Útil simulador de orbitas planetarias

Encontré este programa (que corre en el navegador), gráfica las orbitas de diversos cuerpos: planetas, lunas, asteroides y combinaciones. Tiene una interfaz sencilla que vale la pena probar, especialmente para los que están empezando a es estudiar física o para los que estan programando material didáctico.

Una pregunta para los quienes usen el programa:

¿Por qué las orbita de la Luna es como una flor, poco parecido a un círculo?

Esa misma pregunta le causo muchos problemas a todos los que antecedieron a galileo y observan el cielo.

Cuando el agua es mejor que un cristal óptico

ResearchBlogging.orgMe sorprendí mucho cuando cuando conocí a Cleber Mendoca. Una de las razones, porque analiza materiales para y con técnicas de óptica no-lineal, pero lo fantástico es que genera un amplio espectro de luz blanca, sin necesidad de un cristal, mejor aun, usa agua.

Pues bien, hay una técnica llamada Z-scan, en ella una muestra se mueve cerca donde se enfoca un haz láser, la transmisión luminosa como función de la posición brinda valiosa información sobre las cualidades del material estudiado. Esta técnica suele realizarse con una sola longitud de onda, pues son muy pocos los láseres que emiten varias longitudes de onda, ademas la alineación de todo el arreglo experimental puede ser complicado.

Pues bien, Mendoca usa un láser de femtosegundos, esa muy energética luz llega a una cubetita con agua, y el agua, por un proceso no-lineal, llamado chirp, trasmite en muchas y muy cercanas longitudes de onda. De modo que tiene el equivalente de muchos haces láseres para un solo experimento. Esta idea se puede extender a otros experimentos de espectroscopia láser, donde se necesite alta intensidad lumínica de muchos colores.

Cierto, un laser de femtosegundos es caro, pero el uso de agua en lugar de un cristal ahorra mucho dinero, y tiempo en obtener una estructura inorganica. Usar el agua es una soluión muy práctica.

Mas detalles de esta técnica la puedes encontrar en la sig. referencia:

De Boni, L. (2004). Z-scan measurements using femtosecond continuum generation Optics Express, 12 (17) DOI: 10.1364/OPEX.12.003921

Encapsulando sistemas orgánicos en Si02 para óptica de alto nivel.

ResearchBlogging.orgEstamos hablando de ciencia en serio, nada de hacer llaveritos de epoxy con alacranes. Hablamos de moléculas capaces de mostrar efectos ópticos sorprendentes, como generación de segundo armónico óptico, pero estas moléculas pueden ser degradadas por causas térmicas y por la luz intesa. Necesitamos protegerlas, por ello las encerramos en un material con los siguientes requisitos:
  • Alta transparencia, por arriba del 99% de trasmisión en amplios intervalos espectrales (400-100 nm)
  • Gran resistencia mecánica, y maleabilidad para hacer distintos formatos: pastillas, fibras ópticas y películas delgadas
  • Fuerte estabilidad a los cambios de temperatura, incluso por arriba de los 200 grados centrifugados
  • Inertes químicamente, pues queremos preservar las propiedades ópticas de esas moléculas; jamas alterarlas.
Un material que cumple con todo lo anterior es el sonogel. Del cual demostramos tal cualidad en un articulo recién publicado en el Journal Modern Optics, puedes encontrar su version preprint y gratis en vixra.

Ahora buscaremos moleculas más complejas e interesantes para encerrarlas en el sonogel, para luego estudiar sus bondades opticas.

Estamos cazando moléculas para hacer mejores materiales, ¿algún candidato?

Por cierto, la imagen del tipo bateando al vidrio, es sólo una alegoria.


Referencia

Torres-Zuniga, V., Morales-Saavedra, O., Rivera, E., Flores-Flores, J., Banuelos, J., & Ortega-Martinez, R. (2010). Nonlinear optical performance of poled liquid crystalline azo-dyes confined in SiO2 sonogel films Journal of Modern Optics, 57 (1), 65-73 DOI: 10.1080/09500340903521843

Encuesta: ¿ el número de artículos internacionales avala la calidad de un investigador?

Los artículos internacionales requieren de dos árbitros anónimos, quienes cuentan con prestigio como para criticar nuestra publicación. En la mayoría de los países el número de artículos determina quien recibirá estímulos diversos. Por ejemplo, en Iran, por cada articulo publicado, el investigador involucrado recibe  inmediatamente 1,000 dolares extra a su paga.

Pero, ¿realmente muestra la calidad de los investigadores?



Fórmula dice la mejor edad para casarse

Tony Doole de laUniversidad de Nueva Gales del Sur presentó su fórmula que calcula la “edad correcta” para comprometerse. Se supone que el algoritmo empieza calculando la edad en se empieza a buscar pareja estable y la edad máxima en que piensa casarse.

En Mail One explican un ejemplo que te puede ayudar a encontrar la edad para casarse, pero para nada de darán a la pareja. ;)

Este anuncio para nada espanta a los casamenteros o los más romantices, pues la fórmula se basa en estadística de modo que tiene un rango de validez. Lamentablemente, la mayoría de nosotros pensamos que somos la excepción a toda regla.

¿Puede la ciencia predecir otros eventos importantes de nuestra vida?

La trampas de creer en la belleza matemática

Hace unas semanas hablaba con una joven estudiante de matemáticas, quien afirmaba que la matemática debe de librarse de espurias prácticas como la demostración por contradicción.

Senti como si derramaran café caliente en mi espalda, más adelante la misma chica me dijo que ramas como la estadística era vil y de poca monta.

Pues bien, conflicto a la vista, en una esquina vestida de blanco puro, una matemática de ideas idealistas de hacer ciencia solamente porque le parece bella. En la otra esquina, vestido de rojo, con un tridente, un físico experimental, quien ha visto mucho de lo malo y es muy rudo en sus juicios. Como siempre en este tipo de contiendas, como en la lucha libre, nunca hay un claro ganador, es más suele suceder quien parece que perdió, en realidad gano, así son de contradictorios estos debates bizantinos.

Pero puedo decir dos cosas en contra de esa idealización de la matemática, comparándola como una labor mística, y evitando la idea mundana de la utilaridad de la matemática.

1) La belleza es relativa. Para un contador sus sumas en la hoja de Excel pueden ser bellas pues le recuerdan la casa de campo donde pasa los fines de semana con su amante más joven. Pero también puede un matemático sentir una profunda sensación de belleza al ver una hoja escrita con una caligrafía que solo algunos iniciados pueden entender. La belleza como concepto, más allá de las cogniciones que comportamos los humanos, varía de persona a persona. Muchos sentirán horrible un problema de cálculo, mientras que otros lo resolverán y tendrán una sensación hermosa.

2) Es mejor tener una mente abierta, pero hay que evitar que se rompa la frente en el proceso. Una cosa es apasionarse por lo nos gusta y somos buenos en hacer, otra cosa es que despreciemos el resto. La intolerancia nunca le ha servido a la ciencia. Primero encuentra una solución, sin importar que te parezca practica de barbaros, luego si quieres embellécela. Un ejemplo de la física, El papa de la mecánica cuántica, Max Planck resolvió el problema de la radiación de cuerpo negro, proponiendo una idea que solucionaba el problema, pero que nunca le gusto: la energía puede suceder en unidades indivisibles.

Escupir con saña en la cara a los estadísticos, computologos o contadores es una posición personal, es ganas de ganar el debate, es desear estar lejos de una verdad, lejos de la ciencia.

Mis dedos termodinámicos, mis dedos calientes.

ResearchBlogging.org El efecto de convección sucede cuando un fluido de baja densidad está por debajo de otro fluido con mayor densidad, de modo que el superior densidad se sumerge entre el de baja densidad. Frecuentemente lo asociamos a remolinos y a cambios climáticos.

Muy bien, pues desde 1980 varios investigadores han estado estudiando la forma de disparar “autocatalicamente” las reacciones químicas, entre estos estudios incluye la hidrodinámica de los fluidos, como la convección.

Anne De Wit y camaradas de Brussels Free University (ULB) estudiaron el caso general donde reactantes se juntan para producir un producto unido (A+B→C). De modo que desarrollaron un modelo, llevaron a cabo sus simulaciones en computadoras donde fluidos donde los fluidos de baja densidad son los A y los de mayor densidad B son los reactantes.

El efecto común es una configuración estable donde el producto C se forma en las fronteras de las interfaces de las disoluciones, con una forma peculiar, que recuerda a unos dedos que se extienden. Estos dedos termodinámicos son fenómenos muy frecuentes en sistemas complejos (donde hay más de una sustancia).


He visto que muchos investigadores les interesan estas estructuras digitales para describiri otros fenomenso. Por ejemplo, extracciones en mantos petroleros, y describir como el magma sube por placas tectónicas.

¿Cómo habrán tomado las imágenes de este video?

¿Alguna pista señor S.?

Referencia:

Almarcha, C., Trevelyan, P., Grosfils, P., & De Wit, A. (2010). Chemically Driven Hydrodynamic Instabilities Physical Review Letters, 104 (4) DOI: 10.1103/PhysRevLett.104.044501

Mejores celdas solares usando extractos de flores

ResearchBlogging.orgSeguro es el sueño de muchos yerberos, pero es mucho mejor. Resulta que las celdas solares requieren mejores materiales que absorban anchas regiones del espectro visible (colores), que permitan el trasporte de electrones.
Estas condiciones las cumplen varias sustancias moléculas sintéticas. Por ejemplo, los anillos de benceno son excelentes para trasmitir corrientes eléctricas, por ello, son muy usados en la arquitectura de varias aplicaciones de semiconductores orgánicos. No obstante, la parte que absorbe la luz, llamado cromoforo, puede hacer una combinación muy contaminante.

Los chicos de Vietnam: K. Wongcharee, V. Meeyoo, y S. Chavadej afirman que la solución para obtener energía ecológica sin partes contaminantes son algunas moléculas presentes en ciertas flores. Ellos utilizan dos sustancias y muestran buenas eficiencias parciales en la conversión de energía. Pero sin llegar a ser valores espectaculares.

Es un hecho que la famosa clorofila es un inadecuada molécula para celdas solares, pues las plantas emplean esa molécula en procesos químicos (mas complejos), para nada en simple transporte eléctrico. El empleo de otros extractos naturales hace muy prometedor la obtención de una celda solar totalmente amigable con el ambiente.

Vale la pena puntualizar,  la investigación de celdas solares con componentes orgánicas abarata mucho los costos, pudiendo bajar el precio  de 6 hasta 0.1 euros por KW, con eficiencias netas por arriba del 10%. Siendo de fácil y rápida manufactura frente a los materiales inorgánicos que son ampliamente comercializados (e.g en las calculadoras electrónicas). Además, estos materiales se pudrían incorporar a superficies deformables, como tu ropa.

En pocas palabras, la ruta para mejores celdas solares son los materiales orgánicos, la ruta para evitar más contaminantes es buscar extractos de plantas.

Flor de "Rosella", su extracto fue el que mejor funciono en este estudio de alta ecología.

Más información en:


WONGCHAREE, K., MEEYOO, V., & CHAVADEJ, S. (2007). Dye-sensitized solar cell using natural dyes extracted from rosella and blue pea flowers Solar Energy Materials and Solar Cells, 91 (7), 566-571 DOI: 10.1016/j.solmat.2006.11.005

¿Por qué vale la pena visitar el ICTP en invierno?

Cada año, por estas fechas, hay un taller muy intenso y completo sobre un típico de óptica en el ICTP, este año participo al dedicado a la óptica y la energía: celdas solares, ahorro de energía lumínica, etc.

El ICTP tiene un gran prestigio por fomentar la investigación de alto nivel en países en vías de desarrollo, así como sus programas de intercambio académico.Por otro lado, su sede está en un pintoresco pueblo: Trieste, el cual tiene una interesante anécdota con mi país, México. Resulta que de este pueblo salió quien fuera por algún tiempo monarca de México, Maximiliano.

Bueno,así es como se cruzan los caminos de la historia.
Ya les contare de las varias cosas que he aprendido acá.

PPT: Óptica No-lineal de Cristal-Violet dentro de un sol-gel


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El crystal-violet es una molécula octupolar, comercial, y con muchas aplicaciones en biología, química y física. La empleamos como un estándar para hacer investigaciones más profundas sobre octupolos recién sintetizados.

Les dejo una presentación que se mostrara en el Congreso Nacional de Materiales 2010 (Puebla, México).

Pronto enlazare un nuevo articulo de octupolos que emiten Generación de Segundo Armónico.

Encuesta: ¿Comprarías libros digitales de física?

Ayudanos con tu opinión en esta pregunta candente entre usuarios y editoriales

3 reglas para identificar la generación de segundo armónico óptico

Los efectos ópticos no-lineales son muy espectaculares, para evitar que los confundas unos efectos con otros fenómenos ópticos te damos unas simples reglas:

1) La generación de segundo armónico (GSA) tiene un ancho espectral angosto. El GSA es producto directo de la conversión de la frecuencia incidente en una emisión con el doble de frecuencia; de modo que el ancho de espectral es parecido al del haz láser incidente: el cual es corto para cualquier láser. Efectos fluorescentes o de emisión Raman presentan espectros de emisión de varias lineas, bandas, o su emisión presenta un ancho de banda más ancho.

2) El efecto de GSA requiere de un láser para que se presente. Los efectos ópticos no-lineales requieren mucha energía para presentarse, únicamente fuentes láser son capaces de proporcionar esa energía. El uso de otras fuentes (lamparas o luz natural) es insuficiente para obtener efectos no-lineales ópticos.

3) El fenómeno de GSA es exacto. Es decir, cuando el haz incidente tiene una frecuencia w, el haz generado tiene exactamente una frecuencia 2w. Cualquier corrimiento de esta frecuencia es una indicación de la presencia de otro fenómeno, diferente a GSA.

Estas reglas son suficientes para reconocer el fenómeno de GSA. En próximas entradas platicaremos sobre las características de los materiales para óptica no-lineal y los bellismos efectos que produce esta óptica.

Entradas relacionadas:

1) Video: Generación de segundo armónico óptico
2) Ingeniería molecular de óptica no-lineal de orden cuadratico

Microantenas orientadas para optica no-lineal de segundo orden

Las moléculas de benceno son ideales para empezar a construir antenas molecuales. Pues cuentan con electrones deslocalizados cuanticamente, uniendo los anillos de benceno se logra un puente de electrones libres. El siguiente paso es colocar en un extremo una molécula que le falte electrones, mientras que en otro extremo se coloca un molécula que done esas cargas eléctricas. Listo contamos con una microantena. Este trabajo lo suelen hacer químicos expertos en sintesis.

Ahora, para que sea útil para alguien, necesitamos muchas de estas antenas, y que se alineen para que todas trasmitan la misma señal, pues en desorden las antenas pueden cancelar la transmisión de las antenas vecinas. Pues bien para eso se recubre un vidrio con una solución rica en las antenas moleculares; entonces se usa un campo eléctrico constante de 5,000 volts o más para alinear las antenas, aprovechando que tienen muchos electrones libres

Una vez que las antenas están verticales, pues son buenas para efectos ópticos maravillosos. Por ejemplo, cuando un haz láser alcanza a las antenas estas vibraran y retrasmitirán la luz también, en ocasiones podrán emitir el doble de frecuencia, es decir, iluminamos con rojo, pero las antenas emiten en verde, es efecto se le conoce como generación de segundo armónico óptico (GSA).

De hecho, son pocas las moléculas capaces de mantener emisión de GSA por largos periodos, pues la alineación se pierde. Una solución es encapsular a las microantenas en un vidrio. Eso fue justamente lo que hicimos. Por medio de ondas sónicas logramos hacer una solución que con el paso de tiempo y a temperatura ambiente se forma un vidrio muy puro y altamente trasparente, al que llamamos sonogel.

En efecto, observamos que el vidrio protege a la parte organica y permite que los efectos ópticos no-lineales se trasmitan con estabilidad.

Ahora puedes consultar el borrador (preprint) de esta investigación, pues ya ha fue aceptado el articulo para publicarse en el Journal of Modern Optics.

El borrador completo lo puedes consultar en el portal de viXra: http://vixra.org/abs/1001.0048

después te daremos la liga de la revista especializada.

Gracias a MarioAAO por su comentario es que nos animamos a usar vixra para presentar nuestro trabajo, y tu lo comentes con nosotros.

Un buen consejo para cualquiera

"Evito dar consejos, pues los imbeciles no los siguien; los listos no los necesitan"

Fernando Marcos, periodista y futbolista.

El sentido de esta frase es hacia la responsabilidad. Cuando damos un consejo nos hacemos responsables de las desiciones de los demás, ese es un error. Orientar y mostrar el camino nunca debe arrebatar la responsabilidad y la toma de desiciones de los demas. Esta es una norma en la cualquier ambito de la vida, incluso en el quehacer del cientifico.
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