisteen la recuperación del suelo mediante el resembradode especies de flora nativas del sitio que fueron remo-vidas durante la etapa de instalación. El resembradose realizará dentro de un periodo de tres años, ini-ciando el proceso de recuperación natural.

EL CAMINO

Una de las actividades importantes fue la construc-ción del camino de acceso, a lo largo del cual, comomedida preventiva para disminuir los impactos am-bientales, se elaboraron cunetas y vados. Éstos estánlocalizados principalmente donde el flujo de aguaperpendicular fuera importante, con la finalidad deevitar la erosión y el desgaste del camino.

Por supuesto, una de las medidas preventivas du-rante la construcción, tanto del camino como delarreglo, fue el regado de las zonas donde se realiza-ron desmonte, despalme, cortes y excavaciones, a finde reducir el levantamiento de polvos y partículas a laatmósfera. Además se realizaron mantenimientospreventivos y correctivos de la maquinaria pesada yequipo, así como de los camiones utilizados en laconstrucción, a fin de evitar fugas y derrames de com-bustibles que pudieran alterar la calidad del suelo ydel agua subterránea. También se redujo la emisiónde gases contaminantes y de material particulado,entre muchas otras acciones.

ELECTRICIDAD

En lo que se refiere a la línea eléctrica, se decidió quefuera subterránea por varias causas, pero la principaltuvo que ver con la integración del paisaje, ya que dis-minuye el impacto visual; además, técnicamente miti-ga la atracción de descargas eléctricas.

Como una actividad también relevante podemosmencionar el programa de restauración, el cual inclu-yó transplantar la vegetación removida en la plata-forma y en los taludes a sitios que quedaron sin vege-tación y por lo tanto desprotegidas, como el taludlateral de dicha plataforma y el derecho de vía lateralal camino de acceso.

Para realizar el resembrado de la vegetación, seutilizaron especies nativas, en su mayoría con Stipaichu (zacatonal alpino), Lupinus montanus, Eryngiumproteiflorum, Senecio procumbens, etcétera. Previa-mente se realizaron pruebas piloto, basados en cua-drantes de 1x1 metros, en los que se verificó el proce-dimiento de transplante más adecuado y el porcentajede supervivencia de las especies, principalmente afec-tadas por los parámetros: altura y condiciones climá-ticas (temperatura y vientos dominantes). Afortuna-damente, gracias a los buenos procedimientos detransplante, la supervivencia fue de 90 por ciento,tanto en pendiente como en planicie, lo que se puedeconsiderar como un éxito.

Y AHORA QUE ESTÁ TERMINADO EL PROYECTO, ¿QUÉ SIGUE? Una vez concluido el proyecto, es responsabilidad dela colaboración, y en particular del INAOE, llevar acabo las medidas de mitigación y prevención ambien-tal descritas en los resolutivos, durante la operación ymantenimiento del observatorio. Algunas de las acti-vidades incluyen: mantenimiento periódico del cami-no de acceso, incluyendo del sistema de drenaje paraevitar la erosión, señalamiento preventivo y correcti-vo en cuanto a los cuidados del entorno natural (noprender fogatas, protección de la vegetación y faunanativa, confinamiento de los residuos orgánicos einorgánicos, manejo y disposición de residuos peli-grosos, entre otros), programas de conservación y res-tauración de suelos (reforestación, brechas cortafue-go, cercados, tinas de captación de agua, etcétera) yprogramas de protección de flora y fauna.

Una de las acciones con mayor impacto es elPrograma de Educación Ambiental, el cual es dirigidono solo al personal que ejecutó el proyecto, sino tam-bién a los científicos y equipo técnico que laborarádurante el tiempo de vida útil del observatorio y másimportante aun, para las comunidades cercanas alproyecto, entre las que se encuentran: Texmalaquilla,Atzitzintla, San Manuel Cuyachapa, Esperanza yCiudad Serdán. En estas comunidades se han desarro-llado series de conferencias y talleres relativos a losobjetivos principales del observatorio, se imparteinformación general sobre el Parque Nacional Pico deOrizaba, información específica como la flora y faunacaracterística del sitio, cómo conservar la vegetaciónforestal, el uso de ecotecnias, huertos escolares, com-posteo, hornos solares, tratamiento de agua, pormencionar algunos. En estas actividades se incluye laparticipación de los científicos, pero además de volun-tarios pertenecientes a Cuerpo de Paz y otras depen-dencias nacionales que contribuyen en estas tareas debeneficio compartido.

Actualmente, el Observatorio HAWC es una reali-dad, además de representar un reto científico bina-cional, representa un beneficio para las comunidadescercanas. En lo económico por la generación de em-pleos que se han derivado de la construcción delobservatorio y de su posterior operación y desmante-lamiento, y en la parte humana por la formación depersonal local y regional para la construcción y ope-ración del arreglo.

[email protected]

in fo rmac ión

Un informe más detallado de los resolutivos puede consultar-se en la página de la Semarnat, www.semarnat.gob.mx

Resolutivo DFP/0575/2012 referente a las “Modificaciones dela construcción del Observatorio de Rayos Gamma de tipoCherenkov HAWC-México”.

Resolutivo DFP/1090/2009 referente a “Construcción delcamino de acceso y tendido de línea eléctrica para el obser-vatorio de rayos gamma de tipo Cherenkov HAWC-México”.

Resolutivo DFP/3436/2007 referente a la “Construcción delobservatorio de rayos gamma de tipo Cherenkov HAWC-México”.

Janina Nava

y el medio ambiente

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marzo · 201510

La Colaboración HAWC está formada por univer-sidades y centros de investigación de México yEstados Unidos, participando en sus publicacio-

nes más de 100 científicos. Además el estudio, análisis e interpretación de los

datos de HAWC, así como desarrollo de software einstrumentación dentro de la colaboración, estánsiendo la parte fundamental de 15 tesis de doctora-do. Cinco de estas tesis están siendo desarrolladas porestudiantes mexicanos en el INAOE y en el Cinvestav.

Los representantes principales de la colaboraciónson el Dr. Jordan Goodman (Universidad de Mary-land) por la parte de EEUU y el Dr. Alberto Carrami-ñana Alonso (INAOE) por la parte mexicana.

El proyecto HAWC tiene un coste aproximado de13 millones de dólares, los cuales están proporcionadoscasi en su totalidad por el Consejo Nacional de Cien-cia y Tecnología en México, por la Fundación Nacio-nal para la Ciencia (en inglés National Science Foun-dation) y por el Departamento de Energía en EEUU.

Tener este experimento en México no fue frutode la casualidad, ya que una vez que finalizó el pro-yecto Milagro —detector similar de rayos gammaliderado por el Laboratorio Nacional de Los Álamos,EEUU— buscaban un lugar más cercano al Ecuadordonde expandir su exitoso experimento.

En julio de 2007 competíamos con centros deinvestigación en Bolivia y China, y en agosto de 2013con aproximadamente 100 detectores operando; yaéramos más sensibles que Milagro.

Hay que destacar que durante la selección finaldel sitio por parte de la Colaboración de Milagro, elGran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano jugóentonces un rol esencial. No solo se tenía un sitio a la

altura requerida, entre 4 mil y 5 mil metros sobre elnivel del mar, sino que se contaba además con lainfraestuctura necesaria —electricidad, conexión debanda ancha y acceso— y una comunidad científica

entusiasta, eficiente y reconocida internacionalmen-te. Realmente no hay muchos sitios en el mundo quereúnan estas condiciones.

El conjunto de la colaboración se reúne dos o tresveces al año para discutir los logros realizados y pla-near los trabajos futuros. Además, semanalmente serealizan videoconferencias donde se informa de losprogresos inmediatos del proyecto. Estas reunionesincluyen discusiones sobre el desarrollo del sitio, laelectrónica y el software además de reportes de losavances científicos mas inmediatos.

Tres investigadores, dos en el sitio y uno remota-mente, se aseguran que HAWC funcione las 24 horasdel día, los siete días de la semana. Este equipo demonitoreo se renueva cada semana, y todos los miem-bros de la Colaboración están invitados a participar.

Hasta la fecha, la Colaboración ha publicadosiete artículos en revistas arbitradas de alto impac-to describiendo, entre otros, las posibilidades dedetectar objetos tan enigmáticos como los estalli-dos de rayos gamma, los agujeros negros primor-diales o la presencia de materia obscura alrededorde galaxias, incluida la Vía Láctea, y cúmulos degalaxias cercanos.

Los datos preliminares de HAWC, así como las pre-visiones publicadas en varios artículos, han desperta-do el interés de la comunidad internacional, de for-ma que al día de hoy se han firmado convenios decolaboración entre HAWC y los principales detectoresde rayos gamma de altas energías. Estas colaboracio-nes, que permitirán el estudio simultaneo de fuentestanto galácticas como extragalácticas, serán sin dudala base de un mejor conocimiento del Universo másextremo y energético.

Daniel Rosa

La Colaboración

EN LA COLABORACIÓN

DE HAWC PARTICIPAN EN

SUS PUBLICACIONES MÁS DE

100 CIENTÍFICOS DE UNIVERSIDADES

Y CENTROS DE INVESTIGACIÓN DE

MÉXCO Y EEUU

[email protected]

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marzo · 2015 11

Denise Lucero Mosqueda

Entrev

ista

La

High Altitude Water Cherenkov (HAWC por sussiglas en inglés) es el observatorio de RayosGamma —único en su tipo a nivel mundial— ubi-cado en el Volcán Sierra Negra, dentro del ParqueNacional Pico de Orizaba, en el municipio deAtzintzintla, Puebla. Este proyecto de colaboraciónbinacional México-EE.UU. ha concluido su fase deconstrucción después de seis años de intenso tra-bajo; ahora se prepara para ser inaugurado el pró-ximo 20 de marzo y con ello iniciar formalmente lafase de operación que tendrá una duración de 10 años.

HAWC es un detector de 300 tanques con foto-sensores que contienen agua ultra pura; estudia losrayos gamma de muy alta energía que proviene defuentes celestes en el universo que se producen enfenómenos muy violentos, estallidos de estrellas o enlos centros de galaxias activas.

“Este proyecto es enorme no sólo en cuanto alimpacto científico sino también en cuanto a volumeny al tamaño de su infraestructura”, señala ManuelOdilón de Rosas Sandoval, joven ingeniero mecánicoa cargo de la construcción de HAWC y que compartecon algunos de los retos deingeniería presentados durante el desarrollo de estaobra de ingeniería.

Manuel Odilón es originario del municipio Atzin-tzintla, Puebla, localidad de acceso al observatorioy donde se ubica una oficina administrativa delINAOE. Cuando se inició la construcción del GranTelescopio Milimétrico (GTM), Manuel era un ado-lescente que asistía a las jornadas de divulgacióncientífica y noches de estrellas organizadas por elINAOE, “en cierta forma me nació el interés porparticipar en algún proyecto, fue una influencia,siempre el objetivo fue aportar de alguna formacon mis capacidades”, recuerda.

Egresado del Instituto Tecnológico Superior deCiudad Serdán, ubicado en la misma región geo-gráfica de los sitios del GTM y HAWC, Manuel rea-lizó sus prácticas profesionales con el doctor Ibra-him Torres, investigador del INAOE. Durante suestadía de practicante fungió como técnico duran-te la segunda etapa de construcción del detectorde rayos gamma y una vez concluido su periodo deservicio se le asignó como encargado de la cons-trucción de todo el observatorio.

los rEtos dE HaWcEl proyecto inició en el año 2009 con un arregloprototipo para hacer las bases de diseño de lossensores que observan los fenómenos del exterior.“El diseño del detector consistió en pruebasambientales de aspecto técnico relacionados conlas condiciones ambientales de presión y tempera-tura. También se realizaron estudios de impactoambiental, relacionadas con cuestiones ecológicasy de conservación del sitio, área natural protegida.

En 2012 se inició la construcción oficial y plenadel proyecto HAWC. “Un reto inicial fue la cons-trucción de una plataforma totalmente plana;para ello hubo que mover mil metros cúbicos depiedra y arena. El área del observatorio es de 22mil metros cuadrados perfectamente nivelados,una fracción de esa zona era un agujero que con

: Ambicioso proyecto científico comprometido con la formación

de recurso humano especializado

rocas del mismo cerro, se tuvo que cimentar yconstruir una pared artificial, para que los mate-riales que se depositaban ahí —grava, arenas ybásicamente tierra— no se erosionaran”, apunta.

La altura y la región complica todo, el clima dela zona es extremoso, los trabajadores se exponena condiciones de clima violentas, sobre todo des-censos muy fuertes de temperatura, fuertescorrientes de viento, heladas, nevadas; impedi-mentos que en ocasiones hicieron frenar la cons-trucción para seguridad de todos.

“Otra dificultad fue la relacionada con la ero-sión, cuando nieva, se generan escurrimientos y elpiso del terreno que es muy arenoso, tiende a ero-sionarse con cierta facilidad, un reto fue conteneresa erosión prematura. Es difícil crear sistemasque prevengan la erosión con poco concreto,usualmente en las carreteras o autopistas, se uti-lizan mallas de acero, algún tipo de dispositivoademás de la roca para retener el material. En estecaso por disposición ecológica no podíamos insta-lar ningún tipo de material que típicamente se uti-liza en una obra civil por ser Parque Nacional; lamanera más práctica consistió en diseñar el taludde forma tal que no se derrumbe a causa de tem-blores, lluvias y escurrimientos, ése fue un grandesafío de diseño que los ingenieros debieronresolver”.

Además se implementaron medidas estrictasde vigilancia para evitar la contaminación del suelocon residuos de las maquinarias, aceite, líquidosquímicos que esterilizan la tierra. Se ideó una

forma lo más ecológica posible para no aportarcontaminantes de espacio o materiales extraños alsuelo.

Los 300 detectores, tanques hechos de acerolaminado de forma cilíndrica tienen un diámetrode 7.3 metros y una altura de 4.5 metros. Cadadetector contiene cerca de 200 toneladas de aguaultra pura con muy bajos niveles de sales y mine-rales; esa agua es colectada de forma natural yprocesada para su purificación.

“Las ventajas de este proyecto, agrega San-doval, es que el impacto ambiental es mínimo, esen su totalidad un proyecto de gran innovación”.

Estos tanques llevan, en el fondo del agua, cua-tro sensores, esto es electrónica muy especializadacapaz de captar las radiaciones de las más altasenergías que emiten las estrellas y otros objetosque son visibles para el observatorio.

Para hacer funcionar cada sensor que estádentro de los tanques se necesitan alrededor demil 500 volts de corriente directa por cada sensor.Éstos se conectan a una tarjeta madre que selec-ciona los datos conforme a las características quese le han sido asignadas y las deposita en almace-namientos (unidades de discos duros); actualmen-te el rango que se tiene de producción de datos esde alrededor de 10 terabytes por semana. Seproyecta que previo a la inauguración se logre pro-ducir el doble de lo mencionado.

“El transporte de los datos también implica undesafío ya que los datos son procesados y almace-nados en medios físicos y transportados hacia losdiferentes centros de investigación que participanen el proyecto. No todos los dispositivos funcionana esa altura, pierden su rendimiento y por tanto lacalidad de trabajo es menor, su vida útil es menory el costo se incrementa; por ello se trabaja ardua-mente en la actualización de las líneas de comu-nicación, la línea de internet y de líneas de sumi-nistro eléctrico para que todos esos datos se tras-porten vía internet.

Es un reto superar la construcción, la imple-mentación de los sistemas, el control y operaciónde los mismos; para Manuel de Rosas, HAWCimplica una desafío constante, se empeña enmejorar una infraestructura a todas luces innova-dora, “esto no significa que no haya nuevos siste-mas por desarrollar, más eficientes, que siganmanteniendo el proyecto a la vanguardia”.

Orgulloso de formar parte de un proyecto devanguardia a nivel mundial, Manuel precisa: “Yaha habido pruebas satisfactorias que han brinda-do confiabilidad y han consolidado más al obser-vatorio HAWC como un observatorio de vanguar-dia y competitivo”.

Manuel de Rosas Sandoval es parte de un espe-cializado grupo de trabajo, comprometido con laciencia al que le apasionan los retos.

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marzo · 201512

Año Internacional de la Luz

Las fibras ópticas, desde los años 80, han revolucio-nado la era de las telecomunicaciones. Gracias aesta tecnología, actualmente es posible recibir y

enviar información con una extraordinaria rapidez.Pero no solo han revolucionado la era de las teleco-municaciones; hoy en día son de gran interés en sen-sores de fibra óptica, en amplificadores y láseres defibra óptica para aplicaciones médicas, industriales y desensado remoto.

En su forma más simple una fibra óptica consiste enun núcleo cilíndrico de vidrio de silicio rodeado por unrevestimiento cuyo índice refractivo es menor que eldel núcleo. Debido a un cambio abrupto en el índice derefracción de la interfaz núcleo-revestimiento, talesfibras son llamadas fibras de índice escalonado; dichasfibras son las que se utilizan para transmisión de infor-mación a gran distancia. En un tipo diferente de fibras,conocidas como fibras de índice graduado, el índice derefracción decrece gradualmente dentro del núcleo;estas fibras se utilizan para transmisión de informaciónen distancias cortas.

El fenómeno de reflexión total interna es el res-ponsable de guiar la luz en una fibra óptica y se cono-ce desde 1854. Aunque las fibras de vidrio fueronhechas en los años 20, su uso llegó a ser práctico hastalos años 50, cuando el uso de una capa de revestimien-to condujo a un considerable mejoramiento en suscaracterísticas de guiado de luz. Antes de 1970 lasfibras ópticas fueron usadas principalmente para apli-caciones médicas sobre distancias cortas. Su uso parapropuestas de comunicaciones fue considerada im-práctica debido a sus altas pérdidas (~1000 dB/km).

Sin embargo, la situación cambió drásticamente en1970, cuando las pérdidas de las fibras ópticas fueronreducidas hasta alrededor de 20 dB/km. Futuros pro-gresos se realizaron en 1979, cuando se fabricaronfibras ópticas con pérdidas de 0.2 dB/km cerca de 1550nm en la región espectral.

La disponibilidad de bajas pérdidas en fibras ópticascondujo a la revolución en el campo de la tecnologíade onda de luz y comenzó la era de las comunicacionespor fibra óptica. Si consideramos un sistema de comu-nicación con fibra óptica, la señal a ser transmitida esgeneralmente una señal eléctrica de forma digital. Eneste caso, la señal toma solamente algunos valores dis-cretos. En la representación binaria de una señal digi-tal solamente dos valores son posibles. El caso más sim-ple de una señal digital binaria es cuando la corrienteeléctrica está en encendido (on) o en apagado (off).Estas dos posibilidades son llamadas “bit 1” y “bit 0”(bit significa dígito binario). Cada bit dura un ciertoperiodo de tiempo TB, conocido como el periodo debit. Como cada bit de información es convertido a unintervalo de tiempo TB, la razón de bit B, definidacomo el número de bits por segundo, es simplementeB= 1/TB. Un ejemplo bien conocido de una señal digi-tal es proporcionado por los datos de una computado-ra. Cada letra del alfabeto junto con otros símbolos

comunes (números decimales, signos de puntuación,etcétera) es asignado a un código numérico (códigoASCII) en el rango de 0-256, cuya representación bina-ria corresponde a una señal digital de 8 bits. La señaldigital se caracteriza por su ancho de banda, el cual esmedido de su contenido espectral y representa elrango de frecuencias contenidas dentro de la señal y esdeterminado matemáticamente a través de su trans-formada de Fourier.

En la práctica, un canal de audio digital opera a 64kb/s y un canal de video digital requiere una razón debit de 100 Mb/s. La mayoría de los sistemas de comuni-cación de fibra óptica son capaces de transmitir infor-mación a una razón de bit mayor a 100 Mb/s. Para uti-lizar la capacidad completa de tales sistemas, es nece-sario transmitir muchos canales simultáneamente a tra-vés de una técnica que se conoce como multiplexiónpor división de longitud de onda (wavelength-divisionmyltiplexing, WDM). Con esta técnica es posible des-arrollar sistemas de transmisión del orden de decenasde Gb/s, con lo cual es posible transmitir miles de cana-les de audio o video. Por ejemplo con un sistema de 40Gb/s se pueden transmitir más de 200 mil canales deaudio o 400 canales de video.

Como se mencionó anteriormente, las fibras ópticasfueron atractivas en un principio para transmisión deinformación, lo cual revolucionó la era de las teleco-municaciones. Un sistema de comunicación requiere derelevadores o amplificadores colocados a cierta distan-cia, por ejemplo, los sistemas electrónicos necesitancolocar un amplificador a distancias de alrededor de 10km. Los primeros sistemas de comunicación vía fibraóptica utilizaban amplificadores electrónicos, lo cuallimitaba el ancho de banda de dichos sistemas puesdependían directamente del ancho de banda de dichosamplificadores, esto debido a que la luz se tenía queconvertir a corriente eléctrica y después de amplificar-la convertirla nuevamente a luz y enviarla por la fibraóptica. Por lo cual se estudió la manera de amplificar laluz directamente en la fibra óptica, y esto fue posiblegracias a las fibras dopadas con tierras raras. Para elcaso de amplificadores de luz en la región de 1550 nmse utilizó el Erbio que nos permite amplificar señal enesta región espectral.

Con esto se revolucionaron los sistemas de comuni-cación vía fibra óptica ya que no sólo fue posible incre-mentar el ancho de banda de dichos sistemas, sino ade-más esto permitió colocar los amplificadores a distan-cias mayores a los 60 km. Con estos amplificadores fueposible instalar sistemas de comunicación transoceáni-cos, con lo cual, en la actualidad, es posible recibirinformación al instante de un continente a otro.

Sin embargo, la investigación de los amplificadoresde fibra óptica no quedó ahí, pues la fibra óptica secomenzó a dopar con otras tierras raras, con lo cualnació la era de los láseres de fibra óptica. Estos láseresse han desarrollado para una gran variedad de aplica-ciones tales como en soldadura en materiales, corte de

materiales, aplicaciones médicas, sensado remoto y sis-temas de comunicación óptica en espacio libre, pormencionar algunos. Las comunicaciones ópticas enespacio libre han crecido en los últimos años con apli-caciones de satélite a satélite y de satélite a la Tierra.Para sistemas terrenales hay un gran número de cir-cunstancias a mitigar que ocurren con la propagaciónde la luz en la atmósfera. La turbulencia y dispersiónpor las nubes y la niebla tienen que ser cuidadosamen-te analizadas. Longitudes de onda cercanas a las ban-das del infrarrojo pueden propagarse sin pérdidas deabsorción excesivas.

En sistemas de sensado remoto (Light Detectionand Ranging, LIDAR) los rangos de medidas de las pro-piedades atmosféricas tales como la densidad, tempe-ratura y velocidad del viento, son hechas alrededor delglobo terrestre. Debido a la escasez de atmósfera arri-ba de 100 km, las mediciones con LIDAR y con base entierra son muy complicadas cuando se consideran dis-tancias superiores a la atmósfera. Sin embargo, estaregión de la atmósfera es importante tanto para elestudio científico del acoplamiento por arriba y debajode la atmósfera relacionada al clima espacial, como alestudio práctico del medio ambiente de los satélites.

Para sensado remoto, las fuentes de luz láser defibra óptica operan en longitudes de onda específicasque dependen del tipo de aplicación para las que fue-ron diseñadas. Algunas aplicaciones requieren fuentesde onda continua (continuous-wave, CW) o cuasi-CWcon múltiples longitudes de onda y anchos de líneaangostos o potencias moderadas (~10 W) en el régi-men de ojo seguro (longitudes de onda mayores a1550 nm) con electro-óptica externa para detectar yprocesar la fase y amplitud de la señal de regreso. Enmuchos casos las fuentes deben de ser ligeras, compac-tas, robustas, operando con baja potencia eléctrica ytransportables.

En cuanto a aplicaciones médicas, por ejemplo enoftalmología, un láser que emite a una longitud deonda de 1064 nm (láseres de Iterbio, Yb), permite unamayor penetración en los tejidos. Dichos láseres sonigualmente prácticos en urología para la litofragmen-tación, fotocoagulación de tumores uroteliales y laincisión en estenosis urológicas. Los láseres que emitenun haz de luz con una longitud de onda de alrededorde 2000 nm (Holmio, Ho), son usados fundamental-mente en urología para la patología benigna de prós-tata al igual que para la litogragmentación intracorpó-rea. Otros láseres con una longitud de onda de 2100nm (Tulio, Tm) en estudios recientes muestran quepodrían competir a corto plazo con el láser de Holmio,al provocar un mínimo daño en los tejidos colaterales.Con fibras ópticas dopadas con Yb, Er, Ho y Tm es posi-ble diseñar láseres de fibra óptica para aplicacionesmédicas y de sensado remoto como las anteriormentedescritas.

Baldemar Ibarra Escamilla

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· Fibra óptica, por Javier Morales, en flickr.com

La era de las fibras ópticas

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marzo · 2015 13Tras las huellas de la naturaleza

Hoy en día son muchos los problemas ambientales que se presentan anivel mundial y sin temor a equivocarnos podemos decir que los proble-mas hídricos son de los que más preocupan a las sociedades a nivel

mundial, ya que poco a poco nos damos cuenta que estos problemas se agravany son muchos los daños que hoy vemos a causa de la contaminación y la sobreexplotación de los mantos acuíferos. Podemos encontrar en diferentes estudiospublicados que el porcentaje del agua dulce disponible es menos de 0.5 por cien-to, agua que se está contaminando de manera verdaderamente alarmante; lasevaluaciones más recientes sugieren que para el año 2025 más de dos terceraspartes de la humanidad sufrirán algún estrés por la falta de este vital líquido.

Si observamos el panorama del recurso hídrico a nivel mundial podemosencontrar que de los 113 mil km3 de agua que se precipitan en el planeta demanera anual cerca de 71 mil km3 se evaporan y retornan a la atmósfera el restoaproximadamente 42 mil km3 recargan los mantos acuíferos o llegan a los océa-nos siguiendo el cauce de los ríos. Pero si pensamos de manera un poco más real,el volumen disponible se estima entre los 9 mil y los 14 mil km3; de esto un 70por ciento sería destinado a sostener a los ecosistemas terrestres, lo que reduci-ría en un 30 por ciento, es decir, unos 4 mil 200 km3 la disponibilidad real deagua para usos humanos directos. Si la cantidad anterior es dividida entre losmillones de humanos que habitamos este planeta que, de acuerdo con Toledo, en2002 la cantidad mencionada era dividida entre 6 mil millones dando comoresultado que para ese año a cada habitante le correspondían aproximadamen-te 700 m3. Sin duda, los censos poblacionales no son nada alentadores 13 añosdespués. Para entender mejor lo anterior también se debe considerar que elrecurso hídrico varía en espacio y tiempo, ya que si observamos de manera dete-nida, encontraremos que los lugares que presentan mayor cantidad de dichorecurso son Asia y Sudamérica, y claro, los lugares en donde encontramos menorcantidad son Europa, Australia y Oceanía, esto por supuesto no solo determina-do por su disponibilidad, sino también por su variabilidad a lo largo del año.

La mayor parte del agua dulce del planeta se encuentra en solo seis países:Brasil, Rusia, Canadá, Estados Unidos, China e India; sin duda salta lo imposi-ble que es dejar de pensar en estos países desarrollados y con una gran cantidadde población; algunos de ellos, podríamos decir, sobrepoblados, y es de esperar-se, ya que 40 por ciento de los ríos del mundo se concentran en estos países.

Ante este panorama podemos observar que el modelo a nivel mundial es eco-lógicamente y socialmente insostenible, si miramos con detenimiento el caso dealgunos países, que se han hecho dueños prácticamente del sistema económicoa nivel mundial, el modelo de demanda y consumo en dichos países no corres-pondería con los números presentados anteriormente; el crecimiento poblacio-nal, los cambios en los estándares de vida que conlleva la urbanización de lapoblación y la expansión de la agricultura irrigada, son algunos de los grandesproblemas que engloban a este modelo. Por ello estos países buscan expandir susterritorios, y al aumentar la demanda y el manejo del recurso hídrico han cau-sado la desaparición de ecosistemas y con ellos miles de especies de flora y faunasepultadas bajo las más de 40 mil presas construidas en el mundo, esto solo porponer un ejemplo. Cabe mencionar que esto ha pasado durante muchos, muchosaños, impulsado por una serie tratos entre los gobiernos de países de primermundo y claro los países en vía de desarrollo, dichos negocios se hacen con lafinalidad de obtener recursos para continuar abasteciendo la demanda mundialde bienes o servicios pero en algunos casos sin tocar los recursos propios, lo quetrae como consecuencia que en países como México tengamos ríos, lagos y lagu-nas contaminados, y eso sin mencionar a los tan aclamados mantos acuíferossobre explotados, de esta manera, los países desarrollados pueden mantener unmodelo económico depredador vigente. Si al saqueo de los recursos naturales depaíses como México que además de tener un impacto en las poblaciones como esya bien sabido el despojo en las comunidades, le sumamos el deterioro ambien-tal, solo falta darle un vistazo al caso del río Sonora, y si comparamos el costo

ambiental con respecto a los pagos a nivel internacional y las deudas a nivelmundial, entonces podríamos definir a todos estos como un comercio que es eco-lógicamente desigual y con esto nos podríamos preguntar entonces ¿quién ledebe a quién?

Puebla no es la excepción, ya que al ser una de las ciudades que presenta afuturo una mayor amenaza hídrica, y es acariciada por uno de los ríos más con-taminados del país, ha llegado el momento de preguntarnos si queremos conti-nuar por el mismo camino escabroso en materia ambiental o exigir a las empre-sas, autoridades y población tomar cartas para generar proyectos que realmentebeneficien a todos, ya que si englobamos, todo lo visto en esta pequeña contribu-ción, en el concepto de cuenca, nos daremos cuenta que no solo es un problemaa pequeña escala, teniendo en cuenta que afectados somos todos y que lo que sehace en cuenca arriba, repercute de manera importante, cuenca abajo.

Tras las huellas @helaheloderma

Tania Saldaña Rivermar y Constantino Villar Salazar

Agua que corre: ¡Atoyac!

Así llamaban a mi cause los antepasados

Agua que nace de los montes

Fui claro tantos años que era impensable imaginar el infortunio.

Ángeles Mastreta

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Agua, cuanta, cuenta

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marzo · 201514

Tékhne Iatriké

El día viernes 31 de octubre de 2014 el polí-tico Miguel Ángel Mancera Espinosa (16 deenero de 1966), actual jefe de gobierno del

Distrito Federal, fue sometido a una intervenciónquirúrgica denominada ablación cardiaca, pararesolver una arritmia. Durante el procedimientosufrió una perforación en el aparato cardiovasculary fue necesario someterlo a una operación con eltórax abierto, que fue exitosa y de la que se recu-peró en una forma rápida.

La divulgación de esta complicación no fue pre-cisa y se generaron muchas inquietudes que plan-teaban desde una negligencia médica, hasta unatentado. Lo cierto es que ahora es posible que no-sotros, individuos comunes y corrientes que somosmal informados de las cosas que realmente sucedenen el país, podamos hacer deducciones interesan-tes que nos conducen a conclusiones sorprendentes.Vale la pena revisar en qué consiste precisamentela ablación cardiaca.

El corazón funciona como una bomba múltiple.De hecho son cuatro elementos de bombeo en unosolo. La expulsión de sangre debe ser particular-mente enérgica para poder distribuirla por todo elorganismo y recibirla, para filtrarse en los pulmo-nes y cargarse de oxígeno liberando bióxido de car-bono (independientemente de otros órganos de de-puración como los riñones y el hígado). Para queeste complicado proceso se lleve a cabo en unaforma precisa es necesario que se dé una contrac-ción gradual de todo el órgano cardiaco, que es unmúsculo sensible a cargas eléctricas que se distri-buyen uniformemente y se regulan por unos ele-mentos de disparo automatizados y coordinadospor el mismo corazón. Cuando se rompe con laarmonía de la descargas, no hay una distribuciónde la electricidad adecuada y el corazón deja de latircon la simetría apropiada. Hablamos entonces deuna arritmia.

Para corregir este problema se lleva a cabo unextraordinario método que consiste en la introduc-ción de catéteres o tubos que llegando al corazón,en una forma controlada, destruyen los tejidos in-ternos que condicionan las arritmias por medio dela emisión de un tipo de energía llamada de radio-frecuencia, generando calor y el deterioro de lospuntos que provocan los disparos anormales en elmúsculo cardiaco.

Los médicos que llevan a cabo este procedi-miento tienen que hacer la especialidad en cardio-logía y luego la subespecialidad en electrofisiología,que puede ser pediátrica o de adultos. Hablamos deocho años de estudios intensos (solamente contem-plando las especialidades), con requisitos abruma-dores en las áreas psicológicas, sociales y de salud.Es justo decir que son pocos los médicos prepara-dos en esta área de alta especialidad y la inversióneconómica en ellos es muy alta, tomando en cuen-ta la necesidad de recibir una instrucción técnica ytecnológica, en una forma satisfactoria.

Los especialistas en electrofisiología manejan encada intervención un alto grado de tensión emocio-nal. Deben introducir los catéteres guiados por

aparatos de radiografía (fluoroscopios) con un co-nocimiento muy preciso de la anatomía y casi a cie-gas, pues es imposible visualizar los tejidos blandosen un fluoroscopio. Posteriormente, cuando los ca-téteres se encuentran en el sitio adecuado, generanlas descargas de radiofrecuencia para alcanzartemperaturas de 50º a 70º. Una temperatura lige-ramente mayor, puede provocar que los tejidos sequemen y la producción de humo, que provoca unsonido denominado “pop”. Este es el principal fac-tor que puede generar perforaciones cardiacas y laconsecuente urgencia para resolver esto, que sincirugía es necesariamente mortal. Muy probable-mente esto fue lo que le sucedió al señor Mancera.

La imagen de los políticos está más devaluadaque nunca y parece ser que ellos, no se dan cuen-ta. Los ciudadanos los vemos como entes nocivos yel desprecio que generan es particularmente desa-gradable. Por citar un caso (de miles), recientemen-te personal de la Procuraduría Federal de Protec-ción al Ambiente (Profepa) aseguró 101 animales deun zoológico personal del diputado del Partido Ac-ción Nacional, Sergio Gómez Oliver. De acuerdo aun comunicado emitido por Profepa, en el lugar seencontraron 240 ejemplares entre felinos, herbívo-ros, primates y aves, de los cuales 92 se encontra-ron en condiciones con faltas graves al trato dignoy nueve no contaban con documentación legal deprocedencia. Los animales asegurados fueron 15

tigres de bengala, nueve jaguares, cinco pumas,siete leopardos, cinco leones africanos, dos ososgrizzli, tres antílopes, tres bisontes y un tigrillo.Además, dos venados temazate, dos ejemplares depapión sagrado, seis seretes, tres tepezcuintles,tres wapiti, un cotorro cabeza negra, un pericofrente escarlata, un tucán, un búho virginiano yuna guacamaya roja. Los gastos que debierongenerar diariamente ofenden y las condiciones dehacinamiento que sufrieron los animales son esca-lofriantes. La pregunta siguiente gira en torno a laincomprensible postura legal de no encarcelar aeste individuo. Pero un poco de matemáticas senci-llas, como las enseñadas a mis hijos en la escuelaprimaria puede paralizar. Durante 2014, el gastoneto presupuestario del sector público ascendió a 4billones 530 mil 629 millones de pesos; lo queexpresado numéricamente sería4,530,629,000,000. Si dividimos este número entreel número de mexicanos que somos alrededor de119 426 000, obtenemos un número que gira alre-dedor de los 38 mil pesos (exactamente:37936.705575). Es decir que en mi caso, por cua-tro miembros de mi familia se destinan al gastopúblico 152 mil pesos. Son 416 mil 44 pesos pordía. A todos aquellos a quienes he preguntado quées lo que prefieren… que el gobierno ejerza el gasto,o que se permita tener ese dinero, e invariablemen-te todo mundo me responde que prefiere el dinero,sin gobierno, independientemente de las obras de“relumbrón”, de las pasarelas lujosas que ostentanpolíticos ineptos, casas de súper lujo o zoológicosdonde impera la bestialidad del hombre y no la delos pobres animales. Pero eso sí, la visión hacia lasnecesidades de investigación que tiene el país, sola-mente se dan cuando esas élites requieren altastecnologías para su subsistencia, como en el que hedenominado “caso Mancera”.

En el mes de octubre del año 2013, en el suple-mento Saberes y Ciencias número 20 se publicó unartículo titulado “La importancia del ObservatorioHAWC en el estado de Puebla”. Aunque el fin deeste aparato se orienta a la observación de rayoscósmicos y gamma, una gran cantidad de tecnolo-gías alternativas para la instalación, operación ymantenimiento, tienen un impacto social y ambien-tal verdaderamente inconmensurable. Esto sola-mente es posible con esfuerzos verdaderamenteheroicos de científicos mexicanos y del extranjeroque indudablemente ganan mucho menos que losnefastos políticos que nos gobiernan y con un refle-jo antropológico incomparable.

Evidentemente es necesario orientar las políti-cas públicas pues el descontento social es tremen-do y se aspira en el ambiente una ingobernabilidadcreciente. Para percibir lo anterior, solamente hayque preguntar a cualquier persona que esté alrededor por lo que prefieran: el gobierno con esegasto público o bien, el dinero sin gobierno y la res-puesta será, la que indudablemente ya se estaránimaginando.

José Gabriel Ávila-Rivera

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QUE EL GOBIERNO EJERZA EL GASTO

O QUE SE PERMITA TENER ESE DINERO,E INVARIABLEMENTE

TODO MUNDO PREFIERE EL DINERO, SIN GOBIERNO, INDEPENDIENTEMENTE

DE LAS OBRAS DE “RELUMBRÓN”, DE LAS PASARELAS LUJOSAS

QUE OSTENTAN POLÍTICOS INEPTOS,CASAS DE SÚPER LUJO

O ZOOLÓGICOS DONDE IMPERA

LA BESTIALIDAD DEL HOMBRE

Ciencia y políticos: el caso Mancera

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La renovación de legisladores federales no genera expectativas entre los ciu-dadanos: se desconocen sus facultades, capacidades y autonomías, y seconocen muy bien sus mañas y trayectorias; no inspiran confianza.

Cuando ésta coincide con las de presidente de la República, la intención de votosdispensada a senadores y diputados aumenta y, cuando la renovación de dipu-tados no coincide con la presidencial, la participación ciudadana baja en 20 pun-tos o más. En 1991 la participación ciudadana en la elección de diputados derepresentación proporcional fue de 65 por ciento; seis años después había caídoa 54 por ciento y fue menor a 50 por ciento en loscomicios de 2003 y 2009, y para este año, quizásea menor a 38 por ciento. El tiempo de una cam-paña intermedia es un tercio menor a la presi-dencial y los recursos económicos legales y extra-legales utilizados también son menores, y la cre-dibilidad en estos personajes es también menor ala de los ejecutivos (federal, estatal o municipal).f: Consulta Mitofsky, La Gran Encuesta Electoral.Punto de arranque. Rumbo al 7 de junio 2015.http://consulta.mx/web/images/eleccio-nes/2015/20150228_NA_GranElectoral.pdf

La próxima elección se da en un contexto demás inseguridad pública, pérdida de credibilidaden las instituciones, desaceleración económica,deuda pública creciente y deterioro tanto de lasfinanzas públicas como de las personales, por loque es plausible un crecimiento de la abstenciónelectoral. Hace apenas un año, uno de cada treshogares de la República Mexicana y tres de cada10 ciudadanos tuvieron la condición de victimi-zación y la tasa media anual de victimizacióncreció en 26 por ciento entre 2010 y 2013; soloseis de cada 100 delitos fueron averiguados (INEGI, Encuesta Nacional de

Victimización y Percepción sobre Seguridad Pública, Años 2011-2014). Según lafuente citada, la mayoría absoluta de los ciudadanos del país percibe comocorruptos a las policías (federal, judicial, estatal, municipal, tránsito, PGR,Ministerio Público y jueces); y las opiniones negativas de los partidos políticosson superiores a las positivas (Mitofsky, Encuesta del 20-22 febrero 2015).Según fuentes propias, el Instituto Nacional Electoral registra casi dos opinio-nes negativas por una positiva y es obvio el control que ejercen sobre ese órga-no electoral los consejeros ciudadanos que son afines al PRI, lo que le resta cre-dibilidad e imparcialidad a dicho organismo. La inseguridad y la corrupción sonlos grandes problemas del país y el principal responsable es Enrique Peña Nietocuya gestión desaprueba la mayoría de ciudadanos. En los dos primeros añosdel sexenio de Peña Nieto la economía ha crecido apenas al ritmo de la pobla-ción, casi la mitad de lo ofrecido por el Ejecutivo federal, y la deuda pública netacreció cinco puntos del Producto Interno Bruto, lo que se ha traducido en unamerma del poder adquisitivo y crecimiento de cartera vencida.

En la encuesta nacional del 20-22 de febrero del año en curso Mitofskyregistró una intención del voto no declarada de 37 por ciento, lo que es ya

bastante alta para este tipo de pregunta; responder una pregunta de inten-ción de voto antes del inicio de campaña (sin haberse registrado los candida-tos) es socialmente correcto, y los entrevistados manifiestan una acción futu-ra, que puede o no realizarse en los términos de la intención. En registros pro-pios del municipio de Puebla de la primera semana de marzo de 2009 la inten-ción no declara de voto fue de 21 por ciento, probablemente hoy sea 70 o 75por ciento más alta. Cuatro meses antes de la elección federal de 2009, unode cada tres ciudadanos no se sentía representado por ningún partido, ahora

pueden ser casi dos de cada tres quienes así lo manifiesten. El rechazo parti-dario ha crecido para el PRI y disminuido para el PAN; entre otras causales,por la corrupción, la impunidad, el conflicto de intereses, el autoritarismo yabuso de poder asociado directamente al Ejecutivo federal. Las reformasconstitucionales impulsadas por Peña Nieto en beneficio del capital transna-cional no fueron compartidas por la mayoría de ciudadanos, y los propagadosfrutos positivos de la reforma no se ubican en el horizonte, por lo que es posi-ble un voto de castigo hacia el PRI, más enfático en aquellos que reclaman lapresentación con vida de las 43 desapariciones forzadas de Ayotzinapa.

Por si no fuera ya un agravio la acción del Ejecutivo federal, el goberna-dor de la entidad poblana también ha contribuido al hartazgo electoral y ali-mentado la tendencia abstencionista en el municipio de Puebla. La afecta-ción del patrimonio cultural cholulteca para edificar un proyecto turístico noes compartida por la mayoría de ciudadanos del municipio de Puebla, comotampoco lo es la desaparición de las facultades de registro civil de las juntasauxiliares, la represión y encarcelamiento de los defensores de la identidad ypatrimonio cultural y la privatización del agua. Probablemente estos ele-mentos se expresen en ausencias electorales o votos anulados en urnas. Los

Ejecutivos federal y estatal registran mayoresopiniones negativas que positivas que puedanmodificar la cultura del sufragio a cambiar dedestinatario, y aunque el PRI sea el partidomás repudiado, es el que repartirá, a través delgobierno federal, 14 millones de televisoras di-gitales; 3.3 millones de apoyos alimentarios, y26.2 millones de becas del programa Oportu-nidades —Prospera— (Sedesol, Padrón de be-

neficiarios, julio-agosto y septiembre-octubre2014) y, como dijera con elegancia AntonioMachado, se hace camino al andar, y parafra-seando al vate, se ve al partido que nuncadebería gobernar.

marzo · 2015 15Homo sum

Sergio Cortés Sánchez

[email protected]

· IFE. Atlas Electoral 1991-2012. http://siceef.ife.org.mx/pef2012/SICEEF2012.html#

· Fuente: Consulta Mitofsky, La Gran Encuesta Electoral. Punto de arranque. Rumbo al 7 de junio 2015.http://consulta.mx/web/images/elecciones/2015/20150228_NA_GranElectoral.pdf

Comicios indiferentes

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marzo · 201516Reseña (incompleta) de libros

i. dorada mEdianía

A l comenzar su diaria sesión de bicicleta fija, Jesús Pastrana seabandonó a las dulces divagaciones del futurismo político. Fal-

taba poco para que el Partido Acción Democrática (PAD) eligie-ra candidato a la alcaldía de Cuernavaca, y él había llegado a la rectafinal de la contienda con grandes posibilidades de triunfo. Pero, ¿leharían justicia los miembros del comité directivo? ¿Pensarían en elbien de la ciudad o en su propia conveniencia? Obligado a recu-perar su fe, pensó que la alcaldía podía catapultarlo a la guber-natura, después al Senado, y si en esos cargos se desempeñabacon acierto y honestidad, podía soñar, ¿por qué no?, con la silladel águila, convertida en silla de buitres por tantas décadas derapiña presidencial. Su programa político era tan ambiciosoque lindaba en lo temerario: crear un verdadero Estado dederecho.

Siguió pedaleando con un vigor más moral que físico.Hombre de hábitos inmutables, con una disciplina demonje tibetano, se mantenía en estupenda forma no porvanidad ni por presunción, sino por conciencia cívica.Mientras contemplaba a lo lejos la cumbre del Popocon su bufanda de nubes grises, aspiró profunda-mente el aire fresco de la mañana, un aire tan purocomo los principios que había enarbolado contraviento y marea: Probidad, transparencia en el gas-to público, eficiencia administrativa, rendición decuentas. Desde la izquierda lo tildaban de neo-liberal. Pero como México se había desbarran-cado en la anarquía egoísta, en una especiede fascismo balcanizado y caótico, dondegobernaban de facto los hampones encum-brados que prostituían la impartición dejusticia, ya fuera sembrando el terror ocomprando a la autoridad, él sabía queen el fondo era un revolucionario.

Jesús se limpió el sudor de la carapara besar a sus hijos que se iban ala escuela. En cambio su esposaRemedios no se detuvo a besarlo yapenas le dirigió una mirada desoslayo. Los arrumacos entre losdos se habían acabado muchotiempo atrás. Ella era fanáticadel ejercicio, que en vez demoldearle un cuerpazo, lahabían puesto enjuta comoun faquir. Viéndola alejarseJesús recordó que ya

llevaban un largo mes sin coger yya le tocaba cumplirle.

Remedios acomodaba ropa enel clóset, se le acercó por detrás, le

arrimó el pene a la hendidura delas nalgas y palpó sus pechos por

debajo de la bata, como un gigolóde comedia italiana. Molesta qui-

zás por la vulgaridad de la situa-ción, lo apartó con rudeza y le

sujetó las muñecas.—Mira nomás qué manotas

tan puercas. No te las lavaste alregresar del súper. Así no me vas

a tocar. Jesús se examinó las palmas,

los dedos y las uñas sin hallar elmenor rastro de mugre.

ii. la victoria dEl miEdo

Después de una rápida escalaen su oficina, donde firmó una

pila de documentos y echó un vis-tazo al presupuesto para repavimentar la colonia Cantarranas, caminó

cuesta abajo, con una grata sensación de ligereza, rumbo a las oficinas delPAD en la calle Hermenegildo Galeana. La secretaria de Larios le pidió que

esperara un momento, mientras el licenciado se desocupaba. Estaba tancerca de la gloria que ya empezaba a levitar. Colocaría a Israel Durán en la

Dirección de Gobierno, un puesto clave para sanear la administración, yencomendaría a un honorable militar retirado, el general Mario Alberto

Gandía, una reestructuración a fondo de la policía, o mejor dicho, unarefundación aunque en esa tarea se viera obligado a cortar cientos de cabe-

zas. Erradicando el desvío de fondos en todos los departamentos y coordi-naciones, el municipio obtendría un importante superávit (quinientos

millones al año, quizá mil) para arreglar el complejo problema del abaste-cimiento de agua en las colonias miserables de la periferia. Se vio en su

toma de protesta diciendo: “Agradezco al comité la confianza que ha depo-sitado en un servidor y me comprometo a luchar con tenacidad `por los

ideales de nuestro partido”.—Ya puede pasar, licenciado.

Larios tenía una elegante oficina con un escritorio estilo Chippendale,lámparas art déco y un hermoso huichol en la pared del fondo. Un enorme

Cristo tallado en marfil añadía un toque devoto a la decoración. —Como tú sabes, querido Jesús, se acerca la votación interna para ele-

gir el candidato a alcalde. Tú eres uno de los precandidatos más mencio-nados en la prensa y por eso te mandé llamar. Con el fin de encoger a nues-

tro mejor hombre, en las últimas semanas hemos realizado una ausculta-ción entre los miembros del comité y quería comunicarte que la mayoría se

inclina por el licenciado Manuel Azpiri, por la destacada actuación que hatenido al frente de la secretaría de Desarrollo Urbano.

Jesús recibió el hachazo sin parpadear, el ritmo cardiaco acelerado altope. ¿Destacada actuación? ¿Tan pronto se les había olvidado el escánda-

lo del paso a desnivel? Por asignación directa, pasándose por los huevos lanormativa de licitación, Azpiri le había encargado la obra a un cuñado suyo

y quedó tan defectuosa que al poco tiempo de inauguración fue necesariobloquear el acceso para hacer unas reparaciones casi tan caras como la

obra original. ¿Lo estaban premiando por ese atraco?Ya en casa reflexionó que su divorcio se había consumado varios años

atrás. Con la botella de Glenfiddich camuflada en una bolsa del súper, salióa la calle por la puerta trasera, que daba al callejón. Político en desgracia y

marido vilipendiado, justa recompensa por veinte años de sensatez, nor-malidad y decencia. La vida ordenada lo estaba matando de asfixia.

Necesitaba hacer algo imperdonable. Necesitaba una noche de libertad enel reino de Abraxas.

iii. safari nocturno

—Sírveme un jaibol bien cargado, el que me dio no sabía a nada.—Le serví la medida normal —refunfuñaba el mesero.

—Pues entonces dame un doble.

…En el municipio de

Jiutepec estaba la única zonade la ciudad donde todavía

había antros abiertos. Peroaquí hubo ochenta muertos el

mes pasado y los secuestrosestán a la orden del día. La policía

de aquí es más corrupta que la deCuernavaca, desde hace tiempo le

entregó la zona al crimen organizadoque cobra derecho de piso. El bar

Amazonas, varias veces clausurado porriñas y crímenes, lo tienta con su gran

marquesina multicolor, pero solo hay dosautos en el estacionamiento, quizá del

dueño y el cantinero. Ni madres, yo aquí nome bajo.

Más allá del crucero de Tejalpa, en unazona más popular, donde todavía circulan pea-

tones, el otro Jesús encuentra lo que secreta-mente anhelaba: un ramillete de travestis en la

parada del autobús. Oyó un susurro al oído... Nole saques, arrímate al fuego, sin una locura de vez

en cuando nadie puede aguantar esta pinche vida.Pero un somero examen del ganado lo decepciona.

Guácala, son travestis fornidos de piernas correosas,tetas infladas con gas butano y hombros de estibador.

Más allá, recargada en un poste, ajena a la indigna men-dicidad de sus compañeros, una mariposilla de menor

edad, con grácil porte de bailarina, lo mira con una mez-cla de altivez y coquetería. Sabe que vale mucho y no se

abalanza sobre los clientes. —Hola, bebé, ¿vas a querer oral o servicio completo? El

completo te sale en ochocientos y vamos a mi depa. El último estertor de su conciencia le ordena apretar el ace-

lerador y salir huyendo de ahí. Pagar por acostarse con unmujercito, qué inmundicia. En casa tienes una mujer verdade-

ra, corre a pedirle perdón de rodillas. Pero en vez de asustarlo, elsermón aguijoneaba su turbio apetito de manjares exóticos.

—Me llamo Leslie, ¿y tú?—Jesús —responde, tartamudo por los nervios.

Alberto Cordero

La doble vida de Jesús

[email protected]

EnriqueSerna,

La doble vida de

Jesús. Alfaguara(2014).

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¿son los obsErvadorEs dEl ciElo, con sus difErEntEs instrumEntos, un tipo dE oJo dE múltiplEs pupilas?

La Unesco llamó al 2015 Año Internacional dela Luz. La luz, como la llamamos coloquial-mente, es energía que se propaga, y que al in-

teractuar con la materia produce una gran cantidadde fenómenos naturales. En particular, la luz queproviene del Sol tiene, entre sus componentes, la luzvisible, que es percibida por nuestros ojos; la infra-rroja (calórica), que percibimos en nuestra piel; y laultravioleta, que favorece la formación de vitamina Den nuestro cuerpo y es usada para fijar el calcio alhueso, pero que somos incapaces de percibirla hastaque ya lesionó nuestra piel.

Así, durante la evolución de los seres vivos, unagran parte de los procesos de adaptación se dio conbase en la luz que llegaba a su hábitat, pero tambiéna la luz que reflejan los objetos (incluidos los seresvivos). En particular, el ojo de los seres vivos, consi-derado como instrumento óptico, manipula la luzreflejada por los objetos y la convierte en una imagenen la retina. Esta imagen es usada por el ser vivo, yasea para alimentarse, reproducirse, y/o protegersede los depredadores (que son instintos básicos de losseres vivos, aunque otros seres vivos desarrollaronotros sentidos para realizar las mismas funciones).Podemos decir que el ojo evolucionó y se adaptó a lasdiferentes condiciones y necesidades de los seresvivos con base en la luz que les llegaba del Sol.

Estamos familiarizados con ojos como los nues-tros, los del perro, el gato, la vaca, el burro, en gene-ral, con los de los vertebrados. Sin embargo, existenseres vivos que tienen ojos diferentes a los nuestros,y quizá lo han notado, como la mosca, las abejas, laslibélulas, las arañas, el camarón mantis, o la lagarti-ja gecko (en ciertas condiciones de iluminación).¿Qué tienen en común o de diferencia estos ojos?

¡Bien! Les recuerdo que el que escribe es físico conuna línea de investigación en óptica. Así que aquíanalizo al ojo de los seres vivos como un sistema ópti-co. Varias son las formas de describir a los sistemasópticos: pueden ser simples o compuestos; de refrac-ción (manipulan la luz con lentes), reflexión (mani-pulan la luz con espejos), o catadióptrico (manipulanla luz con lentes y espejos); de uno o muchos ele-mentos ópticos, pupila (posición, tamaño, número),etcétera. La pupila es un orificio (real o imaginario)por el que pasa la luz hacia el receptor (en los seresvivos la retina).

Entonces, en términos de la pupila, los ojos de losseres vivos pueden ser de una o de varias. Entre losde varias pupilas se distinguen los de aposición y los

de superposición. Los ojos de los artrópodos (insec-tos, arácnidos, miriápodos), anélidos (gusanos), ymoluscos bivalvos son de múltiples pupilas y de apo-sición; mientras que los de los lipedópteros noctur-nos (polilla, palomillas nocturnas) y crustáceos (ca-marones) de aguas profundas son de superposición.Así, tenemos ojos compuestos que desde el punto devista de la óptica pueden ser considerados sistemasópticos de múltiples pupilas.

En la Figura 1 esquematizo un ojo compuesto;está formado de hasta decenas de miles de elemen-tos llamados amatidium (generalmente de formahexagonal), que proveen al cerebro de un elementode imagen. Cada omatidium se compone de la cornea(1), el cristalino (2), los fotodetectores (3), los rabdó-meros (4) y llegan hasta el nervio óptico (5). Las com-ponentes 1 y 2 son los formadores de imagen, y los3, 4, y 5 son los detectores de luz. Así, la cornea y elcristalino manipulan la luz para formar la imagen yllevarla al rabdómero. Éste, que está rodeado por losfotoreceptores los cuales reconocen las diferencias dela luz, es como una guía que lleva la luz al nervioóptico.

En términos de dimensiones, la cornea y el cris-talino son aproximadamente 10 por ciento del oma-tidium, el rabdómero y células que lo rodean son el90 por ciento restante. El diámetro transversal deun omatidum puede variar de entre cinco y 50micrómetros (un micrómetro es una millonésima demetro, el diámetro de un cabello promedio es de 100micrómetros).

Cada omatidium provee al cerebro con un ele-mento de imagen. La Figura 2 muestra cómo seforma la imagen en función del número de pupilas.Tenemos la imagen formada por un sistema de unasola pupila, después la imagen formada por un sis-tema de múltiples pupilas y del tipo aposición, y laimagen formada por un sistema de múltiples pupilasdel tipo superposición. En los casos de los sistemasde múltiples pupilas deaposición o superposi-ción, observamos comocada omatidium formauna imagen individual. Ladiferencia radica en que laimagen formada por el deaposición se conforma porlas imágenes individualesy diferentes de cada oma-tidium, mientras que laimagen que forma el desuperposición está com-puesta por todas las imá-genes individuales de

cada omatidium, las cuales son la misma imagensuperpuesta en la retina.

Veámoslo con los conceptos físicos de la agudezavisual y de sensibilidad. La primera tiene que ver conla capacidad de distinguir objetos pequeños, y lasegunda con la capacidad de distinguir objetos conpoca luz. Algunos sistemas ópticos poseen mejoragudeza visual o mejor sensibilidad, otros poseenambas que dependen de las condiciones de ilumina-ción. Entonces, los ojos de múltiples pupilas evolu-cionaron para proporcionar sensibilidad, agudezavisual, o ambas.

Por eso me gusta pensar que el trabajo de losastrónomos con sus telescopios (de lentes o deespejos, o de lentes y espejos) son como ojos com-puestos (sistemas ópticos de múltiples pupilas). Detal manera que cuando varios telescopios sonapuntados al mismo objeto es un ojo de superposi-ción tratando de obtener la mayor información delobjeto (“mejorar la agudeza visual), y que cuando seapuntan a objetos diferentes, son como ojos de apo-sición tratando de formar una imagen compuesta,pero única, del universo.

marzo · 2015 17Año Internacional de la Luz

Francisco-J. Renero-C

Ojos de insectos: sistemas ópticos de múltiples pupilas

Una pupila Múltiples pupilas: aposición Múltiples pupilas: superposición

· Figura 2

· Figura 1

[email protected]

· Libélula, por isimar33, en www.flickr.com

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marzo · 201518

Efemérides

Marzo 03, 08:44. Júpiter a 6.2 grados al Norte de laLuna en la constelación de Cáncer. Elongación del planeta:152.1 grados. Configuración visible durante toda la noche.

Marzo 04, 19:33. Venus a 0.1 grados al Norte deUrano en la constelación de los Peces. Elongación del pla-neta: 30.8 grados. Configuración observable, hacia elponiente, inmediatamente después de la puesta del Sol siel horizonte poniente está despejado.

Marzo 05, 07:33. Luna en el apogeo. Distancia geo-céntrica: 406,385 km. Iluminación de la Luna: 99.8%.

Marzo 05, 18:05. Luna llena. Distancia geocéntrica:406,323 km.

Marzo 06, 20:09. Mercurio en el afelio. Distanciaheliocéntrica: 0.4667 U.A.

Marzo 11, 19:54. Marte a 0.3 grados al Norte deUrano en la constelación de los Peces. Elongación del pla-neta: 24.2 grados. Configuración muy difícil de observarpor la cercanía del planeta con el Sol.

Marzo 12, 09:14. Saturno a 1.5 grados al Sur de laLuna en la constelación del Escorpión. Elongación del pla-neta: 106.5 grados. Configuración observable después dela media noche del 11 de enero hacia el horizonte oriente.

Marzo 13, 17:47. Luna en Cuarto Menguante.Distancia geocéntrica: 382,325 km.

Marzo 14, 13:02. Saturno estacionario. Elongacióndel planeta: 108.7 grados.

Marzo 15, 10:53. Plutón a 2.5 grados al Sur de laLuna en la constelación de Sagitario. Elongación del pla-neta: 69.3 grados. Configuración observable en las últimashoras de la madrugada hacia el Este de la esfera celeste.

Marzo 15. Lluvia de meteoros Gamma-Nórmidas.Actividad desde el 25 de febrero hasta el 28 de marzo conel máximo el 15 de marzo. La taza horaria es de 6 meteo-ros. El radiante se encuentra en la constelación de Norma,con coordenadas de AR=239 grados y DEC=-50 grados.

Marzo 19 01:15. Neptuno a 3.0 grados al Sur de laLuna en la constelación de Acuario. Elongación del plane-ta: 20.1 grados. Configuración no observable por la cerca-nía del planeta con el Sol.

Marzo 19, 03:37. Mercurio a 4.3 grados al Sur de laLuna en la constelación de Acuario. Elongación deMercurio: 19.1 grados. Configuración no observable por lacercanía del planeta con el Sol.

Marzo 19, 07:28. Luna en el perigeo. Distancia geo-céntrica: 357,584 km. Iluminación de la Luna: 0.5%.

Marzo 20, 09:45. Eclipse total de Sol. La franja de latotalidad, de unos 463 km de ancho pasará entre Islandia yGran Bretaña. El eclipse se puede ver desde Europa y endiferentes grados de parcialidad según la latitud geográfica.

Marzo 20, 22:45. Inicio de la primavera.

Marzo 21, 10:23. Urano a 0.7 grados al Norte de laLuna en la constelación de los Peces. Elongación del pla-

Las horas están expresadas en Tiempo Universal (UT)

José Ramón Valdés

Calendario astronomicoMarzo 2015

neta: 15.1 grados. Configuración no observable hacia el hori-zonte Este ya que el Sol sale antes que el planeta.

Marzo 21, 11:14. Ocultación de Urano por la Luna. Novisible desde la República Mexicana.

Marzo 21, 22:41. Ocultación de Marte por la Luna. Novisible desde la República Mexicana.

Marzo 21, 23:05. Marte a 1.5 grados al Norte de la Lunaen la constelación de los Peces. Elongación del planeta: 21.8grados. Configuración muy difícil de observar por la cercaníadel planeta con el Sol.

Marzo 22, 21:13. Venus a 3.3 grados al Norte de laLuna. Elongación de Venus: 34.7 grados. Configuración noobservable ya que el planeta se oculta antes que el Sol.

Marzo 27, 07:42. Luna en Cuarto Creciente. Distanciageocéntrica: 392,437 km.

Marzo 30, 09:59. Júpiter a 6.2 grados al Norte de laLuna en la constelación de Cancer. Elongación del planeta:123.3 grados. Configuración observable desde la noche del29 de marzo hasta pasada la media noche.

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marzo · 2015 19A ocho minutos luz

El INAOE posee una colección de 15 mil 686placas astrofotográficas obtenidas con la Cá-mara Schmidt, el histórico telescopio del Ob-

servatorio Astrofísico Nacional de Tonantzintla, enun periodo de más de 50 años. Estas imágenes delcielo son únicas por su importancia científica e his-tórica. Por esta razón es que el pasado 22 de febrerofueron registradas como parte de la Memoria delMundo, programa creado por la Unesco para co-adyuvar en la preservación y difusión del patrimoniomundial documental.

A los acervos mexicanos que forman parte de esteprograma, como la Biblioteca Palafoxiana, el CódiceTechaloyan de Cuajimalpa, los Códices delMarquesado de Oaxaca, los Fondos del Archivo His-tórico del Colegio de Vizcaínas, se suma ahora laColección de placas astrofotográficas obtenidas conla Cámara Schmidt del Observatorio Astrofísico Na-cional de Tonantzintla (OANTON).

Por su número, porque ya no se fabrican y portratarse de los primeros registros astronómicos deesta posición geográfica, se puede afirmar que estacolección es única en su tipo en el mundo.

Historia

El Observatorio Astrofísico Nacional de Tonantzintlafue fundado en 1942 por Luis Enrique Erro. Jovenjurisprudente, político y astrónomo aficionado a laobservación de las estrellas variables, Luis EnriqueErro sabía que, en materia científica, México debíadejar atrás la astronomía decimonónica e introducir-se de lleno en el complejo y fascinante campo de laastrofísica moderna del siglo XX. Con ese espírituemprendedor y visionario, fundó el OANTON enTonantzintla, Puebla, en lo que constituyó el primeresfuerzo de descentralización de la ciencia en México.

El Observatorio fue equipado con el instrumentoastronómico más grande y potente de su época, unaCámara Schmidt armada en los talleres de la Uni-versidad de Harvard. Seducidos por el proyecto deLuis Enrique Erro, convergieron en Tonantzintlaalgunos de los jóvenes físicos, matemáticos, astróno-mos y técnicos más talentosos y entusiastas de aque-lla época: Luis Rivera Terrazas, Carlos GraeffFernández, Fernando Alba Andrade, Félix Recillas,Guillermo Haro Barraza y Enrique Chavira, entreotros. De especial relevancia resultó la contrataciónde la astrónoma Paris Pishmish, egresada de Har-vard, quien fue la primera maestra de astronomía enMéxico. Gracias a los extraordinarios contactos deLuis Enrique Erro en Estados Unidos, y en especiala su estrecha amistad con Harlow Shapley, los jóve-nes científicos realizaron estudios de posgrado en esepaís. Todos ellos regresaron a México y contribuye-ron al desarrollo científico nacional.

los dEscubrimiEntos

Con la cámara Schmidt del OANTON se estudiaron aprofundidad vastas regiones del firmamento y se rea-lizaron importantes descubrimientos de objetoscelestes, entre los cuales destacan las estrellas ráfa-ga, las galaxias azules, el cometa Haro-Chavira y losobjetos Haro-Herbig. El nombre de Tonantzintla apa-reció con frecuencia en los catálogos internacionalesy se convirtió en referencia obligada para los espe-cialistas. Algunos de los descubrimientos que sehicieron en el Observatorio obtuvieron el reconoci-miento internacional y colocaron a México en unlugar destacado de la astronomía mundial.

las placas

Las placas de vidrio utilizadas en la Cámara Schmidtde Tonantzintla miden 20.3 por 20.3 centímetros,tienen un milímetro de ancho y eran fabricadas porla Kodak-Eastman, que ya las descontinuó. El áreaque cubren en el cielo es de cinco grados por cincogrados de arco, lo que equivale a un campo cuadra-do cuyos lados midieran 10 lunas llenas. Además delas 15 mil 686 placas de la Cámara Schmidt, secuenta con una pequeña colección de placas obteni-das con otras cámaras: 2 mil 154 placas obtenidascon la Cámara Ross; 433 placas con la CámaraBrashear; 503 placas de diversas cámaras y 782 pla-cas de Monte Palomar.

Las placas se pueden dividir en dos tipos: las deimagen directa y las que se tomaron con un prismaobjetivo. Entre las de imagen directa, 10 mil 445,hay también imágenes directas de tres observacio-nes en la misma placa, las llamadas de tres colores.Esta técnica fue creada por Guillermo Haro, y con-sistía en hacer tres exposiciones, en diferentes fil-tros, sobre la misma placa, sin removerla. En otrosobservatorios se colocaba la placa, se apuntaba eltelescopio y se dejaba que el telescopio avanzara y sedaba un tiempo de exposición, se quitaba la placa yse ponía otra y así sucesivamente. Con esto se obte-nía una sola imagen por placa. El campo de visiónde una placa de la Schmidt es muy grande, por loque no sólo se registraba un objeto sino muchos enuna sola observación. Una variación de esta técnicaconsiste en exponer una placa seis o más veces, enun solo filtro, principalmente en regiones del cielocon nubes de formación estelar, para identificarestrellas ráfaga mediante la variación de su brillo.En cada placa astrofotográfica hay miles de objetoscelestes registrados.

rElEvancia

La trascendencia histórica de las placas radica enque contienen los primeros registros de las obser-vaciones del cielo en esta posición geográfica.

Temporalmente sirven aún de comparación paraestudios de objetos variables. Sin embargo, lo quehace realmente importante a este acervo es su colec-ción espectral: no existe en ninguna otra parte delmundo una colección espectral tan grande como lade Tonantzintla, donde se muestreó básicamentetodo al centro de la galaxia y uno de sus polos.

Sin duda alguna, las placas astrofotográficastomadas con la Cámara Schmidt hablan no sola-mente del cielo de Tonantzintla y de Puebla a lo largode medio siglo. Forman parte de la historia regionaly de la historia científica nacional. El Observatorio deTonantzintla representa el ingreso de México en laciencia moderna.

Aunque las placas son objetos empleados paraefectos de investigación científica, las imágenes plas-madas en ellas son indudablemente de alto valorestético. Asimismo, estas placas de vidrio ya no sonfabricadas por la Kodak-Eastman, por lo que su con-servación es de vital importancia no sólo para elINAOE sino para México y el mundo.

El futuro

La colección de placas se encuentra en un cuarto conacceso controlado; está debidamente resguardadacon humedad y temperatura controladas y solo elpersonal autorizado tiene acceso a ella. La colecciónserá digitalizada en su totalidad, clasificada, conser-vada y difundida. La comunidad científica nacionalha comenzado a ver con otros ojos este acervo: sabe-dores del proyecto de digitalización, los investigado-res han mostrado gran interés en explotar científica-mente las imágenes de las placas ya que, por suscaracterísticas y número, pueden contener valiosainformación sobre objetos celestes diversos.

El proyecto de digitalización, apoyado porConacyt arrancó en 2007, y en los últimos años se havuelto más ambicioso, ya que también incluye uncatálogo digital y se trabaja con herramientas com-putacionales para clasificar automáticamente losmiles y miles de objetos celestes plasmados en ellas:estrellas, galaxias, cometas, nebulosas, etcétera.

Gracias a este proyecto los astrofísicos actualespodrán ver con nuevos ojos las placas fotográficas deTonantzintla, explotarlas para su trabajo y descubriren ellas nuevas cosas. Gracias al registro en laMemoria del Mundo, todos los mexicanos veremostambién con nuevos ojos este tesoro astronómico.

Raúl Mújica y Guadalupe Rivera

[email protected] · [email protected]

Las placas astrofotográficasde Tonantzintla

a laMemoria delMundo

in fo rmac ión

www.inaoep.mx

www.memoriadelmundo.org.mx

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Diplomado en Marketing Político ElectoralInicio de inicio: 6 de marzo 2015. Modalidad presencial, 15 semanas / 120 horas.Horario: viernes, de 18 a 21: horas, sábados de 9 a 14 horasInformes: Tel. 229-5500 ext. 3457 y en http://marketingelectoral.wix.com/diplomado

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Planetario y talleres de Electrónica Recreativa 3 de marzoPlanetario Nómada / María de la Luz Ramírez Patiño / INAOE/Electrónica Recreativa (Capítulo Estudiantil IEEE INAOE-Compartir es educar)Comunidad de Santo Tomás Chautla, Escuela Gregorio de Gante.

5 de marzoPlanetario Nómada / Dr. Agustín Márquez Limón / INAOE/Electrónica Recreativa (Capítulo Estudiantil IEEE INAOE-Compartir es educar)Instituto Inglaterra

Jornada de Ciencias Instituto Francisco EsquedaCalle 18 norte esquina 16 oriente 1809, La Acocota, Puebla.Informes 893 69 99

11 de marzo / Taller: CántalaJaquelina Flores - Aneel Paredes / FCFM,BUAP-INAOE / 8:00-13:00 h

12 de marzo / Taller: PirámidesMaría de la Luz Ramírez Patiño-Jaquelina Flores / INAOE- FCFM, BUAP/ 8:00-13:00 h

13 de marzo / Taller: ¿Qué onda con la luz?Aneel Paredes y Susana Sánchez Soto / INAOE / 8:00-13:00 h

“GTM y HAWC: dos ventanas al Universo” Ciclo de talleres y conferencias hacia la inauguración de HAWC. En Casa de la Magnolia, Cd. Serdán.

13 marzo / Conferencia: Electricidad sin cablesAxel Loredo y Alejandro Palma / 17:00 h

14 marzo / Taller: Electricidad sin cablesAxel Loredo y Alejandro Palma / (UDLAP) / 11:00 h

Serie de Conferencias: La Luz en el PlanetarioPlanetario de PueblaCalzada Ejército de Oriente s/n y Cazadores de Morelia, Zona de losFuertes, Unidad Cívica 5 de Mayo.

20 marzoVisión por computadora / Leopoldo Altamirano / INAOE / 18:00 h

Serie de Conferencias XperCiencia: Año Internacional de la Luz. Capilla del Arte de la UDLAP / 2 norte # 6, Centro Histórico de Puebla

26 marzoOptoelectrónica: aprendiendo de la naturalezaSvetlana Mansurova / INAOE / 17:30 h

Tercera noche de Telescopios Primaria Josefa Ortiz de Domínguez / San Pablo Xochimehuacán26 marzo / Velada astronómica / 19:00 h

Baños de Ciencia en la Casa de la Ciencia de Atlixco Talleres para niños de 7 a 12 años3 poniente 1102 col. Centro. Atlixco, Puebla

28 de marzo / Taller de Ciencia / 11:00 h

XXI Feria de las MatemáticasTalleres y conferenciasComplejo deportivo La Carolina, Atlixco, Puebla20 de marzo. 9:00 – 14:00www.subaru19.wix.com/feria

Tercer coloquio internacional sobre modelación matemáticaen medicina y epidemiología Ex-convento del Carmen, Atlixco / 17 de marzo / 9:00-20:00 h

Actividades por el Año Internacional de la Luzwww.inaoep.mx/luz2015

Sabere ienciaS

ÉpsilonJaime Cid

Con el fin de hacer más progresos, en particular en el campo

de los rayos cósmicos,será necesario aplicar todos nuestros recursos

y aparatos simultáneamente y de lado a lado;

un esfuerzo que aún no se ha hecho, o al menos, a un sólo medida limitada.

Victor Franz Hess · Físico (1883 – 1964)