Desde la física de la hamburguesa perfecta hasta un juego de mesa inspirado en un sincrotrón, la física ha tenido una buena cantidad de historias extravagantes este año. Aquí está nuestra selección de los 10 mejores, sin ningún orden en particular.
Diamante: el juego
Los sincrotrones y algunos juegos de mesa tienen al menos un aspecto en común: involucran cosas que giran en un círculo. Mark Basham y Claire Murray del sincrotrón Diamond Light Source del Reino Unido y Matthew Dunstan de la Universidad de Cambridge vio los paralelos y creó “Diamond: the Game”. Apto para cualquier persona mayor de 10 años, el juego, que no lleva más de media hora en completarse, pone a los jugadores en el papel de un investigador en Diamond. Al visitar diferentes líneas de luz mientras avanzan por el tablero, los participantes aprenden sobre la diversidad de la ciencia que se realiza en las instalaciones, incluida la física, la química, el patrimonio cultural y más. El juego ha sido probado por más de 200 estudiantes y se lanzó en línea como un juego gratuito para imprimir en 2020. Desde entonces, Diamond ha sido jugado por más de 14,000 jugadores en más de 30 países en todo el mundo. Si hace que estar atrapado en la línea de luz a las 2 a.m. sea más llevadero, es discutible.
En la perrera
La casa de subastas Christie's celebró su venta anual de meteoritos raros e inusuales a fines de febrero.. Los 66 lotes incluían un fragmento de 15 g del meteorito Winchcombe, que en 2021 se convirtió en la roca más codiciada del Reino Unido después de que se vio en el cielo sobre la ciudad de Cotswold. Se vendió por $ 30,240 mientras que un fragmento más pequeño de 1.7 g se vendió por $ 12,600. Otro elemento bajo el martillo fue un meteorito que en abril de 2019 creó un agujero de 18 cm en el techo de hojalata oxidada de una caseta de perro en Aguas Zarcas, Costa Rica. Su residente, un pastor alemán llamado Roky, sobrevivió ileso. El meteorito que golpeó la perrera, que está cubierto en un 70 % con “costra de fusión”, tenía un precio de referencia de 40,000 60,000 a 21,240 4 dólares, pero al final se vendió por unas decepcionantes 300,000 44,100 libras esterlinas. Pero ese no fue el artículo más inusual. El "Lote XNUMX" era la caseta del perro en sí, colocada sobre césped artificial junto con un cuenco naranja para perros. El lote tenía un precio guía de $XNUMX, y aunque costaba unos míseros $XNUMX, eso probablemente sea suficiente para comprarle a Roky una casa nueva y bonita.
Aquí está tu oportunidad de amor
A fines de 2020, el físico Steven Wooding creó un recurso en línea para persuadir a los "terraplanistas" de que la Tierra es esférica y no un disco. Wooding regresó este año con un nuevo proyecto sobre algo igual de complicado: encontrar posibilidades de amor. Lanzado justo antes del Día de San Valentín, Calculadora de la ecuación de Drake para el amor es una adaptación de la famosa ecuación de Drake, que estima el número de civilizaciones extraterrestres en nuestra galaxia con las que podríamos comunicarnos. La calculadora de amor, creada con la ayuda del científico de datos Rijk de Wet, pide a los usuarios que ingresen su ubicación, habilidades sociales y atractivo, así como el rango de edad de las posibles parejas y si tienen educación universitaria. Luego, la salida se compara con la posibilidad de que exista una civilización alienígena dentro de los 1000 años luz de la Tierra. Wooding dijo Mundo de la física que sus propias probabilidades de encontrar el amor son 2.1 veces mejores que la posibilidad de vida extraterrestre. ¿Está siendo quizás un poco quisquilloso?
carrera jurásica
¿Podría el velocista jamaicano Usain Bolt haber vencido a un dinosaurio de 400 kg en una carrera de 100 m? Probablemente no sea una pregunta que te hayas hecho antes, pero Scott Lee, físico de la Universidad de Toledo en Ohio, pensó que sería un buen problema para que sus alumnos lo resolvieran. Para que sea una carrera justa, Lee elige al dinosaurio terópodo. Dilofosaurio wetherilli ya que se cree que tuvo una velocidad de carrera máxima de aproximadamente 10 m/s, que es solo una sombra sobre el récord mundial de 9.58 s de Bolt que estableció en la carrera de 100 m en el Campeonato Mundial de Atletismo de 2009 en Berlín. Usando conceptos de cinemática 1D y técnicas numéricas, los estudiantes descubrieron que la aceleración de Bolt al principio dejaría al Dilophosaurus en el polvo, con el legendario velocista ganando la carrera con unos buenos dos segundos de sobra. Dado que el Dilophosaurus tenía garras afiladas como cuchillas y la capacidad de escupir veneno en su presa (como descubrió el ladrón de ADN Dennis Nedry en la película Jurassic Park), imaginamos que Bolt, en cualquier carrera hipotética, tendría mucha motivación para romper su propio récord.
cuento enredado
Imagine poder sobrevivir cuando se enfría hasta casi el cero absoluto. Eso es lo que pueden hacer los diminutos organismos llamados tardígrados, pero ¿podrían estos lindos "osos de agua" tener otro truco bajo la manga para las bajas temperaturas? Descubrir, un equipo internacional de físicos enfrió un tardígrado a menos de 10 mK y luego lo usó como dieléctrico en un capacitor que en sí mismo era parte de un transmon qubit superconductor. Luego, los investigadores entrelazaron el qubit, tardígrado y todo, con otro qubit superconductor antes de calentar el tardígrado y sacarlo de su estado de vida latente llamado criptobiosis. Algunos físicos, sin embargo, siguen sin estar convencidos. “Esto no es un entrelazamiento en ningún sentido significativo”, dijo el físico Douglas Natelson de la Universidad de Rice. anotado en su blog. Ya sea que los investigadores lograran o no el entrelazamiento cuántico, definitivamente establecieron un récord para las condiciones extremas en las que una forma de vida compleja puede sobrevivir, con el tardígrado pasando 420 horas a temperaturas por debajo de 10 mK y presiones de 6 × 10-6 mbar
Manteniéndolo tapado
Cerrar la tapa de su caja de juegos de mesa favorita puede llevar un tiempo, ya que se desliza hacia abajo por la base para cerrar. Esta caja de cartón llamada "telescópica", donde la tapa apenas se superpone con la base, se usa comúnmente para guardar o enviar una variedad de objetos, desde juegos de mesa y calzado hasta teléfonos móviles. Tales cajas son baratas de fabricar y aunque los aspectos económicos y ambientales han sido bien estudiados, la física nunca lo ha sido. Para enmendar, Jolet de Ruiter de la Universidad de Wageningen y colegas llevó a cabo experimentos en cajas disponibles comercialmente y modelos impresos en 3D para investigar la dinámica de fluidos de la tapa deslizante de la caja. Los investigadores utilizaron un flujo de fluido con un número de Reynolds bajo para derivar una teoría del flujo de una fina película de aire en el espacio entre la tapa y la base. Luego compararon esto con los experimentos para encontrar que la forma más rápida de cerrar la tapa de la caja no se basa en una configuración convencional de base de tapa recta, sino que la tapa tenga un ligero ángulo, solo unos pocos grados, en relación con la base vertical. Si este diseño alguna vez llega a los estantes, podemos agradecer a los investigadores por pensar fuera de la caja.
Hagamos el giro
Cuando se trata de comer una Oreo, algunos de nosotros no podemos resistirnos a separar las dos galletas y lamer el relleno. Eso es porque la mayoría, si no todo, del relleno termina pegado en una galleta u otra. Crystal Owens, estudiante de doctorado en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, abordó la física de cómo ocurre esa misteriosa separación. Ella y sus colegas crearon un "oerómetro", un reómetro que agarra las dos galletas y le da un giro a la galleta hasta que se separa en dos. Confirmaron que el relleno siempre termina en una galleta, lo que sugiere que el efecto no depende precisamente de cómo se tuerza una Oreo. La cantidad de relleno tampoco afecta al proceso de separación, aunque lo que sí marca la diferencia es la velocidad de torsión, siendo mejor una torsión lenta para una rotura limpia. Desafortunadamente, la investigación no explica por qué el relleno siempre termina de un lado, aunque Owens cree que podría estar relacionado con la forma en que se fabrican las Oreos. Sí, pero ¿y las cremas pasteleras?
Fizz se vuelve supersónico
Abrir una botella de buen champán es uno de los grandes placeres de la vida y además es un proceso que implica mucha física. Gérard Liger-Belair de la Université de Reims Champagne-Ardenne y colegas estudiado el proceso de descorche con más detalle, en particular lo que sucede en los pocos milisegundos después de que se ha abierto una botella. En 2019, la investigación del grupo mostró, por primera vez, la formación de ondas de choque en el fluido durante el descorche. Sobre la base de ese trabajo, el equipo descubrió que una sucesión de ondas de choque normales y oblicuas se combina para formar "diamantes de choque", patrones de anillos que normalmente se ven en las columnas de escape de los cohetes. Da como resultado que la mezcla de gases escape de la botella a velocidades supersónicas. “Nuestro artículo revela los inesperados y hermosos patrones de flujo que se esconden justo debajo de nuestras narices cada vez que se descorcha una botella de champán”, dice Liger-Belair. “¿Quién podría haber imaginado los fenómenos complejos y estéticos que se esconden detrás de una situación tan común que vive cualquiera de nosotros?” Levantaremos una copa por eso.
La física de la hamburguesa perfecta
¿Cuál es la forma más eficaz de asar una hamburguesa o un bistec? ¿Voltear la carne una o varias veces? Algunos chefs piensan que debe voltear solo una vez, ya que hacerlo varias veces significará menos dorado y, por lo tanto, menos sabor. Otros, sin embargo, afirman que voltear regularmente da como resultado una cocción más uniforme y también es aproximadamente un 30% más rápido, dado que cada superficie de la carne está expuesta al calor de manera relativamente uniforme y tiene menos tiempo para enfriarse. El matemático Jean-Luc Thiffeault de la Universidad de Wisconsin en los EE. UU. creó un modelo "simple" para demostrar este rápido tiempo de cocción de la carne volteada. Asumiendo que una hamburguesa es una losa delgada infinita y tiene propiedades térmicas simétricas, es decir, las mismas en la parte superior e inferior, utilizó una ecuación de calor 1D para encontrar que voltear la hamburguesa una vez da como resultado un tiempo de cocción final de aproximadamente 80 segundos. Esto se aplica a cada volteo subsiguiente, de modo que 20 volteos dan como resultado una reducción del 20 % en el tiempo de cocción. Llevando el modelo de Thiffeault a su extremo matemático, una hamburguesa podría cocinarse en 63 segundos, si la volteas infinitas veces. Eso desafiaría incluso a los asadores más experimentados.
Sigue a la oveja, sígueme
¿Qué tienen en común el murmullo de los estorninos, el movimiento de los microorganismos y las paradas y arranques del tráfico en una autopista muy transitada? Todos son ejemplos de movimiento colectivo estudiados por físicos, y ahora puede agregar el rebaño de ovejas a la lista. Fernando Peruani de la Universidad de la Costa Azul en Niza, Francia, dirigió un estudio que examinó los roles que desempeñan los "líderes" y los "seguidores" en la conducción del movimiento de los rebaños de ovejas. Su equipo combinó las observaciones del rebaño con modelos matemáticos para demostrar que el movimiento colectivo de las ovejas se rige tanto por el movimiento de un animal líder como por la forma en que responden otros animales del rebaño. Peruani y su pandilla también encontraron que las ovejas individuales alternan entre líderes y seguidores de una manera aparentemente aleatoria. El equipo concluye que el movimiento colectivo de las ovejas se rige por procesos tanto jerárquicos como democráticos dentro del rebaño. Lo reúnes aquí primero.
Puede estar seguro de que el próximo año arrojará una buena cantidad de historias extravagantes del mundo de la física. ¡Te veo el próximo año!
