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lunes, 22 de julio de 2013

Una cuestión de principios: los “Principios” de la Mecánica Cuántica. Parte 1.
La Mecánica Cuántica es la teoría aceptada universalmente para buscar  interpretar una enorme cantidad de fenómenos y procesos: propiedades de átomos y moléculas individuales, propiedades físicas de sistemas extendidos (sólidos),  algunas características de partículas subatómicas, etc. La Mecánica Cuántica plantea desafíos muy interesantes para quienes están interesados en su enseñanza, a cualquier nivel:  se puede hacer su presentación empleando distintos formalismos “cuánticos” (que hasta el momento parecen ser equivalentes), ha generado el planteo de posibles paradojas, ha predicho resultados contrarios al “sentido común”, etc. Por estos motivos desde su inicio hacia 1900 ha dado lugar a diferentes y muy extensas discusiones epistemológicas, algunas de las cuales aún no han sido totalmente resueltas. Nuestra idea es plantear la discusión de algunos de estos temas en el presente blog a lo largo del año (2013), desde un mirada no experta, por lo cual la postura será mayoritariamente la de dejar planteadas las dudas antes que intentar respuestas.
El primero de estos posts, que iremos volcando de a poco, buscará plantear una discusión sobre el (mal?) llamado “Principio de Correspondencia” de la Mecánica Cuántica. Antes debemos aclarar que en la enseñanza de la química cuántica (átomos y moléculas) se hace frecuente uso y apelación a un número importante de “Principios”: el principio de Incertidumbre, el principio de Exclusión, el principio de Aubau, el principio de Correspondencia, etc.  De estos “Principios” el más conocido es el de Incertidumbre: “no es posible determinar en forma simultánea y con total exactitud la posición y la velocidad de una partícula cuántica (p.ej., de un electrón)”.  Otros ejemplos de “Principios” en otra rama de la fisicoquímica son los denominados “Principios de la Termodinámica”. Lo cual nos remite a la pregunta previa: ¿qué es un “Principio” en ciencias? Y luego, a discutir sobre si los principios mencionados realmente lo son, o sea si cumplen con la definición de “principio”.  Bueno, queda inaugurada entonces esta sección de Cientificom, que continuaremos en próximas entregas (julio 2013).


domingo, 16 de junio de 2013

Algunos padres e hijos que trascendieron en la historia de la ciencia

Teón de Alejandría y su hija Hipatia
(ambos sobresalieron por sus trabajos en el siglo IV en la Biblioteca de Alejandría)

William Herschel y su hijo John Herschel (ambos grandes astrónomos)

William Henry Bragg y su hijo William Lawrence Bragg (Ganaron juntos el premio nobel)

Pierre Curie y su hija Irene Joliot Curie (ambos premio nobel)

martes, 11 de junio de 2013

El video de Cientificom te cuenta sobre nuestro proyecto


Este es el video animado presentado por el Proyecto #Cientificom en el III Congreso Internacional de Educación en Ciencias y Tecnología, organizado por la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad Nacional de Catamarca entre el 3 y el 7 de junio de 2013 bajo el lema “Educación científica de calidad para todos y entre todos”.

Video del Proyecto #Cientificom
Duración: 5.05

Créditos:
• Texto: Dr. Martín Negri y Dra. Delia Bernik
• Adaptación a guión de storyboard: Gladys Alvarez, Adrián Franco (Pati) y Alejandro Tropea
• Dibujos: Adrián Franco (Pati) y Alejandro Tropea
• Animación y edición: Gladys Alvarez
• Locutora: Silvia Aira

jueves, 30 de mayo de 2013

Apostillas sobre nanociencia y nanotecnología de ayuda para elaborar material gráfico y para incentivar temas de discusión.

El objetivo del presente texto es discutir que es nanociencia y nanotecnología, plantear cuestiones de cómo se comporta la “sociedad de científicos”, buscando inspirar la realización de material gráfico por alumnos. Gente que no sabía que hacían nanociencia:

1945, fin de la segunda guerra mundial. En Grenoble, Francia, el físico Louis Néel (Premio Nobel en 1970), no sabe que está haciendo nanociencia. “Simplemente” obtiene en su laboratorio polvos de compuestos magnéticos que son muy conocidos, como níquel, pero…cuando los “mira” en un microscopio electrónico ve que esos polvos están formados por partículas muy chicas…y las llama “micropartículas”. Claro, pues eran mucho más chicas que las usuales, que tenían tamaños de centésimas de milímetros. En realidad las “micropartículas” que “vió” Neel tenían diámetros de entre 10-50 nanometros!!! O sea, no eran “micro” partículas!! Las micropartículas son mucho más grandes: micropartículas= tamaños del micrón=1000 nanometros= 1/1000 de milímetro.O sea: Néel hacia nanopartículas, pero las seguía llamando micropartículas…no estaba en la onda fashion!

No solo en otros países....Lo mismo le pasó a muchos científicos en todas partes del mundo, incluida Argentina: hacían nanopartículas, pero no las presentaban como tales, simplemente eran partículas chicas…

Lo cual, años después ya instalada la onda “nano”, creó ciertos recelos: ”si esto hubiera sido fashion en mi época hubiera sido famoso, pero claro, yo me rompí el alma trabajando en cosas nano cuando el paradigma no estaba instalado. Ahora el “lustre” se lo llevan unos jóvenes que creen descubrir la pólvora solo porque hacen partículas chicas, como las que nosotros hacíamos hace 20 años”

Gente que cree estar en lo fashion, pero…”el tamaño no lo es todo” Nuevas generaciones creen hacer nanociencia porque en sus laboratorios preparan polvos formados por partículas muy chicas de tamaño nano… Pero la nanociencia no se define por una cuestión de tamaño solamente. Ser “chico” es requisito indispensable, pero con eso solo no alcanza….Para que decir que se hace nanociencia, las propiedades físicas de las partículas ”nano” deben ser muy distintas de las propiedades de las partículas grandes (las micro partículas). O sea, que lo que estudio (magnetismo, conducción eléctrica, etc) varíe con el tamaño de la partícula que forma el material. Es más: que “mejoren” las propiedades cuanto más chico sea el tamaño…(¿paradojal?)

Néel si que la tenía clara…

El caso de Néel sí es un buen ejemplo de nanociencia… En efecto: el magnetismo de su niquel “nano” era muy diferente que el del niquel “micro”. El níquel formado por partículas “micro” es un material que se puede magnetizar en forma permanente cuando se lo acerca a un imán, y si después se saca el imán, el niquel queda magnetizado. Pero a las “nano” partículas de níquel eso no les pasa: se magnetizan con el imán, pero cuando se saca el imán se desmagnetizan! Son tan chicas que se mueven mucho y no quedan imantadas!!

Nanotecnología no es nanociencia…

Pero después de hacer partículas nano, después descubrir que sus propiedades cambian con el tamaño, me pregunto: ¿se puede este conocimiento aplicar en algo tecnológico? Esto sería hacer nanotecnología. A veces pasa que me “mato” haciendo partículas nano, pero… sus propiedades no son muy distintas de las que tiene las partículas grandes (buah!)

¿Y por qué “lo chico es mejor que lo grande”?

Lo mejor es dar algunos ejemplos

a) En el caso de Néel: sus partículas chicas se desmagnetizan fácil, o sea que pueden usarse para “borrar” la memoria magnética en sistemas de almacenamiento de datos. Muchos sistemas magnéticos necesitan esta “reversibilidad”: se los magnetiza (graban información) y luego se los desmagnetiza cuando se necesita “limpiar” la memoria!

b) Comparemos una bola de cañon y una pelota de golf. En la bola de cañón la superficie no tiene mucho “material” en comparación con lo que hay en todo el volumen de la bola. En cambio, en la de golf, la superficie tiene un porcentaje de material que es comparable a la que hay en toda la pelota. O sea: la superficie tiene un papel más importante en los objetos chicos que en los grandes!!!

c) A nivel molecular, en muchas reacciones químicas, se necesita una superficie en donde ocurrir o donde hacer la reacción más rápida: los objetos nano le vienen de maravillas!!!

-Finalmente: en microelectrónica, es importante contar con varios materiales distintos ensamblados en una región cada vez más chicas, para miniaturizar el dispositivo..

lunes, 27 de mayo de 2013

Ideas sobre #Cientificom

Tratando de condensar ideas...

#Cientificom es un proyecto financiado por CONICET cuyo objetivo es realizar divulgación de la actividad científica de nuestro país en escuelas primarias y secundarias, y también a nivel terciario, tendiendo puentes investigadores-alumnos. Empleamos tres herramientas poco empleadas hasta el momento:

a) humor científico artístico como forma de desestructurar la imagen del científico aburrido y de que la ciencia es para pocos. Generar la idea de que la profesión cientifica puede estar al alcance de jóvenes con vocación. Inducir a los alumnos a generar sus propias producciones "didácticas": dibujos, fotos, filmaciones, comics, etc. sobre temas científicos, biografías científicos, etc. b) empleo de redes sociales como forma de comunicación. Uso de Internet via chat de gmail y facebook, para comunicarse con los investigadores de distintos lugares del país. Esto facilita la comunicación con investigadores-escuelas de lugares distintas, contribuyendo a la integración.

c) Visión Interdisciplinaria: los avances científicos están relacionados con cambios sociales, económicos, culturales y hacen sinergia con ellos. Por ejemplo, seguramente la actividad de nuestros tres premios nobeles en ciencia está relacionada con el proceso de industrialización del país luego de la segunda guerra mundial. Los profesores de historia y ciencias sociales tienen mucho que aportar aquí y son convocados a aportar y participar junto con los docentes de las ciencias exactas.

domingo, 5 de mayo de 2013

El Proyecto #Cientificom y los Objetivos

Infiltrando el humor en la divulgación de la ciencia…

Cuando una sociedad busca cambiar, la ciencia es parte del cambio: está dentro de las causas y es influida por las consecuencias de los cambios. Estos cambios afectan nuestra forma de vida, lo que consumimos, nuestra imagen del mundo y del prójimo, nuestra salud, lo que hacemos con nuestro tiempo, las oportunidades de trabajo. Entonces: ¿por qué las materias de ciencias llevan la carga de “aburridas” para los estudiantes? Tal vez sea el momento para proponer acciones diferentes, pues “si siempre proponemos lo mismo, obtendremos los mismos resultados”.

Una alternativa puede ser divulgar la actividad científica profesional, en la Argentina y en el mundo. Y hacerlo en una forma interdisciplinaria, pues (insistimos!) los cambios en nuestros hábitos, pautas culturales, formas de comportarnos, tienen una relación directa con los conocimientos científicos y con el desarrollo de tecnología.

Casi todos las investigaciones que se hacen en nuestro país tiene directa relación con tu vida: nuevas formas de conservar alimentos, desarrollo de energía nuclear y energías alternativas, cómo suministrar fármacos, al transmisión de señales inalámbricas, el desarrollo de análisis de imágenes para detección de enfermedades, la producción nacional de vacunas, el estudio de alimentos transgénicos, la búsqueda de nuevos fertilizantes, el combate contra pandemias como la enfermedad de Chagas.

Incluso en Astronomía y Tecnología del Espacio: ¿conocés el plan espacial argentino? ¿què quieren hacer o conocer? En todos estos casos, las ciencias exactas y naturales: biología, química, física y matemática son las que aportan el conocimiento básico. Como dijo el físico alemán Max Planck (creador del concepto de “cuanto de energía”): “sin conocimiento no hay aplicaciones”.

Un ingrediente para incorporar es que las ciencias exactas no están aisladas de las sociales: hay una continua interrelación entre ellas: los temas que las exactas investigan responden a problemáticas y necesidades sociales. Además, los resultados de las ciencias exactas afectan nuestra forma del ver y comprender la naturaleza, la imagen de nosotros mismos, nuestras relaciones con los demás y proyectar nuestras potencialidades y limitaciones.

Otro ingrediente es que los científicos más famosos (Einstein, Madame Curie) actuaron dentro de un contexto social que los condiciona y al cual, a su vez, contribuyeron a modificar. Estos científicos tampoco actuaron solos: formaron parte de grupos de trabajo, tuvieron tanto apoyo como enfrentamientos con los estados, sufrieron condicionamientos y en muchos casos persecuciones. La imágen estereotipada del científico aislado es una ilusión para hacernos creer que para lograr un vance alcanza solo con nuestro esfuerzo cuando no es así: la tarea científica necesita un trabajo conjunto, de colaboración y ayuda entre científicos, así como apoyo y comprensión de la comunidad en que vive.

Trataremos también de criticar la idea de que toda la ciencia de alto nivel se hizo en los países centrales. Nuestro país ha participado en importantes logros científicos. Tres premiso Nóbeles en Ciencias se han formado en la Argentina y dos de ellos hicieron sus trabajos aquí. El estudio de las biografías científicas de personalidades como Houssay, Federico Leloir, César Milstein, René Favaloro, muestra el nivel alcanzado en la Argentina, las dificultades a superar, y los problemas que debieron afrontar en el contexto histórico que les tocó vivir.

Claramente la difusión de estos temas es interdisciplinaria: requiere una discusión histórica, social, cultural. Y queremos agregar una variable poco utilizada a nivel local: el dibujo científico humorístico. Proponemos que los alumnos hagan producciones artísticas en torno a estos temas, con el apoyo de dos dibujantes profesionales. La generación de caricaturas, comics, fotografías o filmaciones, actúan como disparadores que pueden llevar a discutir ideas, criticar paradigmas e introducir conceptos nuevos.

En resumen, las ideas son: divulgar la ciencia incluyendo la nacional, mostrar la interconexión entre ciencias exactas y ciencias sociales, utilizar humor científico como herramienta de interés, des-estructurar la imagen de que la ciencia es aburrida, presentándola en cambio como una actividad creativa, desafiante, que puede ser una opción laboral para muchos estudiantes. En definitiva, conlleva una actitud: la curiosidad ante todo.