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Como en cada edición del Día de Puertas Abiertas del Instituto de Física, algunos investigadores se presentaron en el Auditorio Alejandra Jáidar para compartir con todos los asistentes los aspectos más interesantes de sus líneas de investigación e, idealmente, seducirlos lo suficente para que en el futuro decidan integrarse a ellas. En esta ocasión, Rosario Paredes, Arturo Menchaca, Miguel Alcubierre, José Reyes Gasga, Catalina Espinoza e Iván Rosado tuvieron un entusiasta audiencia en el auditorio más importante del IF.

¿Cómo se consiguen temperaturas cercanas al cero absoluto?

Para Rosario Paredes, hablar de temperatura es un asunto que va más allá de usar abrigos o shorts. Es el movimiento de las partículas el que determina la temperatura de la materia; en un hielo, por ejemplo, los átomos se mueven a menor velocidad que en un líquido y por lo tanto las partículas de un gas son las más rápidas. “La tercera ley de la termodinámica prohíbe llegar al cero absoluto de la temperatura, y aunque es inalcanzable, se ha logrado llegar a temperaturas muy cercanas en los laboratorios del IF”, dijo. Durante la charla, la investigadora se mostró entusiasmada por la construcción de un nuevo laboratorio en el IF en el que sus colegas experimentarán con la temperatura de las moléculas. Ella, por su parte, analizará teóricamente el comportamiento de la materia.

Imagenología usando muones: entre pirámides y volcanes

Dice Arturo Menchaca que es posible tomar radiografías de estructuras colosales como las pirámides o volcanes. A través de la técnica de imagenología se obtiene la representación de una estructura gracias a la captación de la energía emitida por una explosión de una estrella (supernova) en un detector. “Los muones que utilizamos para hacer el análisis de la pirámide del Sol de 2003 a 2010, provienen de una radiación natural del cielo llamada rayos cósmicos, o sea núcleos de hidrógeno de los residuos de las explosiones de las estrellas”, dijo el investigador. Con el experimento, no solo obtuvo la radiografía de la pirámide sino que descubrió que tenía un curioso patrón de humedad: un lado es más seco que el otro.

Premio Nobel 2017: Ondas gravitacionales

Este año, los físicos estadounidenses Kip Thorne, Rainer Weiss y Barry C. Barrish merecieron el premio Nobel de Física por el descubrimiento de las ondas gravitacionales. Y no pudo haber mejor ponente para explicar la relevancia del descubrimiento que Miguel Alcubierre, director e investigador del Instituto de Ciencias Nucleares. “La gravedad es la fuerza más débil que existe, sino me creen, vayan a su casa, pongan encima de un clip un imán, y cuando el clip salte al imán demostrarán que un imán es más poderoso que todo el planeta Tierra”, propuso Alcubierre. Newton teorizó la gravedad y explicó que se transmitía de objeto a objeto de manera instantánea, pero apareció Einstein quien aseguró que ningún tipo de interacción física como la gravedad podía viajar más rápido que la luz. Otro físico, Poincaré, pensaba que la gravedad sí podía propagarse a una velocidad finita pero con perturbaciones que formarían ondas gravitacionales. El concepto existía pero pasaron 100 años para que el ser humano detectara por primera vez las ondas gravitacionales, en 2017.

Ondas, difracción e interferencia

“La calidad de la imagen depende de las ondas, de cómo se transmite la luz de un punto a otro, de cómo interacciona un objeto y cómo llega a nuestros ojos”, dice José Reyes Gasga, investigador del IF. Para que la imagen de un objeto tan pequeño como una mosca pueda visualizarse en un microscopio, tienen que ocurrir diferentes fenómenos en las ondas de la luz, como la difracción (un cambio de dirección y velocidad de la onda de luz) y la interferencia (cuando dos ondas estás superpuestas que forman otra de mayor, menor o igual amplitud). Una vez que la luz entra al ojo, desde el cristalino hasta la retina, ya es posible percibir una imagen, sin embargo "el ser humano no se conforma con ver objetos sino que busca, con la ciencia, conocer sus detalles”, dijo el investigador.

Una mirada a la nueva física: neutrinos y materia oscura

¿Cómo es que algo que no se pude ver ni tocar, se puede estudiar? La investigadora del IF Catalina Espinoza, forma parte del grupo de científicos interesados en ese 25% (aproximadamente) del Universo. Se sabe que es un tipo de materia que no tiene carga eléctrica ni color, pero los cálculos de la masa de las galaxias indican que está ahí. Aunque hay varias partículas candidatas para la detección de materia oscura, por ahora la más conveniente es el neutrino, una partícula subatómica con masa. “En México hay un experimento llamado HAWC que realiza detección indirecta de materia oscura y en el IFUNAM contamos con grupos de investigación que están aportando importantes desarrollos en este campo de la física”, dijo la investigadora.

Ultrasonido médico: de dónde venimos y hacia dónde vamos

“Es muy probable que los sistemas biológicos, en particular el cuerpo humano, sean el fenómeno más complejo de la naturaleza”, dijo Iván Rosado, investigador del IF. Un ejemplo es el cáncer, una enfermedad en la que intervienen muchos factores químicos físicos y biológicos, genética, el estado hormonal e inmune. Rosado se dedica a mejorar la calidad de la imagen en un ultrasonido para ofrecer un diagnóstico oportuno a un paciente con cáncer de mama. El proyecto más actual en el que colabora con la Universidad de Wisconsin, está enfocado en el ablandamiento del cérvix uterino durante el embarazo.

Este año hubo cerca de 2,600 asistentes en el Día de Puertas Abiertas, y estas presentaciones contribuyeron para que fuera uno de los eventos de divulgación más exitosos del IF.