Escalas de ciencia y tecnología
2002/12/01 Garcia Robles, Francisco Javier Iturria: Elhuyar aldizkaria
Sin embargo, la mecánica cuántica pone subtipos a la más pequeña y al momento más corto imaginable; estos límites son los establecidos por la escala de Planck, es decir, para todo fenómeno de la física observable es necesario que el objeto a estudiar se ilumine de alguna manera con la radiación electromagnética. La longitud de onda de esta radiación debe ser igual al tamaño del objeto a estudiar. Así, a medida que se sumerge en el mundo microscópico, la longitud de la onda de radiación será menor y el cuántico de energía que transporta será mayor.
Esto tiene limitaciones, ya que a partir de cierta cantidad de energía se produce el colapso del cuántico, como si fuera un agujero negro. A partir de las medidas de longitud de Planck, es decir, a partir de los 10-35 m, la estructura espacio-tiempo resultante de la Teoría General de la Relatividad no tiene sentido. Del mismo modo, los intervalos de tiempo inferiores al que tarda la luz en recorrer la longitud de Planck, menores de 10 -43”, no tienen utilidad en física. No al menos hasta que se resuelvan las contradicciones existentes entre la Relatividad General y la Mecánica Cuántica.
Por tanto, para la escala de Planck de los primeros momentos de las grandes energías y del Big Bang, la Física actual todavía no tiene una teoría satisfactoria. Sin embargo, los físicos teóricos que buscan la “Teoría de Todo” han avanzado mucho en las últimas décadas y creen que pueden triunfar con la teoría “M” de supercuerdas.
La ciencia experimental está empezando a conjugar resultados y teoría, a escala de teraelectronvolt (TeV), la energía que pronto obtendrán los hadrones que circulan en el acelerador LHC de CERN “Large Hadron Collider”, o lo que es lo mismo, entre 10 y 15 m (tamaño de protones y neutrones). Curiosamente, la tecnología se está desarrollando a este nivel, ya que existen dispositivos artificiales que obtienen pulsos de varios femtosegundos (10 -15”), como por ejemplo los pulsos láser utilizados en el micromecanizado de precisión.
A partir de estas medidas, en realidad unos niveles superiores, la ciencia y la tecnología se mezclan, se alimentan mutuamente y se complementan en el progreso. De hecho, la tecnología es ya una realidad a escala atómica, a escala de amstrong (10 -10 m) y más concretamente a escala de nanómetros y nanotecnología. Para ello están los instrumentos de efecto túnel y fuerza atómica, con la capacidad de ver y mover los átomos uno a uno. Existen dispositivos electromagnéticos y mecánicos para situar estos aparatos con una precisión increíble, aunque esta escala, la mesoescala, todavía sorprende en el mundo de las leyes cuánticas.
La nanotecnología revolucionará la industria. Ya son el área más importante de los programas de investigación de las instituciones estadounidenses y europeas, y son el origen de ideas cercanas a la ficción. Pero al mismo tiempo ofrecen cosas reales, como el primer rotor molecular. Esta herramienta fue presentada recientemente por James Gimzewski de la Universidad de la UCLA. Saltando en niveles de tamaño podemos llegar a la escala de la célula, las micras (10-6 m). La microtecnología es una realidad consolidada. Si la sociedad de la información y del conocimiento es una realidad, se debe a la capacidad de producir elementos y semiconductores de tamaño microscópico y últimamente más pequeños. Actualmente las microtecnologías están superando el área limitada de las aplicaciones electrónicas y tienen abierta la vía de dispositivos electromecánicos, ópticos y optoelectrónicos de alto valor añadido. Los elementos de medida y control de última generación son una muestra de ello.
La escala de 10 -3 m, aparentemente más común, todavía puede dar muchas sorpresas y opciones tecnológico-industriales, ya que se produce la miniaturización de muchos productos de consumo mayores ya existentes. Por ejemplo, en el centro tecnológico Tekniker se ha puesto en marcha un taller de microfabricación. La utilización de técnicas convencionales de microfresado, torneado de precisión y electroerosión permite obtener nuevas soluciones para automoción, cirugía médica, electrónica de consumo, etc.
Dejemos por un momento la escala humana y vayamos hasta los límites del universo conocido. La mayor extensión que utiliza la ciencia es el megaparsec. Parseca sería el paralaje de un segundo, es decir: Distancia a una estrella con un ángulo de un segundo con el Sol y la Tierra (aproximadamente 3 años luz). También ahí, aunque parezca difícil, la ciencia y la tecnología van de la mano.
Para conocer lo que ocurrió hace mil millones de años a miles de millones de años luz (porque los viajes espaciales son viajes obligados al pasado), se ha empezado a utilizar un conjunto de telescopios de nueva generación situados en la Tierra. Estos telescopios, gracias a sus dispositivos mecánicos ultraprecisión, han empezado a superar los inconvenientes que durante años han ocasionado las perturbaciones atmosféricas. Entre estos dispositivos se encuentra el Gran Telescopio de Canarias en construcción (Grantecan), con un espejo de 10 metros de diámetro. En este proyecto, un centro de investigación del País Vasco ha desarrollado dispositivos Nasmyth que mueven el telescopio.
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