Que 100 años no es nada...

Hoy os traigo un tema muy especial para mí en lo personal: la fusión nuclear. Si recordáis, hace aproximadamente un mes tuve el privilegio y la suerte de ser invitado a participar en el programa de Sevilla Web Radio La Buhardilla 2.0 para charlar durante una media hora, que se me hizo cortísima, sobre mi actual línea de investigación en la universidad: los nuevos materiales para empleo en reactores nucleares de fusión.

Obviamente, en tan solo 30 minutos son pocas cosas las que se pueden contar y explicar para que todo el mundo las pueda entender, pues la física involucrada no es trivial, especialmente. De todas formas, a un nivel bastante elemental, hice lo que pude con toda la ilusión de la que fui capaz. Hasta hoy, el podcast del programa ha recibido más de 11.200 descargas, lo que me hace muchísima ilusión, sinceramente.

Pues bien, hace algo más de una semana, recibí una invitación de Javier Peláez (@irreductible), responsable de blogs de la talla de La Aldea Irreductible o el excelente podcast Catástrofe Ultravioleta. Me propuso que escribiera un artículo de tema libre para el Cuaderno de Cultura Científica. ¿Y qué creéis que se me ocurrió? Pues, nada menos que poner por escrito, pero mejor explicado y con un poco más de extensión, mi intervención en La Buhardilla 2.0

Asimismo, en el mismo programa me comprometí a escribir una serie de posts en los que intentaría contar muchas otras cosas que habían quedado en el aire sobre un tema apasionante como es el de la fusión nuclear. Y yo cuando prometo, cumplo...

En este enlace podéis leer el primero de la serie prometida. Espero que os guste y después sigáis la saga. He explicado las cosas con mi maestría habitual...

Todos vosotros zombis

22:17 horas del 7 de noviembre de 1970 en Pop's Place, un pequeño bar en la ciudad de New York. El camarero limpia una copa de coñac, cuando entra Madre Soltera. Madre Soltera era un muchacho de unos 25 años de edad que solía frecuentar el bar. Su mote se debía a que siempre que alguien le preguntaba a qué se dedicaba, respondía diciendo que era una madre soltera. 

El camarero, un agente temporal de servicio, intenta entablar conversación con Madre Soltera. Su misión secreta es reclutarle para el cuerpo de agentes temporales. 

Madre Soltera se gana la vida contando historias "a cuatro centavos por palabra". Dice contar historias increíbles y que esta palabra tiene un sentido diferente al habitual cuando él la pronuncia. El camarero apuesta con él que su historia no le sorprenderá. 

Madre Soltera comienza el relato de su propia vida. Afirma ser un bastardo, sus padres no estaban casados. Más aún, en su familia nadie se casa, todos son bastardos. Le cuenta que al nacer era una niña, una niña que había sido abandonada en un orfanato de Cleveland en 1945, cuando apenas contaba con un mes de edad. Al cumplir 18 años conoció a "un tipo de ciudad con sus billetes de cien dólares". Una noche, poco tiempo después de conocerlo, la acompañó hasta su casa y le dijo que la quería. Le dio un beso de buenas noches y nunca más volvió a verlo. 

Poco después, Jane, que así se llamaba Madre Soltera cuando era una muchacha, descubre que está embarazada del tipo misterioso del fajo de billetes de cien dólares. Abandonada por todos, acaba en un hospital de caridad. Al dar a luz a una niña, el cirujano le revela que posee dos conjuntos de órganos sexuales, uno masculino y otro femenino, ambos inmaduros aunque no lo suficiente como para no permitirle alumbrar una nueva vida. Desgraciadamente, el aparato reproductor femenino queda inservible tras el parto y le es extirpado, convirtiéndose en hombre a partir de entonces. 

A las cuatro semanas de haber parido y, mientras aún se está recuperando en el hospital, su bebé es secuestrado durante un descuido de la enfermera por un hombre que afirma ser su tío. Tras otros once meses en el hospital, triste, amargado, abandonado, desolado y con una idea obsesiva de venganza, decide cambiarse de nombre y se muda a New York. Allí se dedica a cocinar en un tugurio y después se establece como taquígrafo. 

Entonces, en ese mismo momento de la narración el camarero le propone algo inesperado. Le dice que sabe quién es el padre de su hija secuestrada que la había abandonado al quedarse embarazada y le ofrece atraparlo para vengarse. Sin embargo, antes de entregárselo, y a cambio, le propone aceptar "una buena paga, trabajo seguro, cuenta de gastos ilimitada, ser tu propio jefe y grandes cantidades de variedad y aventura." 

Son las 23:00 cuando el camarero y Madre Soltera pasan al otro lado de la barra del bar. Se dirigen a la trastienda, mientras en el tocadiscos suena "I'm my own grandpaw". Tras una puerta cerrada con llave, una maleta. En su interior, un Equipo de Campo Transformador de Coordenadas del USFF, serie 1992, modelo II. 

Madre Soltera pregunta: "¿Qué es eso?" El camarero responde: "Una máquina del tiempo." 

El camarero de Pop’s Place y Madre Soltera (os recuerdo que era un hombre de 25 años) viajan con ayuda de la máquina del tiempo hasta el 3 de abril de 1963. A diferencia del artilugio estático que poseía el Viajero a Través del Tiempo, el protagonista de la célebre novela de H.G. Wells, que únicamente permitía el viaje temporal, con la máquina ocupando siempre el mismo lugar del espacio (y paradójicamente, no colisionando consigo misma), ahora el artilugio permite a los protagonistas trasladarse también a otro lugar. Así, hacen acto de presencia, como dije antes, el 3 de abril de 1963, pero esta vez a las 10:30 horas en Cleveland. Una vez allí, el camarero entrega a Madre Soltera un buen fajo con billetes de cien dólares y le abandona. Éste conoce a una muchacha joven llamada Jane y entabla una breve relación con ella, que acaba con sexo ocasional y embarazo no deseado. 

Transcurren los días (en tiempo lineal, el normalito de toda la vida) hasta que el día 24 de abril de 1963, mientras vigila a la feliz pareja, el camarero espera hasta que ambos se despiden. En ese momento, se acerca a Madre Soltera, le agarra por el brazo y le dice: “Eso es todo, hijo. He vuelto para recogerte.” Acto seguido, vuelve a poner en acción la máquina del tiempo y ambos se trasladan al 12 de agosto de 1985, junto a la base de las Montañas Rocosas, donde se encuentran los cuarteles generales temporales. Allí, Madre Soltera es abandonado una vez más y emprende una vida normal mientras hace carrera en el cuerpo de viajeros en el tiempo. En una de las misiones que le son encomendadas es enviado hasta una fecha indeterminada poco antes del 7 de noviembre de 1970, se hace camarero y empieza a trabajar en un bar conocido como Pop’s Place, en la ciudad de New York. Cuando llega el día antes aludido, a las 22:17 horas, se encuentra con un hombre joven, de unos 25 años de edad conocido como Madre Soltera, cuya obsesión consiste en vengarse del hombre que la dejó embarazada siete años atrás y encontrar a su hija secuestrada poco después del parto, cuando antes de una operación de cambio de sexo era una chica de 18 años llamada Jane. El camarero le ofrece ayuda, a cambio de que se aliste en el cuerpo de viajeros del tiempo, una profesión bien remunerada y plena de emociones y aventuras. Madre Soltera acepta y ambos parten en una máquina del tiempo hasta el 3 de abril de 1963, donde éste último es abandonado con unos cuantos fajos de billetes de cien dólares. El camarero, a su vez, continúa viaje hasta el 10 de marzo de 1964 a las 17:00 horas en Cleveland. Allí coge un taxi, se dirige al hospital donde había alumbrado Jane a su hija cuatro semanas antes (hacia el 10 de febrero de 1964) y la secuestra haciéndose pasar por su tío. Con el bebé en su poder, viaja nuevamente hasta el 20 de septiembre de 1945 a las 00:10 horas de Cleveland y lo abandona a las puertas de un orfanato. Pone en marcha una vez más la máquina del tiempo y se traslada hasta el 24 de abril de 1963 hacia las 11:00 en Cleveland. Sigilosamente, vigila en secreto a Jane, que se encuentra en compañía de un individuo. Tras despedirse, después de una noche de amor, el camarero coge por un brazo al desconcertado individuo y se lo lleva hasta el 12 de agosto de 1985, justo en la base de las Montañas Rocosas. 

Un nuevo salto hasta el 7 de noviembre de 1970, pero esta vez a las 23:01 horas en el bar Pop’s Place de New York, tan sólo un minuto después de haber abandonado el mismo lugar en compañía de Madre Soltera. Cierra el bar y deja una nota al encargado del turno de día en el que le comunica que acepta la oferta de compra. Por último, salta hasta el 12 de enero de 1993 a las 22:00 horas en la misma base de las Montañas Rocosas, dentro del cuartel general temporal DOL. 

Si habéis aguantado hasta aquí, habéis sido testigos y víctimas de la probablemente más célebre historia de viajes en el tiempo que haya pergeñado una mente humana. Como muchos de vosotros ya habréis adivinado, se trata, en efecto, del cuento “Todos vosotros zombis”, de Robert A. Heinlein. La historia de Heinlein constituye el ejemplo perfecto de la denominada paradoja sexual del viaje en el tiempo. Si no os suena esta denominación, que suele aparecer en los textos especializados en el tema de los viajes temporales, os lo diré con otras palabras. Es algo así como la famosa pregunta de “qué fue antes, el huevo o la gallina”, la cual parece conducirnos una y otra vez al punto de partida. Es como una serpiente que se muerde la cola, un Uróboros, el símbolo de la Gran Paradoja. 

¿De dónde proceden Jane, su bebé, Madre Soltera, el enigmático personaje cargado de fajos con billetes de cien dólares y el camarero sabihondo? Pues si uno lee atentamente la historia y se dopa un poco con alguna que otra pastilla contra el mareo, enseguida caerá en la cuenta que son todos ellos el mismo personaje que se va encontrando en todas las situaciones con versiones de sí mismo, ya sean del futuro o del pasado. Jane es su propia madre porque nació de sí misma cuando se dio a luz a sí misma, tras quedar embarazada de sí misma cuando era también su propio padre enamorado de sí mismo pero en forma de mujer, antes de someterse a una operación de cambio de sexo. Así, pues, igualmente Jane es su propio padre. Más aún, es su propia hija porque siendo niña fue abandonada después de ser secuestrada poco tiempo después de su nacimiento, abandonada en un orfanato y años después embarazada de sí misma para parirse igualmente a sí misma. Y como hubo cambio de sexo por el camino, pues también, cómo no, y bien mirado, Jane o Madre Soltera es su propio hijo, que se hizo camarero, viajero del tiempo y en una misión sin precedentes viajó al pasado para conocerse a sí mismo, secuestrarse, abandonarse en un orfanato, enamorarse de sí mismo y quedarse preñado de su misma persona. Y bla, bla, bla tantas veces como queráis. Huevo y gallina, gallina y huevo, huevo y gallina, gallina y huevo hasta los ídem. 

¿Es posible el viaje en el tiempo? ¿Se puede viajar al futuro? ¿Y al pasado? ¿Hay alguna ley física que lo permita o lo impida, aunque aún no la conozcamos? ¿Tienen solución las paradojas? ¿Nos trasladamos a otro universo paralelo cuando viajamos en el tiempo? 

Sean cuales sean las respuestas a las cuestiones anteriores, a las que no pienso responder, dejadme que os plantee un enigma al que llevo un rato dando vueltas: ¿Cometió Jane incesto? ¿Cuál es el genotipo de Jane? Por un lado, Jane tiene la mitad de los genes de su madre y la otra mitad de su padre. Por otro, como ella es su propio padre y también su propia madre, asimismo deberá ser genéticamente idéntica a cada uno de ellos. ¿Cómo puede tener, al mismo tiempo, sólo la mitad de los genes de cada uno y también la totalidad de los mismos? 

Necesito otra pastilla para el mareo. Creo que voy a vomitar… 

Fuentes:

Time Machines, Paul J. Nahin, Springer, 2001. 

Hyperspace, Michio Kaku, Anchor, 1995.

La partícula al final del universo (reseña)

Debo confesar que siempre he tenido un poco de tirria al tema de las partículas elementales y la verdad es que no sé muy bien el motivo. Supongo que será una tara mental, otra de las muchas que poseo. Y como siempre he hecho, desde que tengo uso de razón, cada vez que reconozco una de estas cerrazones, tarde o temprano, me lanzo a intentar acabar con ellas, más por orgullo que por el ansia de curiosidad y saber, virtudes estas solamente aptas para necios.

En fin, que hace ya un tiempo cayó en mis garras afiladas un libro cuya forma de ladrillo me agradaba sobremanera, produciéndome un cosquilleo muy especial, no en vano estaba escrito por uno de mis divulgadores preferidos: Sean Carroll, físico teórico en el Caltech.

Siempre desconfiado y temeroso por el título imponente del libro: "La partícula al final del universo" y más aún por el subtítulo: "Del bosón de Higgs al umbral de un nuevo mundo", decidí dejarlo en un estante de mi despacho, esperando la llamada de la selva. Pasaron los meses y por fin pude escuchar los aullidos llamando a mi cerebro, así que ni corto ni perezoso, me dispuse a sumergirme en la aventura consciente del peligro que corría mi triste vida. Y hete aquí que lo que me encontré en aquellas 300 y pico páginas me sorprendió muy gratamente.

Efectivamente, no se trataba de ninguna manera del típico bodrio metrallonil con el que los físicos de partículas suelen liquidar a todo lector que se les ponga por delante con esa verborrea insoportable plagada de nombres impronunciables e imposibles de recordar luego en las charlas de café, donde los legos gustamos de presumir con toda la pedantería de la que somos capaces. Al contrario, el libro de Carroll me causó muy grata impresión porque estaba perfectamente organizado, se hacía fácil de leer y abordaba las cuestiones de principio a fin, con una lógica impecable. Total: en una semana, liquidado.

¿Y de qué trata "La partícula al final del universo"? Pues, como ya habréis podido adivinar, ni más ni menos que de la historia del descubrimiento de la puñetera "partícula divina", el cacareado bosón de Higgs. Pero no solamente su historia, sino también la física que le precedió, la física que le acompaña y también la más que probable física que habrá de venir después de él: supersimetría y dimensiones extra, entre otras lindezas.

El libro de Carroll, editado por Debate, está dividido en 13 breves capítulos que abarcan desde la idea original de Peter Higgs hasta la teoría de cuerdas, pasando por la historia de los aceleradores de partículas, el Modelo Estándar, las rupturas de simetría, etc. Todo ello expuesto, salvo excepciones muy puntuales, con una claridad solamente al alcance de los divulgadores privilegiados, entre los que se encuentra el bueno de Sean.

Si quieres introducirte de una forma amable, sin traumas, en el proceloso campo de la física de las partículas elementales, el campo de Higgs, y saber de una vez por qué los fermiones, bosones y demás guarrerías poseen masa, no lo dudes, con este libro lo conseguirás sin perecer en el intento. Y no te preocupes, si feneces, yo mismo acudiré a tus exequias y te obligaré a resucitar de entre los muertos...

De mamilas armónicas simples

GLOSARIO

hombre: ser animado racional, varón o mujer.

hombre-sin-mamilas: ser imaginario animado racional, varón o mujer, cuyas mamilas no oscilan ni poco ni mucho ni nada. Habita el planeta imaginario Equalitas, donde las universidades no se distinguen de la religión y solamente existe un sexo. Está dotado de pene, aunque éste no tiene fines reproductivos.

hombre-con-mamilas: ser animado racional, varón o mujer, cuyas mamilas oscilan como cualquier otra mamila que oscile al oscilar. Habita el planeta imaginario Equalitas, donde las universidades no se distinguen de la religión y solamente existe un sexo. Tan sólo uno de cada siete está dotado de pene, aunque éste no tiene fines reproductivos.

Pechas, tetos, mamos, senas, peros, melones, domingos, lolos, ubres, globas. Todes y cada une de les palabres anteriores son sinónimes y cualquiere que esté al cabo del día y no viva en el mundo de pin y pon lo sabe. Todes y cada une de les vocables anteriores aluden a tan noble y belle parte de la anatomía masculina-con-mamilas. Les hay grandes, muy grandes, enormes, pequeñes, firmes, flácides, morcillones, tieses, naturales, de silicone. Para gustes... pezones.

El caso es que nos gusten como nos gusten, ya sean de une manere u otre, lo que resulta indiscutible es que las mamilas no solamente se pueden contemplar desde un punte de viste erótico, anatómico o incluso artístico. Aunque resulte más o menos increíble también se pueden ver con los ojos de la física. ¿Que no? Seguid leyendo atentamente.

Quien más y quien menos, sin hacer demasiado alarde de imaginación y pensamiento abstracto, hasta el/la más desmemoriado/a será capaz de recordar la forma de agitarse tan característica que poseen las mamilas cuando el cuerpo a quien pertenecen da saltos, corre o baila. Pues bien, si se deja el ocio de lado y se opta por observar el alegre movimiento de los globos bajo la óptica de la ciencia, en concreto de la física, no hay que ser ningún/a genio/a para darse cuenta de que recuerda enormemente al de un/a péndulo/a simple, un artefacto constituido por una cuerda, cadena, hilo o similar de uno de cuyos extremos cuelga una masa (también denominada, comúnmente, lenteja) y que se hace oscilar en un movimiento de vaivén al sujetarlo por el extremo opuesto. El/La péndulo/a de un/a reloj/a de cuco/a o un/a reloj/a de pared son ejemplos/as que todos/as conocemos. Los/Las físicos/as llamamos a este vaivén característico de un/a péndulo/a con el aburrido y nada sugerente nombre de movimiento oscilatorio armónico simple o, simplemente MAS.

Otro sistema físico muy conocido es un muelle con un extremo fijo y que estiramos del otro, soltándolo después, ya sea en posición vertical u horizontal. El movimiento que describe el muelle también es un MAS.

Los movimientos oscilatorios y, dentro de ellos los armónicos simples, aparecen profusamente en los libros de física, pues sirven como modelos para explicar el comportamiento de no pocos sistemas físicos reales, desde relojes hasta los/las amortiguadores/as de un coche, pasando por las vibraciones de los propios átomos en una red cristalina o la masturbación masculina-sin-mamilas si se hace correctamente. Y, por supuesto, como no podía ser de otra forma en un post como éste, en el caso de las MAMILAS.

Según la posición particular en que se encuentre el cuerpo de un hombre-con-mamilas al realizar el acto sexual con un hombre-sin-mamilas, el movimiento más o menos complicado que describen sus peras es una combinación aproximada del que ejecutan un muelle y un/a péndulo/a simple. Así, durante la postura del misionero, los pechos simulan más bien muelles, mientras que en la postura del perrito se asemejan más a péndulos simples.

El tiempo que tarda un péndulo o un muelle en describir una oscilación completa, es decir, desde que lo soltamos hasta que vuelve a pasar por el mismo punto se denomina período y es una cantidad característica del oscilador. Por ejemplo, para un péndulo simple dicho período depende únicamente de la longitud de la cuerda, cadena o barra de la que se suspende la lenteja. El/La péndulo/a de un/a reloj/a de pared tendrá normalmente un período más grande que el de un/a reloj/a de cuco/a. También podéis comprobar la afirmación anterior cogiendo una piedra, atándola a un extremo de una/un cuerda/o y hacerla oscilar para distintas longitudes de ésta. Comprobaréis que cuando la longitud es pequeña la piedra oscila más rápidamente que cuando es grande, por lo que el tiempo entra cada dos oscilaciones sucesivas también es menor en el primer caso.

Se suele definir, asimismo, la/el frecuencia/o de la oscilación como el/la inverso/a de su período y se mide en unidades llamadas hertzs (hercios, en castizo). Si el período de un/a péndulo/a es, por ejemplo, de 0,1 segundos, su frecuencia será 10 hertzs o lo que es lo mismo, dicho péndulo ejecutará 10 oscilaciones cada segundo.

Bien, volvamos a las mamilas de nuevo. E imaginemos que estamos en un frenesí devorador de posturas sexuales, empezando por la del perrito. En este caso, los pechos del hombre-con-mamilas colgarán verticalmente y se desplazarán adelante y atrás al ritmo de las embestidas del cuerpo masculino-sin-mamilas (aunque también puede éste permanecer quietecito y que sea el primero el que se mueva). Si el hombre-sin-mamilas comienza con embestidas suaves, las lolas harán algo similar. Pero a medida que aumente el ritmo con la excitación, el bamboleo llegará a un punto de máxima frecuencia en el que las domingas oscilan violentamente. Si llevamos un/a cronómetro/a a mano podremos medir dicha frecuencia, cuyo valor recibe el nombre de frecuencia de resonancia. Incrementar más el ritmo de las penetraciones no hace aumentar el dramatismo de las oscilaciones de los pechos sino todo lo contrario; una vez alcanzada la frecuencia de resonancia, vuelve a descender llegando incluso a apreciarse tan sólo una leve sacudida, algo parecido al aleteo de un colibrí. Por supuesto, según lo afirmado más arriba, tanto el período de las mamilas, como su frecuencia y la resonancia dependen del tamaño de las mismas, así como de la firmeza del tejido que las constituye. Unos melones voluminosos y de pulpas/os flojas/os o flácidas/os tendrán períodos sensiblemente superiores a los de unos melones pequeños. Consecuentemente, las frecuencias serán menores en el primer caso que en el segundo. La firmeza del tejido mamario y la mayor o menor elasticidad de la piel juegan el papel de lo que en física recibe el nombre de amortiguamiento y a los osciladores afectados por éste se les conoce como osciladores amortiguados. En este sentido, un pecho pequeño y firme puede llegar incluso a oscilar de una forma apenas apreciable.

Bien, dejemos de dar embestidas adelante y atrás y cambiemos de postura. Vamos con el misionero. Ahora los senos tenderán a aplastarse por efecto de su propio peso sobre el tórax del hombre-con-mamilas, describiendo un movimiento más parecido al que ejecuta un muelle que hayamos estirado en la dirección horizontal. Algo completamente similar a un muelle estirado en la dirección vertical sucede en una postura en la que el hombre-sin-mamilas permanece tumbado en la cama y el hombre-con-mamilas se coloca sentado sobre él, mientras salta arriba y abajo durante la penetración. Resulta sencillo en ambos casos relacionar el período con la frecuencia y la frecuencia de resonancia para esta situación.

En efecto, la frecuencia de las oscilaciones para los muelles dependen de dos variables: lo rígido o blando que sea el muelle (su constante elástica, en el lenguaje de la física) y su masa (aquí suele incluirse también la masa del cuerpo que se sujeta a su extremo). Si el muelle posee una gran rigidez (constante elástica de valor alto) la frecuencia de las oscilaciones aumenta, mientras que con la masa del muelle ocurre lo contrario, es decir, cuanto mayor masa menor frecuencia. Aplicando todo esto a las mamilas, se comprueba sin más que disponer de un rato de retozo en buena compañía que unos voluminosas berenjenas de la talla 105 o más poseerán una frecuencia de vibración considerablemente menor que las de otras de una talla 80-85. Por otro lado, un tejido firme, ya sea natural o protésico contribuirá al incremento de la constante elástica de la/el dominga/o... digo, del muelle y hará que la frecuencia de oscilación también se incremente en consecuencia. En cuanto a la resonancia, siguen siendo válidas las afirmaciones hechas para las lolas pendulares o pendulonas. Con la edad y la pérdida de firmeza, las mamilas de los hombres-con-mamilas suelen cambiar de frecuencia de resonancia a lo largo de su vida.

Una aplicación práctica interesante, aunque no en lo referente al acto sexual, de lo anterior es el sujetador que usan algunos hombres-con-mamilas que practican deportes en los que el movimiento oscilatorio de sus pechos puede llegar a resultar bastante molesto, en realidad. Durante la práctica del atletismo, por ejemplo, dependiendo de la velocidad de carrera y del tamaño de las berenjenas pueden en ocasiones alcanzarse frecuencias de oscilación muy cercanas a la resonancia, haciendo que la sensación de incomodidad o incluso dolor aparezcan de forma ostensible. ¿Qué hace el sujetador en estos casos? Pues, sencillamente, presionar las mamilas contra el pecho y simular un tejido mamario más firme o, dicho en lenguaje científico, incrementar la constante elástica del muelle-mamila y, consecuentemente, la frecuencia de resonancia, haciendo que ésta se alcance más difícilmente y el ejercicio sea más placentero. Los suspensorios para los testículos masculinos-sin-mamilas se basan en el mismo fundamento.

Así que ya sabéis, chicos-sin-mamilas y chicos-con-mamilas, monstruos y monstruas. Cada vez que os encontréis en situación de disfrutar de la anatomía práctica, espero de corazón que llevéis con vosotros un cronómetro y observéis con atención y espíritu científico todos y cada uno de los preciosos movimientos de vuestros cuerpos. Hay mucha física involucrada en ellos. Al fin y al cabo, no sólo de corridas vive el torero... ¡Salut i força al canut/a!

NOTA: Durante la redacción de este post no se ha maltratado a ningún hombre-con-mamilas.

El nanomundo en tus manos (reseña)

El libro objeto de esta reseña, escrito a cuatro manos por investigadores del CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas) especialistas en distintas disciplinas que se pueden englobar en nanociencia, viene a cubrir un hueco muy necesario dentro de la divulgación en lengua española dedicada, aún muy escasamente, al campo de la nanotecnología, una palabra cada vez más escuchada y leída tanto en los círculos científicos como en los no tanto y que despierta, en ocasiones, tanto temor entre los legos como curiosidad e interés entre los iniciados o convencidos.

Y es precisamente, en mi opinión muy personal, esta peculiaridad la que hace del libro una joya que no se puede dejar pasar por nadie, ya que constituye una indiscutible oportunidad para que algunos derriben prejuicios, ideas preconcebidas y mal entendidas, así como otros amplíen horizontes sobre una de las disciplinas científicas con más futuro de cuantas se pueden encontrar actualmente y que a buen seguro dará mucho que hablar en las próximas décadas. Por supuesto, no se trata de un texto demasiado extenso ni tampoco exhaustivo en el tratamiento de las innumerables aplicaciones, actuales y futuras, de la nanotecnología. Tampoco es este el objetivo del libro. Más bien consiste en mostrar con rigor y sin alarmismos las implicaciones que puede suponer el empleo de técnicas que, sobre todo, cuando van encaminadas a sintetizar y producir medicamentos, cosméticos o alimentos, aún no se encuentran perfectamente comprendidas. No hay mejor táctica que la divulgación a la hora de tener una sociedad más educada, mejor formada e informada que la capacite para tomar decisiones más fundamentadas a la luz del pensamiento crítico.

En este sentido, puede que la ciencia ficción haya tenido mucho que ver con la imagen un tanto distorsionada que la sociedad en general suele tener acerca de la nanotecnología: robots de tamaño microscópico navegando por el interior del cuerpo humano con fines curativos o también con aviesas intenciones, que poco o nada tienen que ver con la realidad de las nanopartículas, los ensambladores u otros dispositivos autorreplicadores de aplicación en nanobiotecnología o nanomedicina.

La palabra nanotecnología también puede despertar recelo en caso de aparecer en el etiquetado de productos de consumo humano que quizá algún día se encuentren de forma habitual en las estanterías de los supermercados: cremas solares, esmaltes de uñas, vinos y licores, preservativos, helados, etc. Si se quiere sacar el máximo beneficio de la nanotecnología, una auténtica revolución científica y tecnológica por venir, si es que no está ya instalada entre nosotros, se hace absolutamente imprescindible el estudio profundo, detallado, riguroso y pormenorizado de todas las implicaciones y potenciales efectos tóxicos o perniciosos del empleo de nanopartículas, sin olvidar la necesaria legislación que sin duda precisa el nuevo mundo que se aproxima mucho más rápidamente de lo que se puede llegar a percibir.

"El nanomundo en tus manos" (Crítica, 2014) está organizado en ocho capítulos a lo largo de los cuales se describen los diferentes aspectos de la nanotecnología, desde la instrumentación más sofisticada de observación del mundo a nivel atómico-molecular (microscopios electrónicos, de efecto túnel, etc.) hasta las más diversas perspectivas, implicaciones y aplicaciones (alimentación, medicina, biotecnología, prendas textiles inteligentes, cosmética, arte, medicina y muchas otras), pasando por los nuevos materiales como el grafeno, los fullerenos o los nanotubos de carbono, así como los avances más recientes y prometedores en otros campos como la nanoquímica y la supercomputación, entre otros.

En definitiva, un libro, como ya se dijo más arriba, imprescindible y muy necesario, recomendable sin ningún lugar a dudas para todas aquellas personas que vivan en un mundo cambiante y veloz como el actual, globalizado, hipertecnificado y profundamente dependiente del conocimiento científico y no quieran perder el tren de esta nueva maravilla denominada nanotecnología, un tren rápido y esperemos que seguro y que dará mucho que hablar en las décadas venideras. ¡Todos al tren!

Vampiros, máquinas del tiempo y datación por radiocarbono

Año 1999. Durante una excavación arqueológica, salen a la luz los restos de una extraña criatura encerrada en un ataúd. El ser muestra un aspecto humanoide con un rasgo particularmente peculiar a la vez que intrigante: está dotado de unos prominentes colmillos. Tras ser sometidos al conocido análisis por carbono-14, se determina que la edad, tanto del ataúd como del cuerpo, asciende nada menos que a 65 millones de años.

Más o menos, en el mismo instante, el científico e inventor Joe Bodenland presenta en sociedad su última creación: el eliminador inercial, un revolucionario artefacto capaz de detener la entropía (¿!#$%&¡??) y, como consecuencia, actuar como máquina del tiempo. Con su ayuda, Bodenland viajará hasta finales del siglo XIX y conocerá al mismísimo Bram Stoker, que se encuentra en esos momentos escribiendo su inmortal novela "Drácula". Ambos se embarcarán en una peligrosa aventura en la que lucharán contra los Voladores, una raza de vampiros sedientos de sangre, liderada por el siniestro conde y que evolucionó en paralelo a la especie humana. Su periplo les llevará a recorrer la época victoriana, el siglo XX e incluso el período Cretácico.

Hasta aquí llego y me detengo, pues se trata de no desvelar completamente la trama de esta singular novela, cuyo argumento os he esbozado brevemente en los dos párrafos anteriores. Se trata de "Drácula desencadenado" (Dracula Unbound, 1990), cuyo autor es uno de los grandes del género de ciencia ficción: Brian W. Aldiss.

Sin embargo, y ya que esto es un blog de ciencia, me gustaría centrarme en una cuestión que me llama singularmente la atención. No, no se trata del problema del vampirismo, que ya traté en el capítulo titulado "El que te la chupa ajos no come" de mi libro "Einstein versus Predator" (Robinbook, 2011). Tampoco me quiero referir al asunto de la entropía, magistralmente diseccionada en el capítulo "La pistola es buena, el pene es malo" del mismo libro. Me refiero a otra cuestión mucho más mundana, que no es otra que el análisis de muestras arqueológicas mediante el empleo de una sustancia radiactiva como el carbono-14. Esta técnica fue desarrollada en la década de 1940 por Willard Libby y ha tenido un indudable impacto, tanto en la arqueología como en otros campos afines a la misma.

El carbono-14 es uno de los 13 isótopos conocidos del carbono natural y el tercero más estable. El número 14 indica la cantidad total de protones más neutrones que posee el núcleo del átomo en cuestión, en este caso el carbono. Como éste posee siempre 6 protones (a esta cifra se le llama número atómico y es fija para cada elemento de la Tabla Periódica), sabemos que tendrá también otros 8 neutrones, a diferencia del carbono ordinario, que tan sólo tiene 6, con lo que suele denominarse en ocasiones carbono-12.

El carbono-14 se genera en la atmósfera de nuestro planeta cuando los rayos cósmicos producen neutrones que impactan contra los átomos de nitrógeno del aire. A medida que más y más radiocarbono (carbono radiactivo) va apareciendo, éste se va mezclando entonces con el carbono-12 ordinario que se encontraba previamente en el medioambiente. Y, así, de esta manera, es ingerido por todos los organismos vivos que habitan la Tierra. Una vez que dichos organismos mueren, el suministro de carbono se interrumpe. A partir de este momento, el radiocarbono comienza a desintegrarse y la proporción, hasta entonces constante, entre carbono-14 y carbono-12 disminuye de forma exponencial. Dependiendo del valor de dicha proporción se puede deducir la edad de la muestra y, por tanto, la fecha de la muerte.

En apariencia, el proceso anterior resulta bastante sencillo. Sin embargo, a la hora de llevarlo a la práctica no es así debido, entre otras cosas, a que únicamente se encuentran 4 átomos de carbono-14 por cada 3 billones de átomos de carbono atmosférico. Un segundo inconveniente tiene que ver con la radiactividad de fondo que tiene su origen en fuentes normalmente presentes en el ambiente y que suelen enmascarar la propia desintegración radiactiva del radiocarbono. Para solucionar el problema es necesario recurrir a una cuidadosa separación química del carbono utilizando unos dispositivos de apantallamiento muy sofisticados. Finalmente, no hay que olvidar una tercera dificultad debida a la incertidumbre con que se conocen los niveles de radiocarbono en épocas pasadas.

En efecto, los estudios llevados a cabo en los anillos de los troncos de los árboles han permitido verificar las variaciones en los niveles de carbono-14 a lo largo de la historia. Dichos estudios parten de la premisa de que tan sólo la porción exterior del árbol es un material propiamente vivo, por lo que el anillo formado en cada año recoge el nivel de radiocarbono en dicho año. Así, utilizando datos recopilados a partir de árboles caídos hace mucho tiempo se han logrado construir cronologías que se remontan hasta 8000 años atrás.

La fracción de carbono-14  en la atmósfera llegó a caer en un 3 % aproximadamente en el siglo pasado debido al dióxido de carbono adicional producido por la combustión a gran escala de combustibles fósiles que ya no contienen radiocarbono (¿por qué?). Por otro lado, las pruebas atómicas llevadas a cabo desde medidos de los años 1950 invirtieron la tendencia y hacia 1963 los niveles de carbono-14 se duplicaron. De esta manera, el güisqui producido después de 1954 puede ser fechado rigurosamente analizando cuantitativamente el radiocarbono presente en el licor.

Pero volvamos al asunto que nos ocupa, que no es otro que la determinación de la edad de los misteriosos restos en la tumba hallada por los arqueólogos del año 1999 en la novela de Brian Aldiss aludida en los primeros párrafos. Bien, veamos, el comportamiento químico de todos los isótopos de un mismo átomo (el carbono, en nuestro caso) es idéntico, ya que solamente depende del número de electrones y éste siempre es el mismo, ya sea carbono-12 ordinario o carbono-14 radiactivo. En consecuencia, tanto el primero como el segundo se combinan por igual con el oxígeno para dar lugar a moléculas de dióxido de carbono. Y como los organismos vivos intercambian continuamente este dióxido de carbono con la atmósfera, la relación entre ambos isótopos del carbono en estos organismos debe ser la misma que existe en la atmósfera, en estado de equilibrio (se desintegran tantos núcleos como los que se generan). Pero cuando el ser vivo muere, el carbono-14 comienza a desintegrarse y la relación anterior empieza a modificarse.

Cuando se mide con los dispositivos adecuados, el resultado es de 15 desintegraciones por minuto y por cada gramo de carbono que contenga la muestra del organismo bajo análisis. Me detendré aquí por un momento.

La desintegración radiactiva está regida por las leyes no deterministas de la física cuántica. No se puede saber cuándo se va a desintegrar un núcleo radiactivo, tan sólo se puede conocer la probabilidad de que tal evento suceda. Así, si tenemos una muestra constituida por N núcleos radiactivos, podremos calcular la probabilidad de que al cabo de un cierto lapso de tiempo se hayan desintegrado un número dado de ellos. El tiempo transcurrido hasta que solamente sobreviven la mitad recibe el nombre de semivida, semiperíodo o vida media del nucleido en cuestión, y es característica del mismo. Al cabo de dos semividas quedará la cuarta parte; de tres semividas la octava parte; de cuatro semividas la dieciseisava parte y así, sucesivamente. Si hubiesen transcurrido algo menos de 10 semividas, en la muestra original apenas se mantendrían el 0,1 % de los núcleos originalmente presentes.

La actividad de una  muestra radiactiva es el número de desintegraciones por unidad de tiempo. Es una cantidad que decrece exponencialmente debido a que disminuye el número de núcleos presentes. Cuanto mayor sea la semivida del elemento tanto menor será la actividad y más grande tendrá que ser la cantidad de un isótopo radiactivo para que su actividad tenga un valor dado. Por ejemplo, la semivida del uranio-238 es de unos 4500 millones de años, y se necesitan 3 toneladas de éste para que la muestra presente la misma actividad que un solo gramo de radio-226.

En cuanto al carbono-14 su semivida también es bien conocida y asciende a unos 5730 años. Esto significa que si estamos analizando en un laboratorio una muestra de madera, semillas, huesos o cualquier otro resto orgánico y medimos una actividad por unidad de masa de 15 desintegraciones por minuto y gramo de carbono eso significará que el organismo acaba de morir. En cambio, si midiésemos una actividad de 7,5 desintegraciones por minuto y gramo, habrá transcurrido un tiempo igual a una semivida, esto es, 5730 años, aproximadamente. Una muestra que contenga 200 gramos de carbono y presente una actividad de 400 desintegraciones por minuto tendrá una edad de 16700 años.

Pues bien, si habéis entendido y asimilado todo cuanto os acabo de contar en los párrafos anteriores, supongo que no tendréis dificultad alguna en responder a las siguientes preguntas: ¿cómo es posible que los arqueólogos de la novela de Aldiss hayan empleado la técnica del carbono-14 para determinar una edad de los huesos y el ataúd vampírico de nada menos que 65 millones de años? ¿Cuántas semividas del carbono han transcurrido desde entonces? ¿Qué fracción del número de átomos de carbono original permanecería en la muestra al cabo de semejante lapso de tiempo? ¿Cómo hacen los paleontólogos para datar muestras geológicas de millones de años de antigüedad?