La influencia de la mitología en la ciencia (45ª Parte): Pan

[Nota inicial: Se puede consultar el resto de entregas de la serie sobre la influencia de la mitología en la ciencia desde este enlace]

Escultura de Pan encontrada en Pompeya | Fuente

Para los antiguos griegos Pan era una divinidad campestre que se representaba de forma antropomórfica pero con cuernos, orejas y patas de cabra. Llevaba un bastón de pastor y tocaba un instrumento de viento parecido a una flauta pero con nueve agujeros llamado siringa. 

Este dios de los pastores y rebaños, hijo de Hermes y una ninfa, tenía un carácter lascivo y muy juguetón. Uno de sus poderes era el de infundir un miedo salvaje dirigido a un grupo de personas que los hace comportarse como animales aterrorizados. De ahí el origen de la palabra «pánico».

Una de las historias más famosas que se le atribuyen a Pan es la relacionada con la batalla de Maratón. El héroe Filípides fue enviado para pedir ayuda a los espartanos y cuando cruzaba Arcadia se encontró en su camino a Pan. Éste le reprochó al soldado que los atenienses no le tuvieran ninguna estima como dios pero a pesar de ello les iba a ayudar contra los persas. Tras ganar la batalla se instituyó en Atenas el culto a Pan con un altar en la Acrópolis.

En la mitología romana la correspondencia de Pan era el dios Fauno. 


Una curiosa luna de Saturno y el cráter más grande de Amaltea

El dios Pan da nombre a una de las lunas del planeta Saturno. En concreto a esta. Lo que vais a ver a continuación es difícil de creer.

Fuente: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute 

Sí, parece un ravioli, pero un ravioli gigante del tamaño de una ciudad como Nueva York y con una cresta en su ecuador que se estima en unos tres kilómetros de altura. Estas imágenes nos han llegado esta semana en alta resolución procedentes de la sonda Cassini y es una de estas maravillas que nos dejan con la boca abierta. 

Fuente: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute 

Resulta sorprendente también observar la escasez de cráteres en su superficie y las numerosas facturas que han puesto otra vez en el candelero las teoría sobre la formación de estos curiosos discos de acreción.

Para estar al día sobre este apasionante descubrimiento podéis consultar las novedades en la web de la NASA.


Pan también es el mayor de los cráteres de Amaltea, una de las lunas de Júpiter.

#DíadelaMujer en Onda Regional de Murcia [Podcast]

Con motivo del Día Internacional de la Mujer, que se celebra hoy 8 de marzo, he estado hablando en Onda Regional de Murcia con Marta Ferrero sobre mujeres desconocidas en la ciencia y la tecnología. En concreto, y por temas de tiempo, he hablado solo de dos: Maria Mitchell y Hedwig Eva Maria Kiesler.

Si queréis escucharlo, podéis hacerlo desde AQUÍ. 

Felicidades a todas las mujeres en vuestro día :-)

Sobre el modelo atómico de Bohr: Haas, Rutherford, Sommerfeld y otros gigantes (I)

Fuente: Ese punto azul pálido

El modelo atómico de Bohr de 1913 ha quedado en los libros de texto y en el inconsciente colectivo -como conté en 2010 en ¿Por qué el Dr. Manhattan eligió a Bohr?- como un elegante modelo planetario en miniatura en donde se presenta al átomo como una carga positiva (el núcleo) rodeado por unos electrones de carga negativa que viajan en órbitas circulares alrededor del mismo y en donde las fuerzas electrostáticas ejercen el papel de la gravedad. Muy bonito pero...

Publicado a lo largo de 1913 en la revista Philosophical Magazine, se le considera como el primer modelo cuántico del átomo aunque sabemos en realidad que eso no es cierto porque fue el quinto.

La primera persona a la que se le ocurrió la idea de aplicar la hipótesis de la cuantización de la energía de Planck al átomo fue al físico austríaco Arthur Erich Haas mientras disfrutaba de su periodo doctoral en la universidad de Viena. Haas publicó su trabajo en 1910 y lo hizo tomando como referente el modelo atómico anterior de Thomson, el de 1904 que era el vigente, pero su idea fue rechazada e incluso ridiculizada por cierto sector de la comunidad científica de Viena. La principal y más importante, aunque poco conocida, contribución de Haas, estuvo en la deducción de la expresión hv= e2/a que establecía una relación entre la constante de Planck (h) y las dimensiones del átomo, y que condujo a estimar correctamente la magnitud que hoy conocemos como radio de Bohr. ¿Alguien había oído hablar alguna vez de Arthur E. Haas?

Esta es su foto. No hay muchas imágenes de él.

Haas | Fuente

El físico neozelandés Ernest Rutherford había desmontado el modelo atómico de Thomson con su famoso experimento de la lámina de oro, en el que concluyó que el átomo tiene un núcleo pequeño y muy masivo. Los resultados inesperados del experimento, como así lo expresó el propio Rutherford, fueron los que le condujeron a tal conclusión.

Pero el modelo planetario propuesto por Rutherford en el que los átomos consistían en una nube difusa de carga negativa formada por electrones, y en el que estos electrones rodean a un núcleo pequeño y muy denso, cargado positivamente, presentaba serias objeciones. Según las leyes de la mecánica clásica de Newton y la fórmula de Larmor, cualquier partícula en constante aceleración alrededor de otra debía perder energía. Debido a que el electrón perdería dicha energía, se precipitaría gradualmente hacia dentro trazando una espiral y colapsando en el núcleo. Los átomos serían inestables. Y por otro lado, en el modelo de Rutherford había continuidad geométrica y energética, lo conducía a contradecir los hechos experimentales relacionados con la discontinuidad de los espectros atómicos. 

Rutherford en su laboratorio

En aquel momento Niels Henrik David Bohr era un prometedor físico danés que, tras obtener su doctorado en 1911 con una tesis sobre la teoría electrónica de los metales, se interesa por la estructura del átomo individual trasladándose ese año a Inglaterra donde comienza a trabajar con J.J Thomson en los Laboratorios Cavendish y posteriormente, ya en 1912, con Ernest Rutheford en la universidad de Manchester. 

Bohr, James Frank, Einstein e Isaac Rabi

Es en Manchester cuando Niels Bohr se concentra en elaborar una teoría firme que permita explicar los hechos experimentales que el modelo de Rutherford no explicaba. Las objeciones al modelo de Rutherford, en especial su inestabilidad, era para Bohr una limitación de la física clásica establecida. Teniendo en cuenta que la aplicación de las leyes física de Newton y Maxwell predecían la caída de los electrones en el núcleo y por tanto la inestabilidad del modelo, Bohr asumió que la cuestión de la estabilidad había que contemplarla desde una perspectiva diferente. Bohr restringió el movimiento de los electrones a unas órbitas determinadas, cuantizando dichas órbitas. Si la información experimental que dan los átomos en sus espectros es un conjunto discreto de determinadas líneas espectrales, debe corresponderse con una estructura discreta del átomo que implica un conjunto de órbitas en las que el electrón no emite radiación. Son los llamados “estados estacionarios”.

Otra aportación importante en la historia del desarrollo del modelo de Bohr fue hecha por un físico danés aficionado llamado Antonius van den Broek. La idea de la correlación directa de la carga del núcleo del átomo y la tabla periódica estaba contenida en su artículo que Van den Broek publicó en la revista Nature el 20 de julio de 1911, apenas un mes después de que Rutherford publicara los resultados de sus experimento de la lámina de oro. La idea de Van den Broek se confirmó con el trabajo de Henry Moseley, que confirmó que la carga nuclear del átomo, su número atómico, era un número entero propio de cada elemento químico y el parámetro esencial que decidía su ubicación en la tabla periódica. El modelo de Bohr le permitió a Henry Moseley predecir la existencia de elementos químicos aún no descubiertos.

El modelo atómico de Bohr fue ampliado por el físico alemán Arnold Sommerfeld, el maestro de maestros, a finales de 1915. Sommerfeld introdujo las órbitas elípticas Y este es el modelo gráfico, y también erróneo, que persiste entre nosotros.

Sommerfeld y Bohr, muy sonrientes...

Pero esa es otra historia. (Continuará)


MÁS INFORMACIÓN: 

http://culturacientifica.com/2014/04/18/una-broma-de-carnaval/

https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1208/1208.3114.pdf

http://www.esepuntoazulpalido.com/2016/01/moselio-propuesta-de-nombre-para-un.html

http://www.experientiadocet.com/2013/10/charla-en-quantum13-bohr-no-fue-el.html

Física (y Química) en la Ópera [Velada científico-musical]

Los más viejos del lugar recordarán el macropost que escribí allá por octubre de 2013 en donde os dejé un repertorio operístico cargado de mucha química al que titulé Ópera y química: De Aleksandr Borodín a Marie Curie pasando por Scheele y terminando con Brian May.

Pues bien, algo similar pero a años luz de calidad y originalidad de mi post de 2013 es lo que ha hecho mi buen amigo Rafael García Molina, pero con la Física. 

Un físico en la Ópera es un maridaje de experiencias de física intercaladas entre interpretaciones de piezas de ópera en cuyo argumento está la física presente, todo ello, realizado en directo en el Círculo de Bellas Artes de Madrid con la colaboración de Diego Carvajal (Escuela Superior de Canto de Madrid) y la maravillosa intervención, por orden alfabético, de:

• Carmen Fernández-Cabrera: pianista (ESCM)
• M. Ángeles Pérez: soprano (ESCM)
• Rafael García Molina: físico (UM)
• Íñigo Martín: barítono bajo (ESCM)
• Marco Antonio Ordovás: barítono (ESCM)
• Sara Rapado: mezzosoprano (ESCM)
• Manuel Rodríguez: tenor (ESCM)
• Elena Temprado: soprano (ESCM)

Como dice al principio del vídeo, «¡La física recreativa y la ópera son adictivas! Tras cruzar el umbral no hay marcha atrás». 

Os invito a que crucéis el umbral. Buen domingo. :-)



Fuente y más información: Scientia y ADCMurcia.

La influencia de la mitología en la ciencia (44ª Parte): Jano

[Nota inicial: Se puede consultar el resto de entregas de la serie sobre la influencia de la mitología en la ciencia desde este enlace]

Jano en el Museo Vaticano | Fuente

Dios romano de los dos rostros. El guardián de las puertas, el dios del principio y del fin de las cosas, y uno de los más viejos del Panteón. 

Jano era una divinidad solar. Presidía el comienzo del día (Matutinus pater) y de ahí que se le hiciera el promotor de cualquier iniciativa humana. Para Ovidio, Jano es hijo de Caos y tomó su nombre y apariencia de dos caras tras la separación del aire, el fuego, el agua y la tierra. 

El culto a Jano parece ser que fue inculcado por el mismísimo Rómulo, fundador y primer rey de Roma. La adoración de Jano fue muy popular entre los romanos y se le honraba el primer día de cada mes en un templo dedicado a él y situado en el Foro, cuyas puertas permanecían abiertas durante la guerra y se cerraban en épocas de paz. Pocas veces se las vio cerradas.

El nombre del primer mes del año, Ianuarius, proviene de este dios romano y no existe un equivalente del mismo en la mitología griega.


Un satélite de Saturno, moléculas y nanopartículas con dos caras, y unas enzimas

Vista del hemisferio sur de Jano | Fuente

El dios Jano da nombre a una de las lunas naturales de Saturno. Fue descubierto el 15 de diciembre de 1966 por el astrónomo francés Audouin Dollfus desde el observatorio del pic du Midi de Bigorre, en los Pirineos franceses. Tres días después, el astrónomo Richard Walker hizo una observación similar desde el observatorio naval de Washington. En aquel momento se creía que eran el mismo objeto pero posteriormente se comprobó que eran dos distintos que compartían la misma órbita. Al descubierto por Walker se le nombró como Epitemeo (el hermano de Prometeo) y al descubierto por Dollfus se le bautizó como Jano. Ambos nombres se dieron oficialmente en 1983 tras la confirmación definitiva de que eran dos satélites distintos dada por la sonda Voyager I en 1980.

Jano tiene una peculiar forma que se asemeja a una patata y sus cráteres más prominentes reciben el nombre de Castor, Phoebe, Idas y Linceo. 


En el mundo anglosajón, porque a decir verdad nunca lo había escuchado en español, las moléculas de Jano (Janus-faced molecules) son aquellas que pueden proporcionar efectos biológicos tanto positivos como negativos. Un ejemplo de ellas podría ser la vitamina E, que como bien explican en este artículo, presenta las dos caras de una misma moneda. También al colesterol o al óxido nitroso pueden atribuirse las dualidad de nuestro personaje de hoy.

Producción de NP de Jano

En nanociencia, las partículas de Jano son un tipo especial de nanopartículas (NP) cuyas superficies tienen dos o más propiedades físicas distintas. Esta característica permite dos tipos de comportamiento para una misma partícula, por ejemplo, una NP puede tener una mitad de su superficie que sea hidrófila y la otra mitad hidrófoba. Unas propiedades anfifílicas de lo más interesantes y con prometedoras aplicaciones.

Y por último, las quinasas de Jano son un tipo de enzimas asociadas a los receptores de las citoquinas, unas proteínas de bajo peso molecular muy importantes en la comunicación celular. 

Esquema que muestra la situación del las quinasas de Jano en el contexto
de la señalización  destinada a la regulación génica | Fuente