martes, 7 de enero de 2014

Como cada año, a finales de 2013 se hicieron públicos los galardonados con los Premio Nobel en las diferentes categorías. A continuación reseñamos los cuatro correspondientes a las disciplinas científicas.
Alfred Nobel nació en Estocolmo el 21 de Octubre de 1833. Su familia era descendiente de Olof Rudbeck, uno de los genios de la tecnología más conocidos en Suecia en el Siglo XVII, época en la cual Suecia era una gran potencia noreuropea.
Fue un conocido ingeniero y químico, pero también había recibido una sólida formación humanística, en San Petersburgo, dónde se había trasladado con su familia a los nueve años. Hablaba de forma fluida varias lenguas, escribió poesía y drama, y mostró gran interés por temas sociales y relacionados con la paz. Famoso sobre todo por el descubrimiento de la dinamita, aunque no fue éste su único descubrimiento importante en el campo armamentístico. A partir de 1865 fundó varias compañías para explotar sus productos, gracias a las cuales acumuló una considerable fortuna,  que a  través de su Testamento, se convirtió casi íntegramente, en legado para lo que sería la Fundación Nobel.
Murió en su laboratorio de San Remo el 10 de Diciembre de 1896.
Los Galardones
De acuerdo con el Testamento de Alfred Nobel se establecieron 5 galardones que deberían ser concedidos cada año (salvo excepciones muy justificadas).
"...El mencionado interés se repartirá en cinco porciones iguales: una para la persona que haya realizado el descubrimiento o invento más importante en el campo de la Física; una para la persona que haya realizado el descubrimiento o el desarrollo más importante en el campo de la Química; una para la persona que haya hecho el descubrimiento más importante en el dominio de la Fisiología o la Medicina; una para la persona que haya producido la obra más notable en el campo de la Literatura; una para la persona que haya hecho lo mejor o el mejor trabajo en pro de la fraternidad entre los pueblos, la abolición o reducción de los ejércitos armados y el mantenimiento y la Promoción de la Paz...." (extraido, en traducción libre, del Testamento de Alfred Nobel).
En 1968 el Banco Central de Suecia estableció el Premio en Ciencias Económicas a la Memoria de Alfred Nobel.
El Galardón consta de una asignación económica que se ha ido actualizando a lo largo de los años, un diploma personalizado para cada uno de los galardonados, realizados por distinguidos artistas y calígrafos y una medalla con inscripciones y grabados alusivos a cada premio.
Las Instituciones
La Fundación Nobel es una fundación privada creada a la muerte de Alfred Nobel basada en su última voluntad tal como expresa en su Testamento.
Aunque la financiación de los Premios Nobel corresponde a la Fundación Nobel, no es ésta la única Institución importante para la concesión de los galardones. De hecho, Alfred Nobel estableció claramente en su testamento cuáles son las disciplinas objeto de galardón, y las Instituciones encargadas de seleccionar a los premiados en cada uno de los casos.
La Real Academia de Ciencias Sueca es la encargada de nominar a los galardonados con el Premio Nobel en Física, Química y Economía. En el caso del Nobel de Literatura, esta misión corresponde a la Academia Sueca. El Nobel de fisiología y Medicina es elegido por la Asamblea Nobel del Instituto Karolinska. Finalmente, el Premio Nobel de la Paz, es entregado por el Comité Nobel Noruego.

Los galardonados en 2013 (toda la información se ha extraído de la página oficial de la Fundación Nobel; la referencia a los méritos que han sido reconocidos es una traducción libre de la motivación del galardón indicada en dicha página)
PREMIO NOBEL DE FÍSICA 2013
Peter Higgs
Nacido el 29 de Mayo de 1929, Newcastle upon Tyne , reino Unido.
Universidad de Edimburgo

“Por el descubrimiento de un mecanismo que contribuye al conocimiento del origen de la masa de las partículas subatómicas, confirmado recientemente, gracias a la detección, en el LHC del CERN, de una partícula (bosón de Higgs) predicha tiempo atrás”.

Video del Anuncio oficial del Premio
François Englert
Nacido el 6 de Noviembre de 1932 en Etterbeek, Bélgica
Universidad Libre de Bruselas


PREMIO NOBEL DE QUÍMICA 2013
Martin Karplus
Nacido el 15 de Marzo de 1930 en Viena, Austria
Universidad de Estrasburgo, Francia y Universidad de Harvard, Cambridge, Massachusetts

“Por el desarrollo de modelos multiescala para sistemas químicos complejos”

Video del Anuncio oficial del Premio


Michael Levitt
Nacido el 9 de Mayo de  1947 en Pretoria, Sudáfrica
Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford, California
Arieh Warshel
Nacido el 20 de Noviembre de 1940 en Kibbutz Sde-Nahum, Israel
Universidad de California del Sur, California



PREMIO NOBEL DE FISIOLOGÍA Y MEDICINA 2013
James E. Rothman
Nacido el 3 de Noviembre de 1950 en Haverhill, Massachusetts
Universidad de Yale, New Haven, Connecticut

“Por el descubrimiento del mecanismo regulador del tráfico vesicular, uno de los procesos de transporte fundamental en nuestras células”

Video del Anuncio oficial del Premio


Randy W. Schekman
Nacido el 30 de Diciembre de 1948 en St. Paul, Minnesota
Universidad de California, Berkeley, Instituto Médico Howard Hughes
Thomas C. Südhof
Nacido el 22 de Diciembre de 1955 en Göttingen, Alemania
Universidad de Stanford, California;  del Sur, California, Instituto Médico Howard Hughes


PREMIO NOBEL DE ECONOMÍA 2013
Eugene F. Fama
Nacido el 14 de Febrero de 1939 en Boston, Massachusetts
Universidad de Chicago, Chicago, Illinois

“Por el análisis empírico de los precios de los activos”

Video del Anuncio oficial del Premio


Lars Peter Hansen
Nacido el 26 de Octubre de 1952 en Champaign, Illinois
Universidad de Chicago, Chicago, Illinois
Robert J. Shiller
Nacido el 29 de Marzo de 1946 en Detroit, Michigan
Universidad de Yale, New Haven, Connecticut



Después de unos meses sin actividad (aparente) vuelvo con alguno de los artículos que han aparecido recientemente en el boletín de ENCIENDE.
¿Se pueden ver los átomos?
Actualmente hay muchas formas de ver o de medir “cosas” con resolución atómica, es decir de ver los átomos. En esta ocasión vamos a fijarnos en una de ellas: el Microscopio de Efecto Túnel. Este microscopio fue diseñado por Gerd Binning y Heinrich Röhrer y merecieron por ello el Premio Nobel en el año 1986 (http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1986/). Con este pequeño artículo queremos rendir un homenaje a Heinrich Röhrer fallecido en mayo de este año.
El desarrollo del microscopio de efecto túnel y posteriormente de todos los agrupados bajo la categoría de Microscopias de Campo Cercano, han constituido una herramienta básica para el estudio de los materiales en los últimos años. Es evidente que muchos de los avances en el campo de la nanotecnología y la nanociencia no habrían sido posibles sin el desarrollo de este instrumento, pero no sólo esta rama se ha beneficiado de él. Aunque normalmente no nos demos cuenta de ello, la superficie de los materiales es un elemento fundamental, y en muchos procesos importantes juega un papel determinante. El microscopio de efecto túnel ha permitido no sólo saber dónde y cómo están colocados los átomos en la superficie, sino incluso moverlos.
 

Imágenes de los átomos de una superficie de óxido de titanio y de la construcción de una estructura que se conoce como corral cuántico, fabricada moviendo átomos de hierro sobre una superficie de cobalto (imágenes extraídas de la página del Instituto de Investigación en Nanociencia de Aragón, http://www.unizar.es/ina/equipos/microscopioSTM.htm)
En realidad el efecto túnel no es algo tan distinto de lo que conocemos de la vida diaria… ¡Bueno, un poco distinto sí!
Cuando viajamos por una zona montañosa, formada por muchas colinas y valles, si queremos ir de un valle a otro, no hay más remedio que subir la montaña y luego bajar otra vez. Pero eso es cansado, largo y a veces peligroso ¡imagina bajar por la pendiente de la montaña de la imagen! Para hacer que los viajes sean más rápidos y cómodos se hacen túneles que nos permiten atravesar las montañas fácilmente con un coche u otro medio de transporte, o incluso andando. Pero hay túneles un poco especiales por los que no se mueven coches ni trenes, sino partículas como los electrones y que no están hechos para atravesar montañas, sino “capas de material”, o “espacios vacíos”.
Empecemos por el principio. Los materiales están hechos de átomos unidos unos a otros formando los materiales sólidos tal como los vemos, nosotros no distinguimos los átomos porque son muy pequeños, pero están ahí. Son tan pequeños que las leyes de la Naturaleza a las que estamos acostumbrados en nuestro mundo, dejan de funcionar y empiezan a pasar cosas nuevas o distintas.




Veamos un ejemplo. Imagina que tiras una pelota contra una pared, la pelota no puede atravesar la pared, rebotará y volverá a tus manos, a menos que la lances con suficiente energía como para que pueda saltar por encima.

Sin embargo si tirases la pelota contra una pared de un material frágil y no muy gordo o contra una ventana podría pasar otra cosa. Si tirásemos la pelota lo suficientemente fuerte podríamos atravesar la pared o ventana, aunque eso sí, rompiendo el cristal. ¡Pero si estuviéramos a escala atómica habríamos podido atravesar la pared sin romperla! Y a eso es a los que los físicos llaman “efecto túnel” Eso sí la pelota tendría que ser un electrón y la pared una lonchita de material muy muy pequeña.
Lo que hemos llamado efecto túnel puede ocurrir también entre dos superficies metálicas separadas por una distancia muy pequeña. Normalmente, los electrones no podrán abandonar el material y saltar de una superficie a la otra, pero en algunas condiciones podrán salvar esa distancia, y aparecer en la otra superficie.
Imagina que estás en el terreno montañoso del dibujo y para salir tienes que saltar y agarrar las asas de la parte de arriba. El terreno montañoso de abajo representa la superficie del material, con las montañas en el papel de los átomos. El muñeco es el electrón que tiene que conseguir atravesar la distancia entre las montañas y los valles y la punta de arriba, donde están las asas. Si el muñeco está en el valle, aunque salte, no llegará a alcanzar las asas, pero si está en la parte alta seguramente sí podrá.
Si estuviéramos mirando al muñeco, cada vez que éste alcanzara las asas sabríamos que había saltado desde un punto alto, por lo tanto podríamos hacer un esquema de dónde están localizados los puntos más altos. Si la punta está enfrente de un valle, aunque el muñeco salte no alcanzará, si está en la cima de la montaña con un pequeño salto podrá alcanzar, y si está en un punto intermedio de la ladera, podrá alcanzar las asas pero con mayor esfuerzo, saltando más.

El microscopio de efecto túnel hace algo parecido. La punta se va moviendo muy cerca de la superficie que estamos estudiando, pero sin rozar. Cuando los electrones de la superficie sean capaces de atravesar el espacio entre la punta y a muestra, mediremos una corriente eléctrica, pero esto sólo ocurrirá cuando la distancia de separación entre la punta y la muestra sea lo suficientemente pequeña como para que se produzca el efecto túnel. Si mantenemos la altura de la punta constante, los cambios en la corriente que medimos estarán asociados a la topografía de la muestra. También podríamos fijar la corriente que deseamos medir y dejar que la aguja alcance la altura necesaria para que se produzca, en cualquiera de los dos casos obtendríamos un mapa de la topografía de la superficie. Si la aguja es suficientemente fina, seremos capaces de ver los átomos, ya que cuando la punta esté justo enfrente de un átomo de la superficie será cuando pueda producirse el efecto túnel de manera más eficiente, es decir tendremos una corriente máxima.  De esta forma podemos ver la superficie de las cosas con gran detalle, en realidad hablamos de resolución atómica, o sea que podemos distinguir los átomos que forman la superficie. En el esquema de la parte derecha de la figura puedes ver a qué nos referimos.

Mira cómo se parecen los dos dibujos

En el siguiente enlace hay un video muy cortito que ilustra el funcionamiento http://youtu.be/K64Tv2mK5h4
En el siguiente enlace puedes ver una animación de imágenes tomadas con un microscopio túnel hasta alcanzar la resolución atómica http://www.nano.geo.uni-muenchen.de/SW/images/zoom.html

Para explicar el efecto túnel con más rigor tendríamos que recurrir a la naturaleza dual (onda-partícula) de las partículas como los electrones. Aunque esta explicación está fuera del objetivo de este artículo, sí podemos entrar con un poco más de detalle en el funcionamiento del microscopio de efecto túnel. Hay una buena explicación en http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_t%C3%BAnel para el efecto túnel y en http://es.wikipedia.org/wiki/Microscopio_de_efecto_t%C3%BAnel para el microscopio de efecto túnel. También puedes mirar el blog de divulgación http://lacienciaysusdemonios.com/2010/09/30/efecto-tunel-o-como-la-cuantica-se-rie-de-ti/