¿Por qué el cielo es azul?

No es que este artículo de la BBC lo explique con sencillez, entre otras cosas porque no es una explicación sencilla, pero me encantó encontrármelo y leerlo para conocer la historia detrás de este experimento de John Tyndall (1820-1893):

Cuando quiso saber por qué el cielo se ve azul en el día y rojo al atardecer, los instrumentos que usó fueron sencillos:

Armó un simple tubo de vidrio para simular el cielo y usó una luz blanca en un extremo para simular la luz del Sol.

Descubrió que cuando llenaba gradualmente el tubo de humo, el haz de luz parecía ser azul desde un costado pero rojo desde el otro extremo.

Se dio cuenta de que el color del cielo es el resultado de la luz del Sol dispersándose por las partículas en la atmósfera superior, en lo que ahora se conoce como el «efecto Tyndall».

Lo fascinante es que, con los conocimientos teóricos que tenían a mediados del siglo XIX fuese capaz de explicarlo, teniendo en cuenta que no conocían como hoy en día la naturaleza de la luz, ni tenían claro el concepto de molécula y ni hablar de su relación con la radiación electromagnética.

No obstante, ya había tímidos intentos de hacer comprensible (comprehensible) la materia, por parte de Bernoulli, de Dalton, de Avogadro… y otros pioneros del principios del S XIX.

Para mí, ha sido una obsesión permanente el comprender la naturaleza de la materia, la naturaleza del universo, de mí mismo… la naturaleza… y ¿todavía queda alguna duda de que la naturaleza es lo que más me importa en este mundo?

Estadísticas y la historia de la Ciencia

Esta es una fotografía de 1927 sobre una Conferencia sobre electrones y fotones en el 5º Congreso de Solvay, es decir, sobre el origen de la mecánica cuántica, en los albores de la comprensión profunda de la estructura de la materia.

Pero claro, hoy en día publicarla supone un reto a las estadísticas y las revisiones:

Hay una única mujer (la doblemente galardonada con el Premio Nobel, Marie Curie) en un grupo de 29 personalidades de la ciencia. Aproximadamente 3,5%.

Eran tiempos difíciles para la mujer en la ciencia, entre otras cosas. Siguen siéndolo y son importantes las reflexiones como la que está realizando la prima de Carmen de la Rosa: Mujeres Ingeniosas.

No obstante, también podemos destacar otros datos:

0% Personas negras.
0% Personas asiáticas.
0% Otros colectivos étnicos y/o geográficos

Hay un elevado número de personas carentes de pelo en la parte superior de la cabeza.

Hay un elevado número de personas con pelo en la cara, ya sea en la parte superior como en la inferior de la boca.

Hay un elevado número de personas vestidas con traje. Me atrevería a decir que la totalidad de las personas de sexo masculino.

Hay un elevado número de personas vestidas de colores oscuros (a pesar de que la fotografía no permite especificar mucho más, debido a que fue tomada en blanco y negro, como era habitual en la época).

Hay un elevado número de personas sentadas y lo habrían estado todas si no fuese por la necesidad o conveniencia de caber dentro de un enfoque bastante más cuadrado que horizontal.

Hay un elevado número de personas serias, no sonrientes, si bien sería algo habitual de la fecha en la que se tomó la instantánea pues no solía ser «instantánea» y era más fácil mantener la postura sin sonrisas.

Hay un elevado número de personas con zapatos, aunque no se adivinan los calzados de las personas que están en segundo o tercer plano.

Las estadísticas ponen acentos allá donde desean ponerlo y ese acto es tan poderoso como habitualmente ignorado.

Hoy, no quiero más que guardar esta fotografía de personas (un elevado número de ellas) a quienes he admirado (a su pensamiento y obra) muchísimo a lo largo de mi vida y por quienes hoy comprendo el mundo de una manera mucho más analítica y racional que si no se hubiesen reunido en este 1927 en un congreso sobre electrones y fotones en un lugar llamado Bruselas.

¿Chiste cuántico… o no tanto?

Hoy he encontrado este ¿chiste? en un grupo de facebook que me ha sugerido la red social que me conoce bastante bien, pero no tanto como cree:

No he podido sustraerme a comentar lo siguiente:

¡Qué bueno! Además corresponderá al orden de llenado de los orbitales empezando por el más sombreado, es decir, el de más baja energía. ¡¡¡¡Me encanta!!!!

Imagino a la primera persona sentándose en la parte superior izquierda pensando «aquí la sombra lleva más tiempo enfriando el asiento, es el de menor calor (energía)» y continuar así… si además estuviesen repartidos los asientos en bloques de dos, podríamos haber visto cómo el comportamiento responde también al principio de exclusión de Pauli (no caben dos personas en un mismo asiento) y al principio de máxima multiplicidad de Hund (el llenado no ocurre automáticamente en los anexos, sino espaciándose lo más posible dentro de un nivel más o menos equivalente energéticamente hablando).

Realmente, es una imagen para conservar en la memoria como la que suelo poner de ejemplo de orden de llenado de un autobús.

Postulados de Bohr

Es un placer poder comunicar el asombro que sentí cuando descubrí que la realidad era aún más compleja que como me habían contado hasta el momento, a mis tiernitos 17 años.

Yo leí la Teoría de la Relatividad de Einstein cuando tenía 16, pero creo que no la comprendí, ni mucho menos la parte matemática de la misma. Leí el Principio de Incertidumbre de Heisemberg una semana santa sacándolo de la biblioteca del Instituto de Bachillerato Mixto de Colmenar Viejo. Me estalló la cabeza.

Quería comprender y no tenía a nadie cercano que pudiese explicarme lo que había leído.

Mi profesora de química, que no sabía nada de mecánica cuántica, me remitía a Ana Cañas, que era la profesora de física que no me daba clase. Pero que tenía a bien discutir conmigo sobre la viabilidad de la existencia de partículas elementales diferentes a las que conocíamos, esos protones, esos electrones, esos neutroncillos… e intentar justificar o hacerme entender que la singularidad en las ecuaciones de Lorentz que usaba Einstein en su Relatividad Especial no aplicaba a los fotones, pues su masa en reposo no tiene sentido.

Gracias a ella quizá terminé por estudiar Química Cuántica y ver todo lo que me faltaba por ver… que siempre será inabarcable. Conocí a gente estupenda, como mi queridísimo Xabi López Pestaña, con quienes compartimos conversaciones sobre mujeres y mecánica cuántica, sobre el mar, el urbanismo, la política y los grupos de simetría.

También a Alberto Luna, que me enseñó a valorar Dune y sus gusanos, o José Luis Sanz Vicario, a quien le regalé mi querida pieza del Principio de Incertidumbre.

Este sábado pasado tuve la suerte de poder dar una clase sobre la importancia teórico-filosófica de las revoluciones físicas de la Relatividad (Especial y General) y la Mecánica Cuántica. Hablé del debate Bohr-Einstein, de la dualidad onda-corpúsculo, de la deformación del espacio, de la concepción del espacio absoluto cartesiano… los ejercicios son sencillos, pero la comprensión de la repercusión de esta revolución del conocimiento es algo que engrandece la mente hasta lugares inimaginables.

En la imagen que sirve de cabecera a este artículo está mi demostración de cómo inferir desde los postulados de Bohr las explicaciones para la fórmula de Rydberg de los espectros electromagnéticos.

Los átomos son huecos

Quizá mi influencia por las matemáticas me ha llevado a pensar que lo más importante del descubrimiento de los elementos atómicos, de los tipos de átomos que existen, lo básico de la naturaleza de la materia, es el hecho de que se parecen al teorema fundamental de la aritmética aplicada al mundo físico:

Fascinado por el platonismo y cierta pasión por la teoría pura, cierto pitagorismo de siglo XXI, hay algo que me fascinaba en el hecho de que la totalidad del universo estuviese conformada por una serie de partículas elementales (no importa si ahora esas partículas se ha demostrado que son a su vez combinaciones de otras partículas subatómicas). Ladrillos elementales a partir de los cuales se construye el todo, como esos números primos que componen cualquier otro número racional, mediante la división de todo número entero entre otro número entero descomponibles ambos en sus correspondientes únicos productos de números primos.

No había atendido a la estructura atómica, aunque relacionada con la misma de forma unívoca, es decir, la estructura atómica define el elemento al que pertenece el mismo átomo. A lo que no había atendido era a la disposición de esas partes subatómicas en el átomo. Miraba la parte meramente material y no lo inmaterial:

Hoy, leyendo el libro de IDEAS del siglo XX, de Peter Watson, he vuelto a atender a los experimentos de Rutherford y lo más llamativo ha resultado ser el hecho de que en realidad los átomos son prácticamente vacíos. Es decir están conformados por cargas centrales y cargas deslocalizadas alrededor suyo pero esencialmente espacio vacío. ¡Espacio vacío! La materia es atravesable, sí: atravesable por otra materia, con lo que solemos entender como frontera por tanto carece absolutamente de sentido pues todo es interpenetrable por todo.

¿No resulta sorprendente o paradójico visualizar un universo de vacío y sin embargo sentir que todo está lleno de algo?

Comenzando el proceso de Año Añil

Tras años dedicándome a cualquier otra cosa, he vuelto a «mis orígenes«, por decirlo así, disolviendo sales minerales varias en matraces hasta obtener otra mezcla de ambos productos que ha de ser fotosensible.

Estoy experimentando con Cianotipia, para realizar un proyecto que denominaré Año Añil que ha de ser un libro manual realizado a base de fotografías utilizando este método tradicional que darán lugar a un intenso añil.

Adquirí los productos a disolver en las mezclas iniciales en Manuel Riesco, 100 gramos de citrato férrico amoniacal (VERDE) y otros 100 gramos (no se puede comprar en menor cantidad) de ferrocianuro potásico (ROJO), así que el primero se convertirá en mi reactivo limitante.

3 Cubetas de plástico de 3L, 6 matraces de 100ml, 4 jeringuillas de 5ml, 6 botes opacos de 100ml y unos pinceles básicos los adquirí por Amazon (sí, me avergüenza, pero fue cómodo).

En La Riva compré 5 pliegos de 70x100cm de papel de acuarela Guarro de 350gsm con barbas a los dos lados.

Hoy he estado cortando un pliego en unidades de 14x17cm que me han permitido sacar hasta 28 pequeñas páginas por cada pliego y poder utilizar unos marcos de fotografía para luego realizar la exposición fotográfica.

Veremos qué va pasando este mes a medida que mi torpeza rompa los materiales, los ensucie, etc, etc, etc…

De momento, he comenzado con las mezclas: realizando 50ml de cada uno de los compuestos con la 12,5g de citrato férrico amoniacal y 5g de ferrocianuro potásico que he etiquetado respectivamente como A y B. He mezclado 25ml de cada una en un matraz bajo la luz enrojecida de mi teléfono móvil, para atenuar y eliminar la posibilidad de reacción con ultravioleta y he obtenido 50 ml de solución fotosensible. Tengo las páginas (28 papel Guarro 350gsm de 14x17cm), he forrado los mangos de 2 de los pinceles para que la parte metálica no pueda entrar en contacto con la solución fotosensible.

Mañana, con los restos del papel, comenzaré las pruebas de imprimación, etc… antes de empezar a destrozar hojas.

Nobel de Química por la edición genética

Me alegra que E.Charpentier y J.Doudna hayan recibido el Premio Nobel de Química del 2020 por algo como la edición genérica mediante CRISPR, que es algo que ha venido para quedarse y transformar gran parte de nuestras vidas, nuestra ética y la de la mayoría de los seres vivos sobre la Tierra.

Además de la aplicación bonita de posibilidades médicas indecibles, hay una obviedad que es la aplicación en la generación de seres «trangénicos», alimentación o no.

Yo no tengo nada contra los transgénicos, pero quizá mucha de la gente que se alegra de este premio debiera saber que es la edición genética la que los produce.

Por cierto, no quiero entrar en un debate absurdo sobre si debería haber recibido el premio el español que diseñó el CRISPR:

Las secuencias repetidas que luego se conocerían como CRISPR fueron identificadas por primera vez por un grupo de científicos japoneses en 1987 (Yoshizumi Ishino et al) ?y luego más tarde de forma independiente por el científico Francisco J. M. Mojica (Universidad de Alicante) a principios de los años 90 en una arquea Haloferax mediterranei y los resultados fueron publicados en 1993,

No tengo idea de los criterios que siguen íntimamente, los académicos suecos para asignar un premio como ese que, en el caso de la ciencia, nunca tiene mucho sentido, pues no es un logro individual (ni de una pareja) sino colectivo.

Diyoduro de pentaoxígeno

Hace poco, dando una clase particular de tercero de ESO, me encontré con que en formulación química les decían que existían los «haluros de oxígeno», más allá del Fluoruro de Oxígeno, que, debido a la mayor electronegatividad del Fluor ante el Oxígeno, era el único compuesto binario que el oxígeno podía formar en el que no fuese el elemento más oxidante de la naturaleza.

Pero parece ser (cosa que no conocía) que la IUPAC a partir del 2005 dictaminó en su sapiencia infinita, que la naturaleza oxidante del oxígeno pesaba menos a la hora de nombrar los compuestos con los demás halógenos que el mero hecho de estar posicionado en una tabla periódica a la derecha de los mismos y por tanto hacer «difícil de entender» que pueda ser más electronegativo que los halógenos allende el Fluor (cualidad medible, por otro lado, de manera cuantificable al menos dentro de un convenio que tiene factores cuantificables y no posicionales como la energía de ionización o la afinidad electrónica).

La electronegatividad no se puede medir experimentalmente de manera directa como, por ejemplo, la energía de ionización, pero se puede determinar de manera indirecta efectuando cálculos a partir de otras propiedades atómicas o moleculares.

Se han propuesto distintos métodos para su determinación y aunque hay pequeñas diferencias entre los resultados obtenidos todos los métodos muestran la misma tendencia periódica entre los elementos.

El procedimiento de cálculo más común es el inicialmente propuesto por Pauling. El resultado obtenido mediante este procedimiento es un número adimensional que se incluye dentro de la escala de Pauling. Esta escala varía entre 0,65 para el elemento menos electronegativo (francio) y 4,0 para el mayor (flúor).

Con esta definición que dio lugar a la Esala de Pauling, obtenemos una electronegatividad de 3,5 para el Oxígeno, frete a 3,0, 2,8 y 2,5 para el Cloro, Bromo y Yodo respectivamente.

I2O7 vs O7I2

Así que engendros como esta combinación de Oxígeno y Yodo han de nombrarse como DiYoduro de HeptaOxígeno, cuando se ha nombrado hasta «ahora» (olvidada parece ya la tradicional y antiquísima anhídrida) como un mucho más racional, según Stock, Óxido de Yodo (VII) o la nomenclatura sistemática que no acaba de imponerse: Dióxido de heptayodo. Racional en el sentido de que se sitúa a la izquierda de la fórmula el elemento más electropositivo y a la derecha el más electronegativo, atendiendo a criterios empíricos, medibles, pero parece ser que no es así ahora, sino que pesa más la mera ubicación de los elementos en una tabla, sin atender a medidas, lo que pasa a ser más irracional y, desde luego, menos empíricamente justificado.

Para justificarlo, han alterado el sentido de lo que se conoce como electronegatividad, creando una ficticia tabla que no corresponde con los valores cuantificables, pero que hace más «fácil» su lectura:

Es absurdo olvidar la medida o el criterio cuantificable y atender a la posición que algo ocupa en un «nomenklator». Es como ignorar que la naturaleza es la que es y querer «domarla» en lugar de «domesticarla» o comprenderla.

Me parece un verdadero disparate este cambio que sugiere la IUPAC y que ha despertado más de una opinión en contra.

El problema, entre otros, es que el número de oxidación del Oxígeno en las combinaciones con todos los elementos menos electronegativos (entre los que están los halógenos indicados, salvo, como dijimos, el Fluor), sigue siendo como no podía ser de otra manera, -2, lo que hace que el elemento oxidante siga siendo el oxígeno (ya le tocará alguna vez entender eso de las reacciones REDOX), así que técnicamente está «oxidando» a los halógenos (con sus correspondiente estados de oxidación positivos) y, por tanto ¡¡¡¡siendo Óxidos!!!!

Repartiendo en unidades más pequeñas un todo de 435 libros

Atomizando
podríamos decir
estoy.

paquetes de treinta
paquetes de veinte
paquetes de diez
paquetes de cincuenta
paquetes de tres
paquetes de diecisiete
paquetes de cinco
paquetes de uno

Unidades
fragmentos
subconjuntos.

tejidos de páginas
células de poemas
moléculas de versos
átomos de palabras
protones de vocales
neutrones de consonantes
electrones de tildes

Configuración electrónica
de dígitos
de interrogaciones
de exclamaciones
de comas
de puntos
de espacios
de pausas
de silencios

Lanzando rayos alfa
contra un verso nuclear
buscando su desintegración
en energía poética
hasta morir
blanco.

Verso blanco.

Esto no es una broma