La búsqueda de monopolos magnéticos avanza considerablemente gracias a un experimento en un colisionador de hadrones

 

El descubrimiento de una de las partículas elementales más buscadas está cada vez más cerca

Grupos científicos avanzan en la investigación sobre los monopolos magnéticos, una partícula elemental predicha por varias teorías.

Según informa el CSIC, para avanzar en el descubrimiento de esta escurridiza partícula, los científicos trabajan en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), concretamente en el experimento Monopole and Exotics Detector (MoEDAL), cuyo objetivo principal es la búsqueda directa del monopolo magnético entre otras partículas exóticas.

 

Estas partículas se caracterizan por tener un solo polo magnético, una peculiar propiedad jamás observada. Confirmar su existencia sería transformador para la física, puesto que se abriría un nuevo camino más allá del Modelo Estándar, la teoría actualmente aceptada para describir el mundo microscópico, y se simetrizarían las ecuaciones Maxwell, que describen las leyes del electromagnetismo.

Definición monopolo magnético: Un monopolo magnético es una partícula elemental hipotética constituida por un solo polo magnético.​ De existir en la naturaleza, sería el equivalente a una "carga magnética" en el campo magnético, tal y como ocurre con la carga eléctrica en el caso del campo eléctrico.

Habilitar Marte para la vida humana

Un nuevo estudio científico detalla un plan para crear un campo magnético artificial que proteja la superficie marciana contra la mortífera radiación del sol, permitiendo crear condiciones similares a la de la Tierra y así poder vivir en ella.

Los científicos destacan que, a pesar de que todavía no poseemos la tecnología suficiente, esta sería la única forma de poder colonizar Marte. Además, la técnica que se desarrollaría para ello también nos serviría para poder proteger futuras naves o estaciones espaciales y poder recorrer el sistema solar durante periodos de tiempo más duraderos.

Por una parte la Nasa propone la construcción de un dipolo magnético de alta potencia en el punto Lagrange L1 marciano, la posición en el que un objeto se mantendría en órbita en torno al Sol en sincronización con la órbita de Marte. Formando así una magnetopausa que reduciría la radiación y el efector del viento solar para posibilitar la generación de una atmosfera y condiciones viables para la vida humana.

Otro plan sería poner maquinaria de ionización y aceleración de partículas en Phobos: acelerando estas partículas cargadas a lo largo de toda la órbita de la luna marciana, creando un anillo de plasma que rodearía Marte.

Para obtener toda la información pincha aquí.

Si una sustancia necesita el agua para manifestar su nivel de acidez, ¿Por qué en ausencia de agua los ácidos siguen siendo peligrosos?

La respuesta es que ahí también hay agua.

El ácido quema porque se disocia, dona un protón al agua, (un ácido de Bronsted), y entonces se produce una reacción química con calor que provoca lo que llamamos una quemadura química. Es ese calor el que causa irritación cuando ocasiona una desnaturalización de proteínas, y, en el caso de algunos ácidos, quemaduras muy graves. Y eso ocurre cuando el ácido entra en contacto con nuestra piel y provoca corrosión en ella.

Esto es así con todos los ácidos aunque unos son más fuertes y otros menos. Por ejemplo, el ácido acético, que es un ácido orgánico, es menos fuerte y aunque si te echaras ácido acético puro tu piel se irritaría no es lo mismo que, por ejemplo, el sulfúrico, que es uno de los ácidos fuertes.

 

Lo que determina la capacidad de cada ácido para producir esas consecuencias es la constante de disociación o constante de acidez. Esta constante de disociación es la medida de la fuerza de un ácido en disolución, o lo que es lo mismo su capacidad de donar protones a la solución con la que entra en contacto. Sabemos que el ácido sulfúrico puede hacer agujeros y eso es porque tiene una constante de disociación muy alta, sin embargo, si te cae en la piel ácido acético solo te provoca una irritación y eso es porque su constante de disociación, su capacidad de ceder protones al medio con el que entra en contacto, es mucho más baja que la del sulfúrico. Cuantos más protones cede un compuesto, mayor es la reacción química que se produce y mayor su producción de energía y, por lo tanto, más capacidad de producir corrosión.

Los ácidos orgánicos están en todas partes. Por ejemplo, hay ácidos que se producen por fermentaciones biológicas como el láctico o el acético que son ácidos suaves y forman parte de muchos alimentos. Juegan un papel muy importante en nuestra alimentación diaria. También nuestro cuerpo produce ácidos, cuando hacemos ejercicio generamos ácido láctico que es el que más tarde provoca las agujetas en los músculos.

 

Me ha parecido interesante este artículo porque explica de forma muy resumida la distinción entre ácidos fuertes y débiles y sirve como una pequeña introducción al tema de ácido-base.

 

Se puede encontrar más información en: https://elpais.com/elpais/2019/04/15/ciencia/1555320127_207351.html

Nueva molécula rompe el récord del imán más fuerte

 

Una nueva molécula recién creada es 3 veces más magnética que la sustancia que hasta ahora poseía el récord mundial.

Un grupo de investigadores de la Universidad de California en Berkeley, EE.UU., dirigido por Colin A. Gould construyó una clase de sustancias con dos átomos de un elemento de tierras raras, entre los cuales tres átomos de yodo se encuentran dispuestos en un triángulo. Los dos átomos de metal igualmente están unidos por un enlace directo, el que atraviesa el centro del triángulo.

Según los científicos, este enlace genera un fuerte magnetismo, pero, además, también crea el primer enlace directo entre dos tierras raras en una molécula. Se ha explicado que una sustancia es magnética si contiene una gran cantidad de electrones desapareados y su momento magnético no es neutralizado por un electrón que se encuentre orientado de forma opuesta.

Por otra parte, estos electrones se encuentran alineados de la misma forma. Las tierras raras son muy buenos imanes, porque contienen muchos electrones desapareados que se encuentran alineados entre sí mediante un enlace a un metal, como el hierro. El equipo midió la fuerza del magnetismo de la nueva molécula utilizando la llamada fuerza de campo coercitivo, esto indica lo fuerte que debe ser un campo magnético externo para vencer el de la molécula. Los resultados mostraron que, con dos átomos de terbio y a una temperatura de unos 60 Kelvin, la coercitividad de la molécula superó los 25 Tesla. El récord anterior era de 7,9 Tesla. Además, tiene casi el doble de la fuerza de campo máxima posible en equipos de medición comunes, y por ello, los investigadores no han podido establecer su valor exacto.

Una nueva molécula con un imán tan potente es de interés para el desarrollo de medios de almacenamiento que están basados ​​en sustancias magnetizables.

También sería concebible ensamblar grandes imanes para otras diversas aplicaciones técnicas, en los que la fuerza del campo magnético podría superar a los más fuertes superimanes que se basan en aleaciones con neodimio.

Se puede encontrar más información en: https://okdiario.com/ciencia/nueva-molecula-rompe-record-del-iman-mas-fuerte-8484289

 RESONANCIAS MAGNÉTICAS 

La física ha sido utilizada en la medicina durante mucho tiempo, pero a continuación expondremos el uso del campo magnético  en una de las pruebas médicas más utilizadas 

¿Qué és una resonancia magnética?

Es una técnica no invasiva que utiliza el fenómeno de la resonancia magnética nuclear para obtener información sobre la estructura y composición del cuerpo a analizar. Esta información es procesada por ordenadores y transformada en imágenes del interior de lo que se ha analizado.Es usada principalmente en medicina para observar alteraciones en los tejidos y detectar cáncer y otras patologías.

¿Cómo actúa la física en este método?

La mayoría de los aparatos de resonancia magnética son grandes imanes con forma de tubo. Cuando te recuestas dentro de un aparato de resonancia magnética, el campo magnético realinea temporalmente las moléculas de agua en tu cuerpo. Las ondas de radio hacen que los átomos alineados produzcan señales muy débiles, que se usan para crear imágenes

Fundamentos físicos 

La resonancia magnética (RMN) es un fenómeno físico por el cual ciertas partículas como los electrones y los núcleos atómicos con un número impar de protones (Z) y/o de neutrones (N) pueden absorber selectivamente energía electromagnética de radiofrecuencia.

     Se diferencian dos vertientes de aplicación a la RM:

          - Técnicas de imagen (IRM)

          - Técnicas de análisis espectrométrico (SRM)

     En IRM pueden aprovecharse las propiedades magnéticas de los electrones (RME) de los núcleos (RMN), como el M-1 o el Na-23 (fase experimental). Por su abundancia y por su alta señal, el núcleo de H-1 es el que se utiliza rutinariamente en la clínica.

      Cuando los núcleos bajo un campo magnético entran en RESONANCIA, absorben energía de radiofrecuencia en un proceso llamado de RELAJACIÓN. Durante este proceso de relajación se induce una señal eléctrica a una antena receptora que tratada convenientemente servirá para obtener la imagen tomográfica en IRM (técnicas de imagen) o para realzar el análisis espectrométrico en SRM.

Principios básicos 

La generación de imágenes mediante RM proviene de la recogida de ondas de radiofrecuencia procedentes de la estimularon de la materia a la que se le ha magnetizado previamente mediante la acción de un campo magnético (B). Los núcleos (con los más abundantes son los de H en el organismo humano) son capaces de aceptar y emitir energía (resuenan) al ser sometidos a la acción de las ondas de RF, que cumplen la ley de LARMOR:

   
     FP = cte B

Donde:

- FP: Frecuencia de precesión.
- Cte: Constante giromagnética propia de cada núcleo magnetizable.
- B: Intensidad del campo magnético principal.
 
Los componentes fundamentales de un tomógrafo por RM son:
                  -Imán: Creador de un campo magnético.
        -Antena Emisora: De frecuencia.
        -Antena receptora: Donde se recoge la señal.
        -Ordenador: Sistema de representación de imagen o de análisis espectrométrico.
Para realizar la imagen tomográfica, el ordenador recogerá la señal que proviene de los distintos elementos de volúmenes (voxeles) en el que se supone dividido el paciente (voxeles) se define por matriz de adquisición y el espesor del corte.

En conclusión, en estos aparatos médicos es usado el campo magnético para la obtención de imágenes.

Fuente 

LAS REACCIONES QUÍMICAS Y EL CONCEPTO DE EQUILIBRIO

¿Cuándo podemos decir que una reacción es irreversible?

Para responder a esta pregunta debemos tener muy en cuenta el concepto de equilibrio químico. Como ya sabemos, el estado de equilibrio es aquel en que la concentración de los productos y de los reactivos, y la actividad química no registran modificaciones netas en el tiempo, es decir, no se observan cambios a medida que transcurre el tiempo (a pesar de que siguen reaccionando entre sí las sustancias presentes).

El parámetro en el que nos fijamos para saber si una reacción ha alcanzado el equilibrio es la energía libre de Gibbs. Este factor tiene en cuenta la cantidad de calor que se transfiere en la reacción y el efecto que tiene este en el sistema. Si la energía de Gibbs vale 0, la reacción se encontrará en estado de equilibrio. 

Pues bien, las reacciones irreversibles son aquellas en las que la práctica totalidad de los reactivos se consume, formando los productos; solamente se da en ese sentido y es prácticamente imposible que se pueda dar en el sentido contrario. Por otro lado, las reacciones reversibles son aquellas en las que, una vez se ha formado una cierta cantidad de productos, estos pueden reaccionar de nuevo y revertir la reacción, es decir, volver a producir los reactivos. 

La constante de equilibrio en las reacciones reversibles suele ser ni muy grande ni muy pequeña, y ligeras variaciones en las condiciones pueden hacer que la reacción se revierta fácilmente. En cambio, en las reacciones irreversibles la constante de equilibrio se alcanza cuando ya se ha consumido prácticamente toda la cantidad de reactivos. Por esto, sería imposible revertirlas, pues las condiciones en las que esto sería factible son imposibles de alcanzar en la práctica. 

He escogido este artículo porque tiene mucha relación con el tema de equilibrio que hemos visto en clase. Además, como ya habréis comprobado, nombra muchos conceptos que hemos dado y que ya nos resultan familiares; al igual que utiliza varios ejemplos durante la explicación. 

Os lo dejo a continuación por si queréis leerlo: https://elpais.com/elpais/2019/10/14/ciencia/1571054623_138541.html

Cinética química en motores de combustión

 

   Cinética química en motores de combustión 

 Los motores de combustión están presentes en el día a día, y en ellos está presente la cinética química. En el interior de estos motores, se produce una relación entre esta cinética y la cinética de flujo. A continuación dejaré algunas webs que estudia y desarrolla este tema más a fondo:   https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0213131516300153                                     (Es muy extenso, sólo mirar hasta la introducción) 

 También dejó el link de un video muy interesante que habla de las reacciones que se llevarán a cabo en coches prototipos para un futuro no muy lejano (con una finalidad de reducir la contaminación). 

https://youtu.be/RGpA2AIulo0

He escogido este tema ya que me gusta mucho los coches y sabía parte de los contenidos y la relación con la energía cinética pero gracias a esto he aprendido nuevas cosas que estoy seguro de que me servirán. 

En conclusión, para buscar una menor contaminación sin variar la eficiencia térmica, se implementa el swirl, el cual varía algunos mecanismos de reacción y su interacción con el campo de velocidades de la mezcla a ser encendida.