Solos en un país ciego y sordo

 

 

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Solos en un país ciego y sordo

vía La ciencia de tu vida de masabadell el 28/11/10

Imagine dos chavales de 14 años, llamémosles Juan y Pablo. Son dos amigos de Alcalá de Henares que les encanta construir robots. En el garaje del padre de Juan estudian, investigan, diseñan y montan sus circuitos, todo con el poco dinero de que disponen. En casa no hay para muchas alegrías, pues ninguno de los dos ha nacido en un hogar donde sobre el dinero. Ya se sabe: con perricas, chifletes; la escasez hace que se dispare el ingenio. Si alguien quiere ver los robots de estos mini-ingenieros se llevará una desilusión, pues no tienen nada que mostrarles salvo el robot que en ese momento estén construyendo. Cuando lo terminen y comprueben que les funciona lo desmontarán: deben reutilizar las piezas para su siguiente proyecto.

La economía familiar no da para tener internet en casa, así que si necesitan buscar información deben recurrir a la biblioteca pública. Allí están hasta que cierra, apurando al máximo el tiempo disponible. A la madre de Pablo no le hace mucha gracia porque en invierno tiene que volver de noche, solo, y en su camino debe cruzar un parque. A ellos les da igual: la robótica es su pasión y, como todos los adolescentes, dedican su tiempo libre a lo que les apasiona. Son autodidactas, no tienen quien les enseñe y guíe como sucede con otros grupos de chavales que, por todo el país, comparten su afición.

A pesar de todos estos obstáculos, Juan y Pablo han sido vencedores en la última RoboCup Junior que se ha celebrado en España. Ellos solos, con su imaginación y unos pocos euros en el bolsillo, han batido a grupos ya establecidos en una prueba donde el robot tenía que localizar "víctimas" en un escenario tridimensional que simulaba una catástrofe. Como siempre, el robot ganador ha sido desmantelado: hay que empezar un nuevo proyecto. ¿Su coste? Para ellos una fortuna: 100 euros. No quieren dinero, solo que alguien les compre las piezas. Y no lo encuentran.

En su mismo país nosotros, los adultos, elevamos a los altares de la fama a una ordinaria incapaz de recitar el abecedario sin equivocarse, mientras las televisiones regalan sus 10 minutos de gloria a una palurda de 20 años que no sabe que España tiene ríos y montañas. Después se nos llenará la boca con que hay que invertir en investigación. Juan y Pablo solo tienen un problema: se han equivocado de país al nacer.

(Publicado en Muy Interesante)

 

 

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Cómo quedarse embarazada cuando ya estás embarazada

 

 

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Cómo quedarse embarazada cuando ya estás embarazada

vía Genciencia de Sergio Parra el 29/11/10

En el mundo de las libres, que una hembra esté embarazada no es óbice ni cortapisa para que otra liebre intente embarazarla también… siempre respetando el turno.

Es lo que se denomina superfetación. Kathleen Röllig, del Instituto Leibniz de Zoología de Berlín ha presentado sus características: los nuevos embriones se forman en las trompas de la madre, donde esperan el parto de sus hermanos para desplazarse y anidar entonces en la matriz.

De esta manera, las liebres son capaces de encadenar camadas y aumentar un tercio el número de crías.

Entre los animales que más frecuentemente desarrollan este fenómeno cabe destacar los siguientes: roedores (ratones y ratas), animales de granja (caballos y ovejas), marsupiales y primates (monos y humanos).

Sí, humanos también, aunque es muy poco frecuente. El primer informe de superfetación en humanos fue publicado por Oskar Föderl en 1932. En 2007, Ame y Lia Herrity, fueron concebidos con 3 semanas de diferencia por sus padres Amelia Spence y George Herrity en el Reino Unido. En mayo de 2007, Harriet y Thomas Mullineux, también fueron concibieron con tres semanas de diferencia por Charlotte y Matt Mullineux, en Benfleet, Essex (Reino Unido).

El resultado es la concepción de mellizos que tienen una edad gestacional distinta.

Podéis leer acerca de uno de los últimos casos de superfetación en la siguiente noticia de la prensa.

Vía | Pequelia

Más información | La Vanguardia

 

 

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Manifiesto por una Red Neutral

 

 

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Manifiesto por una Red Neutral

vía Microsiervos de no-reply@microsiervos.com (Wicho) el 30/11/10

Los ciudadanos y las empresas usuarias de Internet adheridas a este texto manifestamos:

1. Que Internet es una Red Neutral por diseño, desde su creación hasta su actual implementación, en la que la información fluye de manera libre, sin discriminación alguna en función de origen, destino, protocolo o contenido.
2. Que las empresas, emprendedores y usuarios de Internet han podido crear servicios y productos en esa Red Neutral sin necesidad de autorizaciones ni acuerdos previos, dando lugar a una barrera de entrada prácticamente inexistente que ha permitido la explosión creativa, de innovación y de servicios que define el estado de la red actual.
3. Que todos los usuarios, emprendedores y empresas de Internet han podido definir y ofrecer sus servicios en condiciones de igualdad llevando el concepto de la libre competencia hasta extremos nunca antes conocidos.
4. Que Internet es el vehículo de libre expresión, libre información y desarrollo social más importante con el que cuentan ciudadanos y empresas. Su naturaleza no debe ser puesta en riesgo bajo ningún concepto.
5. Que para posibilitar esa Red Neutral las operadoras deben transportar paquetes de datos de manera neutral sin erigirse en "aduaneros" del tráfico y sin favorecer o perjudicar a unos contenidos por encima de otros.
6. Que la gestión del tráfico en situaciones puntuales y excepcionales de saturación de las redes debe acometerse de forma transparente, de acuerdo a criterios homogéneos de interés público y no discriminatorios ni comerciales.
7. Que dicha restricción excepcional del tráfico por parte de las operadoras no puede convertirse en una alternativa sostenida a la inversión en redes.
8. Que dicha Red Neutral se ve amenazada por operadoras interesadas en llegar a acuerdos comerciales por los que se privilegie o degrade el contenido según su relación comercial con la operadora.
9. Que algunos operadores del mercado quieren "redefinir" la Red Neutral para manejarla de acuerdo con sus intereses, y esa pretensión debe ser evitada; la definición de las reglas fundamentales del funcionamiento de Internet debe basarse en el interés de quienes la usan, no de quienes la proveen.
10. Que la respuesta ante esta amenaza para la red no puede ser la inacción: no hacer nada equivale a permitir que intereses privados puedan de facto llevar a cabo prácticas que afectan a las libertades fundamentales de los ciudadanos y la capacidad de las empresas para competir en igualdad de condiciones.
11. Que es preciso y urgente instar al Gobierno a proteger de manera clara e inequívoca la Red Neutral, con el fin de proteger el valor de Internet de cara al desarrollo de una economía más productiva, moderna, eficiente y libre de injerencias e intromisiones indebidas. Para ello es preciso que cualquier moción que se apruebe vincule de manera indisoluble la definición de Red Neutral en el contenido de la futura ley que se promueve, y no condicione su aplicación a cuestiones que poco tienen que ver con ésta.

La Red Neutral es un concepto claro y definido en el ámbito académico, donde no suscita debate: los ciudadanos y las empresas tienen derecho a que el tráfico de datos recibido o generado no sea manipulado, tergiversado, impedido, desviado, priorizado o retrasado en función del tipo de contenido, del protocolo o aplicación utilizado, del origen o destino de la comunicación ni de cualquier otra consideración ajena a la de su propia voluntad. Ese tráfico se tratará como una comunicación privada y exclusivamente bajo mandato judicial podrá ser espiado, trazado, archivado o analizado en su contenido, como correspondencia privada que es en realidad.

Europa, y España en particular, se encuentran en medio de una crisis económica tan importante que obligará al cambio radical de su modelo productivo, y a un mejor aprovechamiento de la creatividad de sus ciudadanos. La Red Neutral es crucial a la hora de preservar un ecosistema que favorezca la competencia e innovación para la creación de los innumerables productos y servicios que quedan por inventar y descubrir. La capacidad de trabajar en red, de manera colaborativa, y en mercados conectados, afectará a todos los sectores y todas las empresas de nuestro país, lo que convierte a Internet en un factor clave actual y futuro en nuestro desarrollo económico y social, determinando en gran medida el nivel de competitividad del país. De ahí nuestra profunda preocupación por la preservación de la Red Neutral. Por eso instamos con urgencia al Gobierno español a ser proactivo en el contexto europeo y a legislar de manera clara e inequívoca en ese sentido.

(Si te sientes cómodo y representado por este texto, dale toda la difusión que puedas y quieras: reprodúcelo, enlázalo, tradúcelo, compártelo, vótalo… todas esas cosas que puedes hacer con total tranquilidad y libertad gracias, precisamente, al hecho de que tenemos todavía una red neutral. Hagamos posible el seguir teniéndola)

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Auroras boreales sobre Noruega

 

 

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Auroras boreales sobre Noruega

vía Fogonazos de noreply@blogger.com (aberron) el 24/11/10

Los amantes de las auroras boreales agradecerán que comparta con vosotros esta espectacular recopilación de auroras sobre Noruega que hoy publican en APOD. Hay poco que explicar y mucho que mirar. Que lo disfrutéis:

Timelapse of Aurora Borealis over Tromsø, Norway (Vimeo, 2:43 min)

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Cómo se producen los rayos (y 6)

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Cómo se producen los rayos (y 6)

vía Genciencia de Jaume el 23/11/10

Hemos tardado cinco capítulos, pero al final del último por fin conseguimos crear un circuito conductor de baja resistencia que ponga en contacto la carga negativa que se había acumulado en la base de la nube con la positiva inducida en la superficie terrestre. Sin embargo, el rayo en sí es bastante más sencillo de entender que los prolegómenos, lo explicaremos en los próximos tres párrafos.
Como ya dijimos, lo primero que ocurre tras producirse el contacto es la descarga de retorno. Para ser estrictos, esta descarga empieza desde el punto en que se cierra el circuito, ya las cargas que se encuentran allí son las primeras en enterarse que se ha producido el cortocircuito, por así decirlo. Luego, la descarga se va extendiendo hacia ambos extremos. Pero dicho punto está cerca del suelo, por lo que desde lejos solamente veremos la parte ascendente.
Tras la descarga de retorno inicial, el canal conductor permanece abierto durante un corto intervalo de tiempo. Mientras tanto, las cargas negativas situadas en zonas de la nube cercanas al origen del rayo pueden aprovechar la oportunidad para atravesar el canal conductor para viajar hasta las cargas positivas del suelo, con la sana intención de neutralizarse. Normalmente se pueden producir entre dos y cuatro de estas descargas secundarias.
Hay que tener en cuenta que en todas estas descargas se ponen en movimiento tanto electrones negativos que van hacia abajo (atraídos por las cargas positivas en la superficie), como iones positivos que van en sentido contrario. Ahora bien, los iones tienen una masa miles de veces mayor que los electrones, por lo que su movilidad es mucho menor. Por otra parte, por convenio, decimos que la corriente eléctrica va siempre de positivo a negativo. Así que decimos que la corriente es ascendente, por bien que la mayoría de portadores de carga sean negativos y se muevan en sentido contrario.

Tras el rayo, el canal conductor se cierra. Recordad que el aire se había vuelto conductor por la gran cantidad de electrones lentos que habían sido arrancados de sus respectivos electrones átomos por el paso de una avalancha de electrones ultra-rápidos. Pero debido a sus cargas, electrones e iones se atraen mutuamente, por lo que en poco tiempo se volverán a unir para volver a formar un átomo neutro, proceso que llamamos recombinación.
Con el canal cerrado, el aire vuelve a ser aislante, y no se pueden producir más descargas. Y, con esto, el ciclo vuelve a empezar:

1. La fricción entre las gotas de agua y los cristales de hielo volverá a separar las cargas en el interior de la nube.
2. Un rayo cósmico, procedente de cualquier rincón del universo, colisionará con un átomo en la atmósfera terrestre y creará una gran cascada de partículas, entre los cuales habrá electrones muy energéticos.
3. Ese electrón colisionará con otros átomos del aire, arrancando gran cantidad de electrones lentos, más uno o dos electrones muy energéticos.
4. Esos nuevos electrones energéticos recorrerán una distancia media de 50-100m en el aire, durante la cual serán empujados por el campo eléctrico, que aumentará aún más su energía.
5. Finalmente, los electrones colisionarán con más átomos, arrancando más y más electrones formando una avalancha – que llamamos líder -, que desciende hacia la superficie terrestre a casi la velocidad a la luz. El líder deja tras de si un rastro de electrones lentos e iones.
6. Cuando el líder se acerque a la superficie, su carga negativa atraerá a las cargas positivas del suelo, que saldrán volando, formando un nuevo líder positivo.
7. Al encontrarse ambos líderes, se producirá una descarga de retorno.
8. Tras la primera chispa, se producirán unas cuantas réplicas mientras se descargan diferentes zonas de la nube.
9. Poco después, los iones y electrones libres se recombinarán, haciendo que el aire vuelva a ser aislante.

Esto que hemos explicado es la teoría más aceptada actualmente sobre los rayos. Como siempre, en ciencia, nunca podemos decir que lo sabemos todo; o incluso puede que estemos equivocados. No obstante, como dicta el método científico, se puede utilizar esta teoría para realizar predicciones que luego se contrastan con la realidad.
En primer lugar, la gran cantidad de electrones lentos en el aire, que recorren una corta distancia empujados por el campo eléctrico, debe provocar la emisión de radiación electromagnética de radiofrecuencia. Estas emisiones de radio procedentes de los rayos ya eran conocida, e incluso se utilizan para la teledetección de los mismos.
En segundo lugar, la presencia de electrones ultra-relativistas en el líder, moviéndose casi a la velocidad de la luz, conlleva la emisión de rayos X, que fueron detectados en primera vez por Charlie Moore en 2001. La confirmación de esta predicción es el mayor indicio en favor de esta teoría.
En Genciencia | Cómo se producen los rayos(1): Introducción
(2): Electrificación de la nube
(3): Rayos cósmicos, sembrado de electrones
(4): Ruptura relativista del aire
(5): Formación del canal conductor
(6): Descargas y conclusión

Vía | How cosmic rays trigger lightning strikes, Rayos que empiezan siendo Cósmicos
Fotos | Angeloux, donrenexito

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La molécula picante

 

 

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La molécula picante

vía Genciencia de Jaume el 24/11/10

Seguro que conocéis la sensación de fuego en la boca que se produce al tomar un alimento demasiado picante. Yo debo reconocer que me gusta el picante, hasta cierto punto. Sobre todo al comer en restaurantes exóticos, que parece que los europeos seamos los más cobardes al condimentar nuestros manjares.

Imaginaos por un segundo que sois animales salvajes, herbívoros, y por mala suerte en el menú de vuestro desayuno entra un pimiento picante. Lo más probable que en toda vuestra vida no olvidéis lo sucedido, y nunca más intentéis devorar una planta como aquella. Pues precisamente por eso la siempre sabia madre naturaleza (alias selección natural) desarrolló la capsaicina, la molécula del picante.

Su nombre completo es 8-metil-N-vanillil-6-nonenamida, y más abajo podéis ver su estructura química. Es muy irritante para los mamíferos, ya que estimula los receptores del dolor y del calor (por eso la característica sensación de ardor). De esta forma, las plantas del género Capsicum evitan que los herbívoros se alimenten con sus frutos, que según la zona llamamos ajíes, chiles, guindillas, morrones o pimientos.

Sin embargo, la mayoría de aves son inmunes a sus efectos. Probablemente debido a que a la planta le supone una ventaja evolutiva incentivar que sólo pájaros se alimenten de sus frutos. Debido a su mayor movilidad, son de gran ayuda para diseminar las semillas que contiene.

Nuestro organismo no es muy bueno metabolizando la capsaicina, por lo que podríamos decir que prácticamente sale lo que entra. Los receptores sobre los que actúa están en la epidermis, por lo que sus efectos irritantes se limitan a ambos extremos del tubo digestivo. Ese es el motivo por el que el picante tiene fama de provocar… molestias que se sufren en silencio, digámoslo así.

Por si sólos, los efectos del picante desaparecen en un máximo de 6-8 horas. Es una molécula hidrofóbica, por lo que no es posible disolverla en agua; al beberla no conseguiremos aliviar el efecto. Sin embargo, sí es posible disolverla en grasa, por lo que beber leche entera fría es el método más eficaz para volver a la normalidad.

En 1912 Wilbur Scoville desarrolló una escala que permite medir cuán picante es un determinado pimiento. Originalmente, la medición se realizaba creando una solución con el extracto del fruto, y diluirlo hasta que el picante sea indetectable para un comité de cinco catadores expertos. Cuanto más necesitemos diluir el extracto para que deje de ser picante, mayor puntuación obtendrá en la escala Scoville. Por ejemplo, un chile habanero marca 300.000 puntos, lo que significa que necesita ser diluido hasta una concentración trescientas mil veces más diluida.

Por supuesto, hoy en día se utilizan métodos analíticos, como la cromatografía, que eliminan la subjetividad de la medición. Según el libro Guinness de los récord, el pimiento más picante es el Naga jolokia, de la Índica, que marcó 1.041.427 en la escala de Scoville. El espray de pimienta utilizado en defensa personal alcanza los dos millones de puntos.

Se cree que el efecto placentero que produce el picante en muchas personas se debe a la liberación natural de endorfinas que intenta mitigar el dolor. Además, aplicada directamente sobre la piel, puede saturar los receptores de la misma, volviéndola prácticamente insensible al dolor. Esto hace que se pueda utilizar como analgésico en casos de lumbalgia, por ejemplo.

A mi el ser humano no deja de asombrarme: lo que la selección natural desarrolló como una agresiva defensa, nosotros lo hemos convertido en un placer culinario. La Madre Naturaleza debe alucinar con nosotros.

Fotos | Superselect, Cacycle

 

 

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¿Sueñan los bits con redes neutrales?

 

 

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¿Sueñan los bits con redes neutrales?

vía Microsiervos de no-reply@microsiervos.com (Wicho) el 23/11/10

Confieso que no había oído hablar de Alejandro Piscitelli hasta que lo vi en el programa de EBE10 como responsable de la conferencia de clausura del evento, aunque automáticamente lo di por bueno si los organizadores lo habían invitado.

Pero me dejó muy preocupado que al final de su charla, ante una pregunta de Manel Rives vía Twitter acerca de los posibles efectos que podría tener la pérdida de la neutralidad de la Red o la aprobación del tratado ACTA, se pusiera a hablar de que si estábamos muy acostumbrados a disponer de cosas gratis y que eso iba a tener que cambiar.

¡La neutralidad de red no tiene nada que ver con eso!

Así que, si hasta alguien que se supone que sabe de esto como él se lía, habrá que insistir con este vídeo de Simón Hergueta:

Por cierto que también parece muy interesante la iniciativa de Antonio Delgado de sacar el tema a la calle, tal y como cuenta en Redada: incautando la neutralidad de red, en especial teniendo en cuenta que nuestros senadores no parecen muy por la labor de defenderla.

Al mismo tiempo, en el Parlamento Euroeo sigue la lucha contra el tratado ACTA.

(El vídeo, vía Enrique Dans).

• La neutralidad de la Red en Microsiervos. Hemos escrito un montón al respecto, pero es que es un tema importantísimo.

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¿Quién es el responsable de las caravanas de coches de una carretera?

 

 

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¿Quién es el responsable de las caravanas de coches de una carretera?

vía Genciencia de Sergio Parra el 22/11/10

A menudo, cuando estamos en plena caravana de coches, avanzando un poco, frenando, deteniéndonos, avanzando otro poco, no podemos evitar pensar: ¿quién será el mal nacido que está provocando todo esto? ¿Qué conductor está en la cabeza de esta cola originando semejante caos?

Entender cómo se producen las colas de coches es muy difícil para un cerebro: tendemos a pesar en un causante o un grupo de causantes, pero el verdadero responsable es la propia caravana (incluido uno mismo).

Un apiñamiento de coches, observado desde el cielo, se comporta como un acordeón o como un fluido. Cualquier micromovimiento se trasmite de un lado al otro de la cola. Y cuando más apiñados estén los vehículos, más se notan estos micromovimientos, que pueden provocar macroconsecuencias.

Otra forma de entender esto es mediante cinco bolas de billar. Si las sitúas una detrás de otra, pero a treinta centímetros de separación, al golpear la primera probablemente las demás no notarán ningún efecto. Pero si las juntas y das un golpe a la primera, la última bola también se moverá.

Cuando el primero de un grupo de coches poco espaciados aminora o se detiene, se desencadena una "onda expansiva" que se mueve hacia atrás. El primer coche aminora o se detiene y el siguiente aminora o se detiene un poco más atrás. Esa onda, cuya velocidad al parecer suele rondar los 20 kilómetros por hora, en teoría podría prolongarse indefinidamente mientras hubiese una concatenación de tráfico lo bastante densa. Hasta un único coche en una carretera de dos carriles, con solo cambiar la velocidad sin venir a cuento (…) puede irradiar esas ondas hacia atrás a través de un caudal de vehículos que le sigan.

Por ejemplo, si un coche cambia de carril, provocará quizá que otro coche de dicho carril tenga que reducir un poco la velocidad, y ese efecto se propagará hacia atrás. Lo cual nos ofrece una pista: la mejor forma de evitar los embotellamientos es conducir a una velocidad regular, no acelerar cuando vemos un vacío grande frente a nosotros.

Es lo que probó Bill Beatty, del Laboratorio de Física de la Universidad de Washington. Condujo sólo a 55 km por hora. Es vez de pegarse a los coches y frenar constantemente, condujo a una velocidad uniforme, dejando siempre un hueco ancho entre su coche y el de adelante. Lo que vio por el retrovisor le confirmó que su estilo de conducción funcionaba: los coches que le seguían mostraban un patrón regular. Con su conducción amortiguaba las ondas que se trasmiten a través del tráfico.

Obviamente, este estilo de conducción sólo tiene efectos si los demás coches también lo siguen: basta que alguien intente adelantar al coche que conduce uniformemente para que se produzcan de nuevo ondas que acaben generando caos.

Para fomentar este tipo de conducción, en muchas carreteras y autopistas se están introduciendo límites de velocidad variables. Por ejemplo, el tramo de autopista que tomo para viajar a Barcelona está punteado por señales de límite de velocidad de 80 km por hora que pueden reducirse hasta 40 km por hora si hay demasiada densidad de tráfico. Cuando el sistema descubre que el tráfico es muy lento, envía un aviso caudal arriba.

Aunque nuestra intuición nos diga que esta reducción casi absurda de velocidad no solucionada nada y que sólo nos hace llegar más tarde allá adonde vayamos, lo cierto es que diversos estudios revelan que los conductores pasan menos tiempo en el tráfico de paradas y arranques, lo que ayuda no sólo a rebajar el índice de siniestralidad o el consumo de combustible, sino que probablemente provocará que acortemos el tiempo del viaje.

A veces, más lento puede significar más rápido, como en la fábula de la liebre y la tortuga.

Vía | Tráfico de Tom Vanderbilt

 

 

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Cómo se producen los rayos (5)

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Cómo se producen los rayos (5)

vía Genciencia de Jaume el 21/11/10

En el anterior capítulo habíamos empezado a describir el proceso por el que el aire se convierte en conductor poco antes de que se produzca un rayo. Consiste, básicamente, en una avalancha de electrones muy energéticos; ya que los electrones lentos no viajan lo suficientemente lejos en el aire como para ser acelerados por el campo eléctrico que se crea naturalmente durante una tormenta.
Analicemos con más detalle cómo se produce esta avalancha. Cuando un electrón de muy alta energía colisiona contra un átomo de la atmósfera, el principal efecto será arrancar muchos de sus electrones. La mayoría de estos electrones arrancados serán lentos, no se alejarán demasiado del lugar. Además, también quedará el átomo que, desprovisto de alguno de sus electrones, se ha convertido en un ion positivo.
Pero en cada choque se producirán uno o dos electrones que concentrarán la mayor parte de la energía del electrón incidente. Por lo tanto, se moverán a una velocidad cercana a la de la luz, y podrán avanzar lo suficiente en el si del campo eléctrico como para recuperar la suficiente energía y producir una nueva colisión entre 50 y 100m más allá. Estos electrones forman lo que se conoce como el líder, son los que van abriendo el camino por el que poco después pasarán las potentes descargas que llamamos rayo.
Ahora bien, los electrones que salen disparados tras una colisión lo hacen en direcciones aleatorias. Por conservación de la energía y el momento, lo más probable es que se muevan más o menos en la misma dirección que tenía el electrón original, pero pueden salir con cierta inclinación. Este es el motivo por el cual la trayectoria de los lideres no es completamente recta, sino que a veces forma curvas caprichosas sin motivo aparente.

Incluso es posible que en una colisión se produzcan dos electrones en direcciones diferentes, lo cual provoca que la trayectoria de la avalancha se bifurque en numerosas ramas. A la larga, normalmente sólo sobrevive una, aunque en ocasiones pueden que dos o más lleguen a contactar con el suelo.
Hay que tener en cuenta que esta avalancha, en si, transporta una corriente relativamente pequeña y produce un resplandor muy pequeño, en comparación con las grandes descargas que se producen después. Sin embargo, las cámaras de gran velocidad son capaces de captar el avance de lo líderes, tal y como podemos ver en el hermoso vídeo anterior.
Cuando la avalancha se aproxima a la superficie de la Tierra, la atracción eléctrica entre sus electrones (negativos) y las cargas positivas que se han concentrado en el suelo es capaz de de arrancar estas últimas, que empiezan a volar al encuentro del líder. Es decir, se forma un segundo líder positivo y ascendente. Cuando ambos líderes se encuentran, el circuito se cierra.
Recordemos que el paso del líder deja tras de si un sin fin de electrones lentos e iones positivos. Es decir, tenemos cargas que se pueden mover libremente a lo largo de toda la trayectoria que ha ido siguiendo la avalancha. Al poderse mover, pueden transportar corriente eléctrica, y por lo tanto el aire se vuelve conductor.
Este camino conductor, de apenas un centímetro de diámetro, da vía libre las cargas negativas acumuladas en la base de la nube, y las positivas que quedan en la superficie terrestre. Es ahora cuando se producen las potentísimas descargas que llamamos rayos.
Como están más cerca del punto en que se cierra el circuito, las primeras cargas que empiezan a moverse a través del canal conductor son los electrones lentos y los iones positivos que hay en la parte baja de la trayectoria. Los electrones descenderán hacia el suelo (atraidos por las cargas positivas acumuladas allí), mientras que los iones volarán hacia arriba (debido a la atracción de las cargas negativas en la base de la nube).
Poco después, entran en movimiento las electrones e iones que se encuentran un poco más arriba. Por ese motivo, da la impresión que esta descarga va subiendo. Aunque, en realidad, hay partículas que se mueven en ambas direcciones. Este primer intercambio violento de cargas, aparentemente ascendente, recibe el nombre de descarga de retorno.
Foto | rhurtubia

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Cómo se producen los rayos (4)

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Cómo se producen los rayos (4)

vía Genciencia de Jaume el 20/11/10

En las entregas anteriores vimos que las nubes de tormenta son capaces de electrificarse por si solas, pero las mediciones experimentales demuestran que el campo eléctrico nunca crece lo suficiente como para llegar a convertir el aire en conductor.
Dijimos también que, según la teoría vigente (y que, por el momento, va superando los tests experimentales), el responsable de desencadenar la descarga es un electrón de muy alta energía, formado como subproducto secundario tras el impacto con la atmósfera de un rayo cósmico.
Para entender lo que ocurre una vez que el electrón relativista entra en la nube debemos tener claros un par de conceptos. En primer lugar, el recorrido libre medio es la distancia promedio que puede recorrer una partícula antes de colisionar con un átomo o molécula del medio en que se encuentra. Cuanto más rápido vaya, mayor será esta distancia, como parece lógico.
Por ejemplo, si un campo eléctrico muy alto llega a arrancar un electrón de un átomo, se considera que tendrá un recorrido libre medio de unos centímetros. En cambio, los electrones de muy alta energía creados por los rayos cósmicos, que se mueven a prácticamente la velocidad de la luz, llegan a recorrer entre 50 y 100 metros antes de volver a colisionar con una molécula de aire.
Lo segundo que tenemos que entender es la aceleración que una partícula cargada sufre al encontrar en el si de un campo eléctrico. Recordad que en la base de la nube hay una gran cantidad de carga negativa acumulada, mientras que en el suelo encontraremos carga positiva. Si un electrón – cuya carga es negativa -, llega a situarse entre estas dos zonas las cargas positivas de la superficie tenderán a atraerlo (cargas opuestas se atraen), mientras que las cargas de la nube lo repelerán (cargas iguales se repelen).
Es decir, si un electrón libre llega hasta la parte baja de la nube, ambas fuerzas eléctricas lo empujarán hacia abajo. La energía suministrada por el campo eléctrico será proporcional a la distancia que el electrón recorra. Los que conozcáis la definición matemática del trabajo realizado por una fuerza lo habréis entendido a la primera, los que no pensarlo de esta forma: cuanto más tiempo actúen las fuerzas, mayor energía suministrarán.

Juntando todo esto, llegamos a la conclusión que los electrones extremadamente energéticos procedente de los rayos cósmicos, si llegan a la base de la nube, son capaces de aumentar aún más su energía gracias que recorren mayor distancia en el si del campo eléctrico.
Tras recorrer esos 50-100 metros de media, el electrón chocará contra una molécula de aire. El resultado de una colisión tan energética es la producción de una gran cantidad de partículas. Entre otras cosas, la colisión arrancará muchos de los electrones que hay en los átomos de la molécula.
La energía del electrón incidente se repartirá entre todas estas partículas, pero como éste tenía una energía enorme, es muy probable que haya más electrones que también se muevan a gran velocidad. Estos nuevos electrones podrán, igual que su progenitor, recorrer una distancia media de 50 a 100m, durante la cual serán empujados hacia abajo por las fuerzas eléctricas, que volverán a aumentar sus energías.
En definitiva, lo que está ocurriendo es que el campo eléctrico es capaz de restituir la energía perdida durante las colisiones. Pero para que lo pueda hacer, es necesario que todo comience con un electrón extremadamente energético, con un recorrido libre medio suficientemente largo. Electrones tan energéticos no se crean por si sólos, por eso es necesaria la intervención de los rayos cósmicos.
Es decir, los rayos cósmicos siembran electrones de muy alta energía, que si por casualidad llegan a una nube suficientemente electrificada pueden desencadenar una avalancha de más y más electrones. Dicha avalancha representa la primera fase del rayo, lo que llamamos el líder. Este proceso recibe el nombre, en inglés, de runaway breakdown, que podríamos traducir como ruptura de escape (si se os ocurre una mejor traducción…), aunque yo prefiero llamarla ruptura relativista del aire.
Vía | How cosmic rays trigger lightning strikes, New Scientist, agosto 2005
Fotos | Christian Fausto Bernal, El Garza

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