Botella de Klein

En topología, una botella de Klein es una superficie no orientable cerrada de Característica de Euler igual a 0 que no tiene ni interior ni exterior. Fue concebida por el matemático alemán Christian Felix Klein, de donde se deriva el nombre.  Se puede obtener una representación tridimensional de una Botella de Klein introduciendo el extremo delgado de una botella o de un matraz a través de uno de los lados del recipiente y uniéndolo a la base. Hay que recalcar que dicha representación no es una Botella de Klein. Físicamente puede ser realizada sólo en un espacio de cuatro dimensiones, puesto que debe pasar a través de sí misma sin la presencia de un agujero.

REFERENCIAS:

http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/6474896/La-Botella-de-Klein-y-la-Banda-de-M-bius.html

https://www.youtube.com/watch?v=sRTKSzAOBr4

The Adventures of the Klein Bottle (2010)Mathemamovies

Teoría de cuerdas

Vivimos en un universo asombrosamente complejo. Los seres humanos somos curiosos por naturaleza, y una y otra vez nos hemos preguntado--- ¿porqué estamos aquí? ¿De dónde venimos, y de donde proviene el mundo? ¿De qué está hecho el mundo? Somos privilegiados por vivir en una época en la cual nos hemos acercado bastante a algunas de las respuestas. La teoría de cuerdas es nuestro intento más reciente por responder la última de estas preguntas.

Así que, ¿de qué está hecho el mundo? La materia ordinaria está compuesta de átomos, los cuales a su vez están formados de sólo tres componentes básicos: electrones girando alrededor de un núcleo compuesto de neutrones y protones. El electrón es en verdad una partícula fundamental (pertenece a una familia de partículas llamadas leptones); pero los neutrones y protones están hechos de partículas más pequeñas, llamadas quarks. Los quarks, hasta donde sabemos, son realmente elementales.

La suma de nuestros conocimientos actuales sobre la composición subatómica del universo se conoce como el modelo estándar de la física de partículas. Este describe tanto a los "ladrillos" fundamentales de los cuales está constituido el mundo, como las fuerzas a través de las cuales dichos ladrillos interactúan. Existen doce "ladrillos" básicos.Seis de ellos son quarks--- y tienen nombres curiosos: arriba, abajo,encanto, extraño, fondo y cima. (Un protón, por ejemplo, está formado por dos quarks arriba y uno abajo.) Los otros seis son leptones--- estos incluyen al electrón y a sus dos hermanos más pesados, el muón y el tauón, así como a tres neutrinos.

Existen cuatro fuerzas fundamentales en el universo: la gravedad, el electromagnetismo, y las interacciones débil y fuerte. Cada una de estas es producida por partículas fundamentales que actúan como portadoras de la fuerza. El ejemplo más familiar es el fotón, una partícula de luz, que es la mediadora de las fuerzas electromagnéticas. (Esto quiere decir que, por ejemplo, cuando un imán atrae a un clavo, es porque ambos objetos están intercambiando fotones.) El gravitón es la partícula asociada con la gravedad. La interacción fuerte es producida por ocho partículas conocidas comogluones. (Yo prefiero llamarlos "pegamoides"!) La interacción débil, por último, es transmitida por tres partículas, los bosones W+, W- , yZ

Pavel Fernandez Piedra, O. (2008). Teoria cuantica de campos escalares masivos en el espacio-tiempo de una cuerda negra. Revista Cubana De Fisica, (2B), 111.

¿Qué es la nanotecnología?.

Nanotecnología, es el estudio y desarrollo de sistemas en escala nanométrica, “nano” es un prefijo del sistema internacional de unidades que viene del griego νάνος que significa enano, y corresponde a un factor 10^-9,  que aplicado a las unidades de longitud, corresponde a una mil millonésima parte de un metro (10^-9 Metros) es decir 1 nanómetro, la nanotecnología estudia la materia desde un nivel de resolución nanométrico, entre 1 y 100 Nanómetros aprox.  hay que saber que un átomo mide menos de 1 nanómetro pero una molécula puede ser mayor, en esta escala se observan propiedades y fenómenos totalmente nuevos,  que se rigen bajo las leyes de la Mecánica cuántica, estas nuevas propiedades son las que los científicos aprovechan para crear nuevos materiales (nanomateriales) o  dispositivos nanotecnológicos, de esta forma la Nanotecnología promete soluciones a múltiples problemas que enfrenta actualmente la humanidad, como los ambientales, energéticos, de salud (nanomedicina), y muchos otros, sin embargo estas nuevas tecnologías pueden conllevar a riesgos y peligros si son mal utilizadas.

Referencias: http://www.nanotecnologia.cl/que-es-nanotecnologia/

Los estados de la materia.

La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Así, los metales o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado sólido y el oxígeno o el CO₂ en estado gaseoso:

1.1- Los sólidos: En los sólidos, las partículas están unidas por fuerzas de atracción muy grandes, por lo que se mantienen fijas en su lugar; solo vibran unas al lado de otras.

Propiedades:

- Tienen forma y volumen constantes.
- Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras.
- No se pueden comprimir, pues no es posible reducir su volumen presionándolos.
- Se dilatan: aumentan su volumen cuando se calientan, y se contraen: disminuyen su volumen cuando se enfrían.

1.2- Los líquidos: las partículas están unidas, pero las fuerzas de atracción son más débiles que en los sólidos, de modo que las partículas se mueven y chocan entre sí, vibrando y deslizándose unas sobre otras.

Propiedades:

- No tienen forma fija pero sí volumen.

- La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.

- Los líquidos adoptan la forma del recipiente que los contiene.

- Fluyen o se escurren con mucha facilidad si no están contenidos en un recipiente; por eso, al igual que a los gases, se los denomina fluidos.
- Se dilatan y contraen como los sólidos.

1.3- Los gases: En los gases, las fuerzas de atracción son casi inexistentes, por lo que las partículas están muy separadas unas de otras y se mueven rápidamente y en cualquier dirección, trasladándose incluso a largas distancias.

Propiedades:

- No tienen forma ni volumen fijos.
- En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión.
- El gas adopta el tamaño y la forma del lugar que ocupa.
- Ocupa todo el espacio dentro del recipiente que lo contiene.
- Se pueden comprimir con facilidad, reduciendo su volumen.
- Se difunden y tienden a mezclarse con otras sustancias gaseosas, líquidas e, incluso, sólidas.
- Se dilatan y contraen como los sólidos y líquidos.

1.4- Plasma: Existe un cuarto estado de la materia llamado plasma, que se forman bajo temperaturas y presiones extremadamente altas, haciendo que los impactos entre los electrones sean muy violentos, separándose del núcleo y dejando sólo átomos dispersos.

El plasma, es así, una mezcla de núcleos positivos y electrones libres, que tiene la capacidad de conducir electricidad.

Un ejemplo de plasma presente en nuestro universo es el sol.
 

Otros ejemplos:

Plasmas terrestres:

- Los rayos durante una tormenta.

- El fuego.

- El magma.

- La lava.

- La ionosfera.

- La aurora boreal.

Plasmas espaciales y astrofísicos:

- Las estrellas (por ejemplo, el Sol).

- Los vientos solares.

- El medio interplanetario (la materia entre los planetas del Sistema Solar), el medio interestelar (la materia entre las estrellas) y el medio intergaláctico (la materia entre las galaxias).

- Los discos de acrecimiento.

- Las nebulosas intergalácticas.

- Ambiplasma

Referencias: http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema2/index2.htm

Fluido no Newtoniano

Un fluido newtoniano es una sustancia homogénea que se deforma continuamente en el tiempo ante la aplicación de una solicitación o tensión, independientemente de la magnitud de ésta. En otras palabras, es una sustancia que debido a su poca cohesión intermolecular, carece de forma propia y adopta la forma del recipiente que lo contiene. Los líquidos son fluidos.

Un fluido no newtoniano es aquél cuya viscosidad (resistencia a fluir) varía con el gradiente de tensión que se le aplica, es decir, se deforma en la dirección de la fuerza aplicada. Como resultado, un fluido no-newtoniano no tiene un valor de viscosidad definido y constante, a diferencia de un fluido newtoniano.

Este tipo de fluidos se comportan como fluidos newtonianos cuando la tensión o fuerza aplicada es pequeña. Sin embargo sobre ellos se le aplica una tensión intensa en un corto espacio de tiempo, el material se estresa, aumentando su viscosidad proporcionalmente a dicha solicitud.

Otro tipo de fluidos no newtonianos son: algunos tipos de barros como los de arcilla, algunas variedades de mieles, algunos metales (en su estado fundido), algunos plásticos como la plastelina, el cemento o yeso con agua, etc.…

Cómo Hacerlo?

Este experimento es muy sencillo, y realizarás en muy poco tiempo.

Material necesario

• Maicena: es harina refinada de maíz o almidón de maíz.
• Agua
• Recipiente, preferiblemente de plástico.

Referencias: http://www.cienciapopular.com/experimentos/fluidos-no-newtonianos

(2014) Le rebotan en el agua (caminando sobre el agua - fluido no newtoniano) . Videos Virales VV

Las estrellas.

Hay algo en el cierto nocturno que ilumina la noche e inclusive ilumina nuestras ideas desde la antigüedad que nos atrae mucho la atención, inclusive hemos compuesto poemas de amor y ese algo que ilumina nuestras noches se llaman estrellas.

¿Qué es una estrella?.
Según la DRAE una estrella es un "Astro o cuerpo celeste que brilla con luz propia en el firmamento".

Según la Física es:  "una enorme esfera de gas, aislada en el espacio, que produce energía en su interior, la cual es transportada a su superficie e irradiada desde allí al espacio, en todas direcciones".

¿Pero cuantos tipos de estrellas existen en nuestro universo observable?.

Existen una gran diversidad de estrellas de las cuáles les dejaremos las definiciones de las más importantes.

Enanas

Son estrellas rojas (enanas rojas) o blancas (enanas blancas), de pequeño tamaño que se manifiestan por su baja luminosidad.

Las enanas rojas se encuentran situadas en la secuencia principal del diagrama espectral hertzsprung-russell; son relativamente jóvenes y con masa muy inferior a la del Sol.

Las enanas blancas son muy pequeñas y tienen densidades extremadamente altas a pesar de su pequeño tamaño. Estas estrellas se encuentran en el estadio final de la evolución estelar, es decir, la estrella se va apagando paulatinamente porque la energía que irradia no llega a ser compensada.

Gigantes

Se trata de estrellas muy grandes y luminosas cuyo diámetro pueden alcanzar el orden de cien soles. Tienen color amarillo o rojo. En el diagrama espectral Hertzsprung-Russell se encuentran situadas en su parte superior derecha. Su densidad es pequeña y corresponden a un nivel de la evolución estelar posterior al de las estrellas de la secuencia principal.

Supergigante

Se trata de una estrella que posee una luminosidad cuarenta o cincuenta veces superior a las gigantes; las más grandes poseen diámetros que supera en 400 veces el de nuestro Sol. Se sitúan en la parte más alta del diagrama Hertzsprung-Russell, fuera de la secuencia principal.

Novas

Las novas o estrellas nuevas, se las puede considerar estrellas variables que, en pocos días u horas, aumentan bruscamente su brillo en varias magnitudes, para después perderlo lentamente y recobrar su brillo anterior. Las Novas se producen cuando explosionan las capas más externas de las estrellas enanas blancas, despidiendo una luminosidad muy intensa. Pueden llegar a brillar hasta 200.000 veces más que el Sol. 

Se ha comprobado que algunas novas repiten el proceso aproximadamente al cabo de 10 años.

Las novas más cercanas de las que se conoce distancia y brillo sirven de referencia para calcular otra incluso de otras galaxias.

Antiguamente se denominaba nova a cualquier estrella nueva que aparecía súbitamente en algún lugar del firmamento, donde no se había observado nada con anterioridad aunque en realidad, estas estrellas ya existían antes de que se pudieran vera simple vista.

Supernovas

Las Supernovas son estrellas poco frecuentes cuyo proceso es, generalmente, similar al de una nova (aunque no son periódicas), pero que dada su excepcional violencia alcanzan luminosidades superiores al de toda la galaxia, además de ser muy duraderas. Son sin duda las estrellas variables más espectaculares. El aumento de brillo puede llegar a ser de hasta 20 magnitudes, y a pesar de ello sólo unas pocas se pueden observar a simple vista. La magnitud de la explosión (que podría durar unos pocos días) puede ser equivalente a 100.000 millones de veces superior al brillo de nuestro Sol. Tras la explosión de una supernova apenas quedan restos, en su lugar permanecen gases y materias interestelares que terminan expandiéndose, que podrían ser contempladas en forma de nebulosas o nubes de gas brillante; estas masas contribuirán en la aportación de materia para la formación de nuevas estrellas.

Dentro de las Supernovas hay las de tipo I y II.

Cefeidas

Las cefeidas, llamadas así por Delta Cefei, de la constelación Cefeo, son estrellas variables que se caracterizan por la regularidad de su período, que suele ser bastante exacto. Generalmente acostumbran a tener períodos cortos de entre 2 a 50 días, aunque también las hay que superan los 100 días; todos estos periodos son cientos de veces más luminosos que nuestro Sol. Cuanto más largo sea el periodo de una cefeida, mayor será su brillo medio.

El descubrimiento de las estrellas cefeidas ha resultado inestimable para realizar mediciones estelares.

Aquí les dejamos una imagen de las diferentes tipos de estrellas.

Referencias: http://www.astromia.com/universo/clasestrellas.htm