Premio Nobel de Medicina 2015

Esta entrada do blog de Francisco Villatoro, colaborador de Naukas, explica as investigacións que levaron á concesión do Nobel de medicina 2015:

Premio Nobel de Medicina 2015: Campbell, Omura y Tu por ayudar a la salud de los países pobres

5OCT150 Comentarios

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El Premio Nobel de Medicina 2015 ha sido otorgado a tres expertos en enfermedades parasitarias de países pobres que han influido en la salud de más de 3400 millones de personas. La Dra. Youyou Tu (1930), China, ha recibido la mitad del premio por su tratamiento contra la malaria basado en la artemisina. Los Dres. William C. Campbell (1930), irlandés afincado en EEUU, y Satoshi Ōmura (1935), Japón, han recibido sendas cuartas partes por sus terapias contra infecciones causadas por nemátodos parásitos. Mucha gente les debe su salud y calidad de vida, por ello el premio es muy merecido.

Me alegra mucho que la Dra. Tu haya recibido la mitad del premio. Como sabes, predije que este año sería el de los premios científicos a mujeres. Hoy empieza bien. Más información sobre el premio en el Anuncio Oficial, la Nota de Prensa, la Información Avanzada. Por cierto, la historia del descubrimiento de la Dra. Tu (el Proyecto 523 del Gobierno Chino en plena guerra del Vietnam) es realmente apasionante, como nos contaba David Sucunza Sáenz, “Artemisina, el inesperado regalo de Mao,” Jot Down, 31 Ago 2013. William Campbell, ha sido investigador de una farmacéutica (Merck) durante toda su vida profesional, y Satoshi Omura y Youyou Tu son resultado del éxito de la búsqueda de nuevos fármacos entres los principios activos de productos naturales, microorganismos y plantas medicinales, como nos recuerda Javi Burgos ‏@Javisburgos en Twitter.

En español hay muchas fuentes: “El Nobel de Medicina premia nuevos hallazgos en malaria y otras infecciones parasitarias,” Agencia SINC, 05 Oct 2015; Antonio Martínez Ron, “Nobel de Medicina 2015 a la lucha contra las enfermedades parasitarias,” Next, Voz Pópuli, 05 Oct 2015; Isabel F. Lantigua, “Los cuidadores de los pobres,” Salud, El Mundo, 05 Oct 2015; Nuño Domínguez, “El Nobel de Medicina premia terapias contra la malaria y otros parásitos,” Materia, El País, 05 Oct 2015; y muchos más.

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La malaria es una enfermedad contagiosa producida por un parásito unicelular llamadoPlasmodium (hay cinco especies siendo el más mortífero el P. falciparum). Documentada en Egipto y en China hace más de cuatro mil años, está enfermedad es transmitida por las hembras de los mosquitos del género Anopheles (el británico Ronald Ross recibió el Premio Nobel de Medicina en 1902 por descubrir este vector). Según la OMS en 2014 hay ~3400 millones de personas con riesgo de infección en el mundo; en 2013 se contabilizaron unos 198 millones de casos de malaria en el mundo que acabaron con la muerte de unas 584.000 personas (~90% de ellas en África y ~78% en niños de menos de 5 años).

Para evitar el contagio de la enfermedad se propuso usar DDT para luchar contra su vector, lo que llevó a que el suizo Paul Herman Müller recibiera el Premio Nobel de Medicina en 1948. Por desgracia los mosquitos desarrollaron resistencia contra el DDT y este insecticida fue prohibido por su impacto en el medio ambiente. El resultado fue un incremento de los casos de malaria en el mundo en la década de los 1960. La Dra. Tu, experta en medicina tradicional china, lideró el grupo de investigación que descubrió un fármaco llamado artemisina que se podía extraer de la planta Artemisia annua. Este descubrimiento fue inspirado por textos de medicina tradicional china del siglo IV de nuestra era (una receta de Ge Hong para usar jugo de Artemisia contra la malaria).

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El francés Charles Laveran recibió el Premio Nobel de Medicina en 1907 por descubrir parásitos en los glóbulos rojos de los pacientes con malaria y proponer el uso de la quinina para luchar contra dichos parásitos. Sin embargo, la gran revolución en el tratamiento de esta enfermedad llegó gracias a la artemisina, que ha reducido de manera drástica la mortalidad por malaria en todo el mundo. In vitro sus resultados son espectaculares (mata al 100% de los parásitos). Aunque todavía no se conoce en detalle el mecanismo de acción de este principio activo, se cree que intervienen las 13 proteínas de Kelch (mutaciones en estas proteínas protegen de la artemisina a los parásitos). Gracias a la artemisina y otros fármacos similares se ha reducido la incidencia de la malaria en un 47% entre 2000 y 2013, y en un 54% en África.

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El trabajo de los otros dos premiados se centra en enfermedades cuya causa son nemátodos parásitos. Por un lado, la ‘ceguera de los ríos’ (oncocercosis) una enfermedad parasitaria crónica causada por el nemátodo Onchocerca volvulus y transmitida por varias especies de moscas ha llegado a ser la segunda causa más importante de ceguera en el mundo. Y por otro lado, la filariasis linfática, más conocida como elefantiasis, una enfermedad tropical producida por la transmisión de unos parásitos denominados filarias a través de los mosquitos.

Para el tratamiento de este tipo de enfermedades asociadas a los países pobres el japonés Satoshi Ōmura buscó sustancias bioactivas en muestras del suelo y aisló un nuevo microorganismo llamado Streptomyces avermitilis con una fuerte actividad antiparasitaria. El principio activo responsable, la avermectina, fue identificado y caracterizado por William C. Campbell. Hoy en día se usa un derivado llamado ivermectina en el tratamiento de la ‘ceguera de los ríos’ y de la elefantiasis. En cierto sentido estos trabajos continúan la saga iniciada por Alexander Fleming con el descubrimiento de la penicilina en un hongo y de Ernst Chain y Howard Flory que aisló su principio activo (los tres recibieron un tercio del Premio Nobel de Medicina de 1945).

Dibujo201401005 william campbell - ivermectin - campbell - medicine nobel prize 2015El trabajo de Campbell para la empresa Merck (en el Merck Shape and Dome Research Laboratories, MDRL) se inició tras un encuentro con Ōmura. Los trabajos se orientaron a hacia una modificación química de la arvemectina llamada ivermectina, con un efecto antiparasitario mucho más eficaz. Las primeras pruebas en humanos datan de 1977. Aunque los detalles del modo de acción de la ivermectina todavía no se conocen, se cree que inhibe a los receptores del glutamato y de GABA en los canales iónicos de cloro de las células nerviosas. Esta inhibición favorece la permeabilidad de las membranas celulares a los iones de cloro lo que resulta en una hiperpolarización de la célula que da lugar a una parálisis muscular en el nemátodo y a la muerte del parásito.

Hoy en día, la ivermectina es un tratamiento de gran eficacia que han recibido más de 200 millones de personas gracias a las iniciativas de colaboración entre la OMS y la farmacéutica Merck. Los descubrimientos de la avermectina y de la artemisina han revolucionado el tratamiento de las enfermedades parasitarias que afectan sobre todo a los países más pobres. Los descubrimientos de los premiados con el Nobel de Medicina de 2015 han tenido un enorme impacto en la salud a nivel global y sus beneficios para toda la humanidad son inconmesurables.

Formas alotrópicas do carbono

  • O carbono aparece na natureza como diamante e como grafito. A diferencia é o enlace que une aos átomos de C entre sí na estrutura tridimensional.

diamante carbon

diamante-grafeno-grafito

  • Esta diferencia estrutural é a responsable das distintas propiedades do diamante e o grafito. Pero foi posible separar unha das capas que conforman o grafito, e descubriuse un novo material, o grafeno, con propiedades físicas asombrosas e moi prometedoras. Esta investigación foi merecedora do Premio Nobel de Física en 2010.

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  • Esta capa é interesantísima:

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  • Aquí tedes diversas utilidades do grafeno:
  • Sabede que a empresa líder en comercialización de grafeno a escala industrial é española, con sede en Alicante: graphenano. As aplicacións son múltiples e sorprendentes. Nesta ligazón podedes coñecer as últimas novas acerca desta investigación.

“A guerra das correntes: Edison frente a Tesla”

Aquí tedes a interesante historia do descubrimento da corrente alterna no referente ás relacións profesionais entre Edison (introdutor da corrente continua nas rúas e casas) e Tesla (inventor da corrente alterna). Neste vídeo: “Nikola Tesla: la utopía eléctrica”, emitido no programa de rtve “La aventura del saber” desenvólvese  tamén este tema.

Estoutro vídeo tamén ilustra o conflito entre Edison e Tesla:

O “Teslablog” foi galardoado cunha mención de Honor na categoría de Traballos de divulgación científica no certame Ciencia en Acción 2013. Nel preténdese comunicar todo legado deste inxenioso científico e inventor.

A seguinte entrada pertence ao estupendo blog de divulgación Scientia:

La Guerra de las Corrientes:  Edison frente a Tesla

Electrocuciones de elefantes, caballos, perros e incluso de personas. Todo valía en la denominada “Guerra de la Corrientes”.

Hoy presentamos en Scientia una de las luchas más feroces que han ocurrido en la historia de la ciencia: Edison contra Tesla…la era de la energía eléctrica.

Cuando se nos habla de electricidad a todos se nos viene a la cabeza el nombre de Edison y prácticamente a nadie el de Tesla…pues atentos a lo que vamos a contar en el primer capítulo de la serie “El lado oscuro de la Ciencia”.

La introducción de la electricidad para el uso doméstico fue llevada a cabo a principios de la década de 1880 por el famoso inventor y empresario Thomas Alva Edison. Mediante pequeñas centrales eléctricas iluminaba calles y hogares de pequeñas zonas de Nueva York. Sin embargo, la gran fortuna que Edison generó mediante el uso de la corriente continua empezó a tambalearse en 1888 cuando comenzó a desarrollarse una tecnología muy superior basada en la corriente alterna.

Edison no se quedó con los brazos cruzados y lanzó una de las campañas más violentas que se recuerdan para desprestigiar a su rival, el serbio Nikola Tesla.

Curiosamente, este inventor serbio, un tipo excéntrico donde los haya, llegó a Estados Unidos en 1884 con 28 años después de trabajar en compañías eléctricas y telefónicas europeas para trabajar junto a Edison.

Tesla llegaba con una carta de recomendación del gran inventor Chales Batchelor que decía:“Querido Edison: conozco a dos grandes hombres y usted es uno de ellos. El otro es este joven”…y esto a Edison ya empezó a no gustarle.

Sus ideas eran brillantes pero necesitaba el apoyo de Edison para llevar a cabo el desarrollo de la corriente alterna. Edison vio claramente el futuro de esta nueva tecnología pero había invertido tanto dinero en el desarrollo de lacorriente continua que se negaba a darle la razón aTesla.

Después de casi un año en el que Teslaproporcionó patentes a Edison, este último decide no pagarle los 50.000 dólares prometidos al principio alegando que se trataba de una broma y diciéndole, literalmente: “Cuando llegues a ser un norteamericano cabal, estarás en condiciones de apreciar una buena broma yanqui”…Es más, también se negó a subirle el sueldo a 25 dólares semana …y despertó a la fiera balcánica.

Tesla continuó con sus revolucionarias ideas para desarrollar la corriente alterna que le permitían no solo transmitir la electricidad a tensiones muy elevadas y a mayor distancia, sino con una eficacia muy superior y empleando hilos más finos que los que usaba Edison con su corriente continua. Además, al tender cables más finos se necesitaba menos cobre y menos estaciones por lo que la corriente alterna era mucho más económica.

Rápidamente Tesla vendió sus patentes al inventor y empresario George Westinghouse, que comenzó a vender la corriente alterna de forma tan agresiva que el “bueno” de Edison vio como su imperio se desmoronaba inició el contraataque…y de qué forma.

La peligrosa instalación de algunas líneas llevó a que ocurrieran algunos desgraciados accidentes. Esto lo aprovechó Edison que, con un gran dominio de las técnicas de marketing y manipulación, confundió a la opinión pública que desconocía los principios fundamentales de la “nueva electricidad”. Titulares periodísticos como “Nuevo cadáver en los cables” alarmaron a la población…y apareció el cuarto implicado en esta historia.

Harold Brown, antiguo trabajador de Edison, puso en marcha un horripilante programa de experimentos y demostraciones para apoyar la corriente continua de Edison y desprestigiar las ideas de Tesla…atentos.

En primer lugar electrocutó a diversos perros con corriente continua demostrando que sobrevivían a tal disparate…y luego hizo lo mismo con corriente alterna…hasta matarlos.

Como el susodicho no estaba contento con los resultados obtenidos dio un siguiente paso. Torturó un perro de Terranova con leves chispazos de corriente continua y luego lo remató con corriente alterna…sí, lo que han leído.

Pero Harold Brown fue más allá. Electrocutaba caballos, terneros, todo le valía para echar por tierra las ideas deTesla…o mejor dicho, para asegurar la fortuna de Edison…y la suya.

Y llegó una de los momentos más negros en la historia de la ciencia. El 6 de agosto de 1890, Brown empleó una silla eléctrica, que hacía uso de un generador Westinghouseque había adquirido ilegalmente, para ejecutar al asesino William Kemmler. En un espectáculo terrible se necesitaron dos intentos para darle muerte. De esta forma Brownvolvía a presentar la corriente alterna como un peligro para la sociedad.

Aunque no se lo crean, aun hay más. En 1903 la “Guerra de las Corrientes” se cobró su última víctima; Topsy, una elefanta de mal carácter que había matado a dos cuidadores en Texas y a otro en Brooklyn cuando intentaba introducirle un cigarrillo en la boca…En pleno delirio Edison se mostró voluntario para sacrificar a Topsy empleando la corriente alterna.

Le dio a comer a la elefanta medio kilo de zanahorias cargadas de cianuro, le rodeó las patas de cobre y le sacudió una descarga de 6.6000 voltios. No se oyó ningún ruido. Topsy cayó sin pronunciar ni un lamento…y el “bueno” de Edison, para mostrar al mundo la efectividad de su método…lo rodó en un vídeo y se lo enseñó a todo el país.

Pero todos estos terribles ensayos para demostrar la inoperancia de las teorías de Teslafueron inútiles…la corriente alterna era muy superior a la continua en todos sus aspectos…y el combate tuvo un claro vencedor.

En 1893 se inauguraba la Feria Mundial de Chicago. Las empresas que quisieran hacerse cargo de la iluminación tenían que presentar sus propuestas. Se presentaron dos grandes candidatas: Westinghouse, con las tecnologías inventadas por Tesla, y General Electric, recién creada compañía que controlaba las patentes de Edison…no hubo color.

Cuando Westinghouse presentó un presupuesto por la mitad de lo que pedía General Electric la obra le fue adjudicada, y Tesla pudo exhibir sus generadores, dínamos y motores.

El 1 de Mayo de 1893, el presidente estadounidense Stephen Grover Clevelandencendió 100.000 bombillas alimentadas básicamente con corriente alterna.

General Electric admitió la derrota y en 1896 solicitó la licencia de la patentes de Westinghouse…sobran los comentarios….las ideas de Tesla habían triunfado…la “Guerra de las Corrientes” tenía un claro ganador.

Más tarde, cuando se trató de construir la central del Niágara, la guerra de las corrientes pareció recrudecer, pero el contrato volvió a ser para Westinghouse en cuanto una autoridad científica como Lord Kelvin optó por la tecnología de Tesla.

Según distintas fuentes, en 1912 hubo intención de otorgar conjuntamente, un Premio Nobel a Thomas Alva Edison, y a Nikola Tesla. Tesla se negó a ser asociado con Edison en el premio, y en vez de a ellos, el Nobel de Física fue concebido a un inventor sueco de menor medida.

A Tesla se le recuerda hoy en día por sus teorías de la investigación e ideas extravagantes. Tras vender sus patentes sobre la corriente alterna a Westinghouse y ayudar a la empresa a construir su infraestructura, Tesla se centró en investigar el extraño mundo de la electricidad de altas tensiones.

Llego a dominar tanto la nueva tecnología que logró pasar grandes corrientes por su cuerpo sin efectos secundarios dando lugar a efectos espectaculares que le granjearon la fama de “Mago de la electricidad”.

La desgracia de Tesla tuvo un último episodio. En los siguientes años de su trayectoria científica, el científico europeo se dedicó a investigar con las ondas de radio y las altas frecuencias… En esos años eran varios los investigadores que intentaban controlar esas ondas de radioque había descubierto Hertz, desde el ruso Alexander Popov hasta el italiano Guglielmo Marconi.

Fue este último quien en 1901 logró transmitir una señal a través del Canal de la Mancha utilizando para “su invento”17 patentes de Tesla…y en 1911 la Academia sueca le dio el Premio Nobel a… ¡¡Marconi!!.

A pesar de que en 1943 la corte suprema de los EEUU reconoció el descubrimiento a Tesla, Marconi pasa a la historia como el gran inventor de la radio…y con un Premio Nobel en su poder…

Debido a su personalidad excéntrica y a sus afirmaciones aparentemente increíbles y algunas veces inverosímiles, acerca del posible desarrollo de innovaciones científicas y tecnológicas,Tesla fue finalmente relegado al ostracismo y considerado un científico loco.

En 1943 Tesla murió empobrecido y hasta después de fallecer la polémica le persiguió. Su legado científico fue requisado por el gobierno estadounidense y muchos de sus papeles están clasificados como secretos…¡¡qué grande Nikola Tesla!!.

Una última reflexión personal. El aprovecharse del desconocimiento de la gente ante las nuevas tecnologías y, por tanto, de sus miedos y temores, para conseguir objetivos personales es un hecho que se repite constantemente a lo largo de la historia. Sin embargo, y como repetía noche tras noche el mítico periodista deportivo José María García…“El tiempo es el único juez insobornable que da y quita razones y, al final, pone a cada uno en su sitio”.”

  • …E aquí tes algunhas curiosidades sobre Nikola Tesla, extraídas dun artigo publicado pola fundación Telefónica con motivo da exposición celebrada en Madrid  “Nikola Tesla: suyo es el futuro”, de novembro 2014 a febreiro 2015.

“Algunas curiosidades sobre Tesla

A Nikola Tesla le robaron la luz y otros tantos inventos más, pero no pudieron arrebatarle un reconocimiento que llega tarde, pero llega. Al igual que muchos otros genios de la historia, Tesla era excéntrico, maniático y solitario. ¿Te apetece conocer algo más del peculiar inventor? Aquí tienes algunas curiosidades.

¿Sabías que…

Nació durante una tormenta eléctrica

Entre el 9 y 10 de octubre de julio de 1856 durante la medianoche, en Smiljan (Croacia) una tormenta feroz asoló la ciudad. En ese mismo momento, una mujer daba a luz. Cuenta la leyenda que la partera, al escuchar los relámpagos, vaticinó un mal presagio: “Este niño va a ser un hijo de la oscuridad”. A lo que la madre, vehemente respondió: “No, él será un hijo de la luz”. Así fue como Tesla vino al mundo.

Obsesión por el número tres

El genio croata tenía algo parecido a un trastorno obsesivo-compulsivo (TOC) con el número tres. Sí. Se dice que necesitaba 18 servilletas (número divisible entre tres) para limpiar sus vasos y cubiertos, que se lavaba las manos tres veces seguidas e incluso rodeaba mosaicos, ladrillos y piedras sobre los que caminaba o edificios a los que tenía que entrar hasta un total de tres veces antes de hacerlo. Además, murió tres días antes de celebrar su 87 cumpleaños y pasó su última década alojado en el Hotel New Yorker, en concreto en la habitación 3327 (de nuevo divisible entre tres), en la planta 33.

© Museo de Nikola Tesla, Belgrado, Serbia. Mark Twain y Joseph Jefferson en el laboratorio de Tesla en 35 South Fifth Avenue, Nueva York, 1894

Celibato

Si el sexo entorpece la actividad científica, Tesla se lo tomó muy en serio. Decidió llevar una vida de castidad para entregarse a sus inventos. A pesar de ello, las mujeres caían rendidas a sus pies debido a su brillantez y fama. El genio de la luz llegó a cuestionarse al final de su vida si sacrificó demasiado por su completa entrega a la ciencia y su renuncia al amor.

Cariño por las palomas

No compartió su vida con ninguna mujer, pero desarrolló un peculiar afecto por las palomas. Les daba de comer, localizaba a las que estuvieran enfermas y las llevaba a la suite de su hotel para curarlas. Llegó a obsesionarse por una de ellas, asegurando que “le daba razones para vivir”.

Hiperpolígota

Se considera hiperpolíglota a aquella persona capaz de hablar seis idiomas con fluidez. En el caso de Tesla eran un total de ocho, con los que se desenvolvía con facilidad: serbio-croata, checo, inglés, francés, alemán, húngaro, italiano y latín.

Odio hacia las perlas y los objetos redondos

Tesla despreció las joyas, nunca tuvo ninguna, las veía como una carga más que un elemento de valor. No soportaba las perlas en concreto, hasta tal punto que se negaba a hablar con mujeres que las llevasen. Esta aversión se extendió hasta tal punto que empezó a odiar objetos redondos en general.

Una descarga cruza lateralmente desde el centro de la bobina a otra bobina en un soporte vertical. Tesla está sentado en su silla. Colorado Springs, 1899. © Museo de Nikola Tesla, Belgrado, Serbia

Era coqueto

Le gustaba llevar guantes blancos para la cena de cada noche. Además, cuando le fotografiaban, se tomaba un buen rato para conseguir exhibir su mejor perfil.

Memoria fotográfica

Tesla era capaz de memorizar los libros y las imágenes para sus invenciones sin registrarlas de manera material. Visualizaba los inventos pieza a pieza en su cabeza y, al probarlos, solían funcionar a la primera.

Creía en la eugenesia

La eugenesia consiste en la aplicación de las leyes biológicas de la herencia al perfeccionamiento de la especia humana. Al parecer, nuestro genial inventor consideraba que algunas personas no eran adecuadas para tener descendencia, siendo necesario evitar la reproducción de los no aptos.

Pánico a los gérmenes

Tenía hábitos de higiene excesiva, consecuencia probable de su dura convalecencia por cólera durante su adolescencia”.

Heisenberg e a bomba nuclear nazi

Este estupendo artigo está tomado do blogue “Cuentos Cuánticos“:

Durante la Segunda Guerra Mundial, los nazis tuvieron el propósito de controlar para uso energético y militar la recién descubierta energía atómica.  Werner Heisenberg jugó un destacado papel en el proyecto, y hasta la fecha, su participación en el mismo está sujeta a gran controversia.

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¿Heisenberg saboteó el proyecto para que la Alemania nazi no tuviera en su poder una bomba atómica?

¿El hecho de no conseguir tal objetivo fue debido a la incompetencia teórico/tecnológica del grupo de investigación?

Se ha escrito mucho al respecto, y en esta entrada únicamente se pretende dar unas pinceladas sobre este asunto y proporcionar referencias para todo aquel que esté interesado en el tema.

Heisenberg y el nazismo

Heisenberg obtuvo el premio Nobel en 1932, un año después Hitler sube al poder en Alemania instaurando un nuevo modelo es estado fundamentado en el control absoluto que tenía el partido nazi sobre la sociedad, política, cultura y economía del país.

La física no escapó de la locura antisemita que se apoderó de las instituciones alemanas en aquellos días. Las purgas de científicos judios en las universidades y en los institutos de investigación fueron un hecho cotidiano. Muchos científicos alemanes no-judios, se opusieron de forma abierta a esta política, entre ellos Heisenberg.

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Weissen Juden in der Wissenschaft – Judíos blancos en la ciencia, publicado en 1937 en el SS-Zeitung

Esta actitud le situó en el punto de mira de la maquinaria nazi. Tanto fue así que estuvo señalado en publicaciones del partido como un ejemplo de “judío blanco“. Esto ocasionó que fuera investigado por las SS a partir de 1937. La investigación fue parada por la acción de Himler en persona en 1938.

Una decisión controvertida en la vida de Heisenberg fue la de no exiliarse de Alemania ante el cariz que estaban tomando las circunstancias.  Aunque Heisenberg nunca estuvo afiliado a ninguna rama del partido nazi, sí consideró que su deber era permanecer en su patria y proteger, en la medida de lo posible, la cultura y ciencia almemana. Y consecuentemente, continuó trabajando en instituciones que estaban controladas por el aparato nazi.

El proyecto nuclear

Tan pronto como en 1939, Heisenberg fue instado a unirse al proyecto de investigación nuclear como su obligación en tiempos de guerra. Su trayectoria en estos tiempo lo hizo pasar de dirigir un pequeño grupo en la universidad de Leipzig al de director del grupo de investigación nuclear en el Instituto de Investigación Kaiser Wilhem para la Física en 1942 en Berlín.

Los objetivos de este proyecto eran la de proporcionar una nueva forma de energía rentable y utilizable y la de generar armas de destrucción masiva. El estado nazi proporcionó grandes sumas de dinero a este proyecto hasta casi el final de la contienda.

Toda la clave del asunto era la de aprovechar el reciente descubrimiento del neutrón y de los materiales fisionables para generar un proceso de reacción en cadena. Si este proceso se puede controlar puede ser utilizado como generador de energía, y si es descontrolado es una evidente forma de producir bombas de gran potencia y perniciosos efectos debidos a la radiactividad que generan.

El club del uranio

La armada alemana convocó a un grupo de físicos, nueve en total, para encomendarles la tarea de la investigación para uso militar de la energía nuclear. A este grupo se le conoce como el Club del Uranio, (Uranverein, en alemán).

Los científicos implicados en este club fueron:

  • Walther Bothe
  • Klaus Clusius
  • Kurt Diebner
  • Otto Hahn
  • Paul Harteck
  • Werner Heisenberg
  • Hans Kopfermann
  • Nikolaus Riehl
  • Georg Stetter

La cuestión que aún no está clara es si este grupo de científicos, que no fueron capaces de generar la bomba que se les requería, estimaron que la falta de medios a los que estaban sometidos en los últimos tiempos de la guerra haría imposible el éxito del proyecto. Parece ser que se concentraron más en el diseño y viabilidad de los reactores nucleares como método de generar energía.

Un punto importante, y diferente al del proyecto americano, es que estos científicos estaban trabajando en instituciones diferentes. Nunca fueron concentrados todos ellos en el mismo recinto para facilitar el intercambio de ideas y la posible resolución de los problemas que cada uno iba encontrando en su investigación.  Es, cuanto menos, algo curioso dadas las circunstancias.

Otro detalle curioso es la falta de acierto a la hora de encontrar un método efectivo para generar uranio enriquecido de manera eficiente. El uranio natural está compuesto principalmente de dos isótopos, el U-238 y el U-235. Para la fisión es mucho más efectivo el U-235. Por lo tanto, hay que separar estos isótopos de una forma fácil y eficiente. Hay diversas formas de hacerlo, pero la más interesante es la de la difusión gaseosa, basta combinar el U con fluor y formar un gas. Este gas tendrá moléculas con U-238 y otras con U-235. Si ahora ponemos una membrana porosa conectada a una cámara vacía se producirá por los poros de la membrana un proceso de difusión. Se sabe que este proceso es más eficiente cuanto menor es la masa molecular del gas, por lo tanto los compuestos con U-235 se difundirían antes que los del U-238. Perfeccionando esta técnica se puede enriquecer uranio “fácilmente”.

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Pues bien, los alemanes desecharon esta posibilidad porque la consideraron impracticable, en contra de lo que hicieron los americanos en el proyecto Manhattan.  Más curioso aún, la técnica de la difusión gaseosa fue introducida por Gustav Hertz, físico alemán pero… sí, lo habéis adivinado, judío.

La tarea de Heisenberg

A Heisenberg se le encomendó el proyecto de comprobar si el uranio podría ocasionar una reacción en cadena. Debía de calcular la masa crítica para esto sucedira. La reacción en cadena es el paso esencial para tener una bomba y se sabe que el material fisionable ha de alcanzar una determinada masa para que este proceso sea funcional.

En Diciembre de 1939, Heisenberg presentó un resultado según el cual, una mezcla 1.2 toneladas de uranio con 1 tonelada de agua pesada (compuesta por moléculas de agua que contienen el isótopo del hidrógeno Deuterio) concentrada en un recinto esférico de 60 cm de radio podría ser estabilizada a unos 800º C. Esto parece indicar que lo que estaba calculando Heisenberg era como controlar la reacción en cadena y no qué masa crítica es necesaria para provocar una explosión.

De todas formas presentó un cálculo de masa crítica, pero para uranio natural (mezcla de los dos isótopos) lo que daba un resultado de una masa tan grande que haría impracticable la construcción de una bomba manejable. Nunca estudió la masa crítica necesaria para uranio enriquecido ya que todo indicaba que el proceso de purificación no sería lo suficientemente bueno como para tener que considerar este caso.

Algunos han sugerido que Heisenberg manipuló los resultados para dar una sobrestimación de la masa crítica y evitar la construcción de la bomba.  Una cantidad de Uranio-235 de alrededor de 20 kg es suficiente para generar una masa crítica que se pueda emplear como arma de destrucción.

La sociedad del Miércoles

Hay quienes piensan que Heisenberg tuvo contacto con la resistencia alemana al régimen nazi en reuniones con gentes de altas esferas. Formaba parte de un grupo de discusión llamado La sociedad del Miércoles. Este grupo estaba formado por individuos pertenecientes a la élite económica, cultural y militar de Berlin, se reunían los miércoles en casa de uno de sus asociados y discutían acerca del desarrollo de la guerra, política y cultura.

Parecen existir indicios de que Heisenberg, sobre el 1944, gracias al contacto con este tipo de grupos, supo de la existencia de planes para asesinar a Hitler y derrocar el gobierno nazi, con la consiguiente capitulación en la guerra.

¿Estaba Heisenberg conspirando contra el régimen? ¿Buscó apoyos en los miembros de esta sociedad para sabotear el plan de construcción de la bomba nuclear?  Estas son preguntas que los historiadores aún no han respondido.

La gran incognita: Copenhagen

Cuando Alemania invade Dinamarca, Heisenberg se encuentra con el dilema de cómo ayudar a su colega Niels Bohr. El famoso físico danés tenía orígenes judíos, se negó a colaborar con los nazis después de la invasión de su país, y era responsable de un instituto de investigación donde habían muchos científicos judíos trabajando.

En septiembre de 1941, Heisenberg acudió a Copenhagen a un seminario sobre astrofísica y aprovechó para conversar con Bohr.  Los resultados y contenidos de las conversaciones que tuvieron lugar entre estos dos científicos son a día de hoy fuente de mucha controversia.

Se sabe que Heisenberg creía que era necesaria una victoria alemana en la guerra, posiblemente por no perder la cultura e identidad germana (que ya estaba ciertamente perdida). Bohr, por razones obvias no coincidía en este punto.

Después de una cena en la casa de Bohr, él y Heisenberg tuvieron una famosísima y desconocidísima conversación. Los problemas acerca de este hecho histórico son múltiples:

  • Heisenberg afirmó que tuvieron la conversación paseando por la calle después de cenar.
  • Bohr recordaba exactamente según declaró que esta conversación se produjo en su despacho privado.
  • Parece ser que Heisenberg estaba convencido de que Alemania derrotaría a Rusia en aquellos días y le recomendó a Bohr que fuera a la embajada alemana para buscar protección.

Pero, el tema más espinoso es si tuvieron una conversación acerca de la investigación nuclear y en qué terminos. En los papeles de Heisenberg se encuentran evidencias de que le confirmó a Bohr que era posible constuir bombas atómicas pero que sería necesario un esfuerzo enorme en términos económicos, tecnológicos y de mano de obra. Parece que Bohr quedó destrozado ante la posibilidad de que los nazis tuvieran tal poder en sus manos.

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Lo que sí se sabe es que al llegar Bohr a Estados Unidos, tuvo que escapar de un inminente arresto, entregó un papel dibujado por Heisenberg que era un diseño de un reactor nuclear.

Hay quienes han insinuado que Heisenberg fue enviado a Copenhagen para sonsacar a Bohr alguna información que pudiera tener sobre el proyecto americano. Sin embargo, no es lógico que este fuera su objetivo y luego le entregara información sensible del proyecto alemán. El tema no deja de tener su miga.

Farm Hall

Heisenberg estuvo retenido por el gobierno inglés del 3 de julio hasta el 3 de diciembre de 1945 en  Farm Hall, sitio situado cerca de Cambridge.

Las transcripciones de las conversaciones que tuvo con los militares británicos y con otros colegas retenidos como él que también habían participado en el proyecto nuclear alemán, indican su sopresa (puede que fingida) cuando el 6 de agosto de 1945 USA lanza la bomba atómica sobre Hiroshima.

Existen dudas de si esta sorpresa era real o fingida, ante su colega Hahn reconoció que no consideraba posible tener U-235 puro. Pero se sabe que en 1941 le dijo a von Ardene que la masa crítica en ese caso sería de pocos kilogramos.

Conclusión

Yo no tengo ninguna, he leído que Heisenberg era un villano, un héroe, un científico comprometido con la paz, un defensor del régimen nazi, etc. En cada texto se dibuja un perfil, y es difícil, al menos para mí, discriminar qué es verdad de lo que no”.

Descubrimento do electrón

A finais do s. XIX os científicos Crookes, Goldstein e Thomson estudan os raios catódicos. Estes raios: 1-Presentan carga negativa.  2- Viaxan en liña recta.  3- Conteñen masa.   As investigacións conducen ao descubrimento do electrón.

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No seguinte vídeo podedes ver cal é o comportamento destes raios:

Posto que a relación carga/masa destas partículas non dependía do gas encerrado no tubo, nin dos electrodos empregados, concluíuse que os electróns debían de estar presentes en todos os átomos.

Fíxate que inxenioso invento serviu para determinar a carga eléctrica do electrón en 1909. O artífice foi Robert Millikan. Deixou caer gotiñas de aceite cargadas de tamaño e masa coñecidos dentro dun recipiente onde aplicaba un campo eléctrico. Conseguía ionizar as gotas coa axuda duns raios X. Básicamente, estas gotas caían por efecto da gravidade pero, ao aplicar o campo eléctrico en sentido contrario, conseguía frear a caída anulando a forza da gravidade. O campo eléctrico necesario para lograr isto, permitía coñecer a carga eléctrica da gotiña. Cos cálculos axeitados, puidose saber que todas as gotas posuían unha carga sempre múltiplo da cantidade q= -1,602·10(-19) C. Esa era a menor carga posible. A do ELECTRÓN.

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O descubrimento do electrón invalida o concepto de átomo indivisible proposto por Dalton no ano 1803, e da pé a Thomson a incluír os electróns no seu novo átomo, o “budín de pasas”.

 

Premio Nobel de Física 2014 – O LED azul

A seguinte explicación está baseada na nota de prensa que ofrece a fundación Nobel para informar sobre a investigación dos premiados.

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De esquerda a dereita os galardoados Akasaki, Amano e Nakamura.

Isamu Akasaki, Hiroshi Amano y Shuji Nakamura foron premiados por inventar unha nova fonte de enerxía eficiente e respectuosa co medio ambiente: o LED (light emitting diode) azul. O premio Nobel debe recoñecer unha invención que aporte gran beneficio á Humanidade. Neste caso, empregando LEDs azuis pódese crear a luz branca. Isto lógrase combinándoos con LEDs doutras cores ou facendo que a luz azul provoque a luminosidade amarela dunha pantalla de fósforo que, combinada coa azul, da a luz branca.

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Os LEDs verdes e vermellos levan empregándose algo máis de medio século, pero os azuis resistíronse durante tres décadas. Akasaki, Amano y Nakamura fabricáronos nos anos 90 e agora que podemos obter luz branca con este sistema, os LEDs iluminarán o s.XXI.

Vantaxes da iluminación LED:

Máis intensidade luminosa: As lámparas incandescentes (ilumínanse por incandescencia dun fío quente) e os halóxenos ou fluorescentes  (ilumínanse a través da descarga eléctrica no seo dun gas), empregados ata agora, perden moita enerxía en forma de calor. O LED consegue uns 300 lumens/watio (lumen=unidade de intensidade luminosa), mentres que as bombillas incandescentes están nos 16 lumens/watio e as fluorescentes en 70 lumens/watio. Esta circunstancia implica un maior aforro enerxético e redución das emisións de CO2.

Máis durabilidade: As lámparas incandescentes duran unhas 1000h, as fluorescentes unhas 10000h e as LED unhas 100000h.

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 Moi breve explicación do funcionamento:

 Un LED está formado por varias capas de materiais semiconductores constituídos por diferentes elementos químicos.

Pola súa composición, algunhas destas capas (chamadas capas “n”) teñen “exceso” de electróns, mentres que outras (capas “p”) teñen defecto de electróns ou “ocos”. Cando pasa a corrente eléctrica, os electróns viaxan polo material ata os “ocos”. Cando un electrón “cae” dentro dun “oco” perde enerxía (pois pasa a unha situación máis estable) e, nese momento, emite luz.

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A cor desa luz depende do “salto” efectuado polo electrón cando cae no “oco”. Canto maior é o “salto”, menor é a lonxitude de onda da luz emitida, é dicir, vai máis cara ao azul.

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A dificultade radica en atopar os elementos químicos necesarios para fabricar un material no que o “salto” sexa da lonxitude de onda da luz azul (en torno a 500nm), que era a que se buscaba.

Por fin, o nitruro de galio (GaN) era o material buscado. Pero era necesario obter uns cristais axeitados que ofrecesen as características necesarias para fabricar o LED! Tras moitos anos de investigación e moitas probas con incorporación de novos elementos a este cristal (Al e In), hai uns 20 anos os galardonados deron co LED azul, sobre o que foron mellorando a súa efectividade e calidade. Moitas empresas intentaron conseguilo, pero fracasaron. Estes tres investigadores non se rendiron e, finalmente, lográrono.

LEDazul

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Aquí tedes un vídeo no que se explica o funcionamento dun LED:

Aplicacións:

Ademáis, este LED azul servíu para fabricar un laser azul, que é un feixe de luz moito máis compacto que o infravermello. Así se empregou para a lectura dos novos discos Blu-ray que, ao ser lidos por un feixe de luz máis estreito, podían almacenar catro veces máis información que os anteriores.

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Coa combinación de lámparas LED verde, vermella e azul e, xogando coas súas intensidades, millóns de diferentes cores poden ser fabricados: grandes paneis poden ir cambiando cores e deseños. E todo pode ser controlado por ordenador.

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Ademáis, como consumen pouca enerxía, os LED poden ser alimentados por paneis solares e chegar a lugares económicamente máis desfavorecidos.

Incluso poderase esterilizar auga contaminada empregando LED ultravioleta que tamén foi fabricado tras atopar o LED azul.

LEDapplications

Nesta ligazón da Fundación Nobel podedes acceder aos Premios Nobel de Física de edicións anteriores.