Lo que veis a vuestra derecha son dos
células fotovoltaicas transparentes. Me las mostraron en el Instituto de
Ciencias Fotónicas (ICFO) en Barcelona; un
impresionante centro cuyo objetivo es comprender (ciencia) y aprovechar
(tecnología) todos los aspectos relacionados con la luz que podáis imaginar.
De momento estas células fotovoltaicas
transparentes resultan menos eficientes que las convencionales, y son todavía
bastante costosas. Pero no dudéis ni un minuto que algún día dejarán de serlo,
las tendréis recubriendo vuestro coche o filtrando luz de manera inteligente en
las ventanas de los edificios, y la energía solar contribuirá a sustituir esta
salvajada de ir quemando combustibles fósiles a discreción.
De verdad; no sé decirte si esto ocurrirá
en 10, 20 o 40 años. Pero ten por seguro que en un futuro no tan lejano
explotaremos los recursos naturales de manera absolutamente sostenible,
habremos erradicado la pobreza extrema, trabajaremos muchas menos horas (esto
ya deberíamos empezar a pensarlo ya), y curaremos enfermedades que ahora generan
enorme sufrimiento. Sucederá. No pierdas la perspectiva del avance científico,
ni el impacto del cambio exponencial.
Nanopartículas
para quemar cánceres
Romain Quidant me habla de sus
nanopartículas de oro que potencialmente podrían identificar células
cancerígenas y quemarlas.
El proceso es conceptualmente sencillo: a
nanopartículas inertes (de oro por ejemplo) se les añade un anticuerpo capaz de
reconocer estructuras específicas de las membranas de células cancerígenas, de
manera que al distribuirse por el organismo se enganchen sólo a ellas. Pero
estas nanopartículas llevarán algo más: “algo” que reaccione y las caliente
mucho cuando les llegue una luz (radiación) determinada.
Resumiendo, el concepto es así de simple:
se inyectan las nanopartículas al torrente sanguíneo, al cabo de un tiempo
quedan enganchadas sólo a las células cancerígenas, y enviándoles radiación
podremos hacer que se calienten hasta destruirlas.
Obvio que además de limitaciones técnicas
habrá preocupación por su toxicidad, pero Quidant dice que no serán más tóxicas
que la agresiva y contradictoriamente tan asumida quimioterapia. Y no es
ciencia ficción; su grupo del ICFO ya ha diseñado nanopartículas, están
trabajando con modelos animales y oncólogos de Barcelona, y explica que una
experta de Texas ha empezado estudios clínicos con humanos. Comenta que la
nanomedicina (enviar cosas a sitios del cuerpo para que realicen funciones
específicas) está avanzando mucho, pero que no todo se publica en revistas
científicas por los asuntos de propiedad intelectual y patentes que conlleva.
La
lenta Europa intenta recuperar terreno en el grafeno
Algo parecido ocurre con el grafeno. El
holandés Frank Koppens es uno de los grandes líderes del momento en este
asombroso material que permite construir capas tremendamente resistentes (un
elefante sobre una aguja de grafeno no la rompería), súper-conductoras, y al
mismo tiempo ligerísimas y finísimas de sólo un átomo de grosor. Las
propiedades de los materiales bidimensionales como el espectacular grafeno son
únicas, y sus posibles aplicaciones en baterías, técnicas de imagen, salud,
energía, estructuras ligeras y resistentes, detectores, pantallas, y todo tipo
de aparatejos electrónicos, interminables. Es parte del futuro.
La Comunidad Europea ha diseñado una hoja de ruta y dedicado 1000
millones de euros a su estudio, quizás por darse cuenta que a pesar de
ser descubierto en Europa y empezado a desarrollar por investigadores
europeos, en estos momentos en cuanto a patentes está muy por detrás de
EEUU o Asia.
“Asia and US have many more
patents. Actually, it’s embarrassing” (vergonzante)
dice Frank. “I think it’s a matter of
mentality”, responde cuando le pregunto porqué Europa se quedó atrás.
Científicos españoles tan reivindicativos de la investigación básica, tomad
nota también de esto. Para generar verdadero valor en la ciencia debemos
recorrer el camino completo, empezando evidentemente por el principio, pero
avanzando hasta el final.
La
bomba atómica desde dentro de Los Álamos
Seguro que el grafeno tendrá aplicaciones
militares también. No olvidemos que el presupuesto de investigación científica
del departamento de defensa estadounidense (DARPA) es mayor que el de la NASA,
el National Institutes of Health (NIH) y la National Science Foundation (NSF)
juntos.
De hecho mi visita al ICFO coincidió con
una charla del premio Nobel de Física Roy Glauber, quien hace más de 60 años
trabajó en Los Álamos en el proyecto Manhattan que generó la bomba atómica. Glauber
explicó que unos años antes, físicos teóricos haciendo ciencia básica
totalmente inocente habían descubierto que los átomos de Uranio desprendían
bastante energía al fisionarse. Vieron luego que si se les bombardeaba con
átomos de Bario lo hacían con mayor facilidad, y que curiosamente había un
isótopo del Uranio (el U235) que era menos abundante pero podía
fisionarse todavía más fácilmente con neutrones. Además, también descubrieron
que al desintegrarse el propio U235 liberaba neutrones que –en caso
de estar muy concentrado- podían empezar una peculiar reacción en cadena. Todo
era muy interesante, se presentaba en conferencias científicas, salía en los
medios… hasta que de repente dejó de hacerlo y pareció caer en el olvido.
El gobierno estadounidense reclutó científicos
en absoluto secreto y construyó los laboratorios de Los Álamos que iban a
explorar las posibilidades de esta tan energética y potencialmente destructiva
reacción en cadena de fisión nuclear.
Glauber explicó que cuando le propusieron
el trabajo no le explicaron dónde sería ni de qué trataría, que los jefes
hablaban en código entre ellos, o que Niels Bohr utilizaba el nombre falso de
Nicholas Baker. Sus comentarios sobre el ciclotrón desaparecido de Harvard,
conferencias con títulos “The theory and practice of bombing”, y los relatos
sobre las personalidades de Feymann, Teller, Fermi u Oppenheimer fueron
historia viva de la ciencia. Fascinante.
Números
cuánticos para casinos virtuales
Antonio Acín estudia información
cuántica pero reconoce que los lejanos ordenadores cuánticos no son su primer
interés. Él está metido de lleno en la criptografía cuántica, viendo nuevas
maneras de codificar la información sin que ni los mejores hackers puedan interceptarla
(algo que ya
ocurrió con los primeros dispositivos comerciales).
Antonio me habla también de sensibilidad
y de detectar ondas gravitacionales gracias a fluctuaciones cuánticas, pero lo
que me resulta más curioso es la utilización de cálculos cuánticos para crear
números aleatorios. Pone como ejemplo que los programas informáticos de un
casino virtual generan números aleatorios con complejísimos algoritmos que resultan
prácticamente indetectables. Pero no es del todo imposible hackearlos. Al final
se trata de un sistema clásico guiado por reglas complejas, pero establecidas.
No son 100% aleatorios ni impredecibles.
En cambio si los números se generaran
utilizando propiedades como la indeterminación cuántica, sí serían
absolutamente aleatorios. Ya se está haciendo, y casinos, bancos, militares o
empresas podrían tener gran interés en comprar paquetes de ellos. Vender
números aleatorios, un negocio en alza ;).
Las
bacterias utilizan la cuántica mejor que nosotros
La visita termina con Niek van Hulst,
quien acaba de publicar un
Science explicando que las plantas y bacterias utilizan la coherencia
cuántica para extraer energía solar. Lo que Niek ha descubierto tiene un punto
rompedor: en coherencia cuántica un sistema formado por varios átomos se
comporta como un único sistema cuántico. Eso se ha logrado en condiciones muy
restringidas de laboratorio, pero se suponía que en la naturaleza estos
sistemas no eran estables. Pues se ve que en ciertos complejos proteínicos involucrados
en la fotosíntesis sí lo son, y además utilizan estas propiedades cuánticas
para almacenar y transportar energía de manera más eficiente. Algo a estudiar e
intentar imitar tecnológicamente, desde luego. La naturaleza demuestra que
todavía nos lleva mucha ventaja.
La
ciencia es la gran apuesta
Almorcé con Lluís Torner, el director y
alma de este fabuloso instituto de ciencias fotónicas que nada tiene que
envidiar a grandes centros de EEUU o Europa. Lluís explica que de momento a
ellos no les está afectando tanto la crisis porque cuentan con mecenazgo y gran
parte de su financiación proviene de fondos europeos. Pero a pesar de eso, se
muestra preocupadísimo por la situación de la ciencia en España. Percibe que
algunas pérdidas causadas por los recortes son irreparables. Esto no es como un
edificio que puedes detener su construcción unos meses y retomarla desde el
punto que la has dejado.
No lo dice Torner sino yo: un país que exporta
inteligencia se vuelve menos inteligente. Sin eludir la autocrítica que el
sistema de investigación español debería hacer y no hace (de puertas adentro
bien que rajan de instituciones y modelos), observar las posibilidades que nos
ofrece la ciencia y decidir quedarse al margen es lamentable. “No hay momento
malo para hacer algo bueno”, decía el ladrón de cerebros. Ayer en su discurso
presentando el plan de cambio climático Obama fue muy contundente:
¿sostenibilidad ambiental vs crecimiento económico? Esta dicotomía es falta y
propia de personajillos cortoplacistas poco visionarios. Gracias a la ciencia y
la tecnología podemos tener ambos. Si apostamos por ella, claro.
como el cateto opuesto a 
no tiene soluciones enteras positivas. Pero sabemos que para el caso n =
2 sí que las hay, de hecho hay infinitas. La proposición del libro
Arithmetica de Diofanto que inspiró esta afirmación de Fermat fue
precisamente esta, considerada como uno de los problemas más antiguos de las
matemáticas.
.
A cada terna de números enteros positivos que cumplan esta ecuación la
llamaremos terna pitagórica. Por ejemplo, (3, 4, 5) es una
terna pitagórica. Y todo triángulo que cumpla esta relación con sus tres lados
números enteros positivos se denomina triángulo pitagórico.
.
De aquí, usando el famoso producto notable diferencia de cuadrados igual a
suma por diferencia llegamos a: 
.
Como los números x, z + y, z – y son todos pares se tiene que existen
enteros positivos u, v, w tal que x = 2u, z + y = 2v, z – y =
2w. Entonces 
.
Simplificando obtenemos 
.
Además el máximo común divisor de v y w es 1, es decir, son
primos relativos, ya que un divisor común de v y w también lo
sería de y y z (ejercicio propuesto 2), lo cual es imposible
porque éstos eran primos relativos.
y 
.
Además p y q son primos relativos al serlo v y
w. Entonces:
es una terna pitagórica.
