12.10.21

El pequeño pez globo que realiza patrones matemáticos en la arena

En 1995, los buzos observaron un hermoso y extraño patrón circular en el fondo marino de las costas de Japón, y poco después, se descubrieron más círculos cerca de allí. Las formaciones geométricas iban y venían misteriosamente, y durante más de una década, nadie supo qué o quién las hacía.

Pufferfish Crop Circles (Photo: Kat Brown)

Finalmente, se encontró al creador de estas impresionantes formaciones: una especie de pez globo (Pufferfish) recién descubierta. Estos pequeños peces globo hacen círculos ornamentados para atraer a su pareja. Los machos agitan laboriosamente sus aletas mientras nadan a lo largo del lecho marino, lo que provoca patrones circulares asombrosos. Aunque estos peces solo miden unos 12 centímetros de largo, sus construcciones miden alrededor de 2 metros de diámetro.

Cuando el pez termina su obra de arte las hembras vienen a inspeccionarla. Si les gusta lo que observan, se reproducen con los machos. No se sabe exactamente qué buscan las hembras en estos círculos o qué rasgos encuentran deseables.

El apareamiento de este pez globo implica que las hembras pongan huevos en los sedimentos finos en el centro de los círculos, y luego los machos los fertilizan externamente. Las hembras desaparecen y los machos se quedan otros seis días, quizás para proteger los huevos.

Puffer Fish Constructs A Masterpiece of Love - BBC Earth

Los patrones geométricos de la creación de este pez globo tienen tres características:

- Crestas y valles alineados radialmente alrededor del sitio del futuro nido. 

- El macho decora estas crestas con fragmentos de conchas. 

- El macho acumula sedimentos finos para dar a la formación resultante un aspecto y un color distintivos.

Curiosamente, el macho consigue reunir los sedimentos finos valiéndose del patrón matemático circular. Una prueba de dinámica de fluidos, que utilizó como modelo  uno de estos círculos, encontró que la corriente en la parte externa del círculo canaliza el agua y los sedimentos finos hacia el centro. Además, los picos y valles canalizan el agua hacia fuera de la construcción. La velocidad del agua se reduce en casi un 25 por ciento en el centro, donde la hembras depositan los huevos.

El pez globo tarda entre siete y nueve días en construir los círculos. El pez globo macho no conserva estas formaciones y las corrientes submarinas las arrastran finalmente. 

Fuente información:  Pufferfish Love Explains Mysterious Underwater Circles

11.10.21

El bosón de Higgs

 El bosón de Higgs era una partícula "teórica", que fue observada por primera vez el 4 de julio de 2012 en el experimento ATLAS (CERN).

 Sobre el Bosón de Higgs (Rubén Lijó, 2011)

"El bosón de Higgs es una partícula derivada del Modelo Estándar de la Física de Partículas, necesaria para que funcionen las matemáticas que explican el mundo subatómico."

[extraído del documental "Del Mito a la Razón"(Rubén Lijó)]


__ las que forman la materia, llamadas fermiones [debido al físico Enrico Fermi]
__ las que transmiten las fuerzas que interactúan entre ellas, llamadas bosones [debido al físico Santyendra Nath Bose]. 


El detector ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) es el mayor detector diseñado para observar un amplio rango de partículas y fenómenos producidos en las colisiones en el LHC. ATLAS trata de descubrir nuevas partículas y nuevos fenómenos, extensiones del Modelo Estándar.
El Modelo Estándar (reformado) sugiere que las partículas poseían masa cero justo después del Big Bang, pero cuando la temperatura descendió por debajo de cierto valor, un campo "transparente" - el campo de Higgs - comenzó a mostrar su influencia. Este campo es igual en todas partes, pero el valor de la interacción entre las diferentes partículas con él es diferente según el tipo de partícula. La intensidad de esta interacción es la que le confiere masa a las partículas. Quarks electrones resultan tener masas muy diferentes. 
Imaginemos quarks electrones (como parte de otras partículas, como protones, núcleos, o átomos), moviéndose en el campo de Higgs. Sus interacciones con el campo genera diferentes  inercias según la composición, y por tanto "origina" diferentes masas. El campo de Higgs actúa como un “material transparente” con un "índice de masa" específico para cada clase de partícula fundamental. 
Esto es lo que explica que para mover un electrón en reposo necesitemos unas 200 veces menos fuerza que un muón, esto es, que un muón tiene 200 veces más masa que un electrón. Por tanto, este campo es el responsable de las diferentes masas observadas para las partículas y constituye el mecanismo de rotura de simetría que explica como funciona nuestro Universo. La idea esencial radica en establecer el paralelismo entre la rotura de simetría cuando la luz viaja en un medio transparente y la rotura de simetría cuando las partículas viajan en el campo de Higgs. 
Desde el punto de vista cuántico, ese campo puede entenderse formado por unidades discretas que llamamos partículas de Higgs. Dado que en el marco de la teoría deben tener spin entero pertenecerán a la familia de los bosones, y por tanto también son conocidos como Bosones de Higgs.

 Relacionado:

 

LHC accelerator


 CERN en tres minutos

21.9.21

Paraboloide hiperbólico de patata

 


 
Fuente: Paraboloide hiperbólico (Geogebra, autor: eduardotot)

Fredric Baur ideó una patata frita con forma de paraboloide hiperbólico, que se venderían apiladas en un bote cilíndrico de cartón, y que podrían eliminar buena parte del aire que se acumula en las bolsas de plástico tradicionales, optimizando el espacio.

Fredric solicitó la patente en 1966, y le fue concedida en 1970.

"Estando dispuestas las virutas de patata de una manera compacta que requiere menos material de envasado y, por lo tanto, da como resultado un menor costo de paquete y un menor uso de espacio en los estantes, tanto en tiendas como en el hogar."

"Las virutas son de forma no plana con la forma curva e uniforme para permitir que las virutas se apilen unas sobre otras y formar una matriz agrupada y minimizar el espacio vacío entre ellas. Las virutas se apilan una sobre otra en un recipiente tubular rígido que está adaptado para encerrar la pila de virutas". 

Fuente información  Packaging of chip-type snack food products  

 

 

En 2015 una niña de 11 años, Georgia Dinsley, ideó un sistema para extraer fácilmente las virutas del largo recipiente:






9.7.21

El Hombre de Vitruvio, simetría y proporción

Marco Vitruvio Polión (Marcus Vitruvius Pollio), nacido en el siglo I a.C., arquitecto y tratadista romano. No se conoce ninguna obra proyectada o construida por él. La fama de Vitruvio se debe al tratado "De Architectura", la única obra de estas características que se conserva de la Antigüedad clásica.
 

 El Hombre de Vitruvio

El Hombre de Vitruvio es un dibujo realizado por Leonardo da Vinci alrededor del año 1492 en uno de sus diarios y que acompañó con notas anatómicas. En la actualidad forma parte de la colección de la Galería de la Academia de Venecia.

Se trata de un estudio de las proporciones del cuerpo humano, realizado a partir del texto del arquitecto romano Vitruvio –Vitruvii De Architectura. Leonardo se representa a sí mismo en dos posiciones de brazos y piernas e inscrito en un círculo y un cuadrado.

 

Vitruvii De Architectura, Libro Tercero, Capítulo I, "De la composición y simetría de los templos":

"La composición de los templos depende de la simetría, cuyas reglas deben tener siempre en cuenta los arquitectos. Esta nace de la proporción que los griegos llaman "analogía".

No puede ningún edificio estar bien compuesto sin la simetría y la proporción, como lo es un cuerpo humano bien formado.

Compuso la naturaleza el cuerpo del hombre de suerte, que su rostro desde la barbilla hasta lo alto de la frente y raíz del pelo es la décima parte de su altura. Otro tanto es la palma de la mano, desde el nudo de la muñeca hasta el extremo del dedo largo.

Toda la cabeza desde la barbilla hasta lo alto del vértice o coronilla es la octava parte del hombre. Lo mismo es por detrás desde la nuca hasta lo alto del vértice. De lo alto del pecho hasta la raíz del pelo es la sexta parte: hasta la coronilla la cuarta. Desde lo bajo de la barba hasta lo inferior de la nariz es un tercio del rostro: toda la nariz hasta el entrecejo otro tercio; y otro desde allí hasta la raíz del pelo y fin de la frente.

El pie es la sexta parte de la altura del cuerpo; el codo la cuarta: el pecho también la cuarta. Todos los otros miembros tienen también su conmensuración proporcionada; siguiendo la cual los célebres pintores y estatuarios antiguos se grangearon eternas debidas alabanzas. Del mismo modo, pues, los miembros de los templos sagrados deben tener exactísima correspondencia de dimensiones de cada uno de ellos respecto a todo el edificio.

Así mismo el centro natural del cuerpo humano es el ombligo, pues tendido el hombre supinamente, y abierto de brazos y piernas, si se pone un pie del compás en el ombligo, y se traza un círculo con el otro extremo, tocará los extremos de pies y manos. lo mismo que en un círculo sucederá en un cuadrado; porque si se mide desde las plantas a la coronilla, y se pasa la medida transversalmente a los brazos tendidos, se hallará ser la altura igual a la anchura, resultando un cuadrado perfecto.

Luego si la naturaleza compuso el cuerpo del hombre de manera que sus miembros tengan proporción y correspondencia con todo él, no sin causa los antiguos establecieron también en la construcción de los edificios una exacta conmensuración de cada una de sus partes con el todo."

 


Pese a que muchos quieren ver, en el dibujo del Hombre de Vitruvio, que Leonardo inscribe la figura humana en un círculo y cuadrado que "aparentan" cumplir que 'el radio del círculo divide en media y extrema razón al lado del cuadrado' (razón áurea), no parece que esa fuera la intención de Leonardo como podemos apreciar en el propio dibujo. Y como comprobaron en este interesante documento del IES Ramón Cabanillas (Cambados): La razón áurea en el Hombre de Vitruvio 

 

Construcción del cuadrado a partir del círculo
 
Construcción del círculo a partir del cuadrado