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Tio Petros

Einstein, annus mirabilis. Jornada 2 (4)

CUARTA CHARLA: PROF: FERNANDO FLORES (Universidad autónoma de Madrid)



Materia y forma en Einstein

Interesantísima charla sobre física de sólidos a la luz einsteniana.

Se repasa en avance de la física y la química en el siglo XIX, que no llega a aceptar la realidad de los átomos más que a nivel de constructo humano para explicar los observables hasta los trabajos de van't Hoff sobre isomerías orgánicas.

Paralelamente en la física ocurre algo parecido. Ostwald y Mach, incluso a finales del siglo no entienden que se pueda compaginar la existencia de átomos discretos con la de procesos irreversibles. Pareciera que dotando de movimientos inversos a los diversos átomos siempre podríamos llegar a las situaciones de partida, por lo que no debieran existir procesos irreversibles.

Entra Einstein en escena en 1.905 redescubriendo cosas por falta de información, o por su falta de contacto con la literatura científica del momento (!)

Su tesis de doctorado de 1.905 trata de determinar el número de Avogadro y el tamaño de las moléculas partiendo del estudio de la disolución del azucar en agua.

Obtiene valores de 4.1023 para dicho número y de 10 A. para el tamaño molecular de la glucosa disuelta.

Se explica someramente el estudio del coeficiente de difusión y se relación con la ecuación de difusión mediante procesos markovianos, llegando al resultado de que el desplazamiento de ls moléculas (valor cuadrático medio) depende linealmente de dicho coeficiente, y obteniendo valores del orden de la micra por segundo.

Efecto fotoeléctrico.

Se hace un repaso de los motivos que obligaron a Einstein en 1905 a aceptar la existencia de cuantos de luz: la similitud entre las ecuaciones de variación de entropía de radiación y la variación de entropía por cambio de volumen en gases, lo que lleva a que la radiación se comporta como cuantos de energía, cuya energía depende de la frecuencia de radiación. (linealmetne, claro).

Esto intruduce la dualidad onda-corpúsculo en la física, que no nos ha abandonado hasta hoy.

Se sigue glosando los trabajos en Einstein sobre el calor específico de los sólidos en función de la temperatura a partir de la consideración de los átomos como osciladores armónicos en tres ejes ortogonales.

El final de la charla no puede ser más interesante: las aplicaciones en nanotecnología de todo lo anterior, especialmente la construcción de nanocircuitos para futuros ordenadores; nanotubos de carbonos, contactos metálicos monoatómicos, y la importancia creciente de las simulaciones de ordenador para saber qué pasa al nivel del nanómetro.

Se presenta la simulación de un contacto de aluminio con 45 átomos, de los que sólo 12 forman el puente del contacto, viendose que el modelo predice que los cambios de conductancia pasa por cambios bruscos dentro de otros momentos en los que la conductancia permanece constante. Todo muy diferente a lo que sucede a escala macroscópica.

En suma: lo nano es diferente, como reza otra de las charlas próximas.

Se termina con una predicción: el siglo XIX fué de la química, el XX de la física y la biología. EL XXI será de un amalgama entre la nanotecnología con la física, la biología y la química, produciendo dispositivos inteligentes nanométricos de cuyo alcance aún nada podemos saber, sino conjeturar.

Nota. Es evidente que no podré seguir a este ritmo, y las demás charlas tendrán que ser simples extractos. SI podeis leer esto es gracias a la paciencia de mi esposa, que prescinde de mi durante estos cuatro días.

Una vez más, pido perdón por las incorrecciones y apresuramientos.
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1 comentario

jaimemarlow -

Hola.
He llegado a tu blog saltando de enlace en enlace, casi por casualidad.
Sólo quería decirte que me ha encantado. No soy matemático ni tengo un particular interés por las matemáticas, pero me encanta la divulgación científica y sobre todo aprender, sea lo que sea.
Sigue así.
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